Ahşap dış duvarların İstanbul'daki uygulamalar üzerinden incelenmesi, ısıl ve nemsel performansın benzetim ile değerlendirilmesi
Examination of wooden external walls through implementations in Istanbul, and evaluation of hygrothermal performance by simulation
Yazar: BEGÜM SAMANCI
Danışman: PROF. DR. HÜLYA KUŞ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı / Çevre Kontrolü ve Yapı Teknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
Günümüzün önemli terimlerinden ekolojik malzeme, sürdürülebilirlik ve enerji etkin yapı kavramlarının öneminin ortaya konulması için öncelikle bina kabuğunun performans etkinliğinin araştırılması gerekmektedir. Enerji etkin bina için yapı kabuğunun özellikle ısıl ve nemsel performansı dikkate alınarak doğru tasarlanması ve uygulanması büyük önem taşımaktadır. Binayı dış atmosferik çevreden ayıran yapı kabuğunun tasarlanıp inşa edildikten sonraki uzun dönem performansı, enerji, ekonomi ve ekolojiyi kapsayan sürdürülebilirlik yaklaşımında önemli bir yer tutar. Bu tez çalışmasında, yapı kabuğunun atmosferik etmenlere maruz kalan özellikle ahşap dış duvarları ve bileşenlerinin ısıl ve nemsel performansı incelenmektedir. 
Çalışmanın birinci bölümünde tezin amacı, içeriği ve yöntemi ele alınmaktadır.
İkinci bölümde, ahşap yapı malzemesi ve genel özellikleri tanıtılmakta, günümüzdeki ahşap yapıların dış duvarları taşıyıcı sistemine göre ahşap iskeletli dış duvarlar ve masif ahşap dış duvarlar olarak sınıflandırılmaktadır. Bu duvar sistemlerinin bileşenleri, birleşimleri ve katmanlaşma örnekleri ile birlikte koruma teknikleri yer almaktadır. 
Üçüncü bölümde, nem ve ısı geçişi kavramlarıyla ahşap dış duvarlarda ısıl ve nemsel (higrotermal) performans konuları ele alınarak bu alandaki bilimsel çalışmalar incelenmektedir. Literatürde yer alan akademik çalışmaların kısa özet bilgileri verilmektedir. Bu araştırmalarda, genellikle, ahşap iskeletli dış duvar yapıları ile son yıllarda az/yüksek katlı yapılarda kullanılan çapraz tabakalı ahşap yapı malzemesinin atmosferik dış etkenlere bağlı olarak ısıl ve nemsel performansları benzetim araçları kullanılarak çalışılmıştır. 
Dördüncü bölümde, ahşap dış duvarların seçimi ve seçilen duvar kesitlerinin ısıl ve nemsel performansının benzetim ile değerlendirmesi yer almaktadır. Isıl ve nemsel benzetim araçları, tasarımcının bina kabuğunda seçtiği malzemeye, atmosferik iç ve dış etkenlere, yapı içindeki hava kalitesine bağlı olarak zaman içinde oluşabilecek nem ve sıcaklığa bağlı problemleri tanımasına ve bu problemlere uygun çözümlerin bulunmasına yardımcı olmaktadır. Bina kabuğunun performansının değerlendirilmesi deneysel ölçmeler, benzetim yolu ile hesaplama veya her iki yöntem bir arada kullanılarak yapılmaktadır. Tez çalışmasında WUFI-2D benzetim aracı kullanılmıştır. Bu benzetim aracıyla, tez kapsamında ele alınan ahşap duvar sistemlerinin belirli iklim bölgesinde ve belirli zaman aralığında sıcaklık, ısı ve nem performansı çalışılmıştır. WUFI benzetim aracı ile hesaplanarak elde edilen sayısal veriler Excel ortamına alınarak zamana bağlı grafikler oluşturulmuştur. 
Tezin son bölümünde, ahşap duvarların ısıl ve nemsel performansının genel bir değerlendirmesi yapılmıştır. İstanbul Riva bölgesindeki bazı mevcut ahşap duvar uygulamaları incelenerek ısıl ve nemsel benzetim hesaplama yönteminde etkin değerlendirme yapılabilmesi için dikkat edilmesi gereken ölçütler araştırılmıştır. Bu çalışma ile özellikle tasarımcı ve uygulayıcılara örnek oluşturmak amacıyla, ahşap dış duvarların kullanım sırasındaki ısıl ve nemsel performansının tasarım aşamasında (daha doğru) tahminine yönelik benzetim araçlarının etkin kullanılması ve böylece mevcut şartlar altında istenen performansa en uygun duvar kesitlerinin tasarlanarak belirlenebilmesine olanak sağlanması öngörülmektedir. 
Sonuçlar bölümünde, elde edilen veriler doğrultusunda genel değerlendirmeler yapılmış ve öneriler sunulmuştur.

Abstract:
Today's important terms are ecological material, sustainability and energy efficient to reveal the importance of building concepts, it is necessary to investigate the performance effectiveness of the building envelope. Furthermore, the energy efficient building for the correct design and application of the building envelope is of great importance.
After designing and constructing the building envelope that separates the building from the external atmospheric environment plays an important role in long-term performance, energy, economy and ecology.
In this thesis, thermal and moisture performance of building walls exposed to atmospheric factors, especially wooden walls and components, are examined under five main headings.
In the first chapter of this study, the aim, content and method of the thesis are discussed.
In the second chapter of today's wooden structures according to use and load-bearing system timber frame exterior walls and solid wooden exterior walls.
In the third chapter, the study of the concepts of moisture and heat transfer, thermal and moisture (hygothermal) performance on the wooden exterior walls and the academic studies in this field are examined. Hygrothermal analysis is a tool for evaluating the temperature and moisture conditions that might occur within a building envelope assembly over time. Such analysis can improve the understanding of how the building envelope responds to the interior and exterior environment and can identify potential moisture performance problems. Hygrothermal loads include initial moisture levels in building materials; indoor temperature and humidity levels; outdoor conditions such as temperature, humidity, wind, rain, and solar radiation; and air pressure differences across the building envelope.
In recent years, light timber frame systems and cross-laminated wood building material used in high-rise buildings depending on atmospheric external factors on thermal and moisture performance simulation tools are used. Moisture performance is a key consideration in building envelope design. The occurrence of moisture problems in Istanbul climatic conditions resulting from poor design, construction, or unexpected interactions of new building materials can lead to a host of  undesirable consequences: wood decay, mold growth, poor indoor air quality, infestation and degradation by insects, corrosion of metals, loss of thermal resistance in wet insulation, damage to materials and finishes from expansion or contraction, and loss of strength in building materials to the point of structural failure. Building repairs and litigation incur considerable costs.
Moisture performance is a multi-faceted issue; desirable performance includes avoiding moisture accumulation from bulk water intrusion, air leakage, and vapor diffusion. Designers have many options in contemporary wooden wall construction when it comes to selecting materials such as exterior various wooden wall insulation, and vapor retarders. This issue involves many considerations, and moisture performance can depend strongly on the climate and the type of wooden wall. A numberof properties of wood depend on moisture content, such as dimensional shrinkage and swelling, strength, moisture transfer, and thermal properties.
Heat capacity and heat transfer, including effects of phase change, Moisture storage and moisture transfer, including vapor diffusion and liquid flow, Material properties as a function of moisture content and temperature, Boundary conditions including indoor temperature and humidity, outdoor temperature, humidity, solar radiation, cloud cover, wind speed and direction, rainfall, and wind driven rain, Wind-driven rain penetration at a specified material layer.Moisture accumulation from air exfiltration at a specified material layer ,the periodic measurements are taken from various  types of timber walls during one years, Determine wall construction, geometry of components, and material properties of component. Finally, the estimated cost in increased energy consumption due to the presence of moisture annually in Istanbul.
In the fourth chapter, the selection of the wooden exterior walls and the thermal and moisture performance evaluation of the selected wall sections.Thermal and moisture simulation tools, help the designer to identify the problems related to the material selected in the building envelope, internal and external atmospheric factors, depending on the air quality in the building recognize the problems related to humidity and temperature that may occur in time and it helps to find suitable solutions to these problems The impact of the building envelope performance measuring experimental,simulation or both methods are performed.In the thesis, simulation tool are used WUFI 2D 4. This study focuses on comparing the hygrothermal performance of various wooden wall assemblies. For this application, a transient one-dimensional model with an hourly time step is sufficent. This simulation tool with the wooden wall systems discussed in the thesis specific climate zone and temperature and in specific time, heat and moisture performance are studied. WUFI with simulation tool are obtained numerical data by calculating time-dependent graphs are created by importing into Excel.
In the last part of the thesis, a general evaluation of thermal and moisture performance of wooden walls.In this study, the wall sections designed for performance in accordance with the data obtained from the heat and moisture simulation tool in today's usage of wooden wall system are determined, become an example for users and applicators and this simulation tool in the selection of suitable wood wall system and material in this field, the designer helps determine the heat-moisture performance of the wooden wall system in the early stage of the design and saves time and cost without the need for experimental study.
Thermal and moisture performance of external timber walls is criticial considered energy saver design approach.Considering the environmental impact and economic cost, energy consumption for heating. This study will help design and construction professionals, and building owners understand moisture issues related to the design and construction of wooden wall (CLT panels, ventilated timber walls) in Istanbul climate conditions and learn  provides various wooden wall in istanbul of the potential moisture performance risks . Finally, This analysis is to compare the moisture performance of different wooden wall constructions and to examine how their performance depends on certain environmental and material parameters.