ISI YALITIM MALZEMELERİNİN KARŞILAŞTIRMASI

Transkript

1 ISI YALITIM MALZEMELERİNİN KARŞILAŞTIRMASI Toplantıyı Düzenleyen: Polistiren Üreticileri Derneği Konuşmacı: Prof. Dr. Şükran Dilmaç

2 Isı Yalıtım Malzemelerinde, ısı yalıtımını sağlayan küçük boşluklar içine hapsedilmiş hareketsiz hava (veya başka bir gaz) dır. Gazların kondüksiyonla (atom veya moleküllerin titreşimi ile) ısı iletimleri çok düşüktür. Ancak moleküller, hareket edebilecekleri bir boşluk buldukları zaman, konveksiyonla (taşınımla) önemli ölçüde ısı iletirler. Malzemedeki boşluklar büyüdüğünde veya birbiri ile bağlantılı hale geldiğinde havanın (veya gazın), dolayısıyla da malzemenin ısı iletkenliği artar. Malzemenin su içeriği arttığı zaman malzemenin ısıl iletkenliği artar

3 HAREKETSİZ VE KURU HAVA, en ucuz, en kolay bulunan ve en çevre dostu yalıtım malzemesidir. HAVANIN HAREKETSİZ VE KURU KALMASI İÇİN homojen dağılı-küçük-kapalı gözenekler içinde kalması malzemenin su emme oranının küçük olması gerekir

4 Isı yalıtım değeri havadan daha küçük olan gazlar vardır. Ancak bunlar daha pahalıdır, zamanla hava ile yar değiģtirdikleri için malzemenin ısı iletkenliğinin zamanla artmasına (yaģlanmasına) sebep olurlar ve çevreye zararları vardır

5 Yalıtım Malzemelerinin Karşılaştırılması GENELDE BİNALARDA KULLANILAN ISI YALITIM MALZEMELERİ LİFLİ MALZEMELER Mineral Yünleri Taş yünü Cam yünü Ahşap yünü KÖPÜK MALZEMELER Polistiren Köpükler Genleştirilmiş polistiren köpük - EPS Haddeden çekilmiş polistiren köpük - XPS Poliüretan Köpük HER DERDE DEVA TEK BİR ISI YALITIM MALZEMESİ YOKTUR Kullanım yerinin özelliklerine göre seçim yapmak gerekir

6 Ülkemizde yüksek pazar payına sahip ısı yalıtım malzemeleri Mineral Yünleri (MW), EPS ve XPS dir. Mineral yünleri: Cam veya taşın eritildikten sonra lif haline getirilmesi ve bu liflerin bir arada tutulması için genellikle polimer bağlayıcıların kullanıldığı, açık gözenekli ısı yalıtım malzemesidir

7 EPS: Expanded Polistiren Sert Köpük (EPS-Genleştirilmiş Polistiren Sert Köpük), petrolden elde edilen ve taneciklerin şişirlmesi ve füzyonu (yapışması) ile köpük halinde ürünler elde edilen, termoplastik, kapalı gözenekli, tipik olarak beyaz renkli ısı yalıtım malzemesidir. Günümüzde ısıl ışınları yansıtarak ısıl iletkenliğin azaltıldığı gri tonlarındaki ürünler de mevcuttur

8 XPS: Extruded Polistiren Sert Köpük (Haddeden Çekilmiş Polistiren Sert Köpük), petrolden elde edilen ve yumuşatılmış hammaddenin içine ilave edilen şişirici gaz ile köpük haline getirilen, termoplastik, kapalı gözenekli, renkli ısı yalıtım malzemesidir

9 EPS, XPS ve MW nin bazı önemli teknik özellikleri ile ilgili karşılaştırma özeti her ürüne ait EN normları (Avrupa Normları) ve diğer uluslar arası kaynaklar esas alınarak verilmiştir. ISIL ĠLETKENLĠK: EPS in ısı iletkenliği yoğunluğuna bağlıdır. Yoğunluk arttıkça ısı iletkenliği azalır. EPS in ısı iletkenliği, yoğunluğun kg/m 3 arasında değerler alması halinde, W/mK ile W/mK arasında değerler alır ve kullanım ömrü boyunca sabit kalır. Üretimde kullanılan şişirici gaz pentan dır. Pentan, üretimi takip eden saatler içinde havayla yer değiştirir

10 Isı İletkenliği, (w/mk) Isı yalıtım malzemelerinin karşılaştırması Yoğunluk kg/m 3 EPS in ısı iletkenliğinin yoğunlukla değişimi (EN 13163)

11 ISIL ĠLETKENLĠK: XPS in üretiminde farklı şişirici gazlar kullanılabilir ve bu gazların hava ile yer değişimi uzun süreler alır. Dolayısı ile XPS in ısı iletkenliğini belirleyen faktör, kullanılan şişirici gazın ısıl iletkenliği ve bu gazın hava ile yer değiştirme süresidir. Bu gazların hava ile yer değiştirmesi sonucu, zamanla ürünün ısı iletkenliği artar. Yaşlanma görülür. XPS in ısı iletkenliği için farklı kaynaklarda, şişirici gaza bağlı olarak, W/mK ile W/mK arasında değerler verilmektedir. Düşük ısı iletkenliği veren şişirci gazlar Ozon a zarar verdikleri için ve/veya küresel ısınmaya önemli katkıları olduğu için, bu gazların kullanımları Avrupa Birliğinde yasaklanmıştır. CO 2 kullanılması halinde yaşlanma görülmez fakat ısıl iletkenlik yüksektir

12 ISIL ĠLETKENLĠK: Mineral yünleri (Camyünü ve taşyünü) nün ısı iletkenlikleri de W/mK mertebesindedir. Ancak, mineral yünleri genellikle, daha düşük basınç dayanımı ve özel işlem görmedikleri takdirde açık gözenekleri sebebiyle yüksek su emme gösterirler. Yapıda mineral yünlerinin ıslanması veya yük altında kalınlığında önemli azalmaların olması halinde, kullanım sırasındaki ısıl dirençlerinde büyük azalmalar meydana gelir

13 BASINÇ DAYANIMI: Mineral yünleri nin %10 deformasyondaki basınç gerilmesi/ dayanımı EN de kpa; EPS in %10 deformasyondaki basınç gerilmesi/dayanımı EN 13163de kpa; XPS in %10 deformasyondaki basınç gerilmesi/dayanımı EN de > kpa olarak verilmektedir

14 EĞME DAYANIMI: Mineral yünleri nin eğme dayanımı EN de kpa; EPS in eğme dayanımı EN de kpa; XPS in eğme dayanımı EN de kpa

15 DĠNAMĠK RĠJĠTLĠK: Ürünün esneme kabiliyetini gösteren dinamik rijitliğinin küçük olması gerekir. Bu durumda ısı yalıtımının yanında özellikle darbe sesi yalıtımı da aynı malzeme ile gerçekleştirilebilir. XPS esneme kabiliyeti olmayan bir malzemedir, dolayısıyla EN normunda dinamik rijitliğin ölçülmesine gerek duyulmamıştır. EPS 5 MN/m 3 50 MN/m 3 Mineral Yünleri 1 MN/m 3 lük aralıklarla beyan edilmesi gerekir. Sınır değerler verilmemiş

16 SU BUHARI DĠFÜZYON DĠRENÇ FAKTÖRÜ ( ) : EPS in su buharı direnci, yoğunluğuna bağlı olarak geniş bir aralıkta değişebilir ( =20-100). XPS in su buharı direnci, genellikle yüksektir ( =50-300). Mineral yünleri nin su buharı direnci cok düşüktür, havaya eşdeğerdir( =1). Dışardan yalıtım uygulamalarında ısı yalıtım malzemesinin su buharı direnci düşük, içerden yalıtım uygulamalarında yüksek olmalıdır. EPS in buhar direnci yoğunlukla istenilen aralıklarda değişebildiği için, hem dışardan ve hem içerden ısı yalıtım uygulamaları için uygun seçenekleri sunmaktadır. XPS in direnci genelde yüksek olduğundan dışardan yalıtım uygulamaları için uygun değildir; Mineral Yünlerinin buhar direnci ise genelde çok düşük olduğundan içerden yalıtım uygulamaları için uygun değildir

17 SU EMME DURUMU: Mineral Yünleri, açık gözenekleri sebebiyle, özel olarak tedbir alınmaz ise, su emmeleri çok yüksek malzemelerdir. Kapalı gözenekleri sebebiyle EPS ve XPS in su emmeleri küçüktür. Isı yalıtım malzemesi Mineral yünler (EN13162) EPS (EN 13163) XPS (EN 13164) Hacimce su emme oranı (%) sadece kısmi daldırma ile deney yapılıyor. Kısmi daldırma ile uzun süreli su emme değeri 3kg/m

18 SU EMME DURUMU: Mineral Yünleri, açık gözenekleri sebebiyle, özel olarak tedbir alınmaz ise, su emmeleri çok yüksek malzemelerdir. Kapalı gözenekleri sebebiyle EPS ve XPS in su emmeleri küçüktür. Isı yalıtım malzemesi Mineral yünler (EN13162) EPS (EN 13163) Hacimce su emme oranı Sadece kısmi daldırma ile deney yapılıyor. Kısmi daldırma ile uzun süreli su emme değeri 3kg/m 2 Kısmi daldırma ile uzun süreli su emme değeri 0.5 kg/m 2 Tam daldırma ile uzun süreli su emme değeri %1- %5 XPS (EN 13164) Tam daldırma ile uzun süreli su emme değeri %0.7 - %

19 Piyasadan geliģigüzel alınmıģ numuneler üzerinde IS ye göre yapılan su emme deneyi sonuçları Isı yalıtım malzemesi Mineral yünler - taş yünü cam yünü EPS XPS Hacimce su emme oranı (%)

20 EPS numuneler üzerinde Trakya Üniversitesi Çorlu Mühendislik Fakültesi nde ve Nova Chemicals Technology Europe da gerçekleştirilen su emme deney sonuçları Standard EN (7 günlük) EN (7 günlük) TS 4502 ve ISO 2896 (20x20x5 cm) TS 4502 ve ISO 2896 (20x20x5 cm) TS 4502 ve ISO 2896 (20x20x5 cm) Yoğunluk, kg/m Hacimce su emme oranı, %

21 YANICILIK DURUMU: Mineral yünlerinin ana maddesi olan cam ve taş lifleri yanmaz. Ancak bu lifleri bir arada tutmak ve sert levha üretmek için katılan polimer bağlayıcı yanıcıdır. Mineral yünlerinin yangın karşısındaki davranışı, polimer bağlayıcının miktarı ile yakından ilgilidir. EPS ve XPS in binalarda B1 sınıfı alev yürütmeyen tiplerinin kullanılması uygundur

22 SIVA ĠLE ADERANS: Mineral yünlerinin, EPS in ve XPS in geleneksel çimento sıva ile aderansı zayıftır. Çimento bazlı sıvalarda mutlaka polimer katkı kullanılması gerekir. Alçı sıva ile aderansları ise iyidir

23 YAġLANMA Mineral yünlerinde ve EPS de yaşlanma görülmez. XPS in HCFC lerle şişirilmiş olan ürünlerinde ısıl iletkenlikte yaşlanma (zamanla ısıl iletkenlik değerinde artış) görülür. CO 2 ile şişirilenlerde yaşlanma görülmez fakat bu ürünlerin ısıl iletkenlikleri diğer HCFC lerle şişirilmiş XPS lerden daha yüksektir

24 FĠYAT DURUMU: KarĢılaĢtırılan malzemeler arasında en ekonomik olan malzeme EPS dir. EPS, değiģik yoğunluklarda üretilebilmesi ve yoğunluk değiģimi ile teknik özelliklerinin istenilen aralıklarda değiģtirilebilmesi sonucu, diğer malzemelerle aynı ısıl performansı malzeme israfına sebep olmadan en ekonomik Ģekilde sunar

25 AHŞAP YÜNÜ Geleneksel çimento sıva ile aderansı iyidir. Isı iletkenlikleri 0.09 W/mK mertebelerindedir. Isı yalıtım malzemesi olarak yüksektir. Bu sebeple, tek başlarına kullanılmaktan ziyade, günümüzde, EPS veya taş yünü ile oluşturulmuş kompozit elemanlar halinde kullanılmaktadır

26 POLİÜRETAN KÖPÜKLER Açık veya kapalı gözenekli üretilebilirler. Levha halinde satıldıkları gibi, şantiyede köpük halinde istenilen formda uygulanabilirler. Metaller ile aderansları yüksektir. Geleneksel sıva ile aderansları zayıftır. Yanıcı malzemelerdir. Dürabiliteleri?

27 Mineral yünü satın alırken su emme değeri belirlenmeli. Bağlayıcısının suda çözünebildiği, liflerin değil ama bağlayıcısının yanıcı olduğu, boyut sabitliğinin (özellikle yük altında kalınlık değişimi) önemli olduğu ve açık gözenekli bir malzeme olduğu hatırlanmalı. XPS alırken şişirici gaz bilinmeli. Özellikle ısı iletkenliği üzerinde, kullanılan şişirici gazın, zamanın ve yüzeylerdeki zırhın (ince kaygan tabaka) etkisi olduğu hatırlanmalı. EPS alırken yoğunluk ve tanelerin kaynaşma şekli incelenmeli (taneler arada boşluk kalmayacak şekilde çokgen-balpeteği yapı göstermeli). Dışardan yalıtım uygulamalarında, gerekli dinlendirme sürelerinin gerçekleştiğine dikkat edilmeli

28 Isı yalıtım malzemesi seçerken: Isı iletkenliği Mekanik özellikleri Hacimce su emme değeri Buhar geçirgenlik direnci Fayda/Maliyet karşılaştırması ve gerekiyorsa, Ses yalıtım kabiliyeti Özellikle kaplamasız kullanılacaksa, Yanıcılık özelliği birlikte incelenmelidir

29 ISI YALITIMI = Daha iyi konfor şartları + Temiz Hava + Enerji (Yakıt) Tasarrufu + Döviz kazancı + Düşük yakıt faturası + Bina sakinlerinin bütçesinde ve ülke ekonomisinde iyileşme + Kalkınma ISI YALITIMI, bina sakini için daha iyi konfor şartları ve daha düşük yakıt masrafı anlamına gelirken, sağladığı yakıt ve enerji tasarrufu ile ülke genelinde de temiz hava, döviz kazancı ve kalkınma anlamına gelmektedir

30 Ancak bu şemanın kusursuz işleyebilmesi için ısı yalıtım malzemesinin üretilirken çevreyi kirletmemesi, fazla enerji tüketmemesi ve ekonomik olması gerekir. Eğer, ısı yalıtım malzemesi üretilirken ozon tabakasına zarar veriyorsa, küresel ısınmaya sebep oluyorsa, bu malzeme ile gerçekleştirilen ısı yalıtımının çevreye olumlu etkisinden bahsetmek mümkün olmaz. Eğer ısı yalıtım malzemesi üretilirken, ısı yalıtımı uygulaması ile sağlanacak enerji tasarrufuna eģdeğer veya daha fazla enerji tüketiyorsa, ısı yalıtımının getireceği enerji tasarrufundan ve ülke kalkınmasından bahsetmek de mümkün olmaz. Eğer ısı yalıtım malzemesi pahalı ise, ısı yalıtım uygulamasının geri ödeme süresi uzayacak ve tüketiciye olan ekonomik katkısı da azalacaktır

31 Geriye sadece sağlayacağı daha iyi konfor şartları kalır. Ancak daha iyi konfor şartlarını, ozon tabakasına zarar vermeyen, geri dönüşümü olan, çevre dostu, üretimi sırasında büyük miktarlarda enerji tüketilmesi gerekmeyen ve pahalı olmayan bir ısı yalıtım malzemesi ile sağlamak tartışmasız daha akılca bir çözüm olacaktır