Binalarda Isı Yalıtımı ile Güneş Kontrolünün Önemi Dünyamızda milyarlarca yıl boyunca oluşan fosil yakıt rezervleri; endüstri devriminin sonucu olarak özellikle 19.uncu yüzyılın ikinci yarısından itibaren insanlık tarihi boyunca tüketilmediği kadar aşırı tüketilmeye başlanmıştır. Bu tüketim hem çevre kirliliğine hem de fosil yakıtların yanması sonucu atmosfere salınan CO 2 ve diğer gazların sera etkisi yaratması sonucu dünya ikliminin değişmeye başlamasına neden olmuştur. Bu soruna çözüm; doğalgaz, kömür ve petrol gibi fosil yakıtlardan uzaklaşılarak yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelmek, ama aynı zamanda günden güne eksilen fosil yakıt rezervlerini verimli kullanmaktır. Enerjinin verimli kullanılması başka ülkelere bağımlı olmamak bakımından da önemlidir. Çünkü bütün dünyada katlanarak artan enerji ihtiyacı ile birlikte enerji tüketim maliyetleri de yükselmektedir. Özetle, sınırlı miktardaki fosil yakıtları tasarruflu kullanmak ve çevre kirliliğine neden olmamak gelecek yılların ana gündemini oluşturacaktır. Bu kriterler yerine getirilirken yaşam konforundan ödün vermemek diğer önemli konudur. Türkiye de, binalarda tüketilen enerjinin maliyeti yılda yaklaşık 10 milyar $ dır. Isı yalıtımı yapılarak ısıtma ve soğutma giderlerinden sağlanacak tasarrufla bu bedel yarıya indirilebilmektedir. Binalardaki ısı kayıplarının %30 u pencerelerden gerçekleşmektedir. Dolayısıyla Türkiye de mevcut tüm konutlarda yalıtımlı camlar kullanılarak sağlanacak bireysel tasarruflarla ülke genelinde her yıl yaklaşık 2 milyar $ tasarruf sağlama imkanı mevcuttur. Isı Yalıtımı Isı yalıtımının amacı, bina ısısının dışa kaçışını yavaşlatarak ısıtma enerjisi tüketimini azaltmaktır. Isı yalıtımının sağlanmasına yönelik olarak cam sektöründeki teknolojik gelişmeler iki yönde gerçekleşmiştir: 1. Yalıtım camı ünitesi kullanımı 2. Kaplamalı cam içeren yalıtım camı ünitelerinin kullanımı Pencerelerde tek cam yerine yalıtım camı ünitesi kullanılması durumunda ısı kayıpları yarı yarıya azalmaktadır. Yalıtım camı ünitesinde yalıtımı sağlayan, iki cam plaka arasındaki hava boşluğudur. Geniş ara boşluklu (12 veya 16 mm) yalıtım camı ünitelerinin kullanımı ve iki cam arasındaki boşluğa hava yerine argon gazının doldurulması, ünitenin ısı yalıtım özelliğini iyileştirir. 1
Daha etkin enerji tasarrufu sağlamak amacıyla cam teknolojisinde yapılan yoğun çalışmalar sonucu kaplamalı camlar geliştirilmiştir. Kaplamalı camlar, esas itibarıyla cam yüzeyinin çok ince bir metal veya metal oksit tabakası ile kaplanmasını içermektedir. Oda içindeki ısıyı bir kalkan gibi oda içine geri döndüren bu özel camların kullanıldığı yalıtım camı üniteleri, ısı yalıtımını ve dolayısıyla enerji tasarrufunu en etkili şekilde sağlamaktadır. Tek camdan üç kat daha iyi ısı yalıtımı sağlayan ve görüntüde standart camdan farkı olmayan Low-E ısı kontrol kaplamalı yalıtım camı üniteleri, kışın daha iyi ısınmak isteyenler için ideal çözümü oluşturmaktadır. Tek camın ısı geçirgenlik kat sayısı ortalama. 5,8 W/m 2 K olarak kabul edilebilir. ; Cam kalınlığının ısı yalıtımına katkısı ihmal edilebilecek kadar azdır. Yüksek U kat sayısı kötü ısı kontrolü, düşük U kat sayısı ise iyi ısı kontrolü demektir. Standart Yalıtım Camı Üniteleri ile Low-E Kaplamalı Yalıtım Camı Ünitelerinin Isı Geçirgenlik Değerlerinin Kıyaslanması : 1. Standart Yalıtım Camı Ünitesi yalıtım camı ünitesi ara boşluk genişliklerine bağlı ısı geçirgenlik katsayıları Hava veya gaz dolgu 6 mm hava dolgulu U=3,3 W/m²K 9 mm hava dolgulu U=3,1 W/m²K 12 mm hava dolgulu U=2,8 W/m²K DIŞ Şekil 1 İÇ 16 mm hava dolgulu U=2,7 W/m²K 2
2. Low-E Isı Kontrol Kaplamalı Yalıtım Camı Ünitesi Konutlar ve kış şartları için geliştirilmiş, gümüş esaslı, fabrika ortamında uygulanan, renksiz, gözle görülmeyen Low-E ısı kontrol kaplaması DIŞ 11 1 22 Şekil 2 Low-E ısı kontrol kaplamalı yalıtım camı ünitesinde kaplama Türkiye genelinde kışları çok sert geçen yöreler dışında standart kullanımda ünitenin 2. yüzeyinde yer alır. Oda içi nem oranına bağlı olarak kışın çok soğuk günlerinde oda içine bakan cam yüzeylerindeki terlemeleri ve pencere önlerindeki soğuk bölge olgusunu önler. İÇ yalıtım camı ünitesi ara boşluk genişliklerine bağlı ısı geçirgenlik katsayıları Resim 1 LOW-E ISI KONTROL KAPLAMALI YALITIM CAMI ÜNİTESİ 6 mm hava dolgulu U=2,5 W/m²K 9 mm hava dolgulu U=2,1 W/m²K 12 mm hava dolgulu U=1,8 W/m²K 16 mm hava dolgulu 3. Low-E Isı ve Güneş Kontrol Kaplamalı Yalıtım Camı Ünitesi 1 2 3 4 11 2 yalıtım camı ünitesi ara boşluk genişliklerine bağlı ısı geçirgenlik katsayıları 6 mm hava dolgulu U=2,5 W/m²K Konutlar ve aynamsı 9 mm hava dolgulu U=2,0 W/m²K görüntünün istenmediği yerler için geliştirilmiş, ısı DIŞ ve güneş kontrol özelliklerini bir arada Şekil 3 İÇ 12 mm hava dolgulu U=1,7 W/m²K 16 mm hava dolgulu U=1,4 W/m²K barındıran kaplama 3
Low-E ısı ve güneş kontrol kaplamalı yalıtım camı ünitesi, ışıktan ödün vermeden güneş kontrolü sağlar. Yazın pencere önlerindeki sıcak, kışın ise soğuk bölge olgusunu ve oda içi nem oranına bağlı olarak kışın çok soğuk günlerinde oda içine bakan cam yüzeylerindeki terlemeleri önler. Resim 2 LOW-E ISI ve GÜNEŞ KONTROL KAPLAMALI YALITIM CAMI ÜNİTESİ Camlamanın Oda Yüzeyinde Buğulanma Olasılığının Araştırılması Oda İçi Bağıl Nem: % 50 İç Hava Sıcaklığı: 20 0 C Buğulanma Başlangıcı Dış Hava Sıcaklığı A Tek cam (U=5,8 W/m²K) B Std.Yalıtım Camı Ünitesi (U=2,8 W/m²K) C Low-E Kaplamalı Yalıtım Camı Ünitesi (U=1,8 W/m²K) D Low-E Kaplamalı Yalıtım Camı Ünitesi (U=1,5 W/m²K) argon dolgu +5 0 C - 10 0 C -30 0 C -45 0 C Not: Yukarıdaki değerler 6 mm kalınlığında dış cam+12 mm ara boşluk+ 6 mm kalınlığında iç cam düzeninde oluşturulmuş yalıtım camı üniteleri için verilmiştir. Güneş Kontrolü Kaplamalı camlarla ısı yalıtımının yanı sıra, güneş kontrolü de sağlanabilmektedir. Kış aylarında bina ısısının dışarıya kaçışı yavaşlatılırken, yazın da güneş enerjisinin bina içine girişi azaltılmakta, böylece iç ortamın ısınması geciktirilmektedir. Bu türdeki kaplamalı camlarla oluşturulan yalıtım camı ünitelerinin kullanımıyla, kışın ısıtma giderlerinden, yazın ise klima kullanılan ortamlarda elektrik giderlerinden tasarruf sağlanmaktadır. Türkiye, dört mevsimi de yaşayan bir iklime sahip olduğundan hem kış, hem de yaz şartlarının geçerli olduğu birçok bölgede, enerji verimliliği ile yaşam konforunu optimum dengeleyen cam çözümleri gereklidir. Güneş kontrol camları ile Low-E ısı kontrol kaplamalarının birlikte kullanıldığı yalıtım camı üniteleri veya güneş ve ısı kontrol özelliklerini tek bir kaplamada toplayan ünitelerle bu ihtiyaca yönelik çözüm sağlanabilir. 4
Özellikle Akdeniz ve Ege kıyıları gibi yaz mevsiminin uzun ve sıcak olduğu bölgelerde konutlar ve iş yerlerinde klima kullanımı çok yaygın olduğundan buralarda pencerelere takılacak güneş kontrol camları soğutma enerjisi tüketimini düşürecek, aynı zamanda ülke düzeyinde enerji tasarrufuna katkı sağlayacaktır. Güneş kontrolünde, güneş enerjisi toplam geçirgenlik yüzdesi belirleyicidir. Bu değer 30 0 eğimle geldiği kabul edilen toplam güneş enerjisinin içeriye etkiyen yüzdesidir. Toplam güneş enerjisi geçirgenliğinin yüksek olması kötü güneş kontrolü, düşük olması ise iyi güneş kontrolü, yani daha verimli, rahat çalışma ve yaşama ortamı, soğutma için daha küçük çaplı bir tesisat ve daha az elektrik enerjisi demektir. Bilindiği gibi, soğutma için harcanan enerji ısıtma için harcanan enerjiden ortalama 3-4 kat daha pahalıdır. 300-2500 nm dalga boyu aralığında cam yüzeyine etkiyen toplam enerji % 100 Dışa yansıtma Soğurulan enerji Soğurulan enerjinin dışa soğuyan bölümü Direkt geçirgenlik (enerjinin doğrudan içeri giren bölümü Soğurulan enerjinin içe soğuyan bölümü Toplam Geçirgenlik Şekil 4 Camlarda etkin güneş kontrolü kaplamalı camlarla sağlanır. Güneşin görünür ve görünmez ısı enerjisini birarada engelleyen standart (ışık yansıtmalı) reflektif kaplamalı camlar giydirme cepheler için uygun çözümler sunar. Güneş ışığını geçirirken görünmeyen güneş enerjisi ısısının geçişini azaltarak seçici davranabilen yüksek ışık geçirgenlikli ve ayrıca ayna gibi parlamayan (düşük ışık yansıtmalı) güneş ve ısı kontrol kaplamalı camlar ise konutlar, gece manzaralı restoran gibi yerlerle vitrinler için kullanıma uygundur. 5
Enerjiyi verimli kullanmak için cam seçiminde dikkat edilmesi gereken hususlar Dünyada üretilen camların tanımlanması ve birbirleriyle kıyaslanabilmesi için performans tabloları ndan yararlanılır. Tablolarda camları tarif eden en önemli veriler; gün ışığı geçirgenlik toplam güneş enerjisi geçirgenlik ısı geçirgenlik değerleridir. 6