Çubuk ve panel giydirme cephe sistemlerinin yaşam dönemi performanslarının öneri deneysel prosedürle belirlenmesi

Binayı oluşturan her bir alt sistem yapının performansının sağlanmasında etkili olmaktadır. Özellikle yapı kabuğu iç ve dış ortam arasında filtre görevi görmesi, iç ortam koşullarının oluşturulması ve kullanıcı konforunun sağlamasında büyük öneme sahiptir. Günümüzde yapı teknolojilerindeki gelişmelere bağlı olarak yapı elemanlarında çevresel koşullara dayanım, hafiflik, incelik, dayanıklılık, yapım hızı ve estetik gibi beklentilerin öncelik kazanmasıyla birlikte giydirme cephe sistemleri özellikle yüksek binalarda sağladıkları avantajlara bağlı olarak en çok tercih edilen sistemlerden biri haline gelmiştir. Tarihsel süreç içerisinde giydirme cephe sistemleri teknolojinin de sağladığı olanaklara paralel olarak malzeme, sistem ve yapım tekniği açısından gelişmesini sürdürmektedir. Çubuk, panel ve yarı panel gibi farklı yapım teknikleriyle üretilen giydirme cephe sistemleri içerisinde alüminyum ve cam giydirme cepheler tüm dünyada uygulanmış pek çok bina örneğinin tasarım kararları arasında yer almaktadır. Her yapıya özgü tasarlanan giydirme cephe sistemlerinin performansı, binanın toplam performansını doğrudan etkilemekte ve cephe yaşam ömrünün düzenli bakım onarım ile de desteklenerek bina yaşam ömrüne eşit yaklaşık 30 ~ 50 yıl olması beklenmektedir. Giydirme cephe üreticileri ise genelde sistemlerine 20 yıl garanti vermelerine karşın bu süre zarfında ısıl, manyetik, biyolojik, kimyasal ve elektromanyetik etmenlere bağlı olarak sistemlerin performansında değişimler gözlenmektedir. BS 7543 (2015) standardında belirtildiği üzere yapı ve yapı elemanlarının yaşam ömrünün belirlenmesinde deneysel yöntem, mevcut yapılara ait verilerin kullanılması ve ulusal veri tabanının kullanımı olmak üzere üç yöntem kullanılmaktadır. Deneysel yöntemde cepheye uygulanan zorunlu performans testleri yardımıyla söz konusu etmenler karşısındaki performansları test edilmekte ve binaya uygulanabilirlikleri yönünde karar alınabilmekle birlikte sistemlerin zorunlu testleri başarıyla geçmelerinin yaşam dönemi performansını ifade etmekte yetersiz kaldığı CWCT standardında da açıkça belirtilmektedir. Diğer yandan giydirme cephe sistemlerinin performanslarının belirlenmesinde yaşam dönemi performansının bilinmesinin önemli olduğu vurgulanmakla birlikte literatürde bu konuyla ilgili yer alan çalışmaların az sayıda olduğu görülmektedir. Tez çalışması kapsamında öncelikle giydirme cephe sistemi kavramı, türleri ve performans özellikleriyle ilgili kapsamlı bir literatür araştırması yapılmıştır. Daha sonra problemin belirlenmesine yönelik olarak bir ön çalışma gerçekleştirilmiştir. İlk aşamada İstanbul'da 2010 ~ 2014 yılları arasında inşaatı biten giydirme cepheli binalarda en fazla çubuk ve panel sistemin uygulanmış olduğu saptanmıştır. Daha sonra yapı ve yapı elemanlarının yaşam döneminin belirlenmesinde mevcut yapıların analizi bağlamında İstanbul'da 1996 ~ 2017 yılları arasında inşaatı biten 30 adet çubuk ve panel giydirme cepheli binada görülen hasarlar incelenmiş ve çubuk sistemin hasar görme riskinin panel sistemden daha yüksek olduğu ve performanslarında azalmaya neden olan en önemli faktörlerin başında da su ve hava geçirimsizliği ile taşıyıcılık olduğu tespit edilmiştir. Yaygın sistemler olan çubuk ve panel sistemlerin su ve hava geçirgenliği ile taşıyıcılık yaşam dönemi performansları İstanbul koşulları altında deneysel yöntemle karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. TS EN 13830'da yer alan zorunlu hava geçirimsizlik, su sızdırmazlık ve rüzgar dayanımı testlerini içeren ve genişletilmiş hava geçirimsizlik, su sızdırmazlık, rüzgar dayanımı, dinamik su sızdırmazlık ve deprem dayanımı testlerini içeren deney prosedürlerinin sistemlerin yaşam dönemi performansının belirlenmesinde yetersiz kaldığı görülmüştür. Bu nedenle mevcut standartta yer alan genişletilmiş deney prosedürü CWCT'de yer alan deney prosedürüyle desteklenerek çalışma kapsamında ısıl döngü testinin içeren yeni bir deney prosedürü önerilmiş ve gerçek ölçülerdeki çubuk ve panel sistem numuneleri üzerinde belirlenen prosedür kullanılarak deneysel çalışma gerçekleştirilmiştir. Önerilen deney prosedürü ile, cephe sistemleri extrem sıcaklık değişimlerine maruz bırakılmış ve numunelere etkiyen iklimsel değişikliklerin yaşlanmaya neden olarak uzun dönem performanslarını yansıttığı kabulüne dayanarak sistemlerin yaşam dönemi içerisindeki performans değişimlerinin ortaya konması amaçlanmıştır. Bu nedenle, İstanbul'da son 20 yıl içerisinde ölçülen en düşük ve en yüksek sıcaklık değerleri dikkate alınarak düzenlenen yaşlandırma testi, önerilen deney prosedürüne iki aşamada dahil edilmiştir. Birinci aşamada sistemlerin ilk performansının/durumunun belirlenmesinin ardından sistemlerin yaşlandırılmasına bağlı olarak performansındaki değişim ortaya konulmuş ve sistemlerin zaman içerisinde maruz kalacağı etmenler göz önünde bulundurularak deney prosedürü geliştirilmiştir. İkinci aşamada ise sistemler şiddetli çevresel yüklere maruz bırakıldıktan sonra yeniden yaşlandırılarak yaşam dönemi içerisinde performanslarında görülebilecek değişimler ortaya konulmuştur. Çalışmanın sonucunda aynı koşullar altında çubuk sistemin hava ve su sızdırmazlık performansları açısından panel sisteme göre daha hassas olduğu sonucuna varılmıştır. Mevcut yapıların analizi yöntemine göre yapılan ön çalışmada da benzer sonuçların olması dikkate alındığında ısıl döngü testinin sistemlerin uygulama sürecinden önce yaşam dönemi performansıyla ilgili önemli bilgiler edinilmesini sağlayan önemli/gerekli bir test olduğu vurgulanmıştır.