Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 15, Sayı 2, 2010 BİNALARDA YAPI FİZİĞİ PROBLEMLERİ: BURSA’DA BİR KAMU KURUMU ÖRNEĞİ Hande GÜLER* Filiz ŞENKAL SEZER** Sedat ÜLKÜ* Özet: Yapılar, bulundukları ortam koşullarında veya inşaları esnasında yapılan bazı tasarım ya da uygulama hataları sonucu çeşitli problemlerle karşılaşabilmektedir. Bu problemler, ‘yapı fiziği problemleri’ olarak adlandı- rılmakta ve zamanla yapıda veya yapı bileşenlerinde çeşitli deformasyonlara yol açarak hem konforsuz, hem de güvensiz yaşam alanlarına neden olmaktadır. Problemlerin önüne geçilebilmesi amacıyla, gereken önlemlerin alınması kaçınılmaz bir durumdur. Çünkü yapı fiziği kurallarına uymamanın doğuracağı sonuçlar büyük tahribat- lara yol açabilmektedir. Bu çalışmanın amacı; öncelikle seçilen yerleşim alanında karşılaşılan mevcut yapı fiziği problemlerin tespit edilmesidir. Böylece bu tespitlerin gelecekte yaşanabilecek benzer olumsuzluklara ışık tuta- bilmesi ve gereken önlemlerin alınması amaçlanmaktadır. Bu bağlamda, yerleşim alanındaki yapı fiziği problem- leri ve tahribatları fotoğraflandırılmıştır. Anahtar Kelimeler: Yapı fiziği, yapı fiziği problemleri, konfor koşulları. Building Physics Problems in Buildings: Public Institution Example at Bursa Abstract: Buildings are exposed to several problems because of enviromental situations or design faults while they are being built. These problems are named ‘building physics problems’ and they causes different deforma- tions in buildings or building component. On the other hand, this situation brings comfortless and unsafe living spaces. In an effort to prevent building physics problems, taking necessary precautions are unavoidable circum- stances. Because; not to keep building physics rules cause important damages. The aim of this work are deter- mining building physics problems in the designated place, clarifying and take precautions for similar negative- nesses which are being lived in the future. In this context, building physics problems and damages were photo- graphed in the designated place. Key Words: Building physics, building physics problems, comfort conditions. 1. GİRİŞ İnsanların sağlıklı, güvenli ve konforlu bir şekilde yaşamlarını sürdürmeleri için, yapı fiziği açısından kusursuz yapılar tercih etmeleri kaçınılmaz bir durumdur. Ancak yapılar, bulundukları farklı ortamlara göre değişik iklimsel koşullarından etkilenmekte ve güneş, su, nem, rüzgâr ve doğal afetler gibi çeşitli olumsuz etkilere maruz kalmaktadırlar. Bu olumsuz etkiler mevcut yapılarda zamanla ağır tahribatlara yol açabilmektedir. Binalar henüz tasarım aşamasındayken yapı fiziği kriterleri göz önüne alınmalı ve bu ciddi hasarların önüne erkenden geçilerek çeşitli korunma önlemleri sunulmalıdır. Binalarda yapı fiziği problemleri ile ilgili çok sayıda ulusal ve uluslararası inceleme ve araş- tırma bulunmaktadır. Ulusal ve uluslararası kaynaklar incelendiğinde; herhangi bir yapım sistemi ya da yapı malzemesi ile ilgili yapı fiziği problemlerinin genel olarak incelendiği çalışmaların mevcut olduğu görülmektedir [Eriç,1994, Heckroodt,2002, Richardson,1999]. Çeşitli kaynaklarda yapı fiziği kusurlarında mekanik etkilerin rolü incelenmiştir [Özkan, 2004, Roberts, 2008, Yazıcı ve diğ., 2006, www.resource4constructiondefects.com/topics/buildingissues.html, * Uludağ Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü, 16059 Görükle, BURSA. ** Uludağ Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Mimarlık Bölümü, 16059 Görükle, BURSA. 53 Güler, H. ve diğ.: Binalarda Yapı Fiziği Problemleri: Bursa’da Bir Kamu Kurumu Örneği 2008]. Can [1999], Dağsöz ve diğ. [1999], Sözen [1999] ve Zorer [1999] ‘in yaptıkları çalışmalar da ise ısısal sebepli sorunlar araştırılmıştır. Binalarda oluşan su ve nem problemleri; Ertaş, [2001], Hogberg ve diğ., [1999], Lourenço ve diğ. [2006] tarafından ele alınmıştır. Ergi ve diğ. [2007] ve Yüzer [2003] yaptıkları çalışmalarda fiziko-kimyasal sorunlardan bahsetmişlerdir. Bununla beraber, Utkutuğ [2006] konutlarda meydana gelen yapı hasarları ve konuttaki kalite kavramını araştırmıştır. Oliver ve diğ. [1997], yapılarda mey- dana gelen nem ve rutubet ile ilgili problemler detaylı bir şekilde incelenmiştir. Mays [1992]’in yap- mış olduğu çalışma, beton yapıların dayanıklılığı ile ilgili bir kitap olup betonarmenin davranışı, yapı- daki bozulma mekanizmaları, materyallerin onarım ve teknikleri konularını ele alan bir kaynaktır. Sjöström [1997]’in yapmış olduğu çalışma, çok geniş kapsamlı bir kitaptır ve içerisinde farklı yazarla- rın ortaya koyduğu pek çok yapı problemiyle ilgili çalışma bulunmaktadır. Bir yapı, amacına göre, içinde yaşayanların her türlü ihtiyacına cevap verebilir nitelikte olma- lıdır. Fonksiyonları ve konforu sağlayamayan bir yapı bitmiş olsa bile zamanla bu ihtiyacını belli ede- cek bir takım değişikliklere ihtiyaç duyacaktır. Bu konudaki en önemli sorunlardan biri malzeme özel- liklerinin bilinmeden kullanılmasıdır. Malzeme bünyesinde fiziksel, mekanik, kimyasal ve çeşitli olay- lar karşısında ortaya çıkacak davranışlar sonucu, üretimde yapılan bir hata veya kötü bir uygulama karşısında çeşitli bozulmalar baş gösterir. Henüz yapı tamamlanmadan beliren bu hataların ve hasarla- rın çoğu maalesef yapı bittikten ve aradan belli bir süre geçtikten sonra ortaya çıkmaktadır [Eriç, 1994]. Hasar kavramı “zorlu bir olay ve dış etkiler sonucu meydana gelen kırılma, dökülme, çatlama, yıkılma gibi zarar, bir yapının tümünün ya da bir parçasının işlevini göremeyecek durumundaki zararı” olarak tanımlanmaktadır. Diğer taraftan yapıda oluşan hasarlar başka malzeme ve/veya bileşenlere yansıyarak onların da hasar görmelerine neden olurlar [Utkutuğ, 2006]. Bu çalışmanın başlangıç noktası, binalarda zaman içinde ortaya çıkabilecek yapı fiziği prob- lemlerinin tespit edilmesi ve yapı fiziği kurallarına uymamanın binalarda ortaya çıkardığı tahribatın göz önüne serilmesidir. Bu amaçla, Bursa ilinde çok sayıda binası olan bir kamu kurumu örnek olarak seçilmiş ve bu kamu kurumuna ait binalarda ortaya çıkan yapı fiziği problemleri tespit edilmeye çalı- şılmıştır. Tespit edilen problemler resim ve şemalarla ifade edilerek, göz ardı edilen yapı fiziği prob- lemlerinin binalarda ne tür sorunlar yarattığı ortaya çıkarılmaya çalışılmıştır. 2. BİNALARDA YAPI FİZİĞİ PROBLEMLERİNİN GENEL OLARAK TANIMLANMASI Binalarda sıkça rastlanılan problemler; Mekanik Problemler, Isısal Problemler, Su ve Nem Problemleri, Ses Problemleri ve Fiziko-kimyasal Problemler şeklinde 5 ana başlıkta toplanabilmekte- dir ve tüm bu problemler mimari açıdan ‘yapı fiziği’ kusurları olarak adlandırılmaktadır. 2.1. Mekanik Etkiler Yapılarda meydana gelen en yaygın problemlerden biri ise çatlaklardır. Binalarda meydana gelen çatlaklar, istenmeyen fakat kaçınılmaz bir durumdur. Bazı çatlaklar aşınma ve kopmalar sonucu oluşurken, yapı veya tasarım eksikliklerinden oluşabilmektedir. Toprağın genleşmesi ve büzülmesi, birleşmesi, titreşim, rüzgâr, kar, aşırı yük ve çarpma, yapılarda meydana gelen çatlakların oluşum se- beplerinden bazıları olarak sayılabilmektedir [Roberts,2008]. 2.2. Isısal Etkiler Binaların temel fonksiyonlarından biri, yerleşim yerini, dış sıcaklık koşullarından izole etmek- tir. Bu fonksiyonu yerine getirmedeki en önemli yapısal faktör ise; yerleşim yerini herhangi bir ısıl yalıtım olmasa dahi çevreleyen, doğru yapı kabuğudur. Çünkü yapı kabuğu her zaman dış havadan yapıya doğru veya yapıdan iç havaya doğru olan ısı transferine karşı bir direnç göstermektedir. Bunun- la beraber, ısı transferine karşı olan direnç, ısı yalıtımının arttırılmasıyla da gerçekleşebilir [Richardson, 1999]. Isısal özelliklerin yarattığı sorunlar; yapı içinde yaşayan insanın konforunun zedelenmesine, ısısal deformasyonlar sonucu yapının kısa zamanda tahrip olmasına yol açmaktadır. Bu nedenle yapı fiziği yanında, enerji tasarrufunun da üzerinde durulması gerekmektedir [Eriç, 1994]. Yapıların maruz 5 4 Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 15, Sayı 2, 2010 kaldığı ısının olumsuz etkilerinden korunma; insan sağlığı, onarım masrafları, enerji tasarrufu açısın- dan büyük öneme sahiptir. Binalarda, yapı elemanlarında meydana gelen hasarların önüne ‘yalıtım‘ ile geçilebilir. Aynı zamanda yalıtımla, ısıl konfor da sağlanabilir. Bina yalıtımı yapılırken ısı kaybına müsait geniş yüzeylerin yanı sıra muhtemel yoğuşma, küflenme, çatlak oluşmasına sebep olan kısım- larda da yalıtım uygulanabilir. Binalarda çok defa yapı fiziğine uygun olarak ısı yalıtımı yapılmamaktadır. Ülkemizde ısı ya- lıtımı kullanımı, ileri ülkelere kıyasla ya miktar olarak oldukça azdır ya da yoktur. Isı yalıtımında amaç, yapının en sıcak devrede en az ısı kazanırken, en soğuk devrede de en az ısıyı kaybetmesidir [Dağsöz ve diğ., 1999]. Kuşkusuz, yapı kabuğunun ısısal direnci (ısı geçirgenlik direnci) ne kadar yüksek olursa bir yandan öte yana geçen ısı o oranda azalır. Isısal direnci yüksek olan kabuklar genel- likle çift cidarlı ve/ ya da yalıtımlı veya oldukça kalın kullanılmış gereçlerden oluşur [Sözen, 1999]. Yapı kabuğunun ısısal direnci, yapı kabuğunda kullanılan gereçlerin ısı iletkenlik katsayılarına ve kalınlıklarına bağlıdır. Isı iletkenlik katsayıları düşük, kalınlıkları fazla olan öğelerin ısısal dirençle- ri yüksektir. Yapı gereçlerinin ısı iletim katsayısı ise, malzemelerinin gözeneklilik durumuna, göze- neklerin büyüklüğü ile dağılım özelliğine ve nem miktarına yakından bağlıdır. Gözenekler içindeki havanın ısı iletim katsayısının çok küçük olmasından ötürü, gözenekli malzemelerin ısı yalıtım etkin- liği fazladır [Zorer Gedik,1999]. 2.3. Su-Nem Etkisi Nemin yapı içerisindeki hareketi fizik kanunlarına uygun olarak basınç farkından meydana ge- lir. Su buharı, hava içerisinde kısmi basıncın yüksek olduğu ortamdan düşük olduğu ortama doğru hareket eder, sıvı haldeki su ise hidrostatik basıncın yüksek olduğu ortamdan düşük olduğu ortama doğru hareket eder. Yapı elemanları içindeki nem hareketi infıltrasyon, kapilarite etkisi ve buhar di- füzyonu olmak üzere üç şekilde gerçekleşir [Ertaş, 2001]. İnfiltrasyon, sıcaklık farklarının oluşturduğu rüzgâr etkisiyle veya hacimde yapılan mekanik ventilasyon etkisiyle oluşur. İçerideki sıcak ve nemli hava bina zarfındaki küçük deliklerden ve aralık- lardan (çatlak) dışarı kaçar, bu kaçışı sırasında çatlaklardan geçerken içindeki nemin bir kısmı yoğuşarak çatlaklar içerisinde birikir veya çatlakların eğimine göre içeri veya dışarı sızar. Kapilarite etkisi, gözenekli bir yapı elemanının sıvı suya doymasıyla birlikte, suyun kılcallık etkisi ile dikey ola- rak yapı elemanı içinde yükselmesi ve yapı elemanının yüzeyinden buharlaşması olayıdır. Kapilarite etkisi ile oluşan nemin kaynağı genellikle üst tabakalarda birikmiş zemin suyu veya temelde bulunan sabit bir su kaynağıdır. Buhar difüzyonu, su buharının basınç farkından dolayı yapı elemanı içerisinden geçip düşük basınçlı ortama ulaşmasıdır. Buhar, kış aylarında ısı geçişinde olduğu gibi sıcak iç ortamdan soğuk dış ortama yapı elemanı içerisinden geçerek dışarı ulaşır. Yaz aylarında ise iklimlendirilmiş binalarda buhar dışarıdan içeri geçer [Ertaş, 2001]. Yapı içindeki kullanıcıların, daha sağlıklı ortamlarda yaşayabilmeleri için, ortamdaki nem miktarı belirli bir düzeyde olmalıdır. Su ve nem; yapıda, kabarma ve çürüme gibi deformasyonlara, ayrıca; küf gibi bakteri içeren sağlıksız ortam koşullarına sebep olmaktadır. Kısacası, su ve nem sonu- cu oluşan bu olumsuz koşullar, yapı sağlığını olumsuz etkileyerek zaman içerisinde yapının dayanımı- nı ve sağlamlığını da azaltır. 2.4. Fiziko-Kimyasal Etkiler Binalarda zamana bağlı olarak ortaya çıkan deformasyonlara sebep olan fiziko-kimyasal prob- lemler; güneş, yangın, korozyon ve çiçeklenme gibi çeşitli kimyasal etkilerden dolayı meydana gel- mektedir. Yangın etkisi de bir fiziko-kimyasal problem olmasına karşın, zamandan bağımsız bir du- rumdur. Güneş radyasyonu, yapıda veya bileşenlerinde, ısıl gerilme, renk solması ve kırılma/çatlama gibi deformasyonlar meydana getirebilmektedir. Ancak, günümüzde yeni teknolojiler vasıtasıyla, gü- neş ışığının ısıl enerjisi, ısınma gibi faydalı yöntemler için kullanılabilmektedir. Korozyon, metallerin bulunduğu ortam içinde, kimyasal veya elektrokimyasal reaksiyonlar sonucu bozulması şeklinde tanımlanmaktadır. Korozyon nedeni ile metal veya alaşımın fiziksel, kim- yasal veya elektriksel özelliğinin istenmeyen değişikliklere uğraması önemli maddi kayıplara yol açar [Yüzer, 2003]. Beton içindeki çeliğin korozyon hızı büyük ölçüde çevre koşullarına bağlıdır. Beton 55 Güler, H. ve diğ.: Binalarda Yapı Fiziği Problemleri: Bursa’da Bir Kamu Kurumu Örneği içinde korozyon olayının cereyan edebilmesi her şeyden önce oksijen ve nemin bir arada olmasıyla mümkün olur. Eğer beton ıslanma kuruma şeklinde bir etkiye maruzsa korozyon şiddeti daha da artar. Beton içindeki çelik korozyona uğrayınca pas oluşur. Pas demire göre daha büyük bir hacim kaplar. Bu betonda içsel gerilmelere neden olur ve beton parçalanır. İç kısımlarda da beton ile çelik arasındaki yapışma kaybolur. Dolayısıyla beton mukavemetini kaybeder [Ergi ve diğ., 2007]. Yangın etkisi ile malzeme ısıl deformasyona uğrayarak erimektedir. Yangın riskinin olduğu yerlerde, yangına karşı direnci yüksek malzemeler kullanmak kaçınılmaz bir durumdur. 3. SEÇİLEN KAMU KURUMUNA AİT BİNALARDA YAPI FİZİĞİ PROBLEMLERİNİN TESPİT EDİLMESİNE YÖNELİK ALAN ÇALIŞMASI Çalışma kapsamında alan çalışması için seçilen yer; Bursa ili Görükle ilçesinde bulunan bir kamu kurumudur. Belirlenen kamu kurumunun bir bölümünde yapılan bu çalışma kapsamında toplam 9 adet bina yer almaktadır. Bu binaların hepsi betonarme yapım sistemiyle inşa edilmiştir ve hiçbirin- de yalıtım bulunmamaktadır. 9 numaralı binada doğalgazlı yerden ısıtma sistemi, diğerlerinde ise do- ğalgazlı radyatörle ısıtma sistemi kullanılmaktadır. Ayrıca, sadece 5 ve 9 numaralı binalarda çift cam kullanılmış diğerlerinde ise kullanılmamıştır. Tablo III.I. Çalışma alanında bulunan yapıların kullanım alanları ve yapım yılları Kullanım Alanları Çalışma Alanı: 2 Yapım Yılı (m ) 1 Nolu Bina 4680 1984 2 Nolu Bina 4800 1984 3 Nolu Bina 2010 1984 4 Nolu Bina 3600 1986 5 Nolu Bina 5799 2002 6 Nolu Bina 1760 1984 7 Nolu Bina 2000 1989 8 Nolu Bina 2000 1989 9 Nolu Bina 3500 1997 3.1. Mekanik Etkilerin Tespiti Yapılarda meydana gelen mekanik deformasyonlar; yapının maruz olduğu kuvvetler ve bu kuvvetlere bağlı olarak oluşan gerilmelerden dolayı meydana gelmektedirler. Binalarda karşılaşılan belli başlı deformasyon halleri; Basınç ve Çekme Hali, Kayma (Makaslama) Hali, Burulma Hali, Eğilme Hali, Burkulma Hali, Yorulma Hali ve Aşınma’dır. Şekil 3.1, kapı üzerinde oluşmuş bir çatlak, Şekil 3.2, Şekil 3.3 ve Şekil 3.4, pencere kenarla- rında meydana gelen deformasyonlardır. Şekil 3.5 ise, duvarların birleşim yerlerinde meydana gelmiş olan bir çatlağa örnek gösterilebilir. Şekil 3.6, bir kirişin yüzeyinde ve birleşim yerinde meydana gelen büyük bir hasarı göstermektedir. 5 6 Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 15, Sayı 2, 2010 Şekil 3.1: Şekil 3.2: Kapı kenarında oluşmuş mekanik deformasyonlar Pencere kenarlarında aşırı yükten dolayı zamanla oluşan mekanik deformasyonlar Şekil 3.3: Şekil 3.4: Pencere kenarlarında aşırı yükten dolayı oluşan Pencere kenarlarında oluşmuş bir başka de- mekanik deformasyonlar formasyon örneği Şekil 3.5: Şekil 3.6: Duvar birleşim yerlerinde meydana gelmiş meka- Bir kirişte oluşmuş mekanik deformasyon nik deformasyonlar 3.2. Isısal Etkilerin Tespiti Isıl problemler, yapılarda karşılaşılan bir başka önemli problem olup, genleşme veya büzülme sonucu deformasyon oluşumu, yoğuşma, terleme, rutubet, nem veya küf oluşumu gibi durumlara se- bep olabilmektedir. Şekil 3.7 ve 3.8, yapının parapet bölgesinde meydana gelen bir yoğuşma olayının olumsuz etkisini göstermektedir. Şekil 3.9 ise, zemin yakın yerlerde görülen bir yoğuşma sorunu olup, bu durum boya ve sıva dökülmesine neden olmuştur. Şekil 3.10 duvar birleşim bölgesinde ve zeminde oluşan nem sorunuyla beraber oluşan boya kabarması, çatlağı ve dökülmesini göstermektedir. Bu du- 57 Güler, H. ve diğ.: Binalarda Yapı Fiziği Problemleri: Bursa’da Bir Kamu Kurumu Örneği rum süpürgeliğin döşemeye tam olarak bağlanmamasından kaynaklanan bir işçilik hatası olarak göste- rilebilir. Şekil 3.7: Şekil 3.8: Parapet bölgesinde görülen yoğuşma sorunu Parapetlerde oluşan yoğuşma problemi Şekil 3.9: Şekil 3.10: Zemin bölgesine yakın yerlerde görülen Duvar birleşim bölgesinde ve zeminde oluşan yoğuşma sorunu yoğuşma problemi 3.3. Su ve Nem Etkisinin Tespiti Su ve neme bağlı problemler, dış etkenlerden dolayı oluşabileceği gibi, yapı içerisinde su kul- lanılan bölümlerde de oluşabilmektedir. Su veya nem ile temas halinde olan bölgelerde, korozyon, küf oluşumu ve tuz oluşumu gibi problemler ortaya çıkabilmektedir. Sudan kaynaklı problemlerde alınabi- lecek en temel önlemlerden biri yalıtımdır. Ancak ülkemizde henüz yasal zorunluluk olarak sadece ısı yalıtımıyla ilgili yönetmelik oluşturulmuş ve diğer yalıtım konuları göz ardı edilmiştir. Şekil 3.11 de, bina içinde su kaynaklı oluşan bir problem görülmektedir. Sıhhi tesisattan ve dış iklim koşullarından dolayı oluşan bu durum, yapı içinde boya kabarması, küf oluşumu ve sıva dökül- mesi gibi problemlere neden olmuştur. Şekil 3.12 ise, aynı durumu gösteren bir başka resimdir. Şekil 3.13 te, bir duvarda oluşan sıva ve boya dökülmesini göstermektedir. Bu duvarın arka kısmında tuvalet bulunduğu için, oluşan problem, tuvalette kullanılan su kökenli iç etkene örnek gösterilebilir. Şekil 3.14 ise, çatıda meydana gelen su ve nem probleminin tavana etkimesi sonucu oluşan boya dökülmesi gösterilmiştir. 5 8 Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 15, Sayı 2, 2010 Şekil 3.11: Şekil 3.12: Su tesisatı ve dış iklim koşulları kaynaklı su Su tesisatı ve dış iklim koşulları kaynaklı su ve nem problemi problemi Şekil 3.13: Şekil 3.14: Su tesisatı ve nem kaynaklı bir deformasyon Tavanda oluşan su kaynaklı bir problem 3.4. Fiziko-Kimyasal Etkilerin Tespiti Fizikokimyasal problemler, genel olarak; güneş, yangın, korozyon ve çeşitli atmosfer etkileri sonucu ortaya çıkabilmektedir. Yapılan çalışma kapsamında, yangın etkisi sonucu oluşan fizikokimya- sal problemler bulunmamaktadır. En çok karşılaşılan sorunlar, korozyon, kirlenme, çiçeklenme ve yosunlanma gibi problemler- dir. Şekil 3.15, bir pencere kenarında görülen korozyon problemi ve bunun sonucunda oluşan paslan- ma olayıdır. Şekil 3.16 da ise, kalorifer tesisatında meydana gelen korozyona bağlı deformasyon gö- rülmektedir. Şekil 3.17 ve 3.18 da ise, paslanmaya maruz kalmış bir pencere korkuluğu ve yangın merdiveni görülmektedir. 59 Güler, H. ve diğ.: Binalarda Yapı Fiziği Problemleri: Bursa’da Bir Kamu Kurumu Örneği Şekil 3.15: Şekil 3.16: Pencere kenarında korozyon Kalorifer tesisatında korozyon Şekil 3.17: Şekil 3.18: Paslanmaya maruz korkuluk Paslanmaya maruz yangın merdiveni 3.5. Çeşitli Kimyasal Etkiler Çeşitli kimyasal etkiler, genellikle, havada ve sularda bulunan asit ve sülfatların yapılar üze- rinde meydana getirdikleri; kirlenme, çiçeklenme, erime ve çözülmelerdir. Çalışma alanı kapsamında daha çok çiçeklenme (yosunlanma) durumlarıyla karşılaşılmıştır. Şekil 3.19 ve Şekil 3.20 de, yapının dış bölgesinde, çeşitli kimyasal etkilerden dolayı oluşan çiçeklenme ve yosunlama durumu görüntü- lenmiştir. Şekil 3.19: Şekil 3.20: Oluşan çiçeklenme ve yosunlama Binanın dış kısmında yosunlanma 6 0 Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 15, Sayı 2, 2010 4. ALAN ÇALIŞMASININ DEĞERLENDİRİLMESİ Çalışmanın bu bölümünde, alan çalışmasında tespit edilen kusurların değerlendirilmesi ve or- tay çıkış nedenleri açıklanmaktadır. Bu değerlendirme, yapı fiziği kusurlarını içeren sistematik bir yaklaşımla ele alınmıştır. a. Mekanik Etkilerin Değerlendirilmesi: Yapılan çalışma kapsamındaki binaların bazı bö- lümlerinde, aşırı yüklemeye maruz kalmış kısımlarda mekanik deformasyonlara rastlanmıştır. Bu ha- sarlara sebep olarak, yapım ve kullanım sırasında maruz kalınacak yüklerin doğru tespit edilmemesi ve yanlış tasarım yapılması gösterilebilir. Ayrıca, zamanında gerekli bakımı yapılmayan ufak hasarla- rın (çatlakların) zamanla büyüyerek daha büyük problemlere neden olduğu düşünülebilir. Önemli deformasyonlardan biri olan kirişlerdeki aşırı sehim sonucu oluşan çatlaklar da çalışma kapsamında karşılaşılan problemlerden olmuştur. Mekanik deformasyonların bir başka sebebi ise, kullanılan yapı malzemelerinin hatalı seçimi olabilir. Dayanımı düşük olan malzemelerin kullanımı ve bununla beraber hatalı işçilikten ötürü olu- şan deformasyonlarda mekanik problemleri oluşturabilir. Mekanik deformasyonların bir başka sebebi de sismik etkenli de olabilmektedir. b. Isısal Etkilerin Değerlendirilmesi: Yapıda sıcaklık farklarına bağlı olarak ortaya çıkan genleşmeler ve büzülmeler, malzemede yorulmaya neden olurlar. Çalışma alanında karşılaşılan en büyük ısısal problemler; yoğuşma ve küflenme sorunudur. Bu tür ısısal problemlerin önüne geçmek amacıyla, yapılarda kullanılan malzemelerin ısıl genleşme katsayıları tespit edilerek ortam sıcaklığına uygun malzemeler kullanılmalıdır. Isıya bağlı problemlerin önüne geçmek için ısıl yalıtım uygulanma- lıdır. İyi bir ısı yalıtımıyla hem ısı kayıpları azaltılmış hem de ısıl konfor sağlanmış olacaktır. Bununla beraber, seçilen yalıtım malzemesi yoğuşmayı engellemeli ve mekanik deformasyonlara karşı muka- vemetli olmalı böylece zamanla çökme gibi problemlerle karşılaşılmamalıdır. c. Su ve Nem Etkisinin Değerlendirilmesi: Yapıların inşası esnasında veya daha sonra ge- rekli önlemler alınmadığı takdirde binalar hem dış hem de iç faktörlerden kolaylıkla etkilenirler. En önemli dış ve iç etkenlerden biri olan suyun oluşturduğu deformasyonlara, yapılan çalışma kapsamın- da çok sık rastlanılmıştır. Yapıda su ve neme bağlı olarak, küf ve bakteri gibi insan sağlığını olumsuz etkileyen durumlara da rastlanmıştır. Gerekli doğal ya da mekanik havalandırmanın yapılmaması bu problemlerin nedenlerinden biri olarak gösterilebilir. Ayrıca, yapıda kullanılan malzemelerin yeterli özelliklerde olmaması ve bina bakımının yapılmaması da problemi arttıran başka sebepler olabilmek- tedir. Çalışma kapsamında su ve nem kaynaklı bir diğer problem ise, yapının tavan kısmında meydana gelen deformasyonlardır. Su ve nem kaynaklı bu problemlerin önüne geçilmesi için ilgili bölgelerde yalıtım yapılması uygun olabilir. Böylece hem kullanıcını konforu sağlanmış hem de deformasyonla- rın önüne geçilmiş olunur. d. Fiziko-Kimyasal Etkilerin Değerlendirilmesi: Seçilen alan kapsamında karşılaşılan en büyük fiziko kimyasal problemler, korozyon ve çiçeklenme (yosunlanma)dir. Çalışma kapsamında gözlemlenen korozyon ve çiçeklenme olayının, dış iklim şartları kaynaklı olduğu gözlemlenmiştir. Meydana gelen bu fiziko- kimyasal problemlerde, yapı bileşenlerinin zamanla mukavemeti azalmak- tadır. Korozyona karşı önlem alınması amacıyla, özellikle klorür ve oksijen gibi olumsuz bileşenlerin yapı içerisine girmesi önlenmeli ve koruma önlemleri alınmalıdır. Yapılan tüm bu tespitler doğrultusunda çalışma genel kapsamda değerlendirildiğinde, yapılar- da kullanılan malzemelerin yetersiz ve kalitesiz özelliklere sahip olmasının, zaman içinde yapı üzerin- de pek çok deformasyona neden olabileceği gözlemlenmiştir. Aynı zamanda, binaların tasarlanması aşamasında yanlışlıklar yapılması ve işçilik hataları da, zamana bağlı olarak deformasyonlar oluşmak- tadır. 5. SONUÇ VE TARTIŞMA Bu çalışmada yapılan tespitler ve elde edilen sonuçlar doğrultusunda, geçmişte uygulanmış günümüz kamu yapılarında ortaya çıkan yapı fiziği kusurları anlatılmaktadır. Yukarıda anlatılan de- formasyonlar, geçmiş dönemlerde yapılmış tüm kamu ve diğer yapılarda görülebilen sorunlar olmak- tadır. Bu deformasyonlar, sadece bu yapıda değil, tüm yapılarda görülebilecek ortak yapı fiziği kusur- 61 Güler, H. ve diğ.: Binalarda Yapı Fiziği Problemleri: Bursa’da Bir Kamu Kurumu Örneği larıdır. Üstelik bu kusurların ortaya çıkışı herhangi bir yanlış kullanım biçiminden kaynaklanmamak- tadır. Bu doğrultuda, çevremizdeki pek çok binada ortak olarak görülen bu kusurların tespit edilmesi çalışmanın amacını yerine getirmeye yöneliktir. Çalışmanın sonuç bölümünde, yapı fiziği sorunlarının tasarım içinde ne şekilde ele alınması gerektiği tartışılmakta, bu sorunların yeni yapılarda ne şekilde çözümlendiği ya da çözümlenmesi ge- rektiği konularına açıklık getirilmeye çalışılmaktadır. Dünyanın enerji ihtiyacının büyük bir bölümünü karşılayan fosil yakıtların rezervi gün geçtik- çe azalmakta olduğundan tüm enerji kaynaklarının verimli ve etkin bir şekilde kullanımı büyük önem taşımaktadır. Ülkemizde eski binaların enerji tasarrufu göz önüne alınarak inşa edilmeyişi ve yeni binaların da enerji verimliliği standartlarına uygun yapılmayışı binalarda enerji kaybına neden olmak- tadır. Binalarda enerjinin verimli kullanılabilmesi için ısıl kayıpların azaltılması ve dolayısıyla da ısıl yalıtımın yapılması gerekmektedir. Özellikle duvarlardan ve çatıdan olan ısı kayıpları için yüksek verimli köpük yalıtım (foam insulation) malzemesinin kullanılması ve pencerelerde çift cam üniteleri- nin varlığı yalıtım açısından önemli yaklaşımlardır. Avrupa’nın Finlandiya, İsveç ve Norveç gibi so- ğuk iklime sahip ülkelerinde 1970’li yıllardan itibaren inşaat yönetmeliklerinde, bina enerji verimliliği ve ısı yalıtımı düzenlemeleri yapılmıştır. Özellikle İsveç’in hazırladığı yönetmelik pek çok Avrupa ülkesi için model oluşturmuştur. Ülkemizde ise, yürürlüğe giren Enerji Verimliliği Kanunu ile inşaat sektöründeki tüm kurum ve kuruluşların yardımıyla birlikte bütünlüklü bir enerji tasarrufu sağlanması amaç edinilmiştir. Bugün ülkemizde “AB Müzakere Süreci ve Teknikleri” başlığı altında çeşitli toplantı ve semi- nerler düzenlenmekte, AB üyeliğinin Türkiye’ye katacağı olumlu veya olumsuz gelişmeler tartışıl- maktadır. AB'nin çevre kirliliği ve enerji tasarrufuna gösterdiği hassasiyet bilinmektedir. Avrupa birli- ği ortak enerji politikalarının oluşturulması ve ortak yönergeye uyum konusuna yönelik çalışmalar ivedilikle dikkate alınmalıdır. Ayrıca yürürlüğe giren Enerji Verimliliği Kanunu ile birlikte yeni yö- netmelik çalışmalarının sürdürüldüğü de bilinmektedir. Bu çalışmalar tamamlandığında, bütünlüklü bir enerji tasarrufunun sağlanabilmesi için sürdürülebilir kalkınmaya doğrudan etkisi olmayan binalar- da ısıtma ve soğutma amaçlı enerji tüketiminin birlikte düşünülmesi gerektiği açıkça ortaya çıkmakta- dır. Bu gelişime katkıda bulunacak olan inşaat sektöründe görev alan tüm kurum ve kuruluşlar, Avru- pa Birliği’nin yayınlamış olduğu standartları özenle incelemeli ve bu standartları sağlayacak şekilde organize olmalıdırlar. Bunun sağlanması da inşaat ve yalıtım sektörüne ait diğer tüm yönetmeliklerin ülkemizde doğru şekilde düzenlenmesi ve uygulanması ile mümkün olacaktır. Isısal özelliklerin yarattığı sorunlar; yapı içinde yaşayan insanın konforunun zedelenmesine ve ısısal deformasyonlar sonucu yapının kısa zamanda tahrip olmasına yol açtığından, yapı fiziği yanında, enerji tasarrufunun da önemi üzerinde durulması gerekmektedir. Yapılar sürekli olarak sıcaklık deği- şimi ile karşılaşmaktadır. Bu nedenle de, binaların inşaları esnasında özellikle dış cephe ve iç yüzeyde ısısal genleşmeye karşı önlemler alınmalıdır. Bu önlemler; genleşme katsayıları birbirinden farklı mal- zemeleri yan yana getirmemek, genleşme noktalarının detaylandırılmasında iklim koşullarından en az etkilenmeye ve suyun aktarılmasına dikkat etmek, çatıyı birbirinden ayrı çalışan parçalar halinde yap- mak, ek yerlerinde önlem alarak, genleşen çatı yüzeyini azaltmak ve ayrıca yansıtıcı-yalıtıcı malzeme- ler kullanarak, genleşme hareketini küçültmek şeklinde sıralanabilir. Ayrıca; yığma binalarda kayıcı birleşmeler (hareketli mesnetler) yaparak çatı tespit noktalarını azaltmak ve karkas binalarda strüktürü, ısısal hareketlerden doğacak gerilmeleri karşılayacak biçimde tasarlamak da ısısal sorunların önüne geçmek amaçlı başvurulabilecek önlemlerdir. Isısal problemler için alınabilecek önlemlerden bir diğe- ri de ısı yalıtımıdır. Üretimi esnasında büyük miktarlarda enerji tüketilmesi gerekmeyen, düşük ısı iletkenlik katsayısına sahip, sağlığa uygun malzemelerin seçimine önem verilmeli ve daha iyi konfor şartlarının sağlanabilmesi amaçlanmalıdır. Böylece, hem yapının onarım giderlerini azaltmış olur hem de yakıt ekonomisi sağlanır. Fiziko-kimyasal etkilerin zamana bağlı olarak eskime ve bozulmalara yol açtığı kaçınılmaz bir gerçektir. Tasarım sürecinde yanlış malzeme seçimi sonucu, yeni tamamlanmış bir yapıda dahi kısa sürede onarıma ihtiyaç duyulması, fiziko-kimyasal problemlere yeterince önem verilmemesinden kay- naklanmaktadır. Çalışmada en çok karşılaşılan fiziko-kimyasal problem korozyon olduğu için, ülke- mizdeki yapılarda özellikle bu konuya dikkat çekilmesi gerekmektedir. Kurşun veya demirden yapıl- mış su ve gaz borularında oluşan korozyonu önlemek amacıyla, malzeme katotlaştırılarak koruma 6 2 Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 15, Sayı 2, 2010 yapılabilir. Bu yöntem; korozyondan korunacak metalin kendinden daha az asal metale bir iletkenle bağlanması şeklinde gerçekleştirilir. Bir başka korozyondan korunma yöntemi olarak ise, metallerin yüzeyini kaplamak veya örtmek suretiyle yapılan korumalar seçilebilir. Bu yöntemde korunacak metal yüzeyleri; oksit, silikat, metalik veya organik esaslı (yağ, bitüm, plastik ve yağlı boya) kaplamalardan oluşturulan bir koruyucu örtü ile kaplanmaktadır. Genelde kaplama maddesiyle kaplanacak metalin genleşme katsayılarının birbirine uygun, koruyucu tabakanın belli bir kalınlıkta, deliksiz, kesintisiz ve aşınmaya karşı belli bir sertlikte olması, aynı zamanda çeşitli değişimlerle çatlayıp bozulmaması gere- kir. Kısaca korozyonu önleyebilmek amacıyla; farklı türde iki metali yalıtımsız olarak bir araya getir- memek veya korunumsuz kullanmamak ve devamlı bakımını yapmak gerekir. Çalışma kapsamında karşılaşılan çiçeklenme ve yapıda meydana gelen lekelenme problemle- rinin önüne geçmek amacıyla; yapının cephesinde lekelenmeye sebep olabilecek profillere yer ver- memek, normal tuğlayı toprağa ve deniz suyu buharına maruz yerlerde kullanmamak sayılabilir. Ayrı- ca yapıda çiçeklenmeyi önlemek için ise; tuğla duvarın toprak ve su temasını kesmenin yanı sıra, harç içine %2 oranında CaCl2 ilave etmek de yararlı sonuç vermektedir. Çiçeklenmeler su ve seyreltik HCl asidi, pas lekeleri ise %10’luk CrCl2 eriyiği ile yıkanarak da giderilebilir. KAYNAKLAR 1. Building Issues and Problems “Questions about Building Issues and Problems” www.resource4constructiondefects.com/topics/buildingissues.html (2008). 2. Can, A., (1999) Yapılarda Isı Yalıtımı ve Türkiye'de Enerji İhtiyacının Azaltılması Yönünden Önemi, Tesisat Mühendisliği Dergisi, Sayı 49, Sy18-23. 3. Dağsöz, A.K., Işıkel, K., Bayraktar, K. G., (1999) Yapılarda Sıcak Etkisinin Getirdiği Problemlerin Isı Yalı- tımı İle Çözümü ve Enerji Tasarrufu, IV. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi ve Sergisi, 329-339. 4. Ergi, E., Bilgin, G. S., Zeybek, M. S., Asan, A. (2007), Endüstriyel Atık Katkılı Çimentoların Beton Daya- nımı ve Donatı Korozyonuna Etkileri, 2.Yapılarda Kimyasal Katkılar Sempozyumu, Ankara-Türkiye. 5. Eriç, M. (1994) Yapı Fiziği ve Malzemesi, Nisan, İstanbul, Literatür Yayınları. 6. Ertaş, K. (2001) Binalarda Buhar Difüzyonu Olayının İrdelenmesi, TMMOB Makina Mühendisleri Odası Yalıtım Kongresi, Eskişehir-Türkiye. 7. Hogberg , A. B., Kragh, M. K., Mook, F. J. R van (1999) A Comparison of Driving Rain Measurements with Different Gauges, 5th Symposium on Building Physics in the Nordic Countries, Goteborg. 8. Heckroodt, R. O., (2002), Guide to the Deterioration and Failure of Building Materials. 9. Lourenço, P. B., Luso, E., Almeida, M. G. (2006) Defects and Moisture Problems in Buildings from Historical City Centres: A Case Study in Portugal, Volume 41, Issue 2, 223-234. 10. Mays G. (1992), Durability of Concrete Structures: Investigation, Repair, Protection. 11. Oliver, A. C., Douglas, J., Stirling, S. (1997), Dampness in Buildings. 12. Özkan, Ö. (2004) Çeşitli Sınıflardaki Beton Dayanımlarının Yapı Maliyetine Etkisi, THBB Beton 2004 Kongresi, İstanbul. 13. Richardson B. A. (1999) Defects and Deterioration in Buildings, 2 nd Edition. 14. Roberts, C. C., http://www.croberts.com/cracksinbuildings.pdf (2008) Evaluating cracks in buildings. 15. Sjöström C. (1997), Durability of building materials and components 7: Proceedings of the Seventh International Conference on Durability of Building Materials and Components, Stockholm, Sweden. 16. Sözen, M. Ş. (1999) Yapı Kabuğunda Isı ve Ses Yönünden Denetim - Konfor İlişkisi, Yapıda Yalıtım Konfe- ransı Bildiriler Kitabı, MMO Yayın No:213, Bildiri No:12, Sy:137-144. 17. Utkutuğ, Z. (2006) Konutta Kalite Kavramı ve Yapı Hasarları, Gazi Üniversitesi. Müh. Mim. Fak. Dergisi, Cilt 21, No 2, 205-211. 18. Yazıcı, Ş., Göktepe, A. B., Altun, S., Karaman, V. (2006) Sertleşmiş Beton Basınç Dayanımının Belirlenme- sinde Kullanılan TS-10465 ve TS EN 12504-1 üzerine bir değerlendirme, DEÜ Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi Cilt 8, Sayı 1, 119-128. 19. Yüzer, N. (2003) Betonarme Yapılarda Korozyon Ölçüm Yöntemleri ve Hasar Tespiti, THM Türkiye Mü- hendislik Haberleri, Sayı 426-2003/4. 63 Güler, H. ve diğ.: Binalarda Yapı Fiziği Problemleri: Bursa’da Bir Kamu Kurumu Örneği 20. Zorer Gedik, G. (1999) Soğuk İklim Bölgesinde Yalıtımlı Yapı Kabuğu Kesitlerinin İncelenmesi ve Değer- lendirilmesi: Erzurum Örneği, Yapıda Yalıtım Konferansı Bildiriler Kitabı, MMO Yayın No:213, Bildiri No:13, Sy:145-151. Makale 25.03.2010 tarihinde alınmış, 04.06.2010 tarihinde düzeltilmiş, 26.08.2010 tarihinde kabul edilmiştir. İletişim Yazarı: H. GÜLER (handeguler@uludag.edu.tr). 6 4