Alüminyum panel ve çubuk giydirme cephe sistemlerinin çok katlı bir bina örneği üzerinden performans karşılaştırması
Performance comparison of aluminum panel and bar curtain wall systems on an example of a multi-storey building
Yazar: MEVLÜDE MELİKE TURAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HALET ALMILA BÜYÜKTAŞKIN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı / Çevre Kontrolü ve Yapı Teknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Mimarlık = Architecture ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Alüminyum = Aluminum ; Giydirme cepheler = Curtain walls ; Panel sistemi = Panel system ; Çok katlı binalar = Multistorey buildings ; Çubuk sistemler = Bar systems

Özet:
Teknolojinin son yüzyılda gelişiminin hız kazanmasıyla yapıyı dış koşullardan koruyan ve ayırt edici bir özellik kazandıran bina kabuğunda kullanılan malzemeler ve sistemlerde de önemli ölçüde farklar oluşmuştur. Geleneksel yığma duvar sistemleri yerine çerçeve sistemlerine yönelim artmıştır. Ağırlıklı olarak çerçeve sistemlerinde kullanılan alüminyum ve cam malzemelerinin üretiminde sanayi devrimi sayesinde kolaylık sağlanmıştır. Özellikle yapı teknolojisindeki bu gelişmeler bina kabuğundan ortam koşullarına olan dayanım, hızlı üretim, estetik, hafiflik sağlaması gibi farklı konular için beklentilerin artmasına neden olmuştur. Mimari bir projenin oluşturulmasında öncelikli olarak binanın bulunduğu bölgenin ilgili standartları ve projenin teknik şartnamesinin hazırlanması gerekmektedir. Standartlarla ilgili bir eksiklik ya da hata binanın ve cephenin kullanım ömrünü azaltarak arızalara sebebiyet verebilmektedir. Bu sebeple projede sorumlu kişilerin teknik şartnameleri dikkatli bir şekilde incelemesi gerekmektedir. Giydirme cephelerde oluşan yenilikler birçok farklı projede kullanılmasına ve talep artışının yaşanmasına sebep olmuştur. Seçimi yapılan cephede en çok kullanılan standart tasarımlara yer verildiği gibi kullanılacak binaya özgü tasarımlarla da oluşturulabilme imkanı sağlamaktadır. Binaya özgü tasarımlar çok farklı malzeme türlerinin de kullanılmasına yol açmaktadır. Talep artışını karşılamak için çok fazla malzeme ve sistem üreticisi firma açılmıştır. Bu sebeple proje ve malzeme seçimi yapacak olan mimarların seçim yapmasını artan firmalar, yeni sistem çeşitleri ve yeni çıkan farklı malzemeler zorlaştırmıştır. Tez kapsamında giydirme cephelerde en çok tercih edilen panel ve çubuk sistemlerin farklılıklarına odaklanılmıştır. Bu sistemler binalarda en çok tercih edilen sistem çeşitlerindendir. Bu sebeple bu konu ile ilgilenen kişilerin bu sistemlerin avantaj veya dezavantaj sayılabilecek özelliklerine hakim olması beklenmektedir. Çalışma belirlenen amaç ve kapsam doğrultusunda beş bölümden oluşturulmuştur. Tezin birinci bölümünü amaç, kapsam, araştırma soruları, hipotez ve yöntemin oluşturduğu giriş bölümü oluşturmaktadır. Tezin ikinci bölümünü literatür araştırması oluşturmaktadır. Bölümün ilk kısmında alüminyum giydirme cephe sistem tanımına yer verilmiştir. Daha sonra giydirme cepheyi oluşturan her bir bileşenin sistem içerisindeki görevine ve malzemelerin özelliklerine yer verilmiştir. Son kısımda ise çeşitli cephe sistemleri arasından en yaygın kullanımı olan çubuk ve panel sistemler görsellerle desteklenerek açıklanmıştır. Üçüncü bölümde cepheden beklenilen performans gereksinimlerine değinilmiştir. Bina kabuğuna etki edebilecek her tür etken için giydirme cephe binada koruyucu bir tabaka oluşturmaktadır. Tez kapsamında ele alınan binaya etki edebilecek önemli etkenlerden bazıları; ölü yük, rüzgâr yükü, deprem yükü, su ve nem performansı ve son olarak yangın ile ilgili performanstır. Performanslardan bahsedilirken ilgili şartnameler ve görsellerden faydalanılmıştır. Tezin dördüncü bölümünde panel ve çubuk sistemlerin performans karşılaştırması yapılmıştır. İlk olarak karşılaştırmanın yapılacağı bina ve bulunduğu şehir hakkında genel bir bilgi verilmiştir. Projede kullanılan malzemeler ve şartnamelerde belirtilen tasarım yüklerine değinilmiştir. Ayrıca proje kapsamında şartnamece belirtilen sehim limitlerinden bahsedilmiştir. İki sistemin profil, cam, ankraj gibi elemanlarının hesapları yapılarak hesapların yapıldığı programlardan elde edilen görsellerle ulaşılan sonuçlar desteklenmiştir. İmalat, montaj, toleranslara uyumları, dahil oldukları cephe testleri, su tahliye sistemleri ve çalışma ortamlarındaki güvenlik düzeyleri ile ilgili kıyaslamalarda bulunulmuştur.
Tezin beşinci ve son bölümünde ise sonuç ve öneriler kısmı yer almaktadır. Bu bölümde yapılan çalışma sonucunda elde edilen veriler değerlendirilerek çalışmayı oluşturan soruların cevaplarına yer verilmiş ve ileriye dönük önerilerde bulunulmuştur.

Abstract:
Significant changes have happened in the materials and technologies employed in the building envelope, which shields the structure from the elements and gives it a unique appearance,as a result of the acceleration of technological advancement over the past century. The preference for frame systems has grown over conventional masonry wall systems. Aluminum and glass materials, which are primarily employed in frame systems,are now easier to produce as a result of the industrial revolution. Particularly, these advancements in construction technology have raised expectations for a variety of factors, including resilience to environmental conditions from the building envelope, quick manufacture, aesthetics, and lightness. The technical specifications of the project as well as the pertinent regional standards for the area where the building is to be located should be prepared before beginning an architectural project. By limiting the service life of the building and facade, a lack or inaccuracy in standards may result in malfunctions. The people in charge of the project should carefully review the technical requirements in light of this. The usage of curtain walls in several projects and a surge in demand can be attributed to technological advancements. While the most common basic designs are present on the chosen facade, there is also the option to create designs unique to the building in question. The usage of a wide variety of materials results from building-specific designs. Numerous material and system manufacturer businesses have opened in response to the rise in demand. The choice of projects and materials for architects has become more challenging as a result of businesses, new systems kinds, and recently launched various materials.
The thesis focuses on the most popular panel and bar systems used in curtain wall systems. These systems are among the most popular ones used in construction. As a result, it is anticipated that those with an interest in the topic will be well-versed in the benefits and drawbacks of these systems. The study is divided into five sections according to the chosen purpose and scope.
The objective, scope, research questions, hypothesis, and technique are all included in the introduction section of the thesis. A literature review is included in the thesis' second section. The definition of an aluminum curtain wall system is presented in the section's opening paragraph. Following that, the function of each system component and the materials' characteristics are described. The final section provides supporting graphics for the explanation of bar and panel systems, which are the most widely used facade systems. The third chapter includes a section on literature research. Throughout the chapter, there are references to the facade's performance expectation. For all kinds of elements that could have an impact on the building envelope, the curtain wall creates a protective barrier on the structure. The thesis discusses several significant variables that can have an impact on a building, including dead load, wind load, seismic load, water and moisture performance, and ultimately fire-related performance. The pertinent details and images were used when discussing the performances. Performance comparisons of panel and bar systems have been done in the thesis' fourth section. First, a broad description of the structure and the location of the city where the comparison will be done is provided. Both the design loads listed in the specifications and the materials used in the project are noted. Consequently, the deflection limitations listed in the specification were included in the project's scope. Calculations were performed on components including the profile, glass, and anchorage of the two systems, and the outcomes weresupported by graphics derived from the tools used to perform the calculations. Comparisons were done in terms of production, assembly, compliance with tolerances, facade tests, water discharge systems, and workplace safety standards. Conclusions and recommendations are provided in the thesis' fifth and final section. In this section, the study's findings were analyzed, the questions that made up the study's data were addressed, and suggestions for the future were offered.