| |
EĞİMLİ ÇATILARDA
HAVALANDIRMA
Yrd.Doç.Dr. Erkan
AVLAR
YTÜ Mimarlık Fakültesi Mimarlık
Bölümü
Mimar Belma KÜSKÜ
1. Giriş
Çağdaş mimarlığın amacı,
kullanıcılar için en uygun fiziksel
ortamı sağlayan yapılar
oluşturabilmektir. Bu amaca uygun
başarılı yapılar oluşturmanın temel
koşullarından biri, binanın üst
bölümünü oluşturan ve dış iklim
verileriyle en fazla karşı karşıya
olan çatıların yapıyı iç ve dış
etkilerden en iyi şekilde
koruyabilmesidir. Bu doğrultuda
çatı, binayı dış ortamdan ayıran ve
sınırlayan, dış ortam etkenlerinin
doğrudan etkili olduğu bina
bölümünde binayı üsten örten ve dış
etkenlerden koruyan bir yapı elemanı
olarak tanımlanabilir.
İklimsel etkenler olarak
adlandırılan yağmur, kar, dolu,
rüzgar, buzlanma, hava sıcaklığı,
nem ve UV ışınları çatının sürekli
karşı karşıya olduğu doğal
oluşumlardır. Temel olarak çatı, tüm
bu etkilere yeterli dayanıklılık
sağlarken soğuk dönemlerde ısı
kayıplarının düşürülmesi, sıcak
dönemlerde ise iç mekanlarda serin
bir hava yaratılmasına yardımcı
olup; bu özelliklerini kullanım
süresi boyunca kaybetmeyecek şekilde
uzun ömürlü olmalıdır.
Eğimli çatılarda yağış suyunun
yapıdan uzaklaştırılması daha kolay
olacağı için, bu çatılar teras
çatılara göre daha fazla kullanım
alanı bulmaktadır. Fakat, çatıya
verilen eğim derecesine uygun örtü
ürünlerinin kullanılmaması, yalıtım
tabakalarının uygulanmaması veya
yetersiz ve yanlış uygulanması,
havalandırmanın yeterli ölçüde
sağlanamaması, günümüzde yeni
kullanılmaya başlanan kaplama
ürünlerinin özelliklerinin tam
olarak bilinmemesi gibi nedenlerle
eğimli çatılar teras çatılara göre
daha sorunlu hale gelmektedir.
Çatıda ve kullanılacak örtülerde
ortaya çıkacak aksaklıklar, yapıyı
olumsuz yönde etkileyerek sorunların
oluşmasına neden olmanın yanı sıra
kullanıcıların sağlığını da olumsuz
yönde etkileyecek, yapının kullanım
maliyetini büyük ölçüde yükseltecek
ve yapının yararlılık süresini
azaltacaktır. Toplam çatı
maliyetinin bina maliyetinin %
5’inden daha az olmasına karşın,
kullanım maliyetinin yarısından
çoğunu çatılarda ortaya çıkan
sorunlar oluşturmaktadır.
Suya ve onun zararlı etkilerine
karşı koyabilme, çatıların
biçimlenişini etkileyen en önemli
ölçüttür. Atmosferik yağışlar olarak
nitelendirilen yağmur, kar ve dolu,
çatıları doğrudan etkileyen en
önemli su kaynaklarıdır. Yine yapı
içi ve dışından kaynaklanan su
buharı da nem şeklinde yapıya zarar
vermektedir. Nem birikmesi günümüzde
su kadar, hatta daha zararlı bir
etken halini almıştır. Su ve nemin
zararlı etkileri sadece çatıyı
değil, yapı bütününü etkilediğinden
ortamdan en kısa sürede
uzaklaştırılmaları gerekmektedir.
Özellikle yağışlı bölgelerde suya
karşı bir önlem olarak oluşturulan
eğimli çatılarda kullanılan su
yalıtım tabakaları, çatının
başarısını büyük ölçüde
etkilemektedir. Fakat su yalıtımının
yanında oluşan nem sorunlarına
yeterli yanıt verilememesi nedeniyle
yeni sorunlar oluşabilmektedir.
Kullanılan su yalıtımına, çatı
kesitine, örtü kaplamasına göre
değişecek havalandırma detayı,
çatılarda oluşacak nem kaynaklı
sorunlara en başarılı şekilde yanıt
verecektir.
Eğimli çatılarda oluşan
havalandırmaya bağlı sorunlar,
yapının kullanım maliyetini büyük
ölçüde yükseltmektedir. Bu çatıların
büyük bir bölümü başarılı bir
şekilde çalışmayıp, çok kısa
sürelerde onarıma gereksinim
duymaktadır.
Çatı strüktürü, yalıtımı ve
havalandırmasıyla bir bütün olarak
düşünülmelidir. Çatı katmanlarının
havalandırılması gerek nemin çatı
boşluğundan uzaklaştırılması
gerekse, soğutma yükünün
düşürülmesinde çok önemlidir.
Uygun çatı detayı ve ürünleriyle
yapılacak etkin bir havalandırma
çatılarda oluşabilecek birçok
sorunun oluşmasını engelleyip,
kullanıcı sağlığı ve ülke
ekonomisinin zarar görmesini
engelleyecektir.
Çatı boşluğunda veya kesitinde
havalandırma düzenlenmesinin
nedenleri;
• Nemi çatıdan (çatı boşluğundan
veya çatı kesitinden) uzaklaştırarak
strüktürel elemanların, kaplama ve
yalıtım ürünlerinin zarar görmesinin
önlenmesi,
• Çatıyı soğuk tutarak kar örtüsünün
doğal bir biçimde erimesinin
sağlanıp, buzdan barajlar
oluşmasının önüne geçilmesi,
• Çatıyı soğuk tutarak kaplama
ürünlerinin ısı derecelerini
düşürüp, kullanım ömürlerinin
uzatılması,
• Isıtma ve soğutma yükünü
düşürerek, soğuk sezondaki yapı
konforunun artırılması biçiminde
sıralanabilir.
Çatılardaki havalandırma biçimi,
havalandırmanın yeri ve büyüklüğü
tüm yapılarda farklılaşmaktadır.
Bunun belirlenebilmesi için; coğrafi
konum, nem seviyesi, çatı formu ve
eğimi gibi etkenler önem
taşımaktadır.
 |
 |
|
Yaz
aylarında havalandırma
sorunları |
Kış
aylarında havalandırma
sorunları |
2. Eğimli
Çatılarda Havalandırmaya Yönelik
Çözümler
Çatılarda nem nedeniyle oluşacak
hasarların en az indirilebilmesi
için, yapı kabuğunun önemli bir
parçası olan çatının nefes alması
sağlanmalıdır. Çatıların nefes
almasının sağlanması, içlerinde
biriken su buharının ve hareketsiz
sıcak havanın dışarı atılmasıyla
gerçekleşir. Dışarıdan gelen soğuk
havanın, çatı kesitinde veya çatı
boşluğunda biriken sıcak, hareketsiz
nemli havayla yer değiştirmesi
esasına dayanan çatı havalandırması,
yapı içinin ısısal konfora
ulaştırılması için uygulanan ısı
yalıtım katmanının yeriyle doğrudan
ilgilidir. Eğimli çatılarda ısı
yalıtım katmanının uygulama yeri
ise, çatı biçimi ve çatı altı
mekanının kullanılıp
kullanılmamasına göre
şekillenmektedir.
Eğimli çatılarda temel olarak ısı
yalıtımının iki uygulama yeri
bulunmaktadır. Çatı arasının
kullanılmadığı yapılarda, yalıtım
tavan döşemesinin üstüne
yerleştirilmektedir. Diğeri ise,
çatı arası kullanımının olduğu veya
tavan döşemesi yapılmayarak çatı
boşluğunun yapı içine eklendiği
durumlarda ısı yalıtımının çatı
eğimine paralel olarak, çatı
kesitinin içinde yer aldığı
biçimleniştir.
2.1. Isı
Yalıtımının Döşeme Üstünde
Uygulandığı Durumlarda Havalandırma
Yapıların dış yüzeyleriyle,
ısıtılmayan mekanlara bitişik
yüzeylerinin enerji tasarrufu
açısından ısı yalıtımlı olmaları
gereklidir. Isı yalıtımı uygulanması
gereken bu yüzeylerden biri de
kullanılmayan çatı arası
döşemesidir. Döşemeden gerçekleşen
ısı kaçışlarıyla, çatı boşluğunun
gereksiz yere ısıtılıp
soğutulmasının önlenmesi, böylece
harcanacak enerji miktarının
azalması sağlanması için,
kullanılmayan çatı aralarında
yalıtımın yeri döşeme üstüdür.
Çatı boşluklarında suya karşı
önlemler, çatı kesitinde su yalıtım
katmanlarıyla alınmış olmalıdır.
Döşeme üstündeki ısı yalıtım
katmanlarının üstü çatıdan
gerçekleşecek su akışına karşı
plastik veya bitümlü ürünlerle
örtülerek yalıtımın hava almasının
engellenmesi önlenmelidir.
Bu tür eğimli çatılarda yapılacak
havalandırma, eğimli çatı kesitiyle
döşeme, yani ısı yalıtımı arasındaki
tüm havanın tazelenmesidir.
Oluşabilecek en iyi havalandırma
rüzgar etkisiyle pozitif ve negatif
basınç alanları yaratılmasıyla
oluşturulan doğal havalandırmadır.
Havalandırmayı; rüzgarın yönü,
büyüklüğü ve yapının çevresindeki
rüzgarı önleyecek etmenler
etkilemektedir.
Doğal havalandırmada çatı
boşluğundan nemin ve sıcak havanın
uzaklaştırılmasında en verimli
etkiyi sağlamak için iki doğal güç
olan rüzgar basıncı ve ısısal etki
kullanılmaktadır. Rüzgar basıncı en
küçük bir rüzgar etkisinde bile
oluşur. Isısal etki ise oluşan
sıcaklık değişiminin sonucunda,
ısınan havanın yükselmesi, soğuk
havanın alçalması prensibine
dayanır.
Bir diğer uygulama ise mekanik
havalandırmadır. Mekanik güçlerle
yapılan havalandırma soğutma yükünü
azaltmada ve nem dengesini
ayarlamada, doğal havalandırma kadar
etkili değildir. Bunun yanı sıra
yapıya getirdiği ek maliyetler
nedeniyle, sadece doğal
havalandırmanın yetersiz kalacağı
durumlarda tavsiye edilmektedir.
Doğal havalandırmada genel olarak
çatıda açılan pencereler,
havalandırma boşlukları veya
havalandırma sistemleri (rüzgar
türbinleri) kullanılır. Pencereler
ve havalandırma boşlukları sabitken,
havalandırma sistemleri sabit veya
hareketli olabilir. Havalandırma
sistemleri genelde çatının en üst
noktasına yakın yerlerde
konumlandırılırken, havalandırma
pencereleri ve boşlukları
konumlandıkları yere göre hava giriş
veya çıkış delikleri görevini
almaktadır. Ancak, havalandırmada
havayı doğal yollardan saçaktan
alıp, mahyadan vermek en uygun
yöntemdir.
Hava girişini saçaktaki deliklerden,
hava çıkışını ise mahyadaki
deliklerden sağlamak en uygun
havalandırma yöntemidir. Bu yöntemde
istenen dengeli giriş ve çıkışlar
sağlanır. Böylelikle, rüzgar basıncı
ve ısınan havanın yükselmesi kuralı
bir arada kullanılır. Saçaktan
mahyaya doğru bir havalandırma, eşit
ve düzenli hava dolaşımı
sağladığından nem birikmesini
önleyerek, soğutma giderlerini de
azaltacaktır.
Saçak ve
mahyadan havalandırma
Saçakta ve mahyada havalandırma
boşlukları oluşturulurken saçakta
pozitif, mahyada ise negatif basınç
alanı oluşturulmasına dikkat
edilmelidir. Mahyada oluşturulacak
negatif basınç alanı önemlidir.
Oluşturulan boşlukta pozitif basınç
oluşması, mahyanın hava çıkış ve
hava giriş deliği olarak çalışmasına
neden olacaktır. Mahya deliğinin
üzerine yerleştirilecek bir levha,
rüzgarın mahyaya dik olarak estiği
durumlarda, pozitif basınç
oluşmasını önleyerek, içeriye rüzgar
girmesinin önüne geçecektir.
“Bernoulli etkisi” olarak
adlandırılan bu hareket, mahyanın
iki tarafında negatif basınç alanı
yaratarak çatı içindeki sıcak
havanın dışarıya çıkmasını
sağlamaktadır.
Rüzgarın mahyaya paralel olarak
estiğinde de yine mahya çevresinde
negatif basınç alanı oluşarak
havanın tahliyesi sağlanmaktadır.
Isınan havanın yükselerek mahyadan
çıkması, dışarıdaki soğuk ve taze
havanın çatı içine girmesine olanak
sağlamaktadır. Tüm mahya boyunca
havalandırma çıkış delikleri
bulunacağı için, çatı strüktürünün
altında eşit bir havalandırma
olanağı doğmaktadır. Böylece diğer
havalandırma tasarımlarında olduğu
gibi sıcak noktaların oluşması
önlenmektedir.
2.2. Isı
Yalıtımının Çatı Kesitinin İçinde
Uygulandığı Durumlarda Havalandırma
Isı yalıtımın çatı kesitinin içinde
yer alarak, çatı alt boşluğunun
yaşama mekanlarına eklendiği
çatılarda, ısı yalıtım tabakası
olarak rijit levhalar yanında serme
şeklinde uygulanan mineral yünler de
kullanılmaktadır. Bu yalıtım
ürünlerinden bazıları suya karşı
dayanıklı, bazıları ise suya karşı
dayanıksızdır. Suya karşı dayanıksız
olan ısı yalıtım ürünlerinin
kullanılması durumunda, yalıtımın
çatı eğimine paralel olarak
yerleştirilmiş olması, bu yalıtımın
sudan korunabilmesini daha da önemli
kılmaktadır. Su yalıtımının görevini
yerine getiremediği durumlarda
ıslanan bu tür ısı yalıtım ürünleri
nitelik kaybına uğrayacak ve yeterli
yalıtım sağlayamayacaktır. İçine
emdiği suyun varlığıyla daha fazla
iletkenlik kazanarak tersine
çalışmaya başlayacaktır. Özellikle
lifli ürünlerde (taş yünü, cam yünü,
ahşap yonga levha v.b.) bu
olumsuzluk önem kazanmaktadır.
Bu tür çatılarda saçaktan çatı
kesitine girecek olan taze havanın,
kesit boyunca ilerleyip mahyadan
çıkışı, uygulanabilecek olan en iyi
havalandırma yöntemidir.
Havalandırmayı şekillendirense ısı
yalıtımından çok, kullanılacak olan
su yalıtımının cinsi ve
uygulanışıdır.
Isı
yalıtımının çatı kesiti içinde yer
aldığı durumlarda havalandırma
Bu tür çatılarda, uygulanacak su
yalıtımının buhar geçirmez ürünler
arasından seçildiği durumlarda, ısı
yalıtımın üstünde sıcak ve nemli
hava birikecektir. Yapılacak olan
havalandırmayla, birikecek olan
nemin çatıdan uzaklaşmasının
yanında, çatı kesitinin özellikle
ısı yalıtımının çok fazla ısınması
engellenecektir.
Su yalıtım katmanı olarak buhar
geçirgen örtüler ve oluklu su
yalıtım levhalarının kullanıldığı
ayrıntılarda ise, ısı yalıtımın
üstünde havalandırma yapmaya gerek
yoktur. Çatı örtüsünün altında
oluşturulacak hava boşluğu, çatı
örtüsü altında biriken nemin ve
suyun çatıdan uzaklaştırılması için
yeterli olacaktır.
Isı yalıtımının çatı eğimini takip
ettiği bu tür çatılarda havalandırma
boşluklarının toplam alanı, yalıtım
yapılmış çatı yüzeyinin 1/150’si
kadardır. Hesaplamalarda alınacak
olan döşeme alanı eğimli çatı
kesitinin yüzeyinin toplam alanıdır.
Bu tür çatılarda havalandırma, ısı
yalıtımıyla çatı kaplaması
arasındaki dar kesitte yapıldığı
için, bu boşluğun genişliği önem
kazanmaktadır. Hava boşluğunun
genişliği, çatının eğimli yüzey
uzunluğunun 12 m’ den kısa olduğu
durumlarda 40 mm, çatının eğimli
yüzey uzunluğunun 12 m’ den uzun
olduğu durumlarda 65 mm olarak
alınmalıdır.
3. Öneriler
Eğimli çatılarda ortaya çıkan
sorunlardan bazıları, etkili bir
havalandırma yapılarak çözülebilecek
sorunlardır. Havalandırma özellikle
nem ve onun hareketini denetim
altına alacaktır. Nem kontrolü, nem
kaynaklarını bilerek, bu kaynaklarla
havalandırmayı, drenajı ve yalıtımı
koruyacak şekilde baş etmeyi
amaçlamaktadır.
Nemin hareketi ve çatı üzerindeki
etkileri, çatının tasarım aşamasında
düşünülmesi gereken bir tasarım
ölçütüdür.
Dengeli ve etkin bir doğal
havalandırma yapılırken dikkat
edilmesi gereken birçok etken
vardır. Bazı havalandırma boşlukları
aynı büyüklükte ve aynı yerde
olsalar bile diğerleri kadar iyi
çalışmaz. Aşağıda en iyi
havalandırma yolu olarak düşünülen
saçak ve mahyadan havalandırma
yapılırken, hava hareketinin
istenilen düzeylerde olması için
dikkat edilmesi gereken noktalar
verilmiştir.
• Hava giriş delikleri çatının alt
bölümünde, hava çıkış delikleri ise
çatının üst bölümünde olmalıdır.
Böylece hava hareketinin istenilen
yolu takip etmesi sağlanır. Oluşacak
ters rüzgarlarla veya yanlış
konumlandırılmayla çatının üst
bölgesinden hava girişinin, alt
bölgesinden ise hava çıkışının
gerçekleşmesinin önüne geçilmelidir.
• Havalandırma sisteminin iki
ayağından biri olan mahyada, içeriye
rüzgar girişinin önlenmesi için
dışarıdan yansıtıcı yüzey
yerleştirilmiş bir koruyucu levha
bulunmalıdır. Levhanın iki yüzeyinde
yerleştirilecek yansıtıcılar rüzgara
yön gösterip, içerdeki havanın
çıkışına neden olacak negatif basınç
alanı yaratacaklardır. Aynı zamanda
içeriye rüzgar ve dolayısıyla
yağışın girmesi engellenecektir.
Yansıtıcılı
mahya düzenlemesi
İki yönde yansıtıcıların
yerleştirilmemesi, mahya
havalandırmasını etkisiz kılarak,
yeterli negatif basınç alanı
oluşturamamaktadır. Hava geçirimsiz
filtre görevini yapan mahya bandının
yanlış ürünlerden seçilmiş olması da
aynı kötü sonuçları doğuracaktır.
Yapılan araştırmalarda kullanılan
bazı ürünlerin, rüzgar hızının 15
mil olduğu durumlarda bile, sadece
bir yüzeyde negatif basınç
oluşturarak diğer yüzeyden içeriye
rüzgar ve yağış girişine izin
verdikleri anlaşılmıştır.
Yansıtıcının
kullanılmadığı durumlarda mahya
havalandırması
• Hava giriş ve çıkış deliklerinin
hava akış kapasitelerinin, yani
alanlarının birbirine orantılı
olması gerekir. Dolayısıyla, hava
giriş deliklerinin net alanı, hava
çıkış deliklerine eşit veya daha
büyük olmalıdır.
Birbirine eşit olarak oluşturulan
hava giriş ve çıkış delikleri,
oluşan negatif ve pozitif basınç
alanlarının büyüklüğünün de eşit
olmasını sağlayacaktır. Dengenin
sağlanamaması havalandırmanın
etkisini de sınırlayacak ve çatı
içinde sıcak bölgelerin oluşmasına
neden olacaktır. Örneğin oluşturulan
havalandırma boşluklarının % 75’i
çatının üst bölümünde, % 25’i ise
çatının alt bölümünde yani
saçaktaysa, hava akımı düşük oranda
açılan havalandırma boşluğuyla doğru
orantılı olacaktır.
• Saçaklarda oluşturulan hava giriş
deliklerinin büyüklüklerinin de
birbirine eşit olması gereklidir.
Böylece iki saçak boyunca eşit
basınç alanları oluşturularak
havanın, tüm çatı döşemesini eşit
olarak süpürmesi sağlanır. Fakat iki
saçak boyunca oluşturulan
boşlukların sadece pozitif basınç
alanı oluşturduğu, hava çıkışının
sağlanması için mahyada negatif
basınç alanı yaratılması gerekliliği
unutulmamalıdır.
Havalandırma giriş ve çıkış
deliklerinin toplam alanı bazı özel
durumlar da değişse bile ortalama
olarak yalıtılmış döşeme alanının
1/150’si olarak hesaplanmaktadır.
• Havalandırma yolu üzerinde,
havanın hareketini sınırlayacak veya
tamamen durduracak engellerin
olmamasına ve havanın izlediği yolun
temiz olmasına dikkat edilmelidir.
Gerek çatı formundaki ve eğimindeki
değişikliklerin, gerekse bazı çatı
konstrüksiyon elemanlarının çatının
izlediği yolu daraltarak,
havalandırmanın büyüklüğünü
azaltmasına izin verilmemelidir.
• Özellikle hava giriş deliklerinin
içinden çatıya yağmur ve kar girişi
olmamalıdır. Yağmur ve kar suyu
girişi çatı içindeki nem oranını
artırarak su akıntılarına neden
olacaktır. Yapılacak havalandırmanın
bu tür yeni sorunlar açması
önlenmelidir. Bu nedenle hava giriş
deliklerinin saçak altı gibi
korunaklı bölgelerde olması
önemlidir.
Havalandırma boşluğunun saçakta
olması, içeriye sert rüzgarlarla kar
ve yağmur girişini tamamen
kesemeyecektir. Ancak saçak, bu
zararlı etkilerden korunulabilecek
en uygun yerdir. Yine de içeriye
ulaşan nem, toplanmasına izin
verilmeden havalandırmayla kolayca
çatı boşluğundan
uzaklaştırılacaktır.
Bazı durumlarda havalandırma
boşluklarının üstü içeriye kuş,
böcek gibi canlıların girmesini
önlemek için delikli levhalar gibi
ürünlerle kapatılmaktadır. Levha
üzerindeki küçük delikler zamanla
kir, toz ve yalıtım parçalarıyla
dolmaktadır. Burada kullanılacak
levhanın deliklerinin hem içeriye
böcek girmesini engelleyecek kadar
küçük, hem de kısa zamanda tozla
dolmayacak kadar büyük olmasına özen
gösterilmelidir.
Saçak altında en çok kullanılan
havalandırma sistemi, saçak boyunca
devam eden uzun levhalardır. Çatı
için gerekli havalandırma büyüklüğü
hesaplanırken bulunan değer, bu
levhaların deliklerinin toplam yani
net büyüklüğüdür. Delikler
arasındaki metal parçalar, hava
akımını bir miktar da olsa
azaltacağından, sadece delik
alanları hesaplara dahil
edilmektedir.
Kaynaklar
Hardy, S., (1998), Time-Saver
Details for Roof Design, Mc Graw-
Hill Companies Inc., New York.
McCampbell, B. H., (1991), Problems
in Roofing Design, Butterworth
Architecture, Butterworth-Heinemann,
USA.
Oliver, A., (1997), Dampness in
Buildings, Blackwell Science,
Edinburgh.
Tobiasson, W. (1994), “General
Considerations for Roofs”, Moisture
Control in Buildings, H.R. Trechsel
(Derl.), Prentice-Hall, New Jercey.
http://www.foam-tech.com/theory/roof_vents.htm
http://www.airvent.com/pdf/literature/PAVbooklet.pdf
http://wsuonline.weber.edu/course.cmt.1210/Lecture/Vent/Attic%20Ventilation.pdf
http://irc.nrc-cnrc.gc.ca/cbd/cbd073e.html
http://irc.nrc-cnrc.gc.ca/cbd/cbd089e.html
http://www.normyapidenetim.com/default.asp?PG=52
|
|
