Neleri GÖremiyoruz

5.6. ENERJİ ETKİN

TASARIMDA

"SAYDAM YALITIM"

Bu bölümdeki bilgiler; Doçent Dr. Türkan GÖKSAL ve Prof. Dr. Necdet ÖZBALTA'nın çalışmalarından derlenmiştir. ¹⁰⁴

5.6.1. SAYDAM YALITIM GERECİ
Binalarda enerji tüketimini azaltmada en etkin önlem, bina kabuğunda ısı yalıtımının artırılarak taşınım yoluyla gerçekleşen ısı kaybını en aza indirgemektir. Bu nedenle bina kabuğunda genelde binayı dıştan saran opak yalıtım kullanılması yaygındır. Ancak böyle bir uygulamada güneş enerjisine karşın adeta bir zırh oluşturularak, güneşten ısı enerjisi kazanımının önüne geçilmektedir. Enerji korunumlu, düşük enerjili bina kabuğu kuruluşlarında, gündeme gelen "saydam yalıtım" uygulaması ile ısı kayıpları en aza indirgenmekte, ayrıca güneş ışınlarının masif duvara iletilmesi ile duvarın ısıl kütle olarak çalışması veya melez sistemler aracılığı ile sıcak su eldesi olanaklı kılınmaktadır. Yalıtım ve ışın geçirgenlik, saydam yalıtımın en önemli özellikleridir; ancak bu iki özellik birbiriyle ters orantılıdır.
Bu tanımlamalar ışığında saydam yalıtıma en basit örnek olarak cam malzemesi verilebilir; çünkü hem ışın geçirgenliğini sağlar, hem de kazanılan güneş enerjisinin kaybedilmesini engeller. Camın yangın ve çevresel etkenlere dayanımı olumlu olmakla birlikte yoğunluğu ve ısı iletkenlik değerinin yüksek olması olumsuz yönleridir. Cama alternatif olarak saydam yalıtım üretiminde, termoplastikler, ve slikajeller kullanılır.
Saydam yalıtımlı duvar kuruluşunda sistemin etkinliği yalıtım gerecinin strüktürel yapısına ve düzenlenme yönüne bağlıdır. Saydam yalıtım gereçleri; kısa dalga boylu ışınımı geçirmekte, uzun dalga boylu ısıl ışınıma karşı ise opak davranmaktadır . Yalıtım içinden geçen kısa dalga boylu ışınım, yutucu yüzey tarafından soğurularak duvar kütlesinde ısıya dönüşmekte ve ısı enerjisi taşınım-ışınım yoluyla mekana aktarılmaktadır.
5.6.2. SAYDAM YALITIM

UYGULAMALARI
5.6.2.1. UYGULAMA ALANLARI

5.6.2.1.1. TOPLAÇLAR ARACILIĞI İLE

SICAK SU ELDE ETMEK
Ülkemizde yaygın olarak "güneş kolektörü" adıyla bilinen bu sistem, 4.2.2.6 da kısaca ele alındığından burada incelenmeyecektir. Bu sistemde, bilinen saydam malzemeler yerine yalıtımlı saydam malzeme kullanımı sıcaklık verimini arttıracaktır.
5.6.2.1.2. DOĞRUDAN KAZANÇ SİSTEMİ
Saydam yalıtım normal cam yüzeyler gibi herhangi bir duvar olmaksızın uygulanır. Direkt olarak mekan içine giren ışınlar çarptıkları yüzeylerde ısıya dönüşür ve iç ortam sıcaklığı yüzeylerin sıcaklığına paralel olarak yükselir. Aşırı ısınma sorununa karşı gölgeleme elemanı düzenlenerek kontrollü ışın geçişi sağlanabilir. Direkt kazanç sistemlerinin dolaylı enerji kazanç sistemlerine ek olarak uygulanmaları enerji tasarrufu açısından uygundur.
5.6.2.1.3. DOLAYLI KAZANÇ SİSTEMİ
Güneş duvarı uygulamasında saydam yalıtım, masif bir duvarın önünde yer alır. Gerecin yalıtım özelliğinden dolayı ısı duvar kesitinden mekana belli bir zaman aralığında aktarılır. Duvar kuruluşunda gölgeleme elemanları aracılığı ile enerji kazancı sıcak dönemlerde kontrol edilebilmektedir.
5.6.2.2. UYGULAMA BİÇİMLERİ
Strüktürel nitelikleri ve güneşten sağladığı ısı kazancına yönelik performansları bağlamında ise saydam yalıtım: aşağıdaki üç ana başlık altında incelenebilir :
5.6.2.2.1. YUTUCU YÜZEYE PARALEL

DÜZENLEME: ( Lamine ve/ya çok tabakalı

camlar )
Tek veya çok tabakalı, katmanları yutucu yüzeye paralel yerleşmiş olan camlı kuruluşlardır. Sistemin etkinliği yansıma ve soğurma oranlarına bağlıdır; tabaka sayısının artması ısı yalıtımını olumlu ancak ışın geçirgenliğini olumsuz etkiler. Çok tabakalı kuruluşlarda dolgu malzemesi olarak argon, kripton, xenon kullanılması ile yalıtım değeri artırılabilir.

5.6.2.2.2. YUTUCU YÜZEYE DİK DÜZENLEME

( Kapiler tüpler / Petek dokulu strüktürler )

Kapiler tüpler veya petek dokulu strüktürler yutucu yüzeye dik olarak düzenlenir ve güneş ışınlarının geri yansımadan duvar yüzeyine ulaşması sağlanır. Güneşin konumuna bağlı olarak yaz aylarında düşeyle dar açı yaparak gelen ışınlar borucukların içine girememekte, kış aylarında ise yataya yakın konumda gelmeleri sonucu borucukların çeperlerinde yansıyarak yutucu yüzeye ulaşmaktadır. Böylece masif duvarda depolanan ısı enerjisi taşınım ve ışınım yoluyla iç mekana belli oranda aktarılmaktadır.
5.6.2.2.3. AEROJELLER

(monolitik, granül)

Kistler tarafından 1931 yılında ilk kez üretilen monolitik aerojel kullanımı 1981 yılında tekrar gündeme gelmiştir. Silisyumdioksit (SiO₂) esaslı malzemelerin yansıma oranı düşük olup ışınların % 90’ı geçebilmekte ve saydam bir görünüşe sahip olması pencere camlarında kullanma olanağı vermektedir. Granül aerojeller ise saydam bir görüntü vermezler, monolitik aerojele karşın üretimleri daha kolay ve ucuz, ancak ışın geçirgenlik değeri düşüktür.

5.6.3. SAYDAM YALITIM

MALZEMELERİ

İLE ENERJİ TASARRUFU
Saydam yalıtım gerecinin en önemli özelliği mekanlarda ısı geçişini engelleyerek ısı kaybını azaltması ve güneş ışınlarını iç mekana ya da masif duvara geçirerek ısıtma ve aydınlatma enerjisine katkı sağlamasıdır. 1 m² yüzeye sahip saydam yalıtım ile yılda ortalama 50-150 kWh enerji kazanımı olanaklıdır. Yapılan bir araştırmada 12 m derinliğinde çift taraflı aydınlatılmış olan bir büro binasında, yer yer parapet elemanlarında saydam yalıtım uygulanması ile elektrik tüketiminde 1m² lik saydam yalıtımlı yüzeyden yılda yaklaşık 50 kWh’lik bir tasarruf sağlanmıştır .
Direkt kazanç sistemlerinde gün ışığından mekanların aydınlatılmasında yararlanmak, elektrik enerjisinden tasarruf sağlar ve böylece sıcak dönemlerde soğutma yükünü en aza indirger. Özellikle tasarımlarda, kompakt yapı formu, iyi yalıtım sağlanması, enerjinin geri kazanımı ve yalıtım değeri yüksek cam ve saydam yalıtım kullanımı ile enerji tüketimi hemen hemen sıfıra indirgenebilir.
5.6.4. SONUÇ
Optimum saydam yalıtım kalınlığının seçilmesi halinde toplam ısı yükünün karşılanmasında güneş katkısının olabildiğince en üst düzeye çıkartılabileceği anlaşılmaktadır. Saydam yalıtım, enerji kazanımında iki yöntemle katkıda bulunmaktadır. Birincisi geleneksel yalıtım malzemeleri gibi enerji korunumunu gerçekleştirmesidir. Diğeri ise geleneksel yalıtım malzemelerinin aksine güneş enerjisinden daha yüksek oranda kazanıma olanak vermesidir. Bu iki etki birlikte değerlendirildiğinde, toplam ısı yükünün karşılanmasında güneş enerjisinin katkısı daha fazla olmaktadır.