Bina kabuğundaki birleşim bölgesi detaylarının oluşturulmasında ısı köprüsü oluşumunun azaltılmasına yönelik tasarım ilkeleri

Kullanıcıların eylemlerini etkin bir biçimde gerçekleştirebilmek için konfor koşullarının uygun olduğu ortamlara ihtiyaçları vardır. Bina kabuğu, çevresel etmenlerin kullanıcılar için ideal olmadığı durumlarda kullanıcıların konfor koşullarını sağlamalarına yardımcı olmaktadır. Bina kabuğunu oluşturan yapı elemanlarının ısı ve nem ile ilgili performansları, binanın bütünün de performansını etkilemektedir. Özellikle farklı geometri ve malzemelerin bir araya gelmesiyle oluşan detaylar yapı elemanının genelinden farklı bir ısıl performansa sahiptir. Bu birleşim detaylarında malzemenin süreksizliğine bağlı olarak ısı iletimi daha fazla gerçekleşmektedir. Isı köprüsü olarak adlandırılan bu bölgelerde istenmeyen ısı kayıp ve kazançları artmakta, özellikle ısı kayıplarıyla birlikte iç yüzey sıcaklığının düzenli bölgelere göre daha düşük olmasına neden olmaktadır. Bu olumsuz etkinin giderilmesi için genelde ısıl performans sağlanırken ısı köprülerinin de etkilerinin azaltılması gerekmektedir. Yapı elemanlarının ısıl performanslarının hesaplanmasına yönelik standart ve yönetmeliklerde çeşitli yöntemler mevcuttur. Ancak bu yöntemler genellikle yapı elemanlarının homojen bölgelerini ele almakta ısı köprüleri hesaplamalarında yetersiz kalmaktadır. Isı köprülerinin hesaplandığı çalışmaların birçoğunda da mevcut belirli detaylar üzerinden hesaplamalar yapılmaktadır. Bu detaylar yapıya özgü olduğundan çoğunlukla çalışmanın yapıldığı ülkedeki yapım yöntemleriyle kısıtlı olmakta ve yalnızca benzer detaylar hakkında fikir vermektedir. Bu sebeple bu çalışmaların çoğu ısı köprülerinin etkilerinin genel prensiplerinin belirlenmesinde yeterli gelmemektedir. Isı köprülerine yönelik ölçüm çalışmalarının ise hem maliyet hem de süreç açısından zorlukları vardır. Süre ve maliyet açısından en etkili yöntem simülasyon programları olmasına karşın yapı elemanlarının ve birleşimlerinin her durum için ayrıntılı analizlerinin yapılması süreci zorlaştırmaktadır. Detay tasarımı sürecinde ısı köprülerine yönelik hesaplama yöntemlerinin genel tasarım sürecinde etkinliğinin az olması ve genele yönelik tasarım ilkelerinin belirtilmemesi ısı köprüsü oluşturmayan detayların tasarımını zorlaştırmaktadır. Isı köprülerinin detay tasarım aşamasında engellenmesi de hem bina sağlığı, hem maliyet, hem kullanıcı konforu açısından önemlidir. Bu çalışmada ısı köprüleri oluşumuna etki eden etkenlerin değerlendirilmesi, soyutlanması ve ısı köprüsü oluşturmayacak detayların tasarlanması için bir soyut birleşim bölgesi detayı geliştirilmesi ve geliştirilen soyut birleşim bölgesi detayı ile ısı köprülerinin etkilerinin azaltıldığı detay tasarımı için genel ilkeler belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu çalışma için maliyet, süre ve etkinlik göz önüne alındığında bilgisayar simülasyon programlarının az maliyetli, hızlı ve etkin olduğu belirlenmiştir. Bu sebeple çalışmada simülasyon programlarının kullanılması uygun görülmüştür. Simülasyon programı olarak 3 boyutlu ısı geçişini hesaplayan Heat 3 ve AnTherm programları kullanılmıştır. Isı köprüsü ile ilgili katalog tipi çalışmalardaki kısmen sadeleştirilmiş mevcut detay örneklerinden yola çıkılarak iki boyutlu soyut bir birleşim bölgesi detayı geliştirilmiştir. Kısmen sadeleştirilmiş mevcut dış kabuk detaylarının seçeneklerinde ortak temsilin kolaylığı için mevcut yapı elemanını oluşturan, ısı köprüsü oluşturmada etkili her bir elemanın eşit birimsel karelerden oluştuğu 3x3 9 birimlik bir soyut detay elde edilmiştir. Bu soyut birleşim bölgesi detayında her bir karenin, yapı elemanının veya birleşim bölgesinin ısı köprüsü oluşumunda etkili olan bir parçasını temsil etmesi amaçlanmıştır. Geliştirilen iki boyutlu soyut dış kabuk birleşim detayı geometri, malzeme ve boyut bağlamında simülasyon programında modellenmiş; geometri, malzeme, boyut ve çevresel etmenler değişkenlerinin etkinliği belirlenmek üzere analizleri yapılmıştır. Çalışmanın sonucnda geometri, malzeme, boyut ve çevresel etmenler değişkenlerinin hem tek başına hem de farklı kombinasyonlarının ısı köprüsü oluşturmadaki etkinliği analizler sonucu elde edilmiştir. Yapılan literatür çalışması ve analizler sonucunda ısı köprülerinin etkilerinin azaltıldığı, detay tasarım sürecinde kullanılabilecek ilkesel tasarım önerileri ortaya koyulmuştur.