Açıklama
Sandviç Panel Teknik Özellikleri
Aşağıda sunulan teknik bilgiler özel bir üreticiye özgü olmayıp, fikir vermek amacıyla ifade edilen genel karşılaştırma verileridir:
1. Mekanik Direnç
Basma, çekme, kayma dayanımları ve kayma modülü gibi değişkenler kompozit malzeme mekanik direnç başarımlarını belirleyen en önemli değerlerdir. Ayrıca, kompozit malzemelerde direnç, bileşenlerinin aralarındaki davranışla birebir ilgilidir. Polistren köpük ve taşyünü gibi malzemeler metal yüzeylere ilave poliüretan bazlı yapıştırıcılarla, Poliüretan, PIR, Fenolik köpükler ise sıvı karışım halinden genişleyerek metal yüzeylere kendinden tutunmaktadır. EPS ve XPS, ucuz üretim prosesiyle iyi yalıtım malzemesi olmasına rağmen ilave yapıştırıcı ihtiyacı sandviç panel uygulamalarında az tercih edilmesine neden olmaktadır. Genellikle, metal yüzeylerdeki yapıştırıcının çekme dayanımı polistren iç dolgu malzemelerinin çekme dayanımından fazla olmasına rağmen analizler bu değerin 0,10 N/mm2‟ in altına düşmemesi istenir. Tersi durumlarda olası gerilimler yüzeyde burulmalara neden olmaktadır. Bu tip polimer içerikli malzemelerin özellikleri ortamın sıcaklığı ve nemden etkilenme olasılığının yanında uzun zamanlı yüklemeler sonrasında köpük malzemelerin visko elastik davranışı yani sünmeye neden olabilmesi sandviç panel tasarım aşamalarında dikkatlice değerlendirilmelidir. Sandviç panel Plastik köpüklerinin mekanik özellikleri yoğunlukla birebir ilgili olup, Taş yünü gibi malzemelerde ise birinci etken olmayıp lifli yapının özelliği gibi üretim prosesleriyle değişebilmektedir. PIR köpüklerin PUR poliüretan köpüklerden farkı sadece üretiminde kullanılan bileşen oranlarındaki farklılıktır. Dolayısıyla her ikisininde köpürme prosesinin yanısıra mekanik ve fiziksel özellikleri çok benzerdir.
1970li yıllardan itibaren poliüretanın yangın performansını daha da artırmak için geliştirilen Fenolik köpüklerin mekanik dayanımı ile ilgili son zamanlarda problemler tespit edilmiştir. Özellikle, önemli miktarda yürüme trafiğinin olduğu çatı uygulamalarında tercih edilen Fenolik içerikli sandviç paneller, zamanla Fenolik yapısından kaynaklandığı düşünülen erken panel ayrışmaları gözlenmiştir. Tekrarlı yükleme oluşan yapılarda sandviç panel iç dolgu malzemesinin özellikleri çok iyi bilinmelidir.
2. Isı Yalıtımı
Isı iletkenlik değeri (λ) her malzemeye özel sabit değerdir. 1 m² yüzeye sahip 1 m kalınlıkta malzemeden iç ve dış yüzeylerde sıcaklık farkının 1 Kelvin olduğu durumda oluşan ısı akışının Watt (W) cinsinden ifadesidir. Aşağıdaki tabloda yeralan tipik yalıtım malzemerine ait ısı iletkenlik değerleridir. Düşük ısı iletkenlik değeri yüksek ısı yalıtım başarımı demektir ve düşük yalıtım malzeme kalınlığı ile istenen performansa rahatlıkla ulaşılabilmektedir. Tüm yalıtım malzemelerinde Isı iletkenlik değeri sıcaklık derecesine göre değişmektedir. Ancak, bu ilişki genellikle doğrusaldır. Hesaplamalarda malzeme kalınlığı belirlenirken normal uygulamalardaki 10 °C sıcaklık esas alınır ve bu sıcaklığa göre ısıl iletkenlik tasarım değerleri tayin edilir.
Optimum ısı yalıtım malzemesinin tercihinde başlangıç ısı geçirgenlik değeri çok önemli bir değişken olmakla beraber özellikle plastik köpüklerde zamanla ısı yalıtım kapasitesinin azalması yaşlanmış malzemede yalıtım değerlerinin de dikkate alınmasını gerektirmektedir. Düşük yalıtım değerleri karşılaştırıldığında çok yönlü kullanım ve uzun dönemli performansları da dikkate alınarak PUR/PIR köpüklerinin en optimum çözümü sunduğunu belirtebiliriz. Plastik köpüklerin kapalı hücre yapısının su karşısında daha dayanıklı olmasına karşın Taş yünü gibi inorganik malzemelerin suyla teması ısıl performansta %75 gibi oranda ciddi azalmalara neden olabilmektedir.
3. Su Emme Kapasitesi
Yalıtım malzemesinden beklenen şey sudan doğrudan etkilenmemesidir. Ayrıca, kapilarite yoluyla dolaylı olarak ıslanıp ısıl geçirgenlik değeri yükselmemelidir. Taşyününde bulunan lifler aslında ıslanmaz fakat lifler arasında bulunan hava boşlukları suyla temas halinde dolaşarak ıslanan taşyünü yalıtım görevini yapamaz hale gelir.
4. Yoğunluk
Üretim maliyetleri göz önünde tutularak mümkün oldukça düşük yoğunlukla en iyi performans hedeflenerek ancak sarfedilen malzeme miktarı azaltılabilir. Özellikle plastik köpüklerde yoğunluk, mekanik dayanımı doğrudan etkilemektedir. Diğer taraftan, yüksek yoğunluklarda taş yünü ile üretimi gerçekleştirilen sandviç panellerin ağırlıkları nedeniyle yapılarda hem montaj zorlukları hemde taşıyıcı konstrüksiyona ilave yükler getirmektedir. Isı iletkenlik katsayısı zamana bağlı olmayan çok değişik etkenlere baglıdır. Bu etmenlere örnek olarak kapalı hücre yüzdesi, numunenin kalın olması, daha uzun yayılma süresi, daha yavaş ısı iletkenlik katsayısı değişimi, hücre boyutu, köpürtme malzemesinin tipi ve diger etkenler gösterilebilir. Aşağıdaki grafikte yoğunluğun ısı iletkenlik katsayısı üzerindeki etkilerini göstermektedir.
5. Sıcaklık Dayanımı
Her ısı yalıtım malzemesinin özelliklerini kaybederek biçimsiz olmaya başladığı bir sıcaklık noktası vardır. Bu nedenle malzemenin uygulandıgı yerde maruz kalacağı sıcaklık önceden belirlenmeli ve bu sıcaklığa uygun malzeme seçilmelidir.
6. Su Buharı Geçirgenliği
Su buharı geçirgenliği yapılarda rahatlık açısından çok önemlidir. Su buharı difüzyon dayanımı (µ) ve difüzyona tabi kalınlık (Sd) iki önemli karakteristik değerlerdir. Su buharı difüzyon dayanımı (µ) değeri malzemeye özel olup, 1 kabul edilen havanın direnciyle karşılaştırılarak belirlenir. Sandviç panel sistemlerde su buharı geçirgenliği de malzemenin yoğunluğuna, birleşim detaylarına, üretim sürecine ve metal yüzeyin türüne bağlıdır. Buhar difüzyon direnci arttıkça malzemenin içinden geçebilecek buhar miktarı azalır. Isı yalıtım malzemesinden beklenen, buhar difüzyon direnç katsayısının yüksek olmasıdır.
7. Ses Yalıtımı
Çatı ve cephe kaplamalarının ses yalıtımı için istenen değişkenler ve hesaplama yöntemleri tasarım aşamasında tayin edilmektedir. Bir yüzeye çarpan ses dalgasının bir kısmı yansır, bir kısmı emilir geriye kalan kısmı da iletilir. Yansıma, emilme ve iletilme oranları yüzeyin şekline, malzemenin ses yutuculuğuna ve sesin frekansına bağlıdır. Kapalı gözenekli plastik köpük malzemeler esasen ısı yalıtım malzemeleridir. Hava kaynaklı seslerin yalıtımı için açık gözenekli (cam yünü, taşyünü, akustik sünger, gibi) malzemeler kullanılır. Ses yutucu malzemeler, gözenekli veya lifli malzemeler olup yapılarındaki boşluklara giren havanın sürtünme kayıplarına yol açarak akustik enerjinin bir kısmının ısı enerjisine dönüşmesi yoluyla etkili olurlar. Taşyünü dolgulu sandviç panellerin ses yalıtımına katkı sağlama özellikleri diğer panellere kıyasla çok daha başarılıdır.
8. Boyutsal Kararlılık
Tüm plastik köpüklerin hacimleri sıcaklık değişimlerinden etkilenmektedir. Köpükte sıcaklık artışı ile hücrelerin içerisindeki gazların basıncı artarak genişlemeye sebep olmaktadır. Ani soğumalarda ise tersi durum sözkonusudur. Negatif basınç sebebiyle köpük yapısının zarar görme olasılığı vardır. Özellikle PUR köpüklerin üretimi sonrasındaki soğutma sürecinde buna dikkat edilmesi gerekmektedir.
9. Kimyasal Dayanım
Korozyon etkisiyle malzemeler, görselliğinin yanısıra mekanik dayanım gibi tüm işlevlerini kaybedebilmektedir. Her zaman, yapıya ait tüm malzemelerin ya korozyona dayanıklı olması ya da aşınmaktan korunacak ilave tedbirlerin alınması istenmektedir. Bu açıdan bakıldığında sandviç panel metal yüzeyleri gibi iç dolgu malzemelerinin de korozyona dayanıklı olması gerekmektedir. Fenolik köpüklerin üretiminde katalizör olarak kullanılan aromatik sülfonik asidin, suyla temasında çözünebilmektedir. Yüksek miktarda suyun emilmesi ile fenolik köpük içerisinden çözülen ve metal yüzeylere sızan sülfrik asidin metalde aşınmasına neden olabilmektedir.
10. Yangın Performansı
Taşyünü, inorganik malzeme grubunda bulunarak Yanmayanlar sınıfında yer almaktadır. Yangına dayanıklı cephe, çatı veya iç bölme duvar uygulamalarında en iyi başarımı taş yünü dolgulu sandviç paneller sunmaktadır. Ayrıca, 100 mm kalınlığında taş yünü dolgulu sandviç panelin yangın direnci ele alındığında taşyünü tipi ve birleşim detaylarına bağlı olarak olarak 30 ila 120 dakika arasında değişebilmektedir. Diğer taraftan, taşyünü ile metal yüzeylere yapışmayı sağlayan poliüretan bazlı yapıştırıcılar yangının ilk aşamalarında PUR dolgulu panellerle eşdeğer davranışı sergilemektedir. Tüm plastik köpükler ise organiktir. Dolayısıyla tümü yanıcıdır. Yangın karşısındaki davranışları, uygun hammadde tercihine, köpükleme sürecine, yangın geciktirici katkılara ve içeriğindeki inorganik bileşenlere bağlı olarak çok değişkenlik göstermektedir. Plastik köpük genel karakteristik özellikleri aşağıdaki gibidir; PUR/PIR: Doğru kimyasal formulasyon plastik köpüklerde yangın performansı açısından avantajlar sunabilmektedir. Yüksek izosiyanat oranları ve yangın geciktirici katkı poliüretanların performanslarında belirleyici olmaktadır. Pur malzeme 150-200 °C „de dağılmaya, 300 °C üzerinde yanmaya ve duman çıkışına neden olmaktadır. Örnek olarak 60 mm kalınlığında poliüretan köpük, yapılan testlerde kritik yangın dayanım süresi 30 dakikayı yakalabilmektedir. XPS/EPS: Hem expanded polistren (EPS) hemde Extruded polistren (XPS) yangın dayanımı en düşük plastik köpüklerdir. 100°C sıcaklıkta erimeye ve yangın damlacıkları oluşmaya başlamaktadır. FENOLİK: Fenolik polimerik yapısıyla yangın karşısında PUR/PIR köpüklere kıyasla daha iyi performans sunmaktadır. Ayrıca, PUR/PIR ile eşdeğer düşük duman çıkışı oluşmaktadır. Diğer taraftan Plastik köpüklerin yangın dayanımını artırmak amacıyla geliştirilen fenoliğin farklı dezavantajları da söz konusudur. Başta üretim sürecindeki asit olmak üzere düşük mekanik dayanımı, kırılganlık ve göreceli olarak düşük ısı yalıtım başarımına sahiptir.
