Türkiye'deki ahşap dış duvar sistemlerinin ısıl ve nemsel performansının test kabininde uzun dönem sürekli ölçme ve benzetim yöntemleriyle değerlendirilmesi

Abstract

Enerji tüketimindeki artış ve iklim değişikliği çevresel sorunları derinleştirirken; az atık üreten, uzun ömürlü ve enerji etkin bina uygulamalarına duyulan gereksinim her zamankinden daha belirgin hale gelmiştir. Bu durum, yapı sektöründe yerel, doğal, dayanıklı, düşük gömülü karbon değerlerine sahip, yeniden kullanılabilir ve geri dönüştürülebilir malzemelerin, özellikle ahşabın kullanımına yönelik küresel bir eğilimi beraberinde getirmiştir. Ahşap, esnekliği ve kuvvetleri dağıtabilme yeteneği sayesinde Türkiye gibi deprem riski yüksek ülkelerde güvenli bir yapı malzemesi olarak öne çıkmaktadır. Ayrıca ahşap, yüksek ısı yalıtım performansı ve higroskopik özellikleri ile iç mekanlarda sıcaklık ve bağıl nemi dengeleyerek konfor koşullarını sağlamak için gereken enerji miktarını azaltarak bina uygulamalarının enerji etkinliğini artırabilmektedir. Türkiye'deki geleneksel ahşap binalar, mimari mirasın önemli bir parçası olup restorasyon bekleyen çok sayıda tarihi ahşap bina bulunmaktadır. Ayrıca, modern ahşap bina örnekleri sınırlı sayıdadır ve artırılması gerekli görülmektedir. Geleneksel ahşap binaların doğru restorasyon ve iyileştirme yöntemleriyle korunması, yeni ahşap binaların ise enerji etkin tasarım ve inşası mimari mirasın sürdürülebilirliğinde önemli bir rol oynar. Mevcut uygulamalarda, genellikle ısıl performansa odaklanılarak çağın gereksinimlerini karşılamak hedeflenirken, nemin enerji verimliliği üzerindeki, özellikle uzun vadeli etkileri sıklıkla göz ardı edilmektedir. Nem kontrolü ile ısı yalıtımını bir arada ele alan bütünleşik bir yaklaşım, ahşap binaların ısıl ve nemsel (higrotermal) performansını geliştirerek enerji verimliliğini sağlar ve bu binaların ömrünü uzatır. Ahşap duvar sistemlerinin higrotermal performansına odaklanan bu tez çalışmasının amacı, Türkiye'nin Marmara Bölgesi'ndeki ılıman-nemli iklim koşullarının ve iklim değişikliği sonucunda artış gösteren aşırı hava olaylarının ahşap dış duvarların uzun dönem performansı üzerindeki etkilerini kullanım sırasında gerçek koşullar altında incelemek ve bu duvarların enerji verimliliğini ve uzun dönem kalıcılığını (dürabilitesini) artırmaya yönelik öneriler geliştirmektir. Çalışmada iki temel yöntem kullanılmıştır. Ölçme yönteminde, farklı katmanlaşmalara sahip ahşap dikmeli ve CLT panel duvarlardan oluşan bir test kabini tasarlanmış ve Sakarya Üniversitesi Kampüsü'nde inşa edilmiştir. Bu test kabinindeki duvarlarda üç yıl boyunca, gerçek çevresel koşullar altında, sürekli olarak sıcaklık ve bağıl nem ölçmeleri gerçekleştirilmiştir. Benzetim yönteminde, ölçümlerle doğrulanan tek boyutlu dinamik bir yazılıma alanda kaydedilen iklim verileri girilerek duvarlarda bağıl nem ve sıcaklık hesaplamaları yapılmıştır. Bu yöntem, ölçümlerin değerlendirilmesine katkı sağlamış ve ölçüm yapılmayan farklı durumların hesaplanmasıyla çalışmanın kapsamını genişletmiştir. Test kabinindeki duvarların katmanlaşmaları, Türkiye'deki geleneksel ahşap dikmeli binaların restorasyon uygulamalarından ve modern ahşap bina tasarımlarından yola çıkılarak belirlenmiştir. Duvarlar, ısı yalıtımı ve hava kesici örtü varlığına göre çeşitlendirilmiş ve hava olaylarından en fazla etkilenebilecek şekilde yönlendirilmiştir. Bu seçimlerle, farklı ahşap duvar uygulamalarının, ülkede ve dünyada yürürlükte olan standartların gerekliliklerini ne ölçüde sağladığı ve uzun dönemde gerçek mikro iklim etkileri altında performans gereksinimlerini karşılama durumları incelenmiştir. Benzetim hesaplamalarıyla, TS 825'in hem 2013 hem 2024 düzenlemelerinde belirtilen U-değerlerine uygun farklı yalıtım kalınlıklarının duvarların higrotermal davranışına etkileri analiz edilmiştir. Ayrıca, hava sızıntılarının, hava kesici ve buhar kesici örtü kullanımının ısı yalıtım kalınlığı artırılmış duvarların performansına etkileri değerlendirilmiştir. Bu çalışma, binaların higrotermal performansını gerçek çevresel koşullar altında uzun dönem sürekli ölçme yöntemiyle değerlendiren Türkiye'deki ilk bilimsel araştırma olmasıyla gelecekte yapılacak benzer çalışmalara öncülük edebilir. Marmara Bölgesi'nin iklim özelliklerini ve Türkiye'ye özgü ahşap duvar uygulamalarını ele almasıyla dünya literatürüne özgün bir katkı sunmaktadır. Ayrıca, ahşap bina sektörüne enerji verimliliği, nem yönetimi ve uzun dönem performans ve dürabilite hedefleri doğrultusunda önemli bir bilimsel temel sağlayarak rehberlik edecek niteliktedir.