Eğimli Çatılar ve Çatı Sistemleri

8 Eylül 2011 | TEKNİK MAKALE 34. Sayı (Eylül - Ekim 2011)

MEHMET ÖZTÜRK ÇATIDER Genel Sekreteri
Çatı ve Çatı Sistemleri Nedir?
Çatı, binayı en üstten sınırlayan ve iç ortamı dış atmosfer koşullarından ayıran bir yapı kabuğudur (Şekil 1). Sırasıyla; Taşıyıcı, Buhar Kesici, Isı Yalıtımı, Su Yalıtımı, Havalandırma Katmanları ve Çatı Kaplama Malzemeleri ile oluşturulan eksiksiz sisteme Çatı Sistemi denilmektedir.
Çatı sisteminin işlevi ise yağmur, kar, dolu, don, gece-gündüz sıcaklık farkları, IR ve UV radyasyonu, rüzgâr, dış kaynaklı sesler vb. dış koşulların etkisi altında, iç ortamda istenilen düzeyde ısısal, görsel, akustik konfor, güvenlik vb. kullanıcı gereksinmelerini karşılamak ve yapı ile kullanıcı sağlığını korumaktır.

Eğimli Çatı Sistemleri

Soğuk ve Sıcak Çatı Sistemleri
Kışın ısı kayıplarını, yazın ısı kazançlarını önlemek, yakıt tüketimi ve enerji giderlerini azaltmak, iç ortam ve iç yüzey sıcaklıklarını dengeleyerek terleme, küflenme, sıvaların kabarması, boyaların dökülmesi vb. hasarları önlemek, iç ortam ısısal konfor koşullarını sağlamak için çatı sistemi içinde ısı yalıtım katmanları kullanılır.
Eğimli çatılarda çatı sistemi, ısı yalıtım malzemesinin çatı içinde kullanıldığı yere bağlı olarak, soğuk ve sıcak çatı olmak üzere iki şekilde sınıflandırılır.
Soğuk çatılarda ısı yalıtımı tavan-döşeme üzerinde yer alır (Şekil 2). Bu tip çatılarda, çatı arası kullanılmaz.
Sıcak çatılarda ise ısı yalıtım malzemesi, eğimi oluşturan çatı konstrüksiyon bileşeni ile birlikte yer alır (örneğin ahşap konstrüksiyonlu çatılarda ısı yalıtım malzemesi merteklerin üstünde, arasında veya altında). Bu tip çatılarda çatı arası yaşam alanı olarak kullanılabilir (Şekil 3).

Soğuk ve Sıcak Çatı Sistemlerindeki Katmanlar
•    Kaplama katmanı
•    Havalandırma boşluğu
•    Su yalıtım katmanı
•    Isı yalıtım katmanı
•     Buhar kesme / dengeleme katmanı
•    Taşıyıcı katman

Kaplama Katmanı:
Eğimli çatılarda, çatının en üst katmanı olarak, çatıdan yağmur ve eriyen kar sularını uzaklaştıran, güneşin IR ve UV radyasyon etkilerinden koruyan bir Kaplama katmanı yer alır. Çatı kaplama katmanını oluşturan malzemeler cinslerine göre için aşağıda 6 grup içinde sınıflandırılırlar.

1) Metal esaslı çatı kaplama malzemeleri
2) Kil esaslı çatı kaplama malzemeleri
3) Çimento esaslı çatı kaplama malzemeleri
4) Bitüm esaslı çatı kaplama malzemeleri
5) Plastik esaslı çatı kaplama malzemeleri
6) Diğer (Ahşap, Cam, Taş vb. kaplama malzemeleri)
1) Metal Esaslı Çatı Kaplama Malzemeleri: Genel olarak sanayi yapılarında, bir miktar da konut çatılarında kullanılan malzemelerdir.

•     Malzeme cinsine göre: Alüminyum, Galvanizli Sac, Bakır, Çinko, Katkılı Çinko ve Kurşun
•    Kaplama tipine göre: Tek Katlı Kaplamalar, Kenetli Kaplamalar, Sandviç Paneller ve Metal Kiremitler.

2) Kil Esaslı Kiremit Çatı Kaplama Malzemeleri: Geleneksel çatı kaplaması olan kiremitlerdir. Marsilya ve Osmanlı gibi tiplerin yanında piyasaya yeni birçok tip sunulmuştur.

3) Çimento Esaslı Çatı Kaplama Malzemeleri: Çimento esaslı kiremitler ve çimento esaslı oluklu çatı kaplama panelleri bu sınıfta yer almaktadır.

4) Bitüm Esaslı Çatı Kaplama Malzemeleri: Çatı kaplaması olarak kullanılan üzeri doğaltaş kaplı (arduvaz) rulolar, çeşitli oluk formlarına sahip organik elyaflı bitüm emdirilmiş levhalar ve shingle’lar bu tanım içinde yer almaktadır.

5) Plastik Esaslı Çatı Kaplama Malzemeleri: Polikarbonat (PC) esaslı levhalar, cam takviyeli polyester (CTP) levhalar, akrilik cam (PMMA) esaslı malzemeler, polietilen (PE) esaslı malzemeler ve diğer plastik esaslı malzemeler bu tanımda yer alır.

6) Diğer Çatı Kaplama Malzemeleri: Cam, cam kiremitler, doğaltaş kaplamalar, ahşap kaplama ve shingle’lar, bitkisel çatı kaplamalarıdır.

Yalıtım Katmanları ve Kaplama Altının Havalandırılması
Çatı kaplama malzemesinin altında, rüzgârla gelen yağmur suyunun ve eriyen kar sularının çatının içine girmesini engellemek için su yalıtım katmanı kullanılır. Bu malzemeler, sistem tercihine göre su buharı geçirimli veya geçirimsiz olabilirler. Bunların altında çatı konstrüksiyonu ve çatı tipine göre ısı yalıtım katmanı ve buhar kesici, buhar dengeleyici katmanlar yer alır.
Yukarıda konu edilen tüm katmanlar çatı konstrüksiyonu üstünde yer alan taşıyıcı bir katmanın üstünde oluşturulur. Taşıyıcı katman, yerine göre mertek, lata, tahta, OSB, kontrplak veya metal çatılarda olduğu gibi trapez formlu panellerden oluşabilir.
Çatı sisteminde, kaplama malzemeleri ile su yalıtımı arasında sürekli ve etkin bir havalandırma temin edilmelidir. Kaplama malzemesi ile su yalıtım malzemesi arasında yer alan havalandırmanın sağladığı faydalar şöyle açıklanabilir: Kaplama malzemesi ile su yalıtım malzemesi arasında havalandırma olmadığı durumda, yaz aylarında, çatı kaplama malzemesi ile su yalıtım malzemesi arasındaki durağan hava, güneşin IR ışınları nedeniyle aşırı ısınır (Şekil 4a). Çoğu zaman kaplama malzemesinin yüzey sıcaklığı ve altında bulunan durağan havanın sıcaklığı, dış ortam hava sıcaklığından daha yüksek olur. Kaplama malzemesi ile su yalıtım malzemesi arasında havalandırma olduğu durumda ise saçaklardan hava tabakasına gelen hava ısınarak yükselir ve mahya boyunca düzenlenen deliklerden dışarı atılır. Böylece çatı kaplama malzemesi altında bulunan ısınmış durağan hava dışarı atılmış olur (Şekil 4b). Ayrıca, yağmur nedeniyle su yalıtım malzemesi üzerinde biriken suların buharlaşması sonucu oluşan su buharı da dış ortama atılarak, ortamın kuru kalması sağlanmış olur. Kış aylarında ise hava sirkülasyonu, çatı kaplaması üzerinde biriken karın doğal ve eşit bir şekilde erimesini sağlar (Şekil 5a). Böylece saçaklarda buzlanma oluşmaz (Şekil 5b). Sonuç olarak, su yalıtım malzemeleri ile çoğu çatı kaplama sistemi arasında havalandırma yapılmalıdır.

Yapı Elemanlarında Buhar Geçişinin Esasları ve Nemin Olumsuz Etkileri
Bina içinden dış ortama veya dış ortamdan bina içine, havadaki su buharının geçişleri meydana gelmektedir. Geçiş sıcak ortamlardan soğuk ortamlara doğru oluşur. Hava belli sıcaklıklarda belli miktarlarda su buharını bünyesinde bulundurabilir.
Örnek olarak:
30° C ısıda 1 m3 havanın taşıyabileceği en fazla su buharı yaklaşık 30,0 gm
20° C ısıda 1 m3 havanın taşıyabileceği en fazla su buharı yaklaşık 17,3 gm
10° C ısıda 1 m3 havanın taşıyabileceği en fazla su buharı yaklaşık  9,4 gm
0° C ısıda 1 m3 havanın taşıyabileceği en fazla su buharı yaklaşık  4,8 gm’dır. Çatı içinde bünyesinde su buharı bulunduran hava, soğuk bölgelerle karşılaştığı zaman bünyesindeki buharı taşıyamaz ve su haline dönüşür. Böyle durumlarda nem ile karşılaşan çatı malzemelerinde bozulmalar oluşur. Bunların önlenebilmesi için ya fazla buhar içeren havanın bina dışına atılacağı bir havalandırmalı çatı yapılmalı veya çatıda uygun bir yerde (genelde sıcak tarafta) bir buhar kesici uygulanmalıdır.

Çatı Sistemlerinde Havalandırmanın Sağlanması ve Yoğuşma
Eğimli çatılarda karşılaşılan problemlerden biri de yoğuşmadır. İç ortamdaki su buharı, soğuk çatılarda veya sıcak çatılarda kullanılan ısı yalıtım malzemelerinin bünyesine nüfuz ettikten sonra, ısı yalıtım malzemesinin soğuk tarafına geçer ve kaplama malzemesinin altında bulunan su buharı geçirimsiz su yalıtım malzemesi nedeniyle burada yoğuşabilir. Diğer bir anlatımla, su haline dönüşebilir. Yoğuşma sonucunda oluşan su, metal konstrüksiyonlu çatılarda korozyona, ahşap konstrüksiyonlu çatılarda ise çürüme, küf gibi hasarlara neden olabilir. Şekil 6, hava sirkülâsyonu sağlanmamış ahşap konstrüksiyonlu çatıda, iç ortamdan kaynaklanan su buharının ısı yalıtım malzemesine geçtikten sonra, su buharı geçirimsiz su yalıtım malzemesi nedeniyle dış ortama atılamaması sonucunda, kaplama tahtası altında oluşan yoğuşmayı göstermektedir.
Yoğuşmanın Önlenmesi için Soğuk ve Sıcak Çatılarda Yapılan Düzenlemeler
Soğuk çatılarda, iç ortamdan gelen su buharı, ısı yalıtım malzemesinin bünyesinden geçtikten sonra çatı arasında yoğuşmadan dışarı atılmalıdır. Çatı kaplama malzemesinin altında, kaplama tahtasının üzerinde bulunan su yalıtım malzemesi su buharı geçirimsiz ise su buharı çatı arasında yoğuşabilir. Yoğuşmanın önlenmesi için çatı arasının havalandırılması gerekir. Bu nedenle, saçak ve mahya boyunca havalandırma delikleri düzenlenir. Saçak boyunca düzenlenen açıklıktan giren hava, mahya boyunca düzenlenen havalandırma deliklerinden çıkar ve böylece sağlanan hava sirkülâsyonu ile çatı arasındaki su buharı dışarı atılır. Bu tip çatılara, Havalandırmalı Soğuk Çatı adı verilir (Şekil 7).
Soğuk çatılarda, yoğuşmanın önlenmesi için alternatif bir düzenleme de, çatı kaplama malzemesinin altında-kaplama tahtasının üzerinde su geçirimsiz, ancak su buharı geçirimli bir malzemenin kullanılması ve su buharının burada mevcut olan havalandırma tabakasından dışarı atılmasıdır. Böylece, çatı arasında biriken su buharı, su buharı geçirimli su yalıtım malzemesini geçerek, çatı kaplamasının altında düzenlenen havalandırma boşluğuna ulaşacaktır. Saçak boyunca düzenlenen havalandırma deliklerinden giren havanın sağladığı hava sirkülasyonu ile mahyadaki havalandırma deliklerinden ve/veya havalandırma olanağı olan bazı çatı kaplama malzemelerinin ek yerlerinden dış ortama atılır. Bu tip çatılara da Havalandırmasız Soğuk Çatı adı verilir (Şekil 8).

Çatı Sisteminde Isı Yalıtım Malzemelerinin Kullanılması

1. Isı Yalıtım Malzemesi Mertek Üzerinde
Aşağıda verilen örnekte (Şekil 9), ısı yalıtım malzemesi, mertek üzerinde yer almaktadır. Merteklerin üzerinde sırasıyla: Kaplama tahtası, buhar dengeleyici örtü, ısı yalıtım malzemesi, su buharı geçirimli su yalıtım malzemesi, çift yönde döşenmiş latalar ile oluşturulan hava tabakası ve çatı kaplama malzemesi yer almaktadır.
Su buharı geçirimsiz su yalıtım malzemesi kullanıldığı durumda ise, iç ortamdan gelen su buharının ısı yalıtım malzemesinin bünyesine girmesini engellemek için ısı yalıtım malzemesinin altına buhar kesici malzeme kullanılır. Bu tip çatılara da Havalandırmasız Sıcak Çatı adı verilir. Bu tip çatılarda, ısı yalıtım malzemesi mertekler üzerinde yer aldığı için konstrüksiyon sistemi ısısal gerilmelerden korunur ve sistemde ısı köprüleri oluşmaz.

2. Isı Yalıtım Malzemesi Mertek Arasında
Şekil 10’da, ısı yalıtım malzemesi, mertek arasında yer almaktadır. Isı yalıtım malzemesinin yüksekliği ile mertek yüksekliği aynıdır. Çatı kaplama malzemesinin altında su buharı geçirmeyen su yalıtım malzemesi kullanıldığı durumda, iç ortamdan gelen su buharının ısı yalıtım malzemesini geçerek su yalıtım malzemesinin altında yoğuşmasını önlemek için, su buharının ısı yalıtım malzemesinin bünyesine girmesi engellenmeli, bu nedenle de ısı yalıtım malzemesinin sıcak tarafına buhar kesici malzeme konulmalıdır. Su yalıtım malzemesinin su buharı geçirimli olduğu durumda ise ısı yalıtım malzemesinin altına buhar dengeleyici malzeme kullanılır. Bu tip çatılara da Havalandırmasız Sıcak Çatı adı verilir. Bu tip bir çatının ısı yalıtım malzemesi mertekler arasında yer aldığı için taşıyıcı yapının malzemesine bağlı olarak (ahşap veya çelik) ısı köprüleri oluşabilir.
Şekil 11’de, ısı yalıtım malzemesi, mertek arasında yer almaktadır. Isı yalıtım malzemesinin yüksekliği, mertek yüksekliğinden daha azdır. Bu nedenle, mertekler arasında ve ısı yalıtım malzemesinin üzerinde hava tabakası yer alır. Hava tabakasında, hava sirkülâsyonunu temin etmek için de saçak ve mahya boyunca havalandırma delikleri düzenlenir. Böylece, iç ortamdan gelen su buharı, ısı yalıtım malzemesinin bünyesinden geçerek hava tabakasına gelir ve buradan da mahya boyunca bulunan hava deliklerinden dışarı atılır.

 

---

R E K L A M