6 th International Advanced Technologies Symposium (IATS 11), 16-18 May 2011, Elazığ, Turkey Pvc Panellerin Çatı Ve Cephe Kaplama Malzemesi Olarak Kullanımının Değerlendirilmesi E.Yılmaz 1, H.Arslan 2 1 Düzce Üniversitesi, Düzce/Turkey, emrahyilmaz@duzce.edu.tr 2 Düzce Üniversitesi, Düzce/Turkey, hakanarslan@duzce.edu.tr The Evaluation of Pvc Panel Usage as Cladding and Roofing Materials Abstract In recent years, rapid changes in technology have led to serious changes in the production structure also. Traditional methods replaced by a more transparent and more durable materials and Wide-span structures. The production of new building materials and different application possibilities for these materials has revealed by this context changes. PVC roofing and cladding materials application methods that currently being used in Turkey in recent years, is were investigated by this study. In addition, PVC roofing and cladding materials, and implementation phases of the application is described and evaluated in detail during the considerations. Finally, the PVC roofing and cladding materials in comparison to other roofing and cladding materials have been analyzed. The purpose of this study, to give detailed information about PVC roof and wall materials that started to used in turkey in recently and provide an assessment tool for the selection of appropriate materials with the help of comparative analysis of similar building materials. Keywords: PVC Panel, Roofing Material, Building Material Selection S I. GİRİŞ on yıllarda teknolojideki gelişme hızı inşaat sektöründe de etkili bir şekilde görülmektedir. Gün geçtikçe yapı malzemelerinin yapım teknikleri, montajı ve modernizasyonu da bu gelişmelere paralel olarak ilerlemektedir. PVC, ilk kez 1920'li yıllarda sentezlenmiş ancak 1930'lu yıllardan sonra kullanılmaya başlanmış ve kullanımı özellikle 2. Dünya Savaşı yıllarında artmış; son 20-30 yıllık süreçte ise en yaygın kullanılan polimer türlerinden biri olmuştur. PVC nin Türkiye de üretilmeye ve özellikle yapı sektöründe uygulanmaya başlanması yaklaşık 30 yıllık bir geçmişe sahiptir. Özellikle PVC kapı ve pencere sistemleri 1980'li yıllarda Türkiye'ye girmiş ve kullanımı hızlı bir ivme kazanmıştır. Getirdiği avantajlar nedeniyle pazarını hızla geliştiren PVC ürünlerinde, yatırımların talebe paralel olarak arttığı gözlenmektedir. [2] Türkiye de PVC nin yapı sektöründe bu tür bir yaygınlığa ulaşması çatı ve cephe paneli olarak da kullanım olanaklarına olan ilgiyi artırmaya başlamıştır. Türkiye de şu an itibariyle yalnızca 1 firma PVC Çatı ve Cephe paneli üretmekte ve uygulamaktadır. Bu nedenle yapı sektöründe yeni kullanılmaya başlayan PVC çatı ve cephe kaplama malzemelerinin özelliklerinin bilinmesi ve seçim ölçütlerinin belirlenmesi son derece önemlidir. PVC çatı ve cephe paneli seçiminde; montaj kolaylığı, yangın korunumu, PVC malzeme özellikleri, renk özellikleri, yük taşıma özellikleri, depolama, ısı, su, ses, nem geçirmezlik ve korozyon gibi yapı fiziği özellikleri ile istenilen yapım sistemine uygun detay çözümleri sağlanıp sağlanmadığı gibi faktörler belirleyici olmaktadır. II. PVC PANELLERİN ÖZELLİKLERİ VE YAPIDA KULLANIM ALANLARI Çatı ve cepheler için kullanılan saclar ve PVC ler değişik hat, aralık ve desenlerde özel olarak şekillendirilirler. Genel olarak yalıtımlı çatı panellerinde desen seçeneği alt sac ve PVC için geçerli olup trapez veya tırtıl desenli olabilir. Yalıtımlı cephe panellerinde ise trapez, tırtıl ve fuga gibi farklı desen seçeneği de kullanılmaktadır. Çatı panellerinden farklı olarak cephe panellerinde ise alt ve üst sac ve PVC ayrı ayrı şekillendirilebilir ve farklı desen birleşimlerinde paneller üretilebilmektedir. Desenler üretici firmalara göre değişebilmekte ve farklılıklar gösterebilmektedir. [5] PVC Paneller, belirli oranlarda karıştırılan hammadde ön ısıl işlemlere tabi tutup soğutulmakta ve siloya gönderilmektedir. Silodaki malzemeye ise ekstrüzyon yöntemi uygulanarak istenilen şekil verilmek üzere kalıptan geçirilmektedir. Çekici vasıtasıyla kalıptan geçirilmiş malzemeye kademeli olarak soğutma işlemi de (vakum ve su yardımıyla) uygulanarak istenilen forma getirilmektedir. Son olarak da PVC paneller devirme sehpasında istenilen boy ve sayıda kesilerek konulmakta ve sevke hazır hale getirilmektedir. PVC düşük maliyet, çeşitlilik ve performans değerleri sayesinde tercih edilen bir yapı malzemesidir. Kuvvetli, dayanıklı, aşınma ve neme karşı korunaklı, paslanmaz, elektrik akımını geçirmez ve yangına karşı olan direnci nedeniyle de tercih edilmektedir. Klor içermesi nedeni ile PVC paneller temel özellikleri gereği doğrudan alev etkisinden uzaklaştığı zaman kendiliğinden sönmektedir. PVC panellerinin kimyasal yapılarından dolayı sahip olduğu klor atomları ile karbon atomları bağlanarak oksidatif reaksiyonlara oldukça dirençli hale gelmektedir. PVC nin polar gruba sahip 247
E. Yılmaz, H. Arslan olması renklendirme, baskı ve adezyon kuvveti gibi özelliklerin uygulanmasına kolaylık sağlamaktadır.[2] Kimyasal maddelere ve UV radyasyonuna çok dayanıklıdır. 70 C sıcaklıkta deformasyona uğramaya başlamaktadırlar. Bu nedenle sadece sıcak hava üfleyen aparatlarla veya solvent esaslı yapıştırıcılarla uygulanmalıdırlar. PVC uzun yıllardan beridir kullanıldığından yapı sektöründe uygulama konusunda yeterli tecrübe oluşmuş ve standartlaşmış kaliteli ürünler ortaya çıkmıştır. Her türlü çatıda, yer altı sularına karşı temel detaylarında, içme ve kullanma suyu depolarında, tünellerde, yüzme havuzlarında, göl ve göletlerde, kanallarda kullanılabilmektedirler. Bu nedenle PVC nin uygulama alanları oldukça geniştir ve uygulanması da son derece kolaydır. [6] Çatılarda ve Cephelerde kullanımlarına göre PCV panelleri PVC Trapez Panel ve PVC Hava Kanallı Panel olarak iki şekilde sınıflandırabiliriz. A-) PVC Trapez Panel Faydalı alanı 100 cm olarak belirlenen trapez panelin kalınlığı 1,8 mm yi bulabilmektedir. PVC ler kullanılacağı alana göre sağlamlık ve esneklik sağlayabilmesi için trapez panel hadvelerden oluşmaktadır. Bu hadveler ortalama kullanışlı genişliği 33,4 mm yüksekliği ise 23,5 mm olarak düzenlenmektedir. (Şekil 1) seviyelerine ulaşılarak aydınlatmada kullanılabilinmektedir. Kapalı bir alanın aydınlatılmasında gerekli olan şeffaf panel sayısı 1/7 olarak hesaplanabilmekte ve böylelikle gündüz kapalı alanın aydınlatılmasını sağlayabilmektedir. Isı geçirgenlik değeri 3,8 w/m²k gibi yüksek bir değere sahip olduğundan seralarda kullanılır(resim 1). Resim 1: Serada kullanılan PVC trapez şeffaf paneller PVC Trapez Şeffaf Panel içeri aldığı ışık miktarına göre yetiştirilen ürünün yaklaşık olarak 1 ay gibi erken sürede elde edilmesini sağlayabilmektedir. B-) PVC Hava Kanallı Panel Faydalı alanı 100 cm olarak belirlenebilen hava kanallı panelin kalınlığı 40 mm ve içerisi boş olarak üretilebilmektedir. Şekil 1: Trapez Panel Teknik Özellikleri [2] PVC Trapez Paneller diğer kompozit panellere kıyasla daha hafif olduklarından nakliyeleri oldukça kolaydır ve şantiye içerisinde de rahatlıkla taşınabilmektedir. Deneysel gözlemlerde DIN4102 ye göre ( Fire Behavior of building Metarials and Building component Part 2) B1 sınıfı zor yanan malzeme özelliğini göstermektedir. PVC Trapez Paneller polar gruba dâhil olmalarından dolayı istenilen renklerde üretilmektedir. PVC Trapez Şeffaf Panel Işık geçirgen çatı örtü malzemesi olarak kullanılan PVC, polivinilklorür polimerlerinin sıkıştırılması ya da basınç altında ısıtılmasıyla ince film tabakaları haline getirilmesi sonucunda oluşan termoplastik bir malzemedir. Işık geçirgenliği polikarbonat ve akriliklere göre düşük olan PVC ler düz, ondüle ve trapez kesitli olarak üretilmektedir. PVC lerin çarpmaya karşı dayanımları cama ve akriliğe oranla daha iyi olup polikarbonatlara göre daha kötü özellik göstermektedirler. [3] PVC Trapez Panellerle aynı özelliklere sahip şeffaf paneller ışık geçirgenliği bakımından kullanılan alanda aydınlatmayı sağlamaktadırlar. Hafif olması bakımından nakliyesi oldukça kolaydır ve şantiyede de rahat taşınmaktadır. İsteğe göre 2-15 m arasında üretilebilmektedir. Genellikle PVC Trapez Paneller ile birlikte kullanılmaktadırlar. Işık geçirgenliği % 85 Şekil 2: Hava Kanallı Panel Teknik Özellikleri [1] Kullanılacağı alana göre sağlamlığını ve kırılmadan esnemesini sağlayabilmesi için PVC Trapez panel hadvelerden oluşmaktadır. Bu hadveler ortalama kullanışlı yüksekliği 80 mm olarak bilinmektedir. Her 30 mm de bir hadve koyularak malzemenin sağlam olması sağlanmaktadır. PVC Hava Kanallı Paneller diğer kompozit panellere kıyasla daha hafif olduklarından, nakliye ve şantiyede rahat taşınmaktadır. Deneysel gözlemlerde DIN4102 ye göre ( Fire Behavior of building Metarials and Building component Part 2) PVC dünyada ilk keşfedilen polimer zincirinde klor atomu taşıyan ender termoplastiklerden birisidir. Klor içermesi nedeni ile PVC'nin alev alma sıcaklığı yüksektir, alev tutuştuğunda kendiliğinden hemen sönmektedir.[2] B1 sınıfı zor yanan malzeme özelliği göstermektedir. İçerisinde dolgu malzemesi bulunmadığından hafif bir yapıya sahiptir. 80 C ve -60 C sıcaklıkları arasında işlevini yerine getirebilmektedir. PVC Hava Kanallı Panellerin polar gruba sahip olmasından dolayı istenilen renklerde üretilmektedir. Çatı ve Cephelerde kullanım kolaylığı sağlamaktadır. PVC Hava Kanallı Şeffaf Panel PVC Hava Kanallı Panelle aynı özelliklere sahip şeffaf 248
Pvc Panellerin Çatı Ve Cephe Kaplama Malzemesi Olarak paneller % 78 ışık geçirgenliğine sahiptir. Bu özelliği ile kullanıldığı alanlarda gündüz aydınlatma görevi üstlenirler. 40 mm kalınlığa sahip olan PVC hava kanallı şeffaf panel ısı geçirgenlik katsayı 1.7 w/m²k değerindedir. Ses yalıtım değeri 22 desibeldir. Bu özelliği bakımından cephe kaplamalarında daha yoğun kullanıldığı görülmektedir. İsteğe göre 2-15 m arasında üretilebilmektedir. Şeffaf panelin içi boş olduğundan dolayı montajı kolaydır ve hafiftir. aşık aralığı için 6kg/m² dir. Panel ağırlıkları ortalama3.5 kg/m² dir. Bu tür çatı panelleri % 25 eğimin altında kullanılması tavsiye edilmemektedir. PVC Hava Kanallı Panellerin taşıdıkları yayılı yük ise, aşık arasındaki mesafeye göre; 1 metre aşık aralığı için 250kg/m² dir. Panel ağırlıkları ortalama 6.700 kg/m² dir. Bu tür çatı panelleri % 25eğimin altında kullanılmamalıdır. Ülkemizde çatı elemanı olarak genellikle PVC trapez paneller kullanılmaktadır (Resim 2). Tablo 1: PVC çatı ve cephe kaplama malzemeleri ile diğer çatı ve cephe kaplama malzemelerinin karşılaştırılması [1] PVC Hava Kanallı EPS Yalıtımlı Poliüretan Yalıtımlı Panel Kalınlığı U Değeri (W/m²K) Yangın Dayanımı Ses Yalıtımı (db) 40mm 0,029(W/m²K) B1 22 40mm 0,021(W/m²K) A1-40mm 0,018(W/m²K) B2 - III. PVC PANELLERİN YAPIDA UYGULANIŞI Türkiye de yapıların dış cephelerinin boyanması ve bakımı oldukça maliyet gerektiren bir uygulamadır. Bu uygulamalara her yıl bakım ve onarım yapılması eklendiğinde, maliyetler çok yüksek boyutlara ulaşmaktadır. Bu nedenle, dış cepheye uygulanacak bir boya veya kaplamanın öncelikle dış hava koşullarının ısı değişimlerine, rüzgarın yıpratıcı etkisine, sıva çatlaklarını köprüleme direncine ve en önemlisi de yalılara en büyük zararı veren neme karşı dayanıklı olması gerekmektedir. [2] PVC paneller geniş açıklıkların yer aldığı sanayi yapılarının çatı ve cephe kaplamalarında kullanılması amacıyla geliştirilmiş ve ilerleyen zamanla birlikte kullanım alanları genişlemiş ve bugünkü konumuna erişmiştir. PVC panel bileşenlerinin en iyi özelliklerini alarak oluşan, hafif ama dayanıklı yapı malzemeleridir. En büyük avantajı fabrikasyon bir malzeme olması, istenilen renkte üretilmesi ve hazır bir sistem olarak şantiyeye gitmesidir. Yapıların dış kabuğunu ısı ve su yalıtımlı olarak estetik bir şekilde çözen PVC paneller hızlı montaj gerektiren ve geniş açıklıkların örtülmesi gereken tüm yapılarda kullanılabilir. [6] PVC panellerin yapıda kullanım alanları; çatılar, cepheler, seralar, sanayi tesisleri, hayvancılık, gıda endüstrisi, halı sahalar ve konteynırlar şeklinde olabilmektedir. [1] A. PVC Panellerin Çatıda Uygulanması Çatılarda örtü malzemesi seçiminde binayı örtmek dışında dikkate alınması gereken pek çok etken vardır. Kullanılacak örtü malzemesinin ömrü, mukavemeti, kırılganlığı, yapım sistemine getireceği olumlu olumsuz yönler, ısı, su, ses yalıtımı, yoğuşmanın önlenmesi, montaj kolaylığı ve estetik bu etkenlerin başında gelmektedir. PVC Panelleri üreten firmalar ürün kataloglarında PVC Panellerin çatılarda istenilen bu özelliklere cevap verebilecek niteliklere sahip olduğunu belirtmektedirler. Çatıda kullanılan PVC Panel kalınlıkları 23.5 ve 40cm olarak üretilmektedir. PVC Trapez Panellerin taşıdıkları yayılı yük, aşık arasındaki mesafeye göre; 1 metre Resim 2: Çatıda kullanılan PVC trapez paneller Binanın boyutlarına göre istenilen ölçülerde kesilerek kullanılan bu paneller 16 m uzunluğa kadar üretilebilmektedirler. Çatının taşıyıcı konstrüksiyonu hazırlandıktan sonra paneller çatı yüzeyine taşınarak, her biri birbiri üzerine 5 cm binecek şekilde sement ve vida kullanılarak sabitleştirilir (Resim3). Resim 3: Çatı panelinin yerine sabitlenmesi Tüm çatı panellerle kapatıldıktan sonra mahya ile su yalıtımı sağlanmaktadır (Resim 4). Çatı kaplamada gizli vidalı çatı paneli uygulamaları da mevcuttur. Bu tür uygulamanın avantajları; paneli taşıyıcı yapım sistemine bağlayan bağlantı elemanlarının görünmezliğinin sağlanması, çatı yüzeyinde bırakılan ışıklar ile birleşim detaylarında estetik ve su geçirimsiz detayların elde edilmektedir. 249
E. Yılmaz, H. Arslan Resim 4: Mahyanın kapatılması IV. PVC PANELLERDE GÖRÜLEN UYGULAMA HATALARI Fabrikada cephe kaplaması olarak kullanılan PVC dört hadveli hava kanallı panelin gönyesiz olarak kesilmesi sonucu cephede alt saçak birleşim yerlerinde boşluklar oluşmuştur (Resim 5). Oluşan boşluklar yapı içerisine yağmur suyu ve hava girmesine neden olabilmektedir. Açıkta kalan boşluk silikon ve köpük yardımı ile kapatılıyor. Resim 7: Taşıma hatası Resim 7 ve Resim 8 de yanlış taşımadan dolayı malzemede deformasyonlar meydana gelerek ve uygulamalarda homojenliğini kaybedebilmektedir. Resim 8: Taşıma hatası Resim 5: Cephe panelinin gönyesiz kesimi sonucu oluşan boşluk Resim 9 de tavuk kümesi çatısında yanlış malzeme seçilmiştir. Seçilen malzeme kümesin içindeki sıcak hava ile dışarıdan gelen soğuk havanın etkisi ile terleme yaparak su damlacıkları oluşturmuş, terlemenin giderilmesi için boşluklara silikon köpük sıkılarak malzemenin homojen davranışı engellenmiştir. Resim 6: Paneller arası boşluk Resim 6 de cephe uygulamasında PVC panellerin yeterli oranda sıkıştırılması yapılmadığından dolayı iki panel birleşiminde boşluk oluşmuştur. Resim 9: Yanlış malzeme seçimi V. SONUÇ Gelişmiş pek çok ülkede olduğu gibi, PVC panellere gösterilen ilgi Türkiye de de giderek artmaktadır. PVC panellerin tercih edilmesinin başlıca nedenleri; yapı taşıyıcı sistemini çatıdan temele kadar hafifletmesi, yangına karşı dayanıklı olması, atmosferik ve biyolojik etkilere dayanıklı 250
Pvc Panellerin Çatı Ve Cephe Kaplama Malzemesi Olarak olması, istenen her renkte üretilebilmesi ve istenen her formun verilebilmesidir. Ayrıca montaj kolaylığı, işçilik ve zamandan tasarruf sağlaması, hafif olması, gerektiğinde sökülüp yeniden kullanılabilmesi, geri dönüşümü olması, periyodik bakım gerektirmemesi gibi özellikler de oldukça önemlidir. Tüm bu özelliklerinden dolayı günümüzde fabrikalar, sanayi yapıları, sosyal yapılar, prefabrik yapılar, zirai yapılar, spor tesisleri, alışveriş merkezleri, hal binaları ve konutlar gibi her tür yapıda çatı ve cephe kaplama malzemesi olarak tercih edilmektedirler. Ancak, PVC panellerin yapı kabuğunda kullanılmadan önce, uygulanacağı bölgenin iklim şartları tespit edilmeli, sistemin yapı fiziği koşullarını yerine getirip getirmediği de mutlaka dikkate alınmalıdır. KAYNAKLAR [1] Plas Line PVC Panel Sanayi A.Ş. Ürün Kataloğu, S. 4 http://www.plasline.com.tr/e-katalog/, 2010. [2] M. Akgür, Pvc Dış Cephe Kaplama Sektörü Raporu. İstanbul Ticaret Odası Etüt ve Araştırma Şubesi, 2004. [3] N. Vural, Uzay Kafes Sistemlerinde Örtü Malzemesi Seçimi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon. [4] S. Erdem, N. Arıoğlu, Çatıda Kullanılan Polimer Kökenli Levhaların Karşılaştırmalı Analizi, 4. Ulusal Çatı & Cephe Kaplamalarında Çağdaş Malzeme ve Teknolojiler Sempozyumu, Taşkışla İstanbul, 13 14 Ekim 2008. [5] E. Gönenlioğlu, H. Avcı, Yalıtım Panellerinin Üretilmesi ve Isı İletim Katsayılarının Belirlenmesi, Bitirme Projesi, Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir, 2007. [6] Sentetik Örtülerle Su Yalıtımı, http://www.izoder.org.tr/suyalitimi/uygulama_dosyalari/sentetik%20ort ulerle%20su%20yalitimi.pdf 251