TR|EN
Güncel
E-Bülten Aboneliği
SteelPro 2023
18th New Horizons
Tevfik Seno Arda Lisesi
Yayınlar > Çelik Yapılar
Sayı: 77 - Temmuz / Ağustos 2022

Teknik Makale


ÇELİK ÇATI ve CEPHELER

Yıldız Teknik Üniversitesi Kimya – Metalurji Fakültesi Biyomühendislik Bölüm Başkanı Prof. Dr. Mehmet Burçin Pişkin, çelik çatı ve cephelerin sağladığı kazanımları ve uygulama yöntemlerini kaleme aldı.

Çatı kaplama ve cepheler, binaların mimari tasarımında kilit noktalardan birisidir(1,2). Hem dış görünüş hem de işlevsellik açısından önemli olan bu yapı elemanları, kullanıldıkları mekân dışında yarattıkları fark sonucunda çevreyi de etkilemektedir. Geleneksel kiremitlerin yanı sıra birçok farklı çatı kaplama türü mevcuttur. Çelik çatı kaplama pazardaki en güçlü rakiplerden biridir ve avantajları nedeniyle dış dekoratif bir bileşen olarak popülerlik kazanmaktadır.

Çatı ve Cephe Kaplamada Kullanılan Çelik Çeşitleri
Paslanmaz Çelik: Korozyon korumasına ihtiyaç duyulduğunda en yaygın kullanılan çelik türüdür. Paslanmaz çelikler ek kaplama veya boyama gerektirmez. 316 2B ve 304 2B tipleri mükemmel korozyon direnci sağlar ve iyi mekanik özelliklere sahiptir.

Aşınma Çeliği: A606 çeliği, havaya maruz kaldığında pasif pas benzeri bir tabaka oluşturarak kendini çevre şartlarından korumuş olur.

Soğuk Haddelenmiş Çelik: Soğuk haddelenmiş karbon çeliği, A606 çeliğinden daha kolay şekillendirilir ve paslı bir görünüm sunar. Genellikle A606’ya göre daha ucuz bir seçenek olarak tercih edilir.

Galvanizli Çelik: Bu tür çelik, karbon çeliğinin çinko banyosunda kaplanmasıyla üretilir. Kolayca boyanabilir korozyona dayanıklıdır ve her türlü imalat işlemine uyarlanabilir. Bu nedenle çatı kaplama için çok ideal bir malzemedir. Galvanizli çelik genellikle pürüzsüz, püsküllü yüzey dokusuyla tanınır.

Alüminyum alaşımları, popüler bir seçim olmasa da uygun koruyucu kaplama uygulandığında çatı kaplama malzemesi olarak da kullanılabilir. Örneğin Kynar500® (reçine bazlı kaplama), alüminyum ve kaplanmış çeliklerde kullanılır(2).

Çelik Çatı ve Dış Yapıların Avantajları
Çelik çatılı bir inşaat yapımında veya var olan yapının yenilenmesi ile düzenlemeleri aşamasında seçilen çatı kaplama malzemesinin, maliyet, görünüm, performans, bakım ve çevresel etki dayanımı büyük fark yaratacaktır. Ahşap, kiremit ve kiremit kompozitleri, asfalt vb. yapıların her biri kendince bir kullanım amacı ve uygunluk taşımakla beraber aralarında farklar da mevcuttur. Bu noktada çelik bir yapının kullanılması ise aşağıda özetlemiş avantajları sağlayabilmektedir(3,4):

Dayanım: Hem fiziksel hem de kimyasal etkilere karşı en güçlü etkiyi gösterir. Yapısal olarak düzgün ve yönetmeliklere uygun kurulmuş bir metal çatı uzun süre kullanılabilir. Su sızmalarına, şiddetli rüzgârlara, haşere ve genel çürümeye karşı gösterilen bu dayanım sayesinde ise kullanıcı açısından oldukça avantajlı hale gelirler.

Hafiflik: Yaklaşık 5 kg/m2 ağırlığa sahiptirler. Bu durum çatı makasının çok büyük olmadığı durumlarda bile çelik bir çatı kaplamanın kurulmasını mümkün kılar. Ayrıca bu hafiflik sayesinde çok yoğun kar yağışı alan bölgelerde bile ağırlığa bağlı çatı çökmeleri konusunda gerekli şartları da sağlayabilirler.

Estetik: Yapının genel çekiciliğine canlı bir görünüm sunar. Asfalt, kil, granit vb. gibi görünecek şekilde modifiye edilebilir tasarımcıların ve müşterilerin binalarının üzerinde çelik çatı kaplamayı daha sık tercih etmelerini sağlar. Geleneksel ve tekdüze hale gelmiş yapı görüntülerine katkı sağladığı için de kullanımları giderek yaygınlaşmıştır.

Maliyet: Asfalt, kil veya ahşaba göre ilk uygulama maliyeti fazla olsa bile periyodik bakımlarla muadillerinden çok daha uzun süre kullanılabilirler.

Enerji tasarrufu: Çelik yapı, güneş ışığını yansıtarak binanın yazın serin kalmasını sağlarken aynı zamanda kışın da ısıyı binaya geri yansıtarak mükemmel yalıtım sağlar. Aynı zamanda kullanıldıkları alanda güneş paneli uygulamaları için de uygun bir zemin sunmuş olmaları, sağladıkları enerji tasarrufu ve dolayısıyla da kullanım avantajını arttırmaktadır. Bunlara ek olarak, ilgili tasarruf sayesinde ise ilk uygulama ve kurulum maliyetlerindeki fazlalığı çok hızlı bir şekilde amorti edebilmektedirler.

Montaj kolaylığı: Çıtalardan ve karşı çıtalardan oluşan özel bir ızgaraya monte edilirler ve bu işlem esnasında ön kaplama folyosu kullanılır. Ayrıca tam bir kaplama yapmaya gerek yoktur. Uygulamanın yapılmak istendiği alanda mevcut olan eski çatı malzemelerinin üzerlerine de uygulanabildikleri için fazladan bir söküm maliyeti ortaya çıkmamış olur.

Geri dönüşüm potansiyeli: Çelik dâhil tüm metaller geri dönüştürülebilir oldukları için çatı kaplama ömrünü tamamladığında kullanılan malzeme geri dönüştürülerek tekrardan kullanıma sunulmaktadır. Özellikle atık yönetimi konusunda duyarlı, gelişmiş şehir ve bölgeler için bu özellik cezbedicidir.

Çelik Dış Kaplama Hakkındaki Yanlış Fikirler
Çoğu durumda, dezenformasyon müşterilerin karar verme sürecini olumsuz şekilde etkileyebilir. Konuyla ilgili bilinen bir takım yanlış fikirler bulunmaktadır. Bunlar aşağıda sıralanmıştır(3,4):
  • Metal çatı kaplama kötüdür çünkü paslanabilir. Tabii ki metaller oksijene olan afinitelerinden dolayı oksitlenebilirler. Ancak üreticiler malzemeyi zorlu koşullara göre en uygun şekilde tasarlarlar. Çatı kaplamada kullanılan metallerin korunması, aşındırıcı olmayan polimer kaplamalar veya çinko gibi fedai anot metalleri ile sağlanır. Dolayısıyla bu anlamda endişe edilecek bir durum yoktur.
  • Rüzgârlı havalarda ve yağmurda metal çatı kaplama büyük ses çıkarabilir. Modern metal çatı kaplamaların montajı profesyonelce yapılır. Tasarımları gereği metal çatının aksamları dış gürültüyü içeri almayacak ve ses yapmayacak şekilde birbirine sıkıca kilitlenir. Bazı tipler asfalt çatı kaplamadan bile daha sessiz olabilir.
  • Metal çatı kaplama yıldırımı çeker. Statik bir yapı için yıldırımın çekimi, malzemeden bağımsız olarak aynı olabilir. Telefon direklerini ve ağaçları düşünün. Tamamen farklı malzemelerden oluşurlar, ancak ikisi de yıldırımı çeker. Bu durumda metal çatı kaplamanın bir diğer yararı da yıldırımın neden olduğu kıvılcımların metal çatıyı ateşe vermemesidir. Bu olay asfalt çatı kaplamada feci sonuçlara yol açabilir.
  • Çelik çatı sıcak havalarda çok ısınır, buna karşılık soğuk günlerde çatı katı soğur. Bunun çözümü ise çelik kiremitli bir çatı katının termal olarak yalıtılmasıdır.
Çelik Çatı Kurulumu İçin Çatı Nasıl Ölçülür?
Kullanılacak metal çatı kaplama malzemesinin miktarını olabildiğince doğru bir şekilde tahmin edebilmek için projeye başlamadan önce metal çatıyı ölçmek önemlidir(5,6). Kurulum için toplam çatı alanını ölçmeye yardımcı olacak adımlar aşağıda belirtilmiştir.

Adım 1: Çatının uzunluğu, bir dış kenardan karşı dış kenar alınarak ölçülür ve bir sonraki adım için not edilir. Örneğin 9,14 metre ölçtüğünüzü varsayalım.

Adım 2: Takılacak metalin genişliği belirlenir. Örneğin, dik dikişli metal çatı kaplaması 0,61 metre genişliğinde iken oluklu metal 0,91 metre genişliğindedir. Çatının uzunluğu metalin genişliğine bölünerek çatının bir tarafı için gereken metal panel sayısı bulunur. Örneğin 0,61 metre dik dikişli metal çatı kaplaması kullanacaksanız, çatınızın uzunluğu olan 9,14 metreyi 0,61 metreye bölmeniz gerekir. Sonuç 15 metal panel olacaktır.

Adım 3: Çatının diğer tarafı için Adım 2 tekrarlanır. Her iki tarafı da ölçmek önemlidir.

Adım 4: Bu adımda, ön pano levhasından (çatı kirişlerinize bağlı levha) çatının sırtına (tepe) kadar ölçerek çatının bir tarafı için gereken metal panellerin uzunluğu belirlenir. Örneğin, çatı tepesine kadar 3.66 metre. Bu sayı size gerekli metal panellerin toplam uzunluğunu söyler. Çatıdan istenen çıkıntı tercihine bağlı olarak bir veya iki santimetre bu uzunluğa eklenebilir.

Geometrik Durum
Çatı için yukarıda belirtilen hesap ve uygulamalarda dikkat edilmesi gerekilen bir diğer husus çatının geometrisidir. Ülkemizde görülme sıklıkları az olan kasırga ve şiddetli fırtınalar ile hortum gibi yüksek yoğunluklu rüzgâr olaylarında yapı çatı kaplamaları hasara en duyarlı bölgelerdir.

Çatı yüzeyinde meydana gelen negatif basınç, bu konuda ilk hasarı veren etmendir. Çatı malzemesinin ayrılması sonrası oluşan boşluktan ise yağmur ve mevsimini göre kar girişi olabileceği ve buna bağlı olarak zaman içinde anlaşılabilecek hasarlar meydana gelebilir. İlk ayrım sonrası meydana gelen açıklık nedeniyle yakındaki diğer kaplama malzemelerinin de yapıdan ayrılma ihtimalleri artar(7,8).

Uygulanacak malzemenin seçimi ardından söz konusu negatif basınç yaratmayacak bir dizaynın olması, yapıya aerodinamik bir özellik kazandırmaktadır. Çeliğin kendi yapısal özelliklerinden ve şekillendirilebilir olmasından kaynaklı olarak dizayna uygun bir yapının elde edilmesi çok daha pratik olabilmektedir(9,10).
 
Özetle, sağlık riski oluşturmayan, inert, güvenli bir malzeme olan çelik malzemelerin, diğer kaplama malzemelerine kıyasla rüzgâra, yangına ve doluya karşı dayanıklılık açısından daha sağlam olması ve ayrıca hem estetik hem de pratik kullanım sağlaması bu malzemenin öncelikli olarak tercih edilmesinde rol oynayan en önemli özellikleridir. Bu nedenle günümüzde, bu malzemeler hem dik eğimli hem de düşük eğimli konut, büyük hacimlere sahip sanayi yapıları, fabrikalar, spor tesisleri ve ticaret merkezleri gibi projelerde kullanılmak üzere tüm dünyada en popüler dış yapı malzemeleri haline gelmiştir.

Kaynakça
1.Miller, W.A., Parker, D. & Akbari, H. Painted metal roofs are energy-efficient, durable and sustainable. Cool Metal Roofing Coalition 1, 1-13 (2004).
2.Jones, J. Roofing materials for thermal performance and environmental integration of buildings. in Materials for energy efficiency and thermal comfort in buildings 455-483 (Elsevier, 2010).
3.Rinawa, M.L., et al. Experimental analysis of the metal roofed industrial building using nano-silica disbanded crude wax (NDCW). Materials Today: Proceedings 62, 1746-1751 (2022).
4.Boobalakrishnan, P., et al. Thermal management of metal roof building using phase change material (PCM). Materials Today: Proceedings 47, 5052-5058 (2021).
5.KIM, S.-I. & Mehta, K. Full-scale measurements on a flat roof area. in Wind Engineering 357-367 (Elsevier, 1980).
6.Zou, Q., Li, Z., Zeng, X., Wang, C. & Zou, F. The analysis of characteristics of wind field on roof based on field measurement. Energy and Buildings 240, 110877 (2021).
7.Holmes, J.D. Wind-loading codes and standards. in Wind Loading of Structures 361-376 (CRC Press, 2018).
8.Azzi, Z., Habte, F., Vutukuru, K.S., Chowdhury, A.G. & Moravej, M. Effects of roof geometric details on aerodynamic performance of standing seam metal roofs. Engineering Structures 225, 111303 (2020).
9.Pinelli, J.-P., Gurley, K., Subramanian, C., Hamid, S. & Pita, G. Validation of a probabilistic model for hurricane insurance loss projections in Florida. Reliability Engineering & System Safety 93, 1896-1905 (2008).
10.Bitsuamlak, G.T., Chowdhury, A.G. & Sambare, D. Application of a full-scale testing facility for assessing wind-driven-rain intrusion. Building and Environment 44, 2430-2441 (2009).
 
Çelik Yapılar - Sayı: 77 - Temmuz / Ağustos 2022

Kendimizi Sınayalım

KENDİMİZİ SINAYALIM SORU 77



© 2014 - Türk Yapısal Çelik Derneği