Bina ısı yalıtım uygulamalarında kullanılacak alternatif ısı yalıtım malzemesi önerisi

Küresel anlamda önemi her geçen gün daha da artan çevre sorunları, enerji etkin kullanımına olan ilgiyi arttırmaktadır. Enerji tüketiminde önde gelen sektörlerden biri inşaat sektörü olmakla birlikte binalardaki enerji kullanımının çoğu ısıtma ve soğutma kaynaklıdır. Kullanılan ısı yalıtım malzemelerindeyse tüm yaşam döngüsü boyunca kaynak tüketimini ve atık üretimini en aza indiren, sürdürülebilir, olumsuz çevre etkileri sınırlandırılmış ve insan sağlığı üzerinde risk oluşturmayan ürünlerin kullanımı ön planda olmalıdır. Buradan hareketle alternatif ısı yalıtım malzemeleri üzerinde araştırma ve geliştirme çalışmaları mevcuttur. Alternatif ısı yalıtım malzemelerine olan yaklaşımlardan biri doğal içerikli, yöresel mimaride kendini kanıtlamış ürünlerin tekrar yapı uygulamalarına kazandırılması iken, bir diğeri ise ileri teknolojilerle geliştirilen üstün performanslı ürünlerin kullanımıdır. Bu çalışmanın amacı yöresel mimaride kullanılan doğal lifleri ve nanoteknoloji ürünü aerojeli kullanarak alternatif ısı yalıtım malzemesi önerisinde bulunmaktır. Çimento yapı uygulamalarında yaygın kullanım alanına sahip olmasının yanında çevre etkileri bakımından kullanımının azaltılması olumlu sonuçlar getirdiğinden çalışma kapsamında seçilmiştir. Keçi kılı yöresel mimaride kıl çadırlarda ve çulda geniş kullanım bulduğu için, keten ve kenevir lifleri ise üretimi kolay erişilebilir, geri dönüştürülebilir ve çevre dostu olduğundan çalışma kapsamına alınmıştır. Nanoteknoloji üretimi aerojel ise erişilebilir ve bu alanda üstün performansa sahip olduğu bilindiğinden tercih edilmiştir. Çalışma çimento karışımlarına liflerin ve aerojelin belirli oranlarda ilavesiyle üretilmiş 16 adet numune serisi ile sınırlandırılmıştır. Çalışmada üretilen numuneler agregalı ve agregasız, aerojel ilaveli ve ilavesiz olmasına göre 4 grupta incelenmiştir. Tüm karışımlarda su bağlayıcı oranı 0,5 olarak belirlenmiş, bağlayıcı hacminin %30'u kadar doğal lif ilavesi yapılmıştır. Aerojel ise agregadan ikame agrega hacminin %2 si olacak şekilde karışımlarda yer almıştır. Hazırlanan numuneler fiziksel, mekanik ve termal testlere tabii tutulmuş ve morfolojik değerlendirme için dijital mikroskop görüntüleri incelenmiştir. Çalışmanın sonucunda, en düşük termal iletkenlik değerini 0,126 W/mK ile agregasız ve aerojel katkılı keten lifi içerikli numune gösterirken en yüksek değer ise 0,655 W/mK Ç kontrol numunesinde izlenmiştir. Çalışmada aerojel katkısı ile toplam porozitenin yükseldiği ve bununla ilintili olarak termal iletkenliğin düştüğü görülmüştür. Basınç dayanımında ise olumsuz etkiye sebep olduğu tespit edilmiştir. Doğal lif katkılarında ise üç lif tipinin de çimento matrisinde homojen dağılamadığı, ancak keçi kılının diğerlerine göre daha iyi matris bağı kurduğu görülmüştür. Tüm lif tiplerinde termal iletkenlikte olumlu etki gözlenirken gözeneklilikle birlikte su emme oranı artmıştır. Keten ve kenevir lifleri arasında fiziksel, mekanik ve termal özellikler arasında önemli bir fark bulunamamıştır. Agrega kullanımıyla basınç dayanımı artmış, daha düşük gözeneklilikle birlikte daha yüksek termal iletkenlik değeri ölçülmüştür. Bu çalışma hem doğal liflerin hem de aerojel kullanımının bir araya getirilerek çevre dostu alternatif ürün ortaya çıkarılması ve bu alanda mimarlara ürün seçiminde farkındalık yaratması özelinde önemlidir. Sonuç olarak bu çalışma çimento esaslı doğal lif ve aerojel içeren harç karışımlarının alternatif ısı yalıtım malzemesi olarak kullanımı ile ilgili araştırmaların devam edebileceğini göstermektedir.