ISI YALITIM MALZEMELERİNİN KARŞILAŞTIRMASI

1. ISI YALITIM MALZEMELERİNİN KARŞILAŞTIRMASI Toplantıyı Düzenleyen:Polistiren Üreticileri Derneği Konuşmacı: Prof. Dr. Şükran Dilmaç

2. Isı Yalıtım Malzemelerinde, ısı yalıtımını sağlayan küçük boşluklar içine hapsedilmiş hareketsiz hava (veya başka bir gaz)’dır. Gazların kondüksiyonla (atom veya moleküllerin titreşimi ile) ısı iletimleri çok düşüktür.Ancak moleküller, hareket edebilecekleri bir boşluk buldukları zaman, konveksiyonla (taşınımla) önemli ölçüde ısı iletirler.Malzemedeki boşluklar büyüdüğünde veya birbiri ile bağlantılı hale geldiğinde havanın (veya gazın), dolayısıyla da malzemenin ısı iletkenliği artar. Malzemenin su içeriği arttığı zaman malzemenin ısıl iletkenliği artar. Isı yalıtım malzemelerinin karşılaştırması

3. Isı yalıtım malzemelerinin karşılaştırması HAREKETSİZ VE KURU HAVA, en ucuz, en kolay bulunan ve en çevre dostu yalıtım malzemesidir. HAVANIN HAREKETSİZ VE KURU KALMASI İÇİN • homojen dağılı-küçük-kapalı gözenekler içinde kalması • malzemenin su emme oranının küçük olması gerekir.

4. Isı yalıtım malzemelerinin karşılaştırması Isı yalıtım değeri havadan daha küçük olan gazlar vardır. Ancak bunlar daha pahalıdır, zamanla hava ile yar değiştirdikleri için malzemenin ısı iletkenliğinin zamanla artmasına (yaşlanmasına) sebep olurlar ve çevreye zararları vardır.

5. LİFLİ MALZEMELER Mineral Yünleri Taş yünü Cam yünü Ahşap yünü KÖPÜK MALZEMELER Polistiren Köpükler Genleştirilmiş polistiren köpük - EPS Haddeden çekilmiş polistiren köpük - XPS Poliüretan Köpük Yalıtım Malzemelerinin Karşılaştırılması GENELDE BİNALARDA KULLANILAN ISI YALITIM MALZEMELERİ HER DERDE DEVA TEK BİR ISI YALITIM MALZEMESİ YOKTUR Kullanım yerinin özelliklerine göre seçim yapmak gerekir.

6. Isı yalıtım malzemelerinin karşılaştırması Ülkemizde yüksek pazar payına sahip ısı yalıtım malzemeleri Mineral Yünleri (MW), EPS ve XPS’dir. • Mineral yünleri: Cam veya taşın eritildikten sonra lif haline getirilmesi ve bu liflerin bir arada tutulması için genellikle polimer bağlayıcıların kullanıldığı, açık gözenekli ısı yalıtım malzemesidir.

7. Isı yalıtım malzemelerinin karşılaştırması • EPS: Expanded Polistiren Sert Köpük (EPS-Genleştirilmiş Polistiren Sert Köpük), petrolden elde edilen ve taneciklerin şişirlmesi ve füzyonu (yapışması) ile köpük halinde ürünler elde edilen, termoplastik, kapalı gözenekli, tipik olarak beyaz renkli ısı yalıtım malzemesidir. Günümüzde ısıl ışınları yansıtarak ısıl iletkenliğin azaltıldığı gri tonlarındaki ürünler de mevcuttur.

8. Isı yalıtım malzemelerinin karşılaştırması • XPS: Extruded Polistiren Sert Köpük (Haddeden Çekilmiş Polistiren Sert Köpük), petrolden elde edilen ve yumuşatılmış hammaddenin içine ilave edilen şişirici gaz ile köpük haline getirilen, termoplastik, kapalı gözenekli, renkli ısı yalıtım malzemesidir.

9. Isı yalıtım malzemelerinin karşılaştırması EPS, XPS ve MW’nin bazı önemli teknik özellikleri ile ilgili karşılaştırma özeti her ürüne ait EN normları (Avrupa Normları) ve diğer uluslar arası kaynaklar esas alınarak verilmiştir. ISIL İLETKENLİK: EPS’inısı iletkenliği yoğunluğuna bağlıdır. Yoğunluk arttıkça ısı iletkenliği azalır. EPS’in ısı iletkenliği, yoğunluğun 15-40 kg/m3 arasında değerler alması halinde, 0.033 W/mK ile 0.040 W/mK arasında değerler alır ve kullanım ömrü boyunca sabit kalır. Üretimde kullanılan şişirici gaz pentan’dır. Pentan, üretimi takip eden saatler içinde havayla yer değiştirir.

10. Isı İletkenliği, (w/mK) Yoğunluk kg/m3 Isı yalıtım malzemelerinin karşılaştırması EPS’in ısı iletkenliğinin yoğunlukla değişimi (EN 13163)

11. Isı yalıtım malzemelerinin karşılaştırması ISIL İLETKENLİK: XPS’in üretiminde farklı şişirici gazlar kullanılabilir ve bu gazların hava ile yer değişimi uzun süreler alır. Dolayısı ile XPS’in ısı iletkenliğini belirleyen faktör, kullanılan şişirici gazın ısıl iletkenliği ve bu gazın hava ile yer değiştirme süresidir. Bu gazların hava ile yer değiştirmesi sonucu, zamanla ürünün ısı iletkenliği artar. Yaşlanma görülür. XPS’in ısı iletkenliği için farklı kaynaklarda, şişirici gaza bağlı olarak, 0.028 W/mK ile 0.045 W/mK arasında değerler verilmektedir. Düşük ısı iletkenliği veren şişirci gazlar Ozon’a zarar verdikleri için ve/veya küresel ısınmaya önemli katkıları olduğu için, bu gazların kullanımları Avrupa Birliğinde yasaklanmıştır. CO2 kullanılması halinde yaşlanma görülmez fakat ısıl iletkenlik yüksektir.

12. Isı yalıtım malzemelerinin karşılaştırması ISIL İLETKENLİK: Mineral yünleri (Camyünü ve taşyünü)’nün ısı iletkenlikleri de 0.040 W/mK mertebesindedir. Ancak, mineral yünleri genellikle, daha düşük basınç dayanımı ve özel işlem görmedikleri takdirde açık gözenekleri sebebiyle yüksek su emme gösterirler. Yapıda mineral yünlerinin ıslanması veya yük altında kalınlığında önemli azalmaların olması halinde, kullanım sırasındaki ısıl dirençlerinde büyük azalmalar meydana gelir.

13. Isı yalıtım malzemelerinin karşılaştırması BASINÇ DAYANIMI: Mineral yünleri’nin %10 deformasyondaki basınç gerilmesi/ dayanımı EN 13162’de 0.5-500 kPa; EPS’in %10 deformasyondaki basınç gerilmesi/dayanımı EN 13163de 30-500 kPa; XPS’in %10 deformasyondaki basınç gerilmesi/dayanımı EN 13164’de >100-1000 kPa olarak verilmektedir.

14. Isı yalıtım malzemelerinin karşılaştırması EĞME DAYANIMI: Mineral yünleri’nin eğme dayanımı EN 13162’de 25 - 700 kPa; EPS’in eğme dayanımı EN 13163’de 50 - 750 kPa; XPS’in eğme dayanımı EN 13164’de 300 - 4000 kPa.

15. Isı yalıtım malzemelerinin karşılaştırması DİNAMİK RİJİTLİK: Ürünün esneme kabiliyetini gösteren dinamik rijitliğinin küçük olması gerekir. Bu durumda ısı yalıtımının yanında özellikle darbe sesi yalıtımı da aynı malzeme ile gerçekleştirilebilir. XPS esneme kabiliyeti olmayan bir malzemedir, dolayısıyla EN normunda dinamik rijitliğin ölçülmesine gerek duyulmamıştır. EPS  5 MN/m3 – 50 MN/m3 Mineral Yünleri 1 MN/m3’lük aralıklarla beyan edilmesi gerekir. Sınır değerler verilmemiş

16. Isı yalıtım malzemelerinin karşılaştırması SU BUHARI DİFÜZYON DİRENÇ FAKTÖRÜ () : EPS’in su buharı direnci, yoğunluğuna bağlı olarak geniş bir aralıkta değişebilir (=20-100). XPS’in su buharı direnci, genellikle yüksektir (=50-300). Mineral yünleri’nin su buharı direnci cok düşüktür, havaya eşdeğerdir(=1). Dışardan yalıtım uygulamalarında ısı yalıtım malzemesinin su buharı direnci düşük, içerden yalıtım uygulamalarında yüksek olmalıdır. EPS’in buhar direnci yoğunlukla istenilen aralıklarda değişebildiği için, hem dışardan ve hem içerden ısı yalıtım uygulamaları için uygun seçenekleri sunmaktadır. XPS’in direnci genelde yüksek olduğundan dışardan yalıtım uygulamaları için uygun değildir; Mineral Yünlerinin buhar direnci ise genelde çok düşük olduğundan içerden yalıtım uygulamaları için uygun değildir.

17. Isı yalıtım malzemesi Hacimce su emme oranı (%) Mineral yünler (EN13162) sadece kısmi daldırma ile deney yapılıyor. Kısmi daldırma ile uzun süreli su emme değeri 3kg/m2 EPS (EN 13163)  1 -  5 XPS (EN 13164)  0.7 -  3 Isı yalıtım malzemelerinin karşılaştırması SU EMME DURUMU: Mineral Yünleri, açık gözenekleri sebebiyle, özel olarak tedbir alınmaz ise, su emmeleri çok yüksek malzemelerdir. Kapalı gözenekleri sebebiyle EPS ve XPS’in su emmeleri küçüktür.

18. Isı yalıtım malzemelerinin karşılaştırması SU EMME DURUMU: Mineral Yünleri, açık gözenekleri sebebiyle, özel olarak tedbir alınmaz ise, su emmeleri çok yüksek malzemelerdir. Kapalı gözenekleri sebebiyle EPS ve XPS’in su emmeleri küçüktür.

19. Isı yalıtım malzemesi Hacimce su emme oranı (%) Mineral yünler - taş yünü cam yünü 9 - 12 46 - 88 EPS 4 - 5 XPS 1 - 3 Isı yalıtım malzemelerinin karşılaştırması Piyasadan gelişigüzel alınmış numuneler üzerinde IS0 4502’ye göre yapılan su emme deneyi sonuçları

20. Isı yalıtım malzemelerinin karşılaştırması EPS numuneler üzerinde Trakya Üniversitesi Çorlu Mühendislik Fakültesi’nde ve Nova Chemicals Technology Europe’da gerçekleştirilen su emme deney sonuçları

21. Isı yalıtım malzemelerinin karşılaştırması YANICILIK DURUMU: Mineral yünlerinin ana maddesi olan cam ve taş lifleri yanmaz. Ancak bu lifleri bir arada tutmak ve sert levha üretmek için katılan polimer bağlayıcı yanıcıdır. Mineral yünlerinin yangın karşısındaki davranışı, polimer bağlayıcının miktarı ile yakından ilgilidir. EPS ve XPS’in binalarda B1 sınıfı alev yürütmeyen tiplerinin kullanılması uygundur.

22. Isı yalıtım malzemelerinin karşılaştırması SIVA İLE ADERANS: Mineral yünlerinin, EPS’in ve XPS’in geleneksel çimento sıva ile aderansı zayıftır. Çimento bazlı sıvalarda mutlaka polimer katkı kullanılması gerekir. Alçı sıva ile aderansları ise iyidir.

23. Isı yalıtım malzemelerinin karşılaştırması YAŞLANMA Mineral yünlerinde ve EPS’de yaşlanma görülmez. XPS’in HCFC’lerle şişirilmiş olan ürünlerinde ısıl iletkenlikte yaşlanma (zamanla ısıl iletkenlik değerinde artış) görülür. CO2 ile şişirilenlerde yaşlanma görülmez fakat bu ürünlerin ısıl iletkenlikleri diğer HCFC’lerle şişirilmiş XPS’lerden daha yüksektir.

24. Isı yalıtım malzemelerinin karşılaştırması FİYAT DURUMU: Karşılaştırılan malzemeler arasında en ekonomik olan malzeme EPS’dir. EPS, değişik yoğunluklarda üretilebilmesi ve yoğunluk değişimi ile teknik özelliklerinin istenilen aralıklarda değiştirilebilmesi sonucu, diğer malzemelerle aynı ısıl performansı malzeme israfına sebep olmadan en ekonomik şekilde sunar.

25. Isı yalıtım malzemelerinin karşılaştırması AHŞAP YÜNÜ • Geleneksel çimento sıva ile aderansı iyidir. • Isı iletkenlikleri 0.09 W/mK mertebelerindedir. Isı yalıtım malzemesi olarak yüksektir. Bu sebeple, tek başlarına kullanılmaktan ziyade, günümüzde, EPS veya taş yünü ile oluşturulmuş kompozit elemanlar halinde kullanılmaktadır.

26. Isı yalıtım malzemelerinin karşılaştırması POLİÜRETAN KÖPÜKLER • Açık veya kapalı gözenekli üretilebilirler. • Levha halinde satıldıkları gibi, şantiyede köpük halinde istenilen formda uygulanabilirler. • Metaller ile aderansları yüksektir. • Geleneksel sıva ile aderansları zayıftır. • Yanıcı malzemelerdir. • Dürabiliteleri?

27. Isı yalıtım malzemelerinin karşılaştırması • Mineral yünü satın alırken su emme değeri belirlenmeli. Bağlayıcısının suda çözünebildiği, liflerin değil ama bağlayıcısının yanıcı olduğu, boyut sabitliğinin (özellikle yük altında kalınlık değişimi) önemli olduğu ve açık gözenekli bir malzeme olduğu hatırlanmalı. • XPS alırken şişirici gaz bilinmeli. Özellikle ısı iletkenliği üzerinde, kullanılan şişirici gazın, zamanın ve yüzeylerdeki zırhın (ince kaygan tabaka) etkisi olduğu hatırlanmalı. • EPS alırken yoğunluk ve tanelerin kaynaşma şekli incelenmeli (taneler arada boşluk kalmayacak şekilde çokgen-balpeteği yapı göstermeli). Dışardan yalıtım uygulamalarında, gerekli dinlendirme sürelerinin gerçekleştiğine dikkat edilmeli.

28. Isı yalıtım malzemelerinin karşılaştırması • Isı yalıtım malzemesi seçerken: • Isı iletkenliği • Mekanik özellikleri • Hacimce su emme değeri • Buhar geçirgenlik direnci • Fayda/Maliyet karşılaştırması ve gerekiyorsa, • Ses yalıtım kabiliyeti Özellikle kaplamasız kullanılacaksa, • Yanıcılık özelliği birlikte incelenmelidir.

29. Isı yalıtım malzemelerinin karşılaştırması ISI YALITIMI =Daha iyi konfor şartları + Temiz Hava +Enerji (Yakıt) Tasarrufu + Döviz kazancı + Düşük yakıt faturası + Bina sakinlerinin bütçesinde ve ülke ekonomisinde iyileşme + Kalkınma ISI YALITIMI, • bina sakini için daha iyi konfor şartları ve daha düşük yakıt masrafı anlamına gelirken, • sağladığı yakıt ve enerji tasarrufu ile ülke genelinde de temiz hava, döviz kazancı ve kalkınma anlamına gelmektedir.

30. Isı yalıtım malzemelerinin karşılaştırması Ancak bu şemanın kusursuz işleyebilmesi için ısı yalıtım malzemesinin üretilirken çevreyi kirletmemesi, fazla enerji tüketmemesi ve ekonomik olması gerekir. • Eğer, ısı yalıtım malzemesi üretilirken ozon tabakasına zarar veriyorsa, küresel ısınmaya sebep oluyorsa, bu malzeme ile gerçekleştirilen ısı yalıtımının çevreye olumlu etkisinden bahsetmek mümkün olmaz. • Eğer ısı yalıtım malzemesi üretilirken, ısı yalıtımı uygulaması ile sağlanacak enerji tasarrufuna eşdeğer veya daha fazla enerji tüketiyorsa, ısı yalıtımının getireceği enerji tasarrufundan ve ülke kalkınmasından bahsetmek de mümkün olmaz. • Eğer ısı yalıtım malzemesi pahalı ise, ısı yalıtım uygulamasının geri ödeme süresi uzayacak ve tüketiciye olan ekonomik katkısı da azalacaktır.

31. Isı yalıtım malzemelerinin karşılaştırması Geriye sadece sağlayacağı daha iyi konfor şartları kalır. Ancak daha iyi konfor şartlarını, ozon tabakasına zarar vermeyen, geri dönüşümü olan, çevre dostu, üretimi sırasında büyük miktarlarda enerji tüketilmesi gerekmeyen ve pahalı olmayan bir ısı yalıtım malzemesi ile sağlamak tartışmasız daha akılca bir çözüm olacaktır.