Haberler / Kenetli Metal Çatı Kaplama Sistemleri
Atak İzolasyon, Bine Deprem Güçlendirme, Temel İzolasyonu, Çatı İzolasyon ve yalıtımı

Kenetli Metal Çatı Kaplama Sistemleri

Kenetli Metal Çatı Kaplama Sistemleri

  • 25.Temmuz 2019
Kenetli Metal Çatı Kaplama Sistemleri

Kenetli Metal Çatı Kaplama Sistemleri için DIN 18339’a göre Rüzgar GüvenliÄŸi Açısından Ä°lkesel Tasarım Öneriler

 

 ÖZET Kenetli metal çatı kaplama sisteminin olumlu özelliklerine raÄŸmen; diÄŸer çatı kaplama sistemlerinde de rastlanan, tasarım veya yapım sürecindeki hatalardan kaynaklanan hasarlar oluÅŸabilmektedir. Kenetli metal kaplamalı çatılardaki hasarların etkenlerinden biri de rüzgardır. Çatı kaplamasına etkiyen rüzgar yükü, binanın herhangi baÅŸka bir bileÅŸenine göre daha etkili olmaktadır. Çalışma kapsamında kenetli metal çatı kaplamalarının rüzgar güvenliÄŸinin saÄŸlanmasında kullanılabilecek ulusal ve uluslararası standart, yönetmelik ve kılavuzlar incelenerek analiz edilmiÅŸtir. Bu baÄŸlamda, Alman standartı DIN 18339 ayrıntılı ÅŸekilde ele alınmış, kenetli metal çatı kaplama sistemleri için rüzgar güvenliÄŸi açısından ilkesel tasarım önerileri ve tasarım sürecinde kullanılabilecek bir kontrol listesi derlenmiÅŸtir. anahtar kelimeler: kenetli metal çatı kaplama, rüzgar güvenliÄŸi, çatı tasarımı ABSTRACT Despite the promising performance properties of standing seam metal roofing systems, failures may occur due to design and application flaws. One of the most frequent damages is the result of wind effects on roofs, since wind loads on the roof finishings are greater than on any other component of the building. In the scope of the study, some national and international standards, codes and manuals are investigated that can be used for wind safety in standing seam metal roofing systems. The German standard DIN 18339 is analysed in detail, and a control list of principal design instructions of standing seam metal roofing systems in regard to wind safety is suggested. keywords: standing seam metal roofing, wind safety, roof design

 

1. GiriÅŸ Kenetli metal çatı kaplama sistemleri; kaplama levhası, ayırıcı tabaka ve su yalıtım örtüsü, sabit ve kayar metal klipsler, vidalar ya da çiviler ve kör kaplamadan oluÅŸmaktadır ve kenetleri tek bükümlü veya çift bükümlü olabilmektedir

[1, 2]. Sistemin, diÄŸer birçok çatı kaplama alternatifine göre yapım ve performans ile ilgili bazı avantajlarından söz etmek olanaklıdır. Rulo halinde istenilen boylarda üretilebilen metal levhalar, karmaşık biçimlerdeki ve özellikle eÄŸrisel yüzeylere uygulamada kolaylık saÄŸlamaktadır

[3]. Sistemi oluÅŸturan malzemelerin hafif olması, çatı sistemine gelen yükün azalmasına ve taşıyıcılık performansının iyileÅŸmesine katkıda bulunmaktadır

[4]. Metallerin bünyelerine su almayışları ve uygun ÅŸekilde tasarlanıp uygulanmış kenet bölgesinin su geçirimsizliÄŸi, sistemin birinci su geçirimsizlik iÅŸlevini üstlenmesi, metal kaplamanın altında bulunan su yalıtım örtüsünün de ikincil bir su geçirimsizlik önlemi oluÅŸu, sistemin su ile ilgili performans düzeyini yükseltmektedir

 Metallerin sıcaklık farklarına baÄŸlı olarak gerçekleÅŸen ısıl genleÅŸmeden kaynaklı boyutsal deÄŸiÅŸimler ise sistemin tüm çatı yüzeyinde parçalı uygulanması ve birleÅŸimlerinin hem sabit hem kayar klipslerle saÄŸlanması sayesinde tolere edilebilmektedir

[5]. Kenetli metal sistemlerde kör kaplamanın alt tarafında öngörülen havalandırma tabakası ile genelde yeterli düzeyde yoÄŸuÅŸma kontrolünü saÄŸlanabilmektedir. Bu özellik, iyileÅŸtirilmiÅŸ nem performansı ile birlikte metale temas edecek yoÄŸuÅŸma suyunu ortadan kaldırması ile, farklı metallerden klipsler ve çatı kaplaması söz konusu ise, bunlar arasında oluÅŸabilecek elektrokimyasal etkileÅŸimlere izin vermemekte ve korozyona baÄŸlı olası çatı hasarlarını en aza indirmektedir

Sistemin tüm olumlu özelliklerine raÄŸmen; diÄŸer çatı kaplama sistemlerinde de rastlanan, tasarım veya yapım sürecindeki hatalardan kaynaklanan hasarlar oluÅŸabilmektedir

Kenetli metal kaplamalı çatılardaki hasarların etkenlerinden biri de rüzgardır. Bunun nedeni, çatı kaplamasına etkiyen rüzgar yükünün, binanın herhangi baÅŸka bir bileÅŸenine göre daha etkili olmasıdır

 Sistemin tasarımında, etki edecek rüzgar yükünün öngörülmemesi; hatalı sistem seçimi gibi nedenler hasar oluÅŸma riskini arttırmaktadır. Bu durumda; kuvvetli rüzgarlarda, çatı kaplamaları en sık zarar gören ve onarılması veya yenilenmesi en maliyetli yapı elemanı bileÅŸeni olarak karşımıza çıkmaktadır

 Rüzgarın binadaki etki kombinasyonlarının doÄŸru ÅŸekilde ortaya konması, bina ölçeÄŸinde biçim verme ve taşıyıcı sistemin tasarımıyla birlikte, çatı tasarımında da yol gösterici rol oynar. Mekanik yollarla tespit edilen kenetli metal çatı kaplama sistemlerinin tasarımında malzeme ve bileÅŸenlerin farklı kombinasyonlarda deneysel olarak rüzgar tüneli testleriyle rüzgar güvenliÄŸinin saptanması mümkündür. Bunun dışında, standartlara dayalı hesaplama yöntemleriyle de rüzgar güvenliÄŸi belirli bir seviyeye çıkarılabilmektedir. Ancak hesaplama yöntemlerinin mimar tarafından kullanılması nadir görülen bir durumdur

 Rüzgar yükü hesabı, tasarım ekibinde yer alan mühendis ya da rüzgar güvenliÄŸi konusunda uzmanlaÅŸmış kiÅŸilerce yapılmaktadır. Bununla birlikte; mimarın bu formüle aÅŸina olması, rüzgarın binaya ve çatı tasarımına nasıl etkide bulunacağını öngörmesi ve mühendisle iÅŸbirliÄŸi içinde çalışabilmesi açısından önemlidir

6-Bu nedenle; kenetli metal çatı kaplama sisteminin, tasarım ve uygulamasının ilkesel ve basit düzeyde tariflendiÄŸi kurallara ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışma ile, kenetli metal çatı kaplama sistemlerinin tasarım ve uygulamasına iliÅŸkin genel kuralların tanımlanmış olduÄŸu kitaplar ve el kitapları araÅŸtırılmıştır. Bunun dışında, kenetli metal çatı kaplamalarında rüzgar dayanımının saÄŸlanmasına yönelik ulusal ve uluslararası standart, yönetmelikler ve kılavuzlar incelenmiÅŸ ve bunların arasından Alman standartı DIN 18339 daha ayrıntılı analiz edilerek ilkesel bir ön boyutlandırma yaklaşımı önerilmiÅŸtir.

 Çatılarda rüzgar etkisi ve kenetli metal çatı kaplamalarında meydana gelebilecek hasarlar Metal çatılarda rüzgar etkisi kendini öncelikle çatıların saçak bölgesinde ya da çatı-dış duvar birleÅŸimlerinde çatının sonlandığı kenarlarda göstermektedir. Bu bölgelerde oluÅŸan hasarlar kısa süre içerisinde tüm çatı sisteminde hasara yol açmaktadır

[7]. Kenetli metal çatılarda rüzgar güvenliÄŸini ölçmeye yönelik yeterli düzeyde test standartlarının ve tüm kenetli metal çatılarına uygulanabilecek kapsayıcılıkta tasarım/yapım ilkelerinin olmayışı bu çatılarda hasarların baÅŸlıca sebebidir

 DoÄŸru tasarımların ve uygulamaların yapılması, öncelikle rüzgarın binaya ve çatıya nasıl etki ettiÄŸini öngörmeyi gerektirir.

8. Ulusal Çatı & Cephe Sempozyumu 2 - 3 Haziran 2016 Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi Fındıklı - Ä°stanbul 2.1. Çatılarda rüzgar etkisi Rüzgar, üç boyutlu ve çok yönlü olan, yatay ve düÅŸey bileÅŸenleri arasındaki düÅŸey doÄŸrultulu etkisi çok daha az olduÄŸundan yatay doÄŸrultulu hava akımı olarak tanımlanmaktadır

 Rüzgar, binanın yüzeylerine aerodinamik basınç uygular ve bu basıncın etkisi binanın araziye konumlanışı ile ilintilidir. Rüzgar, estiÄŸi yöndeki bina yüzeyine dik olarak yayılı yük oluÅŸturur ve pozitif bir basınç uygular. Etkitepki prensibine baÄŸlı olarak rüzgarın binanın direkt etki etmediÄŸi ve binayı terk ettiÄŸi yüzeyinde negatif basınç oluÅŸur ve çekme etkisi yaratır

 Bu nedenlerle bina araziye, hakim rüzgar yönüne ve bölgedeki rüzgar hızlarına uygun olarak konumlandırılmalıdır. Rüzgar bina yüzeyinden yukarı doÄŸru hareket ettikçe hızlanır ve çatıyı binadan ayırma eÄŸiliminde bulunur. Bu durum çatının üst yüzeyinde negatif basınç bölgeleri meydana getirir. Çatının biçimine baÄŸlı olarak yüksek çekme etkileri hem rüzgar alan saçaklarda hem de mahyada kendini gösterebilmektedir. Çatıda oluÅŸan basınç farkları, çatının eÄŸimine göre deÄŸiÅŸiklik göstermektedir

 Çatının dış duvar ile birleÅŸiminde saçakların bulunması ise saçağın alt yüzeyinde pozitif basınç, üst yüzeyinde negatif basınç oluÅŸturarak yine çatının binadan uçma riskini doÄŸurur

Binalarda ve az eÄŸimli çatılarda rüzgar etkisi [6] Åžekil 2: binalarda ve çok eÄŸimli çatılarda rüzgar etkisi [6] Åžekil 3: saçaklarda rüzgar etkisi [6] 2.2. Çatılarda rüzgar kaynaklı hasarlar Rüzgarın neden olduÄŸu hasarlarda bina ölçeÄŸinde dört temel etmen sıralanabilir

 Binanın çevresindeki hava akımı tarafından yaratılan aerodinamik basınç

 Bina kabuÄŸundaki duvar boÅŸlukları ya da yarık/yırtık vb. nedeniyle oluÅŸan iç basınç farklılaÅŸmaları

 Rüzgarın taşıdığı parçacıkların çarpma etkisi

 Ani atmosferik basınç deÄŸiÅŸimlerinin yarattığı basınç ve çekme etkileri Rüzgarın estiÄŸi yönde çatı saçağının alt yüzeyinde rüzgar kaynaklı basınç etkisi ile tersi yönde ve çatı saçağının üst yüzeyinde meydana gelen alçak basınç bölgeleri sonucundaki çekme etkisi, çatı yapı elemanın bütününde olduÄŸu gibi, kenetli metal çatı kaplamalarında da hasarlar meydana getirebilmektedir

 Bu hasarlardan sık karşılaşılanları ve hasara neden olan etkenleri ÅŸu ÅŸekilde sıralamak mümkündür

[9]: Hasarlar:

 Kenetin klipsten sıyrılması

 Klipslerin vida/çividen ayrılması

 Vida/çivinin kör kaplamadan çıkması Etkenler:

  Rüzgarın tüm çatı sisteminde meydana getirdiÄŸi titreÅŸim  Kör kaplamayı oluÅŸturan levhaların arasındaki derzlerden geçen havanın, bu bölgenin üzerinde kalan kenetli metal levhalara iç taraftan oluÅŸturduÄŸu basınç etkisi  ABD’deki bir kenetli metal kaplamada kuvvetli rüzgar kaynaklı oluÅŸmuÅŸ hasar  Türkiye’deki bir kenetli metal kaplamada kuvvetli rüzgar kaynaklı oluÅŸmuÅŸ hasar

 Kenetli metal çatı kaplama sistemlerinin tasarımında rüzgar güvenliÄŸi Rüzgar kaynaklı çatı hasarlarının önüne geçilmesinde iki aÅŸamalı bir tasarım yaklaşımı benimsenebilir: çatı “gövde”sinin bina taşıyıcı sistem bileÅŸenlerine emniyetli baÄŸlantısının saÄŸlanması; çatı kaplama ve yalıtım katmanları ile bileÅŸenlerinin çatı “gövde”sine emniyetli baÄŸlantısının saÄŸlanması .

Her iki aÅŸama da son derece ayrıntılı tasarım kural ve kararları içermesine ve bütüncül bir tasarım için birlikte düÅŸünülmeleri gerekmesine raÄŸmen; kenetli metal çatı kaplama sistemlerinde rüzgar güvenliÄŸi kapsamında ikinci aÅŸama ele alınacaktır. Çatı kaplama ve yalıtım katmanları ile bileÅŸenlerinin çatı “gövde”sine baÄŸlantısının emniyetli olması rüzgarın çekme kuvveti ile doÄŸrudan iliÅŸkilidir ve bu baÄŸlamda çatı tasarımında iki temel nokta göz önünde bulundurulmalıdır

 Çatı konstrüksiyonuna etki edecek çekme kuvvetinin en büyük deÄŸerinin belirlenmesi,

Çatı konstrüksiyonu baÄŸlantılarının, oluÅŸabilecek en büyük çekme kuvvetine eÅŸit veya daha büyük dayanımlı tasarlanması. Rüzgar kuvvetlerinin çatı konstrüksiyonuna etkisinin belirlenmesinde ulusal ve uluslararası düzeyde yapılan literatür araÅŸtırmasında çeÅŸitli standart ve yayın örnekleri incelenmiÅŸtir. Bunlardan ASCE 7-05 “Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures”, binanın taşıyıcı sistemine ve yapı elemanlarına etki eden tüm yükleri içeren bir ABD standartıdır

Rüzgar yükleri ile ilgili bölümü, rüzgar yükü hesabının tüm çatı formlarında yapılabilmesini saÄŸlayan kapsayıcılıktadır. Çatılarda rüzgar yükü hesabında kullanılabileceÄŸi tespit edilen üç yöntem sunmaktadır 

 Yöntem 1- basitleÅŸtirilmiÅŸ yöntem: Düzenli ve basit formlara sahip, 18 metreyi aÅŸmayan binaların teras, beÅŸik ve kırma çatı yüzeylerinde; temel rüzgar hızı, bina önem katsayısı, yükseklikle deÄŸiÅŸen etkilenme katsayısı ve yüzey pürüzlülük katsayısı ile kurulan bir denklemle hesaplanan rüzgar basıncının verilen sınır deÄŸerlere göre kontrolünü saÄŸlamaktadır.

Yöntem 2 - analitik yöntem: Düzenli ve basit formlara sahip binaların çatı yüzeylerinde; temel rüzgar hızı ve rüzgar yönü faktörü, bina önem katsayısı, yükseklikle deÄŸiÅŸen etkilenme katsayısı, rüzgar hız basıncı, topoÄŸrafya katsayısı, türbülans ÅŸiddeti, iç ve dış yüzey basınç katsayıları ile binanın bulunduÄŸu rüzgar bölgesine, bina kabuÄŸundaki boÅŸlukların oranına ve çatının biçimine göre rüzgar yükü hesabı yapılmasını saÄŸlayan ayrıntılı bir hesap yöntemidir.

Yöntem 3 - rüzgar tüneli testi: Basit veya karmaşık formlu tüm binalar için uygulanabilen deneysel yöntemdir. TS 498 “Yapı Elemanlarının Boyutlandırılmasında Alınacak Yüklerin Hesap DeÄŸerleri” yapı elemanlarına etki eden tüm yükleri içeren Türk standartıdır. Rüzgar yükü hesabı tüm yapı elemanları genelinde ele alınmış olup çatıya özgü durumlar belirtilmemiÅŸtir. Hesaplanan rüzgar yükü; binanın aerodinamik yük katsayısına, emme hız basıncına ve etkilenen yüzey alanına baÄŸlı bir denklemle yapılmaktadır. Rüzgar hız ve basınç deÄŸerleri, binanın zeminden yüksekliÄŸine göre dört sınıfta toplanmıştır. 

Rüzgar güvenliÄŸine bina ve yapı elemanı ölçeklerinde genelgeçer kurallara yer vermiÅŸlerdir. Bu standartların yanısıra, bileÅŸen/malzeme ölçeÄŸine inen ÅŸu kaynaklar incelenmiÅŸtir: Bağımsız bir ABD sertifikasyon kuruluÅŸu olan Underwriters Laboratories, Inc. (UL) bazı metal kaplamalı çatı sistemlerini deÄŸerlendirerek rüzgar yüküne dayanımları bakımından sınıflandırmalar yapmıştır.

Ancak deÄŸerlendirilen rüzgar yükleri statik rüzgar yüklerini ele almakta olup; dinamik rüzgar yüklerini kapsamamaktadır .

UL 580 standardına göre tanımlanan test yönteminde, belli deÄŸerlerdeki basınca neden olan rüzgar hızlarına dayanım gösteren çatı sistemlerinin UL30, UL60 (yarıdayanıklı) veya UL90 (tam dayanıklı) sertifikası alabilecek nitelikte oldukları belirtilmektedir . Bağımsız bir diÄŸer ABD kuruluÅŸu olan Factory Mutual Insurance Company (FM)’nin yayınlarında ise çeÅŸitli çatı konstrüksiyonları ve sahip oldukları rüzgar basınç dayanımları listelenmiÅŸtir.

Rüzgar basınç dayanımları UL’de olduÄŸu gibi statik test yöntemleriyle belirlenmiÅŸtir ve rüzgar kaynaklı dinamik basınçları kapsamamaktadır.

Çatı konstrüksiyonunun tamamını ele alarak hesaplanmış deÄŸerleri vermektedir; bu nedenle kaplama sistemlerine yönelik bir tasarım yaklaşımı sunmamaktadır ve rüzgar güvenliÄŸi belli deÄŸerlerle tanımlanmış olan bir çatı konstrüksiyonunda herhangi bir bileÅŸenin deÄŸiÅŸimi rüzgar basınç dayanımını deÄŸiÅŸterecektir. UL standartlarına benzer bir sınıflandırması olup, çatıların sahip olduÄŸu rüzgar basınç dayanımlarına göre Class 1-60, Class 1-75 vb. isimlerle onay belgeleri vermektedir. 

DIN 18339 “Klempnerarbeiten”, çatı ve cephede uygulanan kenetli ve çıtalı metal kaplama sistemlerinin bileÅŸenlerine çevresel etmenlerin nasıl etki ettiÄŸini açıklayan ve tasarımını “tanımlayan” bir Alman standartıdır.

Rüzgar güvenliÄŸi konusuna geniÅŸ yer verilmiÅŸ olup; binanın bulunduÄŸu rüzgar bölgesine, binanın zeminden yüksekliÄŸine, çatı biçimine ve çatı eÄŸimine göre oluÅŸan rüzgar yüklerine karşı metal kaplama sistem bileÅŸenlerinin boyutları, miktarı ve yüzey üzerindeki yerleri verilen tablolar yardımıyla adım adım belirlenebilmektedir

Ä°ncelenmiÅŸ olan standartlar ve kılavuzlar [ aracılığıyla, binalara ve çatılara etkiyen rüzgar yükleri, geliÅŸtirilmiÅŸ hesaplama yöntemleri veya hazır verilmiÅŸ tablolar yardımıyla belirlenebilmekte olmalarına raÄŸmen; DIN 18339 dışında, çatı konstrüksiyonu bileÅŸenlerinin ve baÄŸlantılarının rüzgar güvenliÄŸi ölçütleriyle tasarlanmasına iliÅŸkin kurallara rastlanmamıştır. Söz konusu standartlar ve kılavuzlar “performans” yaklaşımlı olduklarından daha genelgeçer kuralları içermekte, tasarım ve uygulamaya konması için daha uzun süreler gerektirmektedir. Sadece kenetli ve çıtalı metal kaplama sistemlerini kapsayan Alman standartı DIN 18339 “Klempnerarbeiten” ise; Almanya için, ampirik bilgilerle “tanımlayıcı” bir ön tasarım yöntemi sunmaktadır Bu baÄŸlamda, DIN 18339 analiz edilerek, kenetli metal çatı kaplama sistemleri için rüzgar güvenliÄŸi açısından ilkesel tasarım önerileri ve tasarım sürecinde kullanılabilecek bir kontrol listesi derlenmiÅŸtir..

Kenetli Metal Çatı Kaplama Sistemleri için DIN 18339’a göre Rüzgar GüvenliÄŸi Açısından Ä°lkesel Tasarım Önerileri DIN 18339 “Klempnerarbeiten”, kenetli metal çatı kaplama sistemlerinin tasarımında doÄŸrudan kullanılabilecek bir standarttır. Çıtalı ve kenetli metal çatı kaplama sistemleri ile metal duvar kaplamalarının tipik tasarımını ve uygulamalarını tarifleyerek kurallara baÄŸlamaktadır. Titanyum-çinko, çelik, paslanmaz çelik, bakır, alüminyum ve kurÅŸun kaplamalar için geçerlidir. Kenetli metal çatı kaplama sistemlerine yönelik kısıtlı bir kapsamı olması ve kurallarla tanımlayıcı özelliÄŸi nedeniyle, daha önce sayılmış olan standartlardan farklıdır ve kenetli bir metal çatı kaplama sisteminin hesaplama yöntemleriyle yapılacak ayrıntılı tasarımından önceki ön boyutlandırma aÅŸamalarında hızlıca ön kararlar vermeyi saÄŸlayacak ve kullanım evresinde doÄŸabilecek riskleri azaltacak niteliktedir.

Kenetli metal çatı kaplama sistemlerinin ön tasarımında rüzgar güvenliÄŸinin saÄŸlanmasına yönelik öneriler DIN 18339’un ayrıntılı analizi sonucunda çıkarılan ölçütler ile kenetli metal çatı kaplama sistemlerinin rüzgar güvenliÄŸine yönelik ön tasarımı bina ölçeÄŸi ile iliÅŸkili olarak yapılabilmektedir. Bu baÄŸlamda kenetli metal çatı kaplama levhaları, kör kaplamalar, birbirlerine tutturulma yöntemleri, her bileÅŸenin

Ä°stanbul malzemesi ve boyutları belirli ölçütlerle belirlenebilmekte ve bir sonraki aÅŸamada daha ayrıntılı yapılacak olan hesaplamalı tasarıma entegre edilebilmektedir.

Kenet aralığı Ä°ki kenet arasındaki en büyük mesafenin (maksimum kenet aralığı) bina yüksekliÄŸine göre belirlenmesi gerekmektedir . Kenet aralığı; 10 m’ye kadar olan binalar, 10-20 metre, 20-50 metre ve 50-100 metre arası yükseklikteki binalar için farklı deÄŸerler almaktadır. Buna göre en küçük maksimum kenet aralığı 520 mm; en büyük maksimum kenet aralığı 720 mm’dir. Bina yüksekliÄŸinde dikkat edilmesi gereken ise; bina yüksekliÄŸi olarak binanın topoÄŸrafyaya oturduÄŸu en alçak noktasından çatının en yüksek noktasına olan uzaklığın alınmasıdır. “bükülmüÅŸ levha geniÅŸliÄŸi”nin (kenet aralığı) belirlenmesini etkileyen etmenler  alınması gereken bina yüksekliÄŸi deÄŸeri

Kaplama levhası kalınlığı Bina yüksekliÄŸine baÄŸlı seçilen maksimum kenet aralıkları için metal kaplamanın malzemesine göre izin verilen minimum levha kalınlıkları belirlenmelidir. ÖrneÄŸin, kenetli titanyum-çinko kaplama levhası her yükseklikte ve her kenet aralığında 0.7 mm kalınlığında iken; kenetli alüminyum kaplama levhası 10 metre yüksekliÄŸe kadarki binalarda 620 mm kenet aralığına sahipse 0.8 mm, 520 mm kenet aralığına sahipse 0.7 mm kalınlığında olması önerilmektedir. Bu kalınlıklar, rüzgarın çekme ve basınç etkilerine karşı mekanik dayanımın saÄŸlanması için göz önünde bulundurulması gereken kurallardır. bina yüksekliÄŸi kenet aralığı “levha kalınlığı”nı belirlenmesini etkileyen etmenler Klips malzemesi ve kalınlığı Metaller elektrolit sıvının varlığında iyon alışveriÅŸi yaparak elektrokimyasal bir reaksiyon baÅŸlatırlar ve galvanik korozyona uÄŸrarlar.

Bu nedenle kenetli metal çatı levhası ile bu levhayı kör kaplamaya tutturmada kullanılan metal klipslerin yaÄŸmur suyu veya yoÄŸuÅŸma suyundan zarar görme riski vardır. Bu bakımdan, kullanılacak olan levha malzemesine uygun klips malzemesinin seçimi önem kazanmaktadır. Çatı kaplama veya klips malzemesi olarak kullanılabilecek olan metallerden alüminyum, çinko, demir, kalay, kurÅŸun, bakır; yazıldığı sırada birbirinden uzaklaÅŸtıkça, aralarında oluÅŸacak elektrokimyasal gerilimler artmaktadır. ÖrneÄŸin, alüminyum ve çinkonun bir arada kullanımı uygun bir kararken; çinko çatı kaplama levhası ile bakır klipslerin arasındaki galvanik korozyon çok ÅŸiddetli olacaktır. Klips kalınlığı ise, mekanik dayanıma uygun olarak seçilmelidir ve kalınlık alternatifleri malzemesine göre deÄŸiÅŸkenlik göstermektedir. ÖrneÄŸin, titanyum-çinko çatı kaplama levhası paslanmaz çelik klipslerle tutturulacaksa en az 0.4 mm kalınlığında klipsler; titanyumçinko klipslerle tutturulacaksa en az 0.8 mm kalınlığında klipsler öngörülmelidir. Åžekil 9: “klips kalınlığı”nın belirlenmesini etkileyen etmenler.

Kör kaplama Klipslerin tespit edildiÄŸi kör kaplama, ahÅŸap veya ahÅŸap kökenli kompozit levha olmalıdır. Kör kaplamanın kalınlığı için, kaplama levha malzemesine ve kör kaplama malzemesine göre minimum deÄŸerler öngörülmüÅŸtür. Kör kaplama malzemesi ahÅŸap kökenli kompozit ise en az 22 mm, ahÅŸap ise en az 24 mm; kaplamanın kurÅŸun olması durumunda kör kaplamanın kalınlığı en az 30 mm olmalıdır. levha kalınlığı bina yüksekliÄŸi kenet aralığı levha malzemesi levha malzemesi klips malzemesi klips kalınlığı  “kör kaplama kalınlığı”nın belirlenmesini etkileyen etmenler.BaÄŸlantı malzemeleri Klipsleri kör kaplamaya tespit eden baÄŸlantı bileÅŸenlerinin malzemesi ve boyutları, klips malzemesi ve kalınlığına göre seçilmelidir. Klipslerin kör kaplamaya tespitinde havÅŸa baÅŸlı vida kullanılması durumunda, farklı klips malzemeleri ve kalınlıklarına göre paslanmaz ya da galvanizli çelik vidalar öngörülmeli ve bunların boyutları en az 4x25 mm (çap x boy) olmalıdır. Vida yerine çivi kullanılması durumunda ise, farklı klips malzemeleri ve kalınlıklarına göre paslanmaz ya da galvanizli çelik veya bakır vidalar en az 2.8x25 mm (çap x boy) boyutlarında kullanılmalıdır. Her klips en az iki adet çivi/vida ile; kör kaplamaya en az 20 mm derinlikte iÅŸleyecek biçimde tespit edilmelidir. “baÄŸlantı malzemesi”nin belirlenmesini etkileyen etmenler.

Klips adedi ve aralığı Klips adedi ve klips aralığının belirlenmesinde birçok etmen rol almaktadır 

 Rüzgar bölgesi: Almanya için, bölgesel rüzgarların ve topoÄŸrafyanın rüzgar yüklerinin büyüklüÄŸüne etkisine göre Eurocode 1 ve DIN 1055-4’te haritalanan dört rüzgar bölgesi için her bir çatı biçimi, çatı eÄŸimi ve bina yüksekliÄŸine baÄŸlı olarak m2 başına klips adedi ve klips aralıkları verilmiÅŸtir.

 Bina yüksekliÄŸi: Tüm rüzgar bölgelerinde her yükseklikte bina tasarlamak mümkün olmasına raÄŸmen; kenetli metal çatı kaplama sistemlerindeki kenet aralığının belirlenmesinde bina yüksekliÄŸi girdilerden biridir ve kullanılacak klips adedi ile klips aralığını etkilemektedir.

 Kenet aralığı: Bina yüksekliÄŸine göre tanımlanan kenet aralığı deÄŸerleri için, m2 başına klips adedi ve klips aralıkları deÄŸiÅŸkenlik göstermektedir.  Çatı biçimi: Yönetmeliklerin izin verdiÄŸi tüm biçimlerde (düz, beÅŸik, tek eÄŸimli, kelebek ve kırma) çatı tasarlamak mümkün olmasına raÄŸmen; binanın bulunduÄŸu rüzgar bölgesine göre her bir çatı biçimi için farklı klips adedi ve klips aralığı belirlenmiÅŸtir.

 Çatı eÄŸimi: Tanımlı rüzgar bölgelerinde bina yüksekliÄŸi ve çatı biçimi ile birlikte kenet aralıkları belirlendikten sonra, çatıların maksimum 30º veya 30º den büyük eÄŸimlerde olmasına göre, m2 başına klips adedi ve klips aralıkları verilmiÅŸtir.

 Klipslerin çatı yüzeyindeki yeri: Klips adedi ve klips aralığı, çatı yüzeyindeki yerine göre de deÄŸiÅŸkenlik göstermektedir. Klipslerin çatı yüzeyindeki yerleri çatı biçimine ve bina kör kaplama malzemesi levha malzemesi kör kaplama kalınlığı klips malzemesi baÄŸlantı malzemesiboyutlarına göre bölge sınırları deÄŸiÅŸen F, G, H harfleri ile isimlendirilmiÅŸtir; klips adedi ve klips aralıkları köÅŸe bölgesi (F), saçak ve kalkan duvarı kenarı orta bölgesi (G), normal bölge (H) için farklılık göstermektedir. ÖrneÄŸin, rüzgar bölgesi 1’de yer alan Münih’te tasarlanan 6 metre yüksekliÄŸe sahip bir binanın 25º eÄŸimli beÅŸik çatısı için 590 mm kenet aralığı öngörülmüÅŸse; çatı yüzeyinin F bölgesinde 330 mm aralıklarla  adet/m2 klips, G bölgesinde 420 mm aralıklarla  adet/m2 klips, H bölgesinde 500 mm aralıklarla  adet/m2 klips kullanılmalıdır. “klips adedi ve aralığı”nın belirlenmesini etkileyen etmenler. çatı yüzeyinin plan çizimi üzerinde F, G, H bölümlerine ayrılması [14, 15] 4.2. Rüzgar güvenliÄŸi saÄŸlanmasına yönelik kenetli metal çatı kaplama sistemlerinin tasarım sürecinde kullanılabilecek bir kontrol listesi DIN 18339’un analizi sonucu çıkarılan ölçütler, kenetli metal çatı kaplama sistemlerinin tasarımında kullanılabilecek bir “kontrol listesi” niteliÄŸinde aÅŸağıdaki sırada özetlenebilir:

 Kaplama metal levha malzemesinin seçilmesi klips adedi ve klips aralığı rüzgar bölgesi çatı biçimi çatı eÄŸimi çatı yüzeyindeki yeri kenet aralığı bina yüksekliÄŸi

 Bina yüksekliÄŸine göre kenet aralığının belirlenmesi (mekanik/rüzgar yüküne dayanım)

 Bina yüksekliÄŸine, kaplama metal levha malzemesine ve kenet aralığına göre levha kalınlığının belirlenmesi (mekanik/rüzgar yüküne dayanım)

 Kaplama metal levha malzemesine göre klips malzemesinin seçilmesi (galvanik korozyon)

 Klips kalınlığının belirlenmesi (mekanik/rüzgar yüküne dayanım)

 Kör kaplama malzemesinin seçimi ve kalınlığının belirlenmesi (mekanik/rüzgar yüküne dayanım)

 Klips ile kör kaplama arasındaki baÄŸlantı bileÅŸeninin tipinin ve malzemesinin seçilmesi (galvanik korozyon)

 Klips ile kör kaplama arasındaki baÄŸlantı bileÅŸeninin boyutlarının ve klips başına adedinin belirlenmesi (mekanik/rüzgar yüküne dayanım)

 Birim alandaki klips adedinin ve klips aralığının belirlenmesi (mekanik dayanım) 5. Tartışma ve sonuç Kenetli metal çatı kaplama sistemlerinde rüzgar güvenliÄŸinin saÄŸlanması ve yapı hasarlarının önlenmesi; binanın bulunduÄŸu topografik ve iklimsel veriler dikkate alınarak bina, çatı ve bileÅŸen/malzeme ölçeklerinin tümünde rüzgarın oluÅŸturacağı basınç ve çekme etkilerine dayanımlı tasarlanmasına baÄŸlıdır. Çalışma kapsamında incelenen, DIN 18339 dışındaki tüm standart ve kılavuzların, rüzgar güvenliÄŸine bina ve/veya yapı elemanı ölçeÄŸinde deÄŸindiÄŸi görülmüÅŸtür. Yapı elemanında meydana gelen rüzgar yüklerinin hesaplanma yöntemleri verilmiÅŸtir; ancak bu yüklere yeterli dayanıma sahip sistemlerin nasıl tasarlanacağına yönelik tanımlar ve kurallar koyulmamıştır. Bu durum, kenetli metal çatı kaplama sistemlerinin tasarımında rüzgar güvenliÄŸini genellikle tasarım ekibi dışından uzmanlara bırakmakta ve sürecin uzamasına yol açmaktadır. Bu nedenle, standartların içerdiÄŸi performans temelli yaklaşımların yanında, bileÅŸen ölçeÄŸi tasarımında tarifleyici kurallara ihtiyaç duyulmaktadır. DIN 18339 ise, bileÅŸen ölçeÄŸinde çeÅŸitli performans ölçütleriyle beraber rüzgar güvenliÄŸi ile ilgili ayrıntılı içeriÄŸi sayesinde, kenetli metal çatı kaplama sistemlerinin tasarımını “tanımlayıcı” kurallara baÄŸlaması sebebiyle, tasarımcıya rüzgar yükü hesaplama yöntemlerine baÅŸvurmadan önce yararlanabileceÄŸi bir ön boyutlandırma yöntemi sunması açısından, rüzgar kaynaklı çatı hasarlarına neden olan tasarım eksikliÄŸini kapatacak niteliktedir.

Bu baÄŸlamda DIN 18339 analiz edilerek; çatılarda uygulanan kenetli metal kaplama sistemleri tüm bileÅŸenlerine ayrılmış ve çatı konstrüksiyonu bileÅŸenlerinin ve baÄŸlantılarının rüzgar güvenliÄŸi ölçütleriyle tasarlanmasına iliÅŸkin yönlendirici kurallar adım adım tariflenerek bir kontrol listesi oluÅŸturulmuÅŸtur. Bu kontrol listesinin kullanılabilirliÄŸi ise kısıtlıdır. Bunun nedeni, DIN 18339’un bir Alman standartı oluÅŸu ve burada tanımlanan tasarım kurallarının dayanağının, Almanya’nın iklimsel ve topografik verileri ile genel-geçer kuralların tanımlanmış olduÄŸu diÄŸer Alman standartları olmasıdır. Kontrol listesi biçiminde derlenen ilkesel tasarım adımlarının Türkiye’de tam anlamıyla kullanılabilmesi için ise, yürürlükte olan “TS 498 Yapı Elemanlarının Boyutlandırılmasında Alınacak Yüklerin Hesap DeÄŸerleri” isimli standartın içerdiÄŸi hesap yöntemine entegrasyonunun saÄŸlanması ve tasarımda kullanılan verilerin birbirine uyarlanması gereklidir. Ancak TS 498’in kapsamlı bir içeriÄŸi olmasına raÄŸmen; çatı sistemi ve çatı kaplama sistemi tasarımında baÅŸvurulması için yeterli bir kaynak olmadığı görülmüÅŸtür. Yapı elemanlarının bütünüyle ilgili genel-geçer kuralları içermesinden ve rüzgar güvenliÄŸine yabancı standartlara kıyasla çok az yer vermesinden dolayı; yapı ve yapı elemanlarının rüzgâr yüklerine göre tasarımı ile ilgili bazı temel eksiklikler tespit edilmiÅŸtir. Standartta;  Tanımlı rüzgar bölgeleri bulunmamaktadır.  Yalnızca minimum rüzgar yükleri tanımlanmıştır.

 Çatı biçimleri göz önünde tutulmamıştır.

 Çatı saçaklarında veya parapetlerinde rüzgar güvenliÄŸine yönelik ek bir önlem veya hesaptan yararlanılmamıştır.

 Kaplama malzeme ve sistemlerine değinilmemiştir.

 Çatıya yönelik deÄŸil; tüm yapı elemanlarına yöneliktir.  Bu nedenle derlenen kontrol listesinin standartla uyumlu hale getirilmesi için TS 498’in de geliÅŸtirilerek, saÄŸlıklı sonuçlara ulaÅŸmayı kolaylaÅŸtırıcı bir yaklaşım benimsenmesinin gerekliliÄŸi ortaya çıkmıştır. 

 

Kaynakça [1] Binan, M., 2010. AhÅŸap Çatılar, Ä°stanbul: Birsen Yayınevi. [2] Çatıder, 2007. Çatı Kaplama Malzemeleri Uygulama Detayları Kılavuzu, Çatı Sanayici ve Ä°ÅŸadamları DerneÄŸi, Ä°stanbul: Altan Basım Ltd.. [3] Patterson,S., Mehta, M., 2001. Roofing Design and Practice, Upper Saddle River, N.J.: Prentice Hall. [4] Schunck, E., Oster, H. J., Barthel, R. Kiessl, K., 2003. Roof Construction Manual: Pitched Roofs, Basel: Birkhäuser. [5] Griffin, C.W., Fricklas, R.L., 1996. Manual of Low-Slope Roof Systems, Boston: McGraw Hill. [6] Crosbie, M. J., Perry, D., Smith, T., 1997. Buildings at Risk: Wind Design Basics for Practicing Architects. AIA. [7] Alassafin, W., Baskaran, A., Martin-Perez, B. and Tanaka, H., 2014. Testing the wind uplift resistance of roof edge components. In: International Conference on Building Envelope Systems and Technologies ICBEST 2014 proceedings. Aachen, Almanya. [8] Perry, Dale, ve Beason, 1991. Section V: Hazard-Building Interaction, ATC 26-2. [9] Miyauchi, H., Ishihara, S. Bartko, M., Katou, N. ve Tanaka, H., 2014. Development of Wind Resistance Evaluation Methods for Mechanically Anchored Waterproofing Membrane System in Japan. In: International Conference on Building Envelope Systems and Technologies ICBEST 2014 proceedings. Aachen, Almanya. [10] https://www.fema.gov/media-library-data/20130726-1536-20490-6626/fema499_7_6.pdf; son internet eriÅŸimi: 13.03.2016 [11]ASCE 7-05, 2005. Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures, Structural Engineering Institute of the American Society of Civil Engineers. [12]TS 498, 1997-11.Yapı Elemanlarının Boyutlandırılmasında Alınacak Yüklerin Hesap DeÄŸerleri, Ankara: TSE. [13]Underwriters Laboratories, 2010 (2). Certifying Roof Deck Constructions for Wind Resistance: An uplifting experience, The Code Authority. [14]DIN 18339:2012-09 VOB Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen - Teil C: Allgemeine Technische Vertragsbedingungen für Bauleistungen (ATV) – Klempnerarbeiten (German construction contract procedures (VOB) - Part C: General technical specifications in construction contracts (ATV) - Sheet metal roofing and wall covering work), Berlin: Beuth Verlag. [15]Winsel, C., 2013. Kommentar zu VOB/C: ATV DIN 18339 Klempnerarbeiten, Berlin: Beuth Verlag.