Alüminyum giydirme cephe sistemleri bileşen üretim ve yapım, sistem tasarım ve performans standartları için bir kontrol listesi önerisi
A checklist proposal for aluminium curtain wall systems standards for production of components, system design and performance
Yazar: MÜGE ÇELEBİ
Danışman: PROF. DR. AYŞE NİL TÜRKERİ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı / Çevre Kontrolü ve Yapı Teknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Mimarlık = Architecture
Dizin: Bina cephesi = Building facade ; Giydirme cephe elemanları = Curtain wall elements ; Giydirme cepheler = Curtain walls ; Türk standartları = Turkish standards ; Uluslararası standartlar = International standarts

Özet:
Son yüzyıldaki teknolojik gelişmeler yapı sektörünü oldukça etkilemiştir. Taşıyıcı sistem olarak çerçeve sistemlerin bulunması yapı sektöründe köklü değişikliklere yol açmış, geleneksel yığma duvar yerine taşıyıcılık işlevi olmayan dış duvar sistemleri kullanılmaya başlanmıştır. Sanayi Devrimi ile alüminyum ve cam üretimi kolaylaşmış, alüminyum giydirme cephe olarak adlandırdığımız sistemler ortaya çıkmıştır. Günümüzde alüminyum giydirme cephe sistemleri neredeyse her bina tipi için tercih edilmektedir.
Alüminyum giydirme cephelere olan talep artışı, bu tip cephelerin birçok projede mimarlar tarafından tercih edilmesinde rol oynamaktadır. Bu artan talep doğrultusunda, Türkiye pazarında faaliyet gösteren firma sayısında ve alüminyum giydirme cephe sistem tiplerinde artış olmuştur. Artan firma sayısı ve sistem tipleri, mimarların malzeme ve sistem seçimi yaparken zorlanmasına neden olabilmektedir.
Bir mimari projenin inşaatına başlamadan önce yapı elemanları ve bu elemanlarının birleşimleri ile ilgili uyulması gereken standartları içeren teknik şartnameler hazırlanır. Bu teknik şartnameler, bina kullanım ömrü açısından çok önemlidir. Bazı mimari projelerin cephe teknik şartnameleri incelendiğinde alüminyum giydirme cephe sistem bileşenlerinin üretimi ve yapımı ile sistem tasarım ve performans standartlarında eksikler olduğu ve bazı bileşenler için hiçbir standart verilmediği saptanmıştır. Şartnamelerde yer almayan veya eksik verilen standartlar sebebiyle bina kullanımı sırasında erken bozulmalar oluşabilmektedir. Erken bozulmalar hasarlara yol açabilmekte ve bina kullanım ömrünü kısaltmaktadır. Türkiye'de alüminyum giydirme cephe sistem bileşenlerinin üretimi ve yapımı ile sistem tasarım ve performans standartlarının bir bütün olarak ortaya koyulduğu bir çalışma bulunmamaktadır. Dolayısıyla ülkemizde böyle bir rehbere ihtiyaç duyulmaktadır.
Belirlenen sorun ve sorunun önemi doğrultusunda bu çalışmanın amacı; alüminyum giydirme cephe sistemleri bileşen üretim ve yapım ile sistem tasarım ve performans standartları ile ilgili literatürde var olan standartların araştırılması, sektörde faaliyet gösteren firmaların kullandığı standartların belirlenmesi ve elde edilen bu bilgilerin karşılıklı değerlendirilmesi ile Türkiye'de yapılacak bir binanın alüminyum giydirme cephesi için kullanılması gereken standartları içeren bir kontrol listesi önerisi ortaya koymaktır. Böylece teknik şartnamelerde eksik olan standartlardan kaynaklı olarak binalarda oluşabilecek erken hasarların önlenmesi hedeflenmektedir.
Yapılan çalışmanın kapsamı, alüminyum giydirme cephe sistemlerinin yapım yöntemleri ve cam bağlantısına göre sınıflandırılması esas alınarak belirlenmiştir. Tez kapsamında kapaklı çubuk sistem, silikonlu çubuk sistem, kapaklı panel sistem ve silikonlu panel sistem ele alınmıştır. Alüminyum giydirme cephe sistem bileşenleri olarak alüminyum profil, EPDM fitil, polyamid ısı bariyeri ve strüktürel silikon belirlenmiş, dolgu paneli olan cam kapsam dışı bırakılmıştır.
Yukarıda verilen kapsamda, belirlenen amaca ulaşabilmek için; literatür taraması ve yüz yüze görüşme yöntemleri esas alınmıştır. Tez konusuyla ilgili olan kitaplar incelenmiş, standart taraması için ulusal ve uluslararası standartlar ile sivil toplum kuruluşlarının yayınladığı standart ve rehberler taranmıştır. Yüz yüze görüşme aşamasında; bileşen üretim ve yapım standartları için üreticilerle, sistem tasarım standartları için sistem üreticisi firmalarıyla ve performans standartları için sistem üreticisi ve uygulayıcılarıyla görüşülmüştür.
Çalışma, yukarıda verilen amaç ve kapsam doğrultusunda yedi bölümden oluşmaktadır.
Birinci bölüm belirlenen sorun ile başlamakta; amaç, kapsam yöntem ve hipotezin tarif edilmesi ile tamamlanmaktadır.
İkinci bölümde; cephe sistemi, performans ve standartla ilgili yapılan kaynak tarama çalışmalarına yer verilmiştir. Cephe sistemi başlığında; tezin devamında yer alan diğer bölümlerin anlaşılır olabilmesi için cephe sistemi ile ilgili olan terimler tanımlanmıştır. Devamında tarihçe sunulmuş ve cephe sistemlerinin sınıflandırılması irdelenmiştir. Performans başlığında, performansın tanımı yapılmış; performans gereksinmeleri ve performans ölçütleri ele alınmıştır. Standart başlığında standart tipleri, ulusal ve uluslararası düzeyde standart hazırlayan kurum ve kuruluşlar ile sivil toplum kuruluşları incelenmiştir.
Üçüncü bölümde alüminyum giydirme cephe sistem bileşenleri, sistem tipleri ve alüminyum giydirme cephelerden beklenen performanslar ile ilgili literatür çalışmasına yer verilmiştir. Bu bölüm, sistem bileşenleri ve bileşen özelliklerinin sunulmasıyla başlamaktadır. Devamında sistem tipleri ve yapım yöntemine ilişkin bilgi verilmiş, sistem bileşenlerinin malzemesi ve üretim süreçleri açıklanmıştır. Alüminyum giydirme cephelerden beklenen performans gereksinmelerinin tanımlanması ile bu bölüm tamamlanmaktadır. Böylece standartlarının taranması gereken alüminyum giydirme cephe bileşenleri ve malzemeleri ile performans gereksinmeleri belirlenmiştir.
Dördüncü bölümde literatürdeki mevcut standartların ortaya konulabilmesi için ulusal ve uluslararası standartlar ile sivil toplum kuruluşlarının yayınladığı standartlar taranmıştır. Standart taramasında Kuzey Amerika ve Kanada, Avrupa ve Asya-Pasifik olmak üzere coğrafi bölgeler esas alınmıştır. American Society for Testing and Materials (ASTM), Standards Council of Canada (SCC), European Standards (EN), International Organization for Standardization (ISO), German Institute for Standardization (DIN), British Standards Institution (BSI), Türk Standartları Enstitüsü (TSE), Singapore Standards (SS) ve Standards New Zealand (NZS) standartları araştırılmıştır. Sivil toplum kuruluşları da bölgelerine göre araştırılmış ve yayınladıkları dokümanlar incelenmiştir. Sırasıyla alüminyum giydirme cephe bileşen üretim ve yapım standartları araştırılmış, devamında sistem tasarım ve performans standartları irdelenmiş ve elde edilen sonuçlar çizelgeler halinde ortaya konulmuştur.
Beşinci bölümde Türkiye pazarında faaliyet gösteren firmalar ile yüz yüze görüşme yapılarak Türkiye'deki mevcut durum ortaya konmuştur. Alüminyum giydirme cephe sistemleri bileşen üretim ve yapım standartlarının mevcut durumunu ortaya koyabilmek için alüminyum, EPDM fitil, polyamid ısı bariyeri ve strüktürel silikon üreticisi firmalarla iletişime geçilmiştir. Alüminyum giydirme cephe sistem tasarım standartları için sistem üreticisi firmalarla, performans standartları için sistem üreticisi ve/veya uygulayıcısı firmalarla yüz yüze görüşme yapılmıştır. Yapılan görüşmelerde üretici firmalara üretim süreçleri ve bu süreçlerde kullandıkları standartlar, sistem üreticisi firmalarda tasarım ve performans için kullandıkları standartlar ve sistem uygulayıcısı firmalara performans için kullandıkları standartlar sorulmuştur. Elde edilen bilgiler çizelgeler halinde her bir firma için ayrı ayrı verilmiş, devamında bu çizelgeler karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir.
Altıncı bölümde; dördüncü bölüm ve beşinci bölümden elde edilen veriler derlenerek Türkiye'de yapılacak bir alüminyum giydirme cephe için bileşen üretim ve yapım, sistem tasarım ve sistem performans standartları için bir kontrol listesi önerilmiştir. Bu kontrol listesi çalışma kapsamında ele alınan her bir alüminyum giydirme cephe sistem bileşeni, sistem tasarım ve sistem performans standartları için ayrı ayrı verilmiştir.
Son bölümde tez çalışmasının sonuçları ele alınmıştır. Tezin her bölümünde elde edilen sonuçlara yer verilmiş, ileriye yönelik öneriler sunulmuştur.

Abstract:
In last century, technologic developments have influenced construction technology considerably.  External wall systems which freed of their load bearing function are used instead of traditional load bearing walls along with the development of skeleton systems. Production of aluminium and glass technology have developed as a result of industrial revolution and modern curtain wall facades have been adopted for the external wall systems of buildings. Nowadays, aluminium curtain wall systems are preferred for nearly all types of buildings.
Aluminium curtain walls are preferred in many projects by architects because of increasing demand for these types of facades. Number of facade companies in the market and type of aluminium curtain wall facade system have increased depending upon this growing demand. As a consequence, architects may have difficulties in choosing right materials and system types.
Technical specifications which include standards of building components and their assemblies are prepared before starting an architectural project construction. These technical specifications are important for the building service life. Review of several architectural projects and their documentation of buildings has revealed that either there were no technical specifications of aluminium curtain wall systems or adequate standards concerning production of the relevant components, design and performance of the systems were not specified in the technical specifications. Lack of standards may lead to the occurrence of some defects and, therefore, damages during the use of aluminium curtain wall systems. In other words, premature failures occur in buildings. Currently, there is not any study which includes all the standards for production of aluminium curtain wall components, system design and system performance of aluminium curtain walls in Turkey. Therefore, such a study is needed in Turkey.
In line with the importance of the problem mentioned above, the purpose of this study is to propose a checklist which includes all the standards for production of aluminium curtain wall components, system design and system performance of aluminium curtain walls to use for a building to be constructed in Turkey. Thus, it is aimed that to prevent premature failures that may occur in buildings due to lack of standards in the technical specifications.
The scope of the study is determined according to construction method and glass fixings of the curtain walls. This study includes stick system with cover cap, stick system with structural silicone, unitized system with cover cap and unitized system with structural silicone. For the aluminium curtain wall components, aluminium profile, EPDM gasket, polyamide thermal break and structural silicone have been examined. However, in this study glazing is excluded.
Literature review and face to face meetings are conducted to achieve the aim. Books which are related to subject, national and international standards and documents of nongovernmental organizations have been examined as literature review. Face to face interviews have been made with the producers regarding production standards, with system design companies about system design and with system execution/design companies about performance standards.
The study which is realized according to above mentioned aims and scope consists of seven chapters:
The first chapter starts with the problem and concludes with the definition of the aim, scope, method and hypothesis. 
The second chapter is about literature study of facade systems, performance and standards. In this chapter, firstly terms related facade systems such as external wall, enclosure, cladding, facade and curtain wall are defined to make other chapters understandable. The chapter continues with history and classification of facade systems. Secondly; performance, performance requirements and performance criteria are defined. Thirdly; definition of standard and standard types is given and governmental and nongovernmental organizations which prepare standards have been examined.
The third chapter is about literature study of aluminium curtain wall components, aluminium curtain wall system types and expected performances from aluminium curtain walls. The chapter starts with components of aluminium curtain walls and their properties. Secondly, aluminium curtain wall system types and construction methods of aluminium curtain walls are given. Thirdly, materials and production processes of selected aluminium curtain wall components have been specified. The chapter concludes with performance requirements which is expected from an aluminium curtain wall system. Thereby, aluminium curtain wall components, materials and performance requirements which needs to be examined by standards have been determined.
In the fourth chapter, national and international standards which are prepared by governmental and nongovernmental organizations have been examined to put forward existing standards. Research has been conducted according to geographic locations such as North America and Canada, Europe and Asia-Pacific Region. American Society for Testing and Materials (ASTM), Standards Council of Canada (SCC), European Standards (EN), International Organization for Standardization (ISO), German Institute for Standardization (DIN), British Standards Institution (BSI), Turkish Standards Institution (TSE), Singapore Standards (SS) and Standards New Zealand (NZS) have been examined. Tables which demonstrate existing standards for production of aluminium curtain wall components, system design and system performance of aluminium curtain walls are given, respectively. 
The fifth chapter includes results of face to face interviews which have been made with companies in Turkish market. To reveal current situation in Turkey, face to face interviews have been made with the aluminium profile, EPDM gasket, polyamide thermal break and structural silicone producers regarding production standards, with system design companies about system design and with system execution/design companies about performance standards. During the interviews, the producers were asked about the production processes and the standards they use in these processes, system design companies were asked about the standards they use for design and system design/execution companies were asked about performance standards. The existing standards used by these companies have been specified as a result of these interviews. 
In the sixth chapter, the data obtained from the fourth and fifth chapters are compiled and a checklist has been proposed for aluminium curtain wall standards for production of components, system design and system performance. The checklist has been prepared separately for each aluminium curtain wall component, system design and system performance standards in accordance with the scope of the study. 
In the last chapter, the results of the study are given for each part of the study and suggestions for the future studies are presented.