Isı yalıtımı açısından konvansiyonel malzemelerle nanoteknolojik malzemelerin karşılaştırılması
Comparison of conventional materials and nanotechnologies in terms of thermal insulation
Yazar: FIRAT ÇÖL
Danışman: DOÇ. DR. UFUK FATİH KÜÇÜKALİ
İstanbul Aydın Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı / Mimarlık Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
Gittikçe artan yapılaşma ile binalarda oluşan sorunlara karşı inşaat sahiplerini ek çözümler aramaya itmiştir. Üretim ve tüketimin hızla arttığı şu dönemde binalardan beklenen performanslar da üst seviyededir. Binalar sadece barınma amaçlı olmayıp, kullanıcıların konforunu sağlayacak, ısıtma ve soğutma için harcanan enerjinin en az olduğu, çevreye karşı zararı daha az olan malzemelere ihtiyaç duyulmaya başlanmıştır. Bunları da sağlayacak olan malzemeler ısı yalıtım malzemeleridir. Günümüzde kullanılan ısı yalıtım malzemeleri birçok alanda kullanılabilmektedir. Konvansiyonel olarak dış duvarda en çok kullanılan ısı yalıtım malzemeleri XPS, EPS, taş yünü, cam yünü, poliüretan köpüktür. Sentetik olarak üretilen XPS,EPS ısı yalıtım malzemelerine piyasalarda daha çok rastlanmasının sebebi; ekonomik açıdan uygun olması, istenilen performansları karşılayabilmesi açısından kullanımları daha fazladır. Bu malzemelerin yanında gelişmekte olan nano ölçeklere kadar inmiş ısı yalıtım malzemeleri de vardır. Aerojel, termal duvar boyaları, vakum yalıtım panelleri ısı yalıtımda en çok kullanılan nanoteknolojik malzemelerdir. Isı yalıtım uygulamalarında gösterdikleri performans geleneksel malzemelere göre on kat daha iyidir. Üretim aşamasında farklı uygulamalar ile ısı iletkenlik değerleri, su emme oranları gibi özellikleri düşürülebilmektedir. Nanoteknolojiye ayırılan bütçenin yetersizliğinden dolayı bu alanda yapılmış ısı yalıtım uygulamaları azdır. Bu yüzden konvansiyonel malzemelere göre ısı yalıtım uygulamalarındaki maliyetleri oldukça fazladır. Fakat geri ödeme süreleri oldukça kısadır. 
Bu tez çalışmasında birinci bölümde teze giriş kısmı bulunmaktadır. Burada genel olarak tezin kapsamı, amacı, yöntemi ve konusu açıklanmıştır. Dünya'daki yakıt tüketimlerinden ve ısı yalıtımın öneminden bahsedilmiştir. İkinci bölümde ısı yalıtım açısından önemli olan kavramlar hakkında bilgi verilmiştir. Üçüncü bölümde ısı yalıtımın malzemeleri seçerken hangi özelliklere bakılması gerektiği hakkında ve malzemeler hakkında bilgiler verilmiştir. Tezin dördüncü bölümünde nanoteknolojik malzeme yapısı, kullanılan türler, sağladıkları yararlar ve uygulamaları hakkında araştırma yapılmıştır. Makaleler, uygulama yapılmış yapılar, tez çalışmaları incelenmiştir. Beşinci kısım da konvansiyonel ısı yalıtım malzemeleri ile nanoteknolojik malzemelerin ısı yalıtımda kullanıldıklarında hangi özellikler açısından farklılıkların olduğu ve performansları incelenmiştir. Çevreye, kullanıcılara, işletmelere sundukları avantaj ve dezavantajlara bakılmıştır. Yapılan deneyler incelenmiştir. 
Sonuç kısmında ısı yalıtım malzemeleri binalarda ısı köprülerinin oluşmasını, nem ve rutubet oluşumunu, bakterilerin oluşmasını engellemek; maliyet oranlarını, meydana gelen enerji kayıplarını azaltmak amacıyla kullanılmaktadır. Konvansiyonel ve nanoteknolojik uygulamalar ile aralarındaki en önemli fark, nanoteknolojik uygulamaların maliyetinin yüksek olmasıdır. Isı iletkenlik katsayıları oldukça düşüktür, hidrofobik yapıdadırlar, nano ölçekte gözenekli yapıya sahiptirler ve hücreleri homojen dağılmıştır. Geri dönüştürülebilen ve ekolojik malzemeler olmaları nedeniyle LEED sertifikalarına aday olan yapılarda uygulanmıştır.
Anahtar Kelimeler : Isı Yalıtımı, Isı Yalıtım Malzemeleri, Nanoteknoloji, Nano Yalıtım Malzemeleri

Abstract:
With increasing construction, it has pushed construction owners to look for additional solutions to problems in buildings. During the period in which production and consumption were rapidly increasing, the performance expected from the buildings is also high. The buildings are not only for housing purposes, but also for materials that are less harmful to the environment, which will provide the comfort of the users, which is the least energy used for heating and cooling. The materials that will provide them are heat insulation materials. Heat insulation materials used today can be used in many areas. The most commonly used heat insulation materials on the exterior wall are XPS, EPS, stone wool, glass wool, polyurethane foam. Synthetic XPS, EPS thermal insulation materials are more common in the markets because they are economically viable and can meet desired performance. In addition to these materials, there are also heat insulation materials that have descended to the developing nano scale. Aerojel, thermal wall paints, vacuum insulation panels are the most widely used nanotechnological materials in heat insulation. Thermal insulation applications show that the performance is ten times better than traditional materials. In the production phase, properties such as heat conductivity values and water absorption rates can be reduced with different applications. Due to the lack of budget allocated to nanotechnology, thermal insulation applications in this area are low. For this reason, compared to conventional materials, the costs of heat insulation applications are quite high. But the repayment period is very short. 
The first part of this thesis study is the introduction to the thesis. In general, the scope, purpose, method and subject of the thesis is explained here. Fuel consumption in the world and the importance of heat insulation was mentioned. The second section provides information about the concepts that are important in terms of thermal insulation. The third section provides information about the properties of thermal insulation when choosing materials and about the materials. In the fourth part of the thesis, research was carried out on nanotechnological material structure, the species used, their benefits and applications. Articles, applied structures, thesis studies were studied. The fifth part examined the differences between conventional heat insulation materials and nanotechnological materials in terms of their properties and their performance. The environment, users, and businesses have been exposed to the advantages and disadvantages they offer. Experiments have been studied. 
Heat insulation materials are used to prevent the formation of heat bridges in buildings, formation of humidity and humidity, formation of bacteria and to reduce the cost rates and energy losses that occur. The most important difference between conventional and nanotechnology applications is the high cost of nanotechnology applications. Heat conductivity coefficients are very low, they are hydrophobic, they have a porous structure on a nano scale and their cells are homogeneously dispersed. Since they are recyclable and ecological materials, they have been applied in structures that are candidates for LEED certificates.
Keywords : Heat Insulation, Heat Insulation Materials, Nanotechnology, Nano Insulation Materials