Çatı Tasarımında Malzeme

TEKNÄ°K MAKALE 8. Sayı (Mayıs Haziran 2007)

Çatı, yapıda estetik, tamamlayıcı bir tasarım unsuru ve sağladığı iklimsel konfor değerleri sayesinde yaşanılır mekanlar oluşturma adına önemli yapı birleşenlerinden biridir. Bu özelliğiyle mimarlık ve mühendislik disiplinlerinde sıkça ele alınmaktadır.
Türk Dil Kurumu sözlüğünde, "bir yapının, evin damını kuran parçaların bütünü" olarak açıklanan çatı kelimesinin dilimizde yaygın olarak kullanılan eşanlamlısı olan "dam", "yapıları dış etkilerden korumak amacıyla üzerlerine yapılan, çoğu kiremit kaplı bölüm" olarak tanımlanmıştır.

Geleneksel çatı tiplerinde, yoğun olarak kullanılan malzeme ve detayları, düz hatıllar, kemerler, yontulmuş doğal taş plaklar, demir, döküm, metal kısımlar, taş, toprak veya pişmiş toprak çatı kaplamaları, saman-kamış karışımı dam örtüleri ve benzeri iken, günümüzdeki modern çatı bileşen ve donanımları oldukça gelişmiş ve değişmiştir. Genellikle üst çatı elemanları olarak adlandırdığımız çatı kaplama ve alt katmanları ile çatı aksesuarları, çatı alt sisteminde bir dizi betonarme kiriş, çelik veya ahşap makas ya da kemer ve benzerinden oluşan elemanlar tarafından taşınmaktadır. Çatı saçak kısımlarında yer alan dere, oluk ve alın bölümleri işlevlerinin yanı sıra bina dış çizgilerine katkı sağlamaktadır. İç mekan tarafında çeşitli amaçlarla asma tavan şeklinde ek bir tavan kaplaması yapılarak ısıtma-havalandırma tesisatı, ısı, su, akustik izolasyonlar, iletişim ve elektrik hatları ve bunun gibi alt yapı elemanlarının yerleştirilebilmeleri için gerekli boşluğu sağlamakta hem de iç mekanı tamamlayan estetik bir bitirme elemanı görüntüsü vermektedir.

Günümüzde, çatı konstrüksiyonu, yalıtım ve kaplama malzemelerindeki gelişim ile sağlanan olanaklar, farklı yapı türlerinde form ve detay çeşitliliğini sağlamıştır. Bu çeşitlilik beraberinde sorunlar da getirmiştir. Kimi zaman estetik kaygılar nedeniyle farklı formlarla tasarlanmış bir çatıda yapının sürdürülebilirliği açısından; kimi zaman ise yapılan yanlış malzeme tercihleri ve/veya yanlış detay uygulamaları nedeniyle yapının hizmete girmesi ile beraber sorun ortaya çıkarmaktadır. Bu çalışmada, sözü edilen sorunlar için kategoriler halinde eğimli çatı malzeme seçenekleri değerlendirilip çeşitli öneriler sunulmaktadır.

Çatı, detayları farklı malzemeler içeren bir dizi katmandan oluşur. Sistematik yaklaşım açısından, konstrüksiyon, alt ve üst örtü malzemeleri şeklinde bir sınıflandırma yapmak yararlı olacaktır.

Tasarım aşamasında çatının konstrüksiyon ve alt-üst örtü malzemelerinin belirlenmesi başlıca dört önemli karar sürecine bağlıdır. Bu süreçler:


Çatı form ve dokusu,

Bu formu oluşturmaya olanak veren ve yapının genel taşıyıcı sistemi ile uyum gösterecek taşıyıcı sistem,

Yapının konumu ve cinsine bağlı olarak gerekli ısıl konfor şartlarını sağlamak üzere kullanılacak yalıtımlar,

Çatı altı mekanının kullanımına bağlı olarak çatı alt kaplaması ve tesisatlardır.

Çatı İçin Malzeme Seçim Kriterleri

Basit bir çatı tasarımında yer alması gereken temel elemanlar, çatı kaplaması, su yalıtımı, buhar dengeleyici, ısı tutucu, saçak, dere ve kenar detayları olarak sayılabilir. Bu temel elemanlar için uygun malzeme seçim kriterleri altı ana maddede ele alınmıştır.

1. Çatı kaplaması:

Çatı kaplamalarından beklenen performansı sağlayabilmek için öncelikle verilmesi gereken karar, çatı eğimi ve formu konusundadır. Eğimi fazla olan ve parabolik formlar içeren çatılar için kolay şekil alıp uygulanabilen, hafif ve yüzeyi fazla kaygan olmayan malzemeler seçilmelidir. Bu tanıma uygun olarak kullanılabilen malzemeler piyasada "shingle" adıyla bilinen pestil şeklindeki kaplamalar ve kurşun, bakır gibi suya ve dış çevrenin bozucu etkilerine dayanımlı ince metal levhalardır. Metal levhaların yüksek maliyetleri ve zahmetli işçilikleri sebebiyle bitüm ve asfalt emülsiyonları içeren pestil şeklindeki kaplama malzemeleri bu tür çatılar için uygun kabul edilebilir. Ancak bu tür pestillerde gerek üretici firma çeşitliliği gerekse ürün ve üretim farklılıkları nedeniyle uygulama performansını etkileyecek olumsuzluklar tespit edilmektedir. Örneğin görünüş olarak oldukça dekoratif olan iki farklı marka shingle arasında esneklik ve sızdırmazlık açısından büyük farklar ortaya çıkabilmektedir.  

2. Su yalıtımı:

Çatı üst kaplamasının genellikle alt kısmına su sızdırmayacağı kabul edilmektedir. Ancak malzemeden, işçilikten, zamana bağlı bozucu etkilerden veya çatıya yapılan herhangi bir müdahaleden dolayı üst kaplama zamanla sızdırmazlık özelliğini kaybedebilir. Bu nedenle mutlaka üst kaplamayı destekleyecek bir su yalıtım katmanı detayda yerini almalıdır. Ancak su yalıtımı uygulamalarının çok titiz uygulama işçiliği gerektirdiği unutulmamalı ve üretici firmaların önerdiği uygulama prensiplerine tamamen uyulmalıdır. Ülkemizde mali açıdan büyük bedellere sebep olmuş başarısız yalıtım uygulamalarına çokça rastlanmakta ve genellikle çözüm işveren tarafından mahkemelerde aranmaktadır. Bu bağlamda yapılması gereken, bu tür hassas uygulamalar ve uygulayıcılar için bir denetim mekanizmasının sağlanması olabilir. Dünyanın bazı ülkelerinde yapı sektöründeki buna benzer, geriye dönüş maliyeti çok yüksek olan hassas uygulamalar, bedeli uygulayıcı firmalar tarafından ödenen denetim firmaları uzmanlarının nezaretinde yapılmaktadır. Ayrıca firmaların malzemelerini "her derde devadır" mantığı ile önermeleri, başarısız uygulamaların sebeplerinden biridir. Özellikle az eğimli ve sıcak çatılarda, çatı bahçelerinde sızdırmazlık katmanı büyük önem taşımaktadır. Bilindiği gibi su yalıtım malzemeleri serilebilen, sürülebilen ve harcın içine katılanlar olmak üzere üç farlı uygulama şekline göre üretilmektedir. Hassas uygulama gerektiren detaylarda bu farklı uygulamaları bir arada kullanmak başarıyı garanti altına alabilir.

3. Buhar tutucu:

Hava içinde bir miktar su buharını barındırmaktadır. Bilindiği gibi su buharı sıcaktan soğuğa doğru hareket eder. İç ve dış ortamı ayıran çatı tabakaları, su buharının soğuk hava ile temas ettiği ve yoğuşma olasılığının yüksek olduğu bölgelerdir. Yoğuşma çatı detayının içinde korozyon, çürüme, böceklenme gibi birtakım bozucu etkileri beraberinde getirir. Bu gibi durumlar çatının yalıtım etkinliğini zayıflatmaktadır. Bu tür problemlerin çözümü, ısı yalıtım tabakasının sıcak kısmında kullanılan alüminyum folyo, plastik film ve benzeri malzemelerin buhar bariyeri görevi yapması ile mümkündür. Bu bariyerler buhar geçişini yavaşlatarak yoğuşma oluşumunu engeller.

4. Havalandırma menfezleri:

Buhar bariyerleri yoğuşma oluşumunun engellenmesinde yetersiz kalabilir. Bu durumda çatının buhar dengesi ısı yalıtım bölgesinde sağlanacak hava sirkülasyonu ile elde edilebilir. Hava dolaşımı kurumayı çabuklaştırarak nemin diğer çatı detaylarına ulaşmasını engellemektedir.   

5. Isı yalıtımı:

Çatı detaylarında ısı yalıtımının konumu genellikle alt kısımda taşıyıcı elemanların altında veya alt tavanın hemen üstündedir. Yalıtım seçiminde bilinen ısı yalıtım değerlerinden başka tercih kriteri olarak bir yüzü buhar kesici kaplanmış malzemeler kullanılabilir.

6. Saçak ve kenar detayları:

Çatı kenar ve saçak detayları, öncelikle çatı iç kısmına sızmayı engellemek üzere yeterli yalıtım ve mukavemet değerlerine sahip birleşimlerden oluşmalıdır. Üzerinde gezilmeyen çatı detayında üst kısımda serili bulunan çakıl tabakasının yaptığı yanal baskının tahribata yol açma riski ve yalıtımların bitim noktası olması nedeniyle kenar detaylarında sızıntı ihtimali yüksektir.


Yapı, Yapım Sistemi ve Malzeme Açısından Çatı

Yapı, yapım sistemi ve malzeme açısından çatı sınıflandırması ve detay oluşturma prensipleri

Yapının kullanım amacına göre türü

Çatının taşıyıcı sistemi

İmar sınırlamaları

İklimsel bölgeye bağlı faktörler olmak üzere başlıca dört grupta ele alınabilir.

1. Yapı Türü:

Yapı türü, çatı tasarımını belirleyen temel faktörlerden biridir. Sanayi yapıları, apartman, az katlı konutlar, büro binaları, prestij yapıları gibi farklı türde yapıların çatı oluşumları da genellikle farklı oluşmaktadır.

Sanayi yapılarında formdan çok fonksiyonun ön planda yer aldığı çatı tasarımları ortaya çıkmaktadır. Ayrıca bu tür binaların genellikle az katlı ve yaygın yapılar olduğu göz önüne alındığında çatı yüzey alanının fazla olması, estetik ve prestij kaygılarının geri planda olması gibi sebepler, çatı oluşumunda düşük maliyetli çözüm arayışlarını beraberinde getirir. Taşıyıcı sistem geniş açıklıkların geçilmesi, hızlı uygulama olanağı ve yapıya daha az yük getirmesi gibi sebeplerle çelik tercih edilmektedir. Betonarme prefabrik yapılarda dahi ana kirişler betonarme elemanlardan oluşurken, çatıyı destekleyen aşıklar çelik olarak düşünülmektedir. Çatı kaplaması ve yalıtım katmanları için seçim kolay, hızlı ve ekonomik uygulama anlamında sandviç panel yönündedir. Sandviç panel tercihleri, alt ve üst kaplamalarının alüminyum veya saç levha olması, ısı yalıtımının da polistren veya poliüretan köpük olması yönündedir. Alüminyum, boyalı sac kaplamaya göre daha yüksek maliyetli ancak uzun ömürlüdür. Isı yalıtımında ise poliüretan daha yüksek maliyetli olmakla beraber daha yüksek ısı geçiş direncine sahiptir. Isı yalıtımının önemli sayılmadığı bazı sanayi yapılarında taşıyıcı sistem üzerine tek katman olarak alüminyum, sac levha veya çimento, plastik v.b. esaslı ondüle levhalar kullanılmaktadır. Bu tür çatılarda farklı birleşim detayları için yardımcı malzemeler bulunmamaktadır. Kenar ve etek detayları, mahya ve iç derelerde bükülmüş sac malzeme veya alüminyum folyo kaplamalı bitümlü pestil kullanılmaktadır.

Apartman yapılarının şekil ve malzeme açısından tasarımında şu faktörler etkilidir:

Kat adeti fazla olduğunda ve parapet duvarı kullanıldığında çatı algılanmadığı için estetik kaygılar geri planda kalır. Bu durumda göz önünde olmayan çatı detayları özellikle yap-sat denilen müteahhitlik uygulamalarında malzemeden ve kaliteden tasarruf edilen yapı bölümleri haline gelmekte ve kısa vadede yoğun izolasyon problemleri ortaya çıkmaktadır.

Çatı arası piyeslerine alan ve ışık kazandırmak için açılan pencereler, çatı formunda bozulmalara ve problemli dere detaylarının oluşumuna sebep olmaktadır.  Bu tür çatıların kütlesi mutlaka marangoz levhaları (OSB, kontraplak v.b.) ile oluşturulmalı ve üzerine yapılacak sızdırmazlık tabakası tercihi esnek bitümlü pestil olmalıdır. Farklı eğimler ve çok miktarda mahya ve dere olan çatılarda üst kaplama olarak kiremit türü malzemeler yerine kesilmesi ve şekil alması daha kolay olan shingle benzeri malzemeler tercih edilmelidir. Çatı arasında üzerinde gezilmeyen bölgelerde ısı yalıtımı, korunması açısından döşeme üzerine değil tavana ve mertek aralarına konulmalıdır.

Az katlı konutlar ve villalarda çatı, mimarinin önemli bir öğesidir. Bu tür yapılarda çatının hem form hem de fonksiyon olarak önem kazanmasına neden olarak, yapı bütçesinden aldığı payın daha fazla olması gösterilebilir. Çatının algılanabilirliği, çatı üst kaplaması, aksesuarları ve saçaklarının ön plana çıkarmaktadır. Çatı kaplaması olarak, değişik malzeme arayışına cevap verecek farklı tip kiremitler, shingle kaplamalar ve dekoratif fonlu alüminyum ve sac kaplamalar ve bunlar gibi geniş bir ürün grubu inşaat sektörüne sunulmuştur. Bacalar, havalandırma menfezleri, çatı pencereleri, yağmur olukları ve saçak alın kaplamaları gibi elemanlar ise doğru malzeme, renk ve fon tercihleri ile çatı mimarisine büyük katkı yapabilen aksesuarlar haline gelebilmektedirler.    

Büro binalarının genellikle yüksek katlı binalar olmasına rağmen bina konseptinde belirleyici bir görev üstlenmektedir. Ancak az katlı yapılarda olduğu gibi mimaride ön plana çıkan bir yapı seçimi yerine genel mimaride görev alan uyumlu bir tarzda malzeme ve form kullanılmalıdır. Bu tür yapılarda çatının fazla iddialı bir forma sahip olamaması ve farklı malzemelerle tasarlanması çoğunlukla alüminyum, cam ve doğal taş ağırlıklı cephelerin mimaride geri plana itilmesine sebep olmaktadır. Büro yapılarında çatılara yapısal özelliklerinin yanı sıra işlevsel özellikler yüklenmiştir. Genellikle bu tür yapıların çatılarında klima merkezleri, asansör makine dairesi, bazen kazan dairesi ve çeşitli havalandırma tesisatları binanın işlevi ile ilgili olarak büyük hacimli mekanlara ihtiyaç duyarlar. Çatı formu hem mimari istekleri karşılarken hem de bu grupları saklamalı veya uyum içinde bulunmalıdır.

Büro yapılarında çatı oluşumu genellikle teknolojik mimariye uygun olarak kompozit cephe kaplamaları ve cam ile desteklenmiş alüminyum ve sac kaplamalar veya sandviç panellerden oluşmaktadır. Çatı olukları büyük alanlı çatılarda problem yaratmaması açısından gizli derelerden oluşturulabilir. Bu dereler için önerilecek detay, kolay temizlenmeye, tamirat ve benzeri nedenle insan yükünü taşımaya elverişli, üzeri yalıtılmış alt yapısı boyalı veya paslanmaz malzemeden form verilmiş sacdır. Taşıyıcı sistem seçimi ise kolay ve hızlı uygulanabilirliği, hafifliği, tesisat ve diğer alt yapı eleman ve cihazlarının montaj kolaylığı nedeniyle çelik olmalıdır.

Prestij yapıları dediğimiz ve çatının mimaride fazlaca kullanılabildiği yapılar; mağazalar, lokantalar, müzeler ve bir takım sosyal tesislerdir. Bu tür yapılarda bina bir heykel veya resim gibi bir sanat eseri olarak ortaya konulmak istendiğinde, form işlevin önüne geçmekte ve bu durum çatı oluşumuna da yansımaktadır. Bu tür yapılarda her türlü form ve özel detay farklılık ve prestij amaçlı olarak abartılı şekilde kullanılmaktadır. Az yağış alan sıcak iklim bölgelerinde eğimi kırk dereceyi aşan çatılara rastlanıldığı gibi bazen soğuk bölgelerde teras çatı uygulamaları görülmektedir. Dolayısıyla tasarımcı etkileyici bir form yakalamak adına maliyet ve malzeme kullanım ömrü açısından önerilmeyen detaylar kullanabilmektedir. Bu nedenle bu tür "dekoratif "uygulamalar" için genel önerilerde bulunmak doğru değildir ve arzulanan tek ve kendine özgü bir tasarımlar oluşturabilmektir.

2. Taşıyıcı sistemi:

Çatı taşıyıcı sistemleri:

Betonarme

Çelik

Ahşap

Kompozit olarak sınıflanabilir.

Çatı taşıyıcı sistemi klasik çatı yapıları ve şekilleri açısından belirleyici rol oynamamaktadır. Yalnızca prestij yapılarında, bazı özel tasarımların uygulanabilmesini mümkün kılması açısında çelik taşıyıcılı çatılar tercih edilebilir. Ahşap yapı malzemesi bu tür tasarımlara uygun olmasına rağmen doğadan elde edilen kıymetli bir malzeme olması bakımından ülkemizde taşıyıcı sistemde fazla kullanılmamalıdır.  

3. İmar sınırlamaları:

Çatı piyesi uygulamaları,

Çatı parapet ve gizli dere uygulamaları

+Teras uygulamaları

Şehircilik ve yapının çevreye uygunluk ve iklimsel şartlara uyum bakımından farklı bölgeler için imar kuralları farklı tip çatılara izin verir. Mimar, bu tür kurallara bağlı kalmak durumunda olduğu için çatı oluşumunda özellikle saçak, oluk ve alın bölgelerinde farklı süsleme arayışları sergileyebilir. Çatı fonksiyonlarından her durumda olduğu gibi taviz verilmemelidir.

4. İklimsel bölgeye bağlı faktörler

Soğuk bölgeler

Sıcak bölgeler

Yağışlı ve nemli bölgeler

İklimsel bölge farklılıkları çatı formunda eğim miktarında değişiklikler şeklinde form oluşumuna etki ederken, özellikle alt çatı detayında yer alan izolasyon katmanlarında ve dere-oluk detaylarında farklı malzeme ve boyutlar açısından farklılıklar olmalıdır. Doğal olarak sıcak ve soğuk bölgelerde ısı ve su yalıtım katmanı ısıl direnci mümkün olduğunca yüksek malzemelerden oluşmalıdır. Yağışlı ve nemli bölgelerde yalıtım katmanına ek olarak, katmanın sıcak tarafına buhar dengeleyici ve kesici tabakanın detayda mutlaka yer alması gerekir. Ayrıca sızıntı ihtimali yüksek olan kenar, saçak ve gizli dere yalıtım bitimlerinde yapıştırmak ve çakılmak ve benzeri güvenli detaylar kullanılmalıdır.

Sonuç

Çatılar, yapıların tasarımına görsel katkıları, kullanıcılara ise yeterli iklimsel konfor şartları, keyifli çatı arası mekanları ve manzara terasları sağlamaları açısından en önemli yapı öğelerinden sayılmaktadır. Çatıları estetik ve yaşanabilir kılan, mevcut gelişmiş malzeme teknolojisinin olanak verdiği detay ve elemanlardır.

Ülkemiz yapı sektörü, çatı konusunda her türlü form ve fonksiyon isteklerine cevap verebilecek malzemeleri sağlayabilecek yapıya sahiptir. Bu bağlamda önemli olan doğru malzeme ve detayların kullanımı konusunda mimar ve uygulayıcıları bilgilendirirken, kullanıcıları da bilinçlendirmektir. Mimar, çatıyı form ve aksesuarları ile yapı mimarisine çok önemli katkı sağlayan bir yapı öğesi olarak kullanmaktan kaçınmamalı ve tasarım kararlarının verilmesi sürecinde teknik detayların doğru oluşturulması açısından kullanıcıyı yönlendirici bir rol oynamalıdır. Bunlara ek olarak çatı malzemesi üreten ve pazarlayan firmaların, çatının daha çok algılandığı, dolayısıyla büyük oranda mimariye katıldığı yapılarda kullanmak üzere farklı çatı aksesuarları alternatifleri sunmalıdır. Bu şekilde elde edilecek tasarım zenginliği ile fonksiyonlardan taviz vermeden istenen estetik gereksinimler uygun maliyetlerle elde edilebilir.

 

---

R E K L A M