Çatı Kaplama Malzemelerinin Yağış Suyu Toplanmasına Etkisinin İncelenmesi

ÖĞR. GÖR. İBRAHİM BEKTAŞ
Erciyes Üniversitesi

DR. AHMET EMRE DİNÇER
Karabük Üniversitesi

DOÇ. DR. ZÜBEYDE ÖZLEM PARLAK BİÇER
Erciyes Üniversitesi

1. GİRİŞ
Sera gazları (CO2, CH4, N2O vb.) yeryüzünden yansıyan ışınları atmosferde tutarak sıcaklığın artmasına sebep olmaktadır. Atmosferde sera gazı miktarının artması daha fazla ısınmaya neden olarak iklim değişikliklerini ortaya çıkarmaktadır. Bu değişiklikle su döngüsünün önemli bir parçası olan yağışlarda düzensizlikler meydana gelerek bölgesel düzeyde rekor yağış ve kuraklıklar oluşmakta, dolayısıyla su kaynakları etkilenmektedir.

Su kaynaklarının daha verimli bir şekilde kullanılabilmesi için artan su geçirimsiz yüzeylerden toplanan yağış sularının kent atık su şebekesine verilmesi yerine, ilk elden değerlendirilmesi günümüz şartlarında sürdürülebilirlik açısından önemlidir. Bunun için en uygun yöntem ilk çağlardan beri kullanılagelen yağış sularının toplanarak yapı içerisinde kullanılmasıdır.

Yapıların çeşitli doğa olaylarından koruyucu örtüsü olarak çatılar, yağışlarla ilk ve yoğun temas noktasıdır. Özellikle sık yerleşmenin olduğu kentlerde neredeyse yağışların tamamı bu noktalara düşmektedir. Bu yüzden artan tüketim ve azalan kaynaklar nedeniyle geri dönüşüme ve sürdürülebilir mimariye daha fazla önem verilmeye başlandığı çağımızda çatılardan yağış sularının toplanarak kullanılması ve değerlendirilmesi yaygınlaşmaktadır. Ancak çatı yüzeyine düşen yağış sularının %100 verim ile toplanarak kullanılması mümkün olamamaktadır [1]. Burada en önemli etken çatı kaplama malzemeleridir. Bu çalışma kapsamında Safranbolu’da belirlenen bir bölgede alan çalışması ile temel olarak, çatı kaplama malzemelerinin yağış suyu toplanmasına etkisi incelenmektedir.

2. ÇATI KAPLAMA MALZEMELERİ
Yağış sularının temas ettiği kaplama malzemeleri üretildikleri hammaddeye göre değişik oranlarda su emme oranına sahiptir. Bu kaplama malzemeleri üretim durumlarına göre çeşitli boyutlarda imal edilmekte olup sızdırmaz özelliktedir. Kaplama malzemeleri boyut olarak farklı ideal eğimlerde kullanılmaktadır. Çatılarda kullanılan kaplama malzemeleri şöyle sıralanmaktadır [2];

- Kil esaslı malzemeler,
- Çimento esaslı malzemeler,
- Metal esaslı malzemeler,
- Bitüm esaslı malzemeler,
- Polimer malzemeler,
- Cam Malzemeler,
- Doğal taş kaplamalar,
- Bitkisel malzemeler.

Yağış suyu toplamada düşünülmesi gereken en önemli nokta kaplama malzemesi seçimi olmalıdır. Kaplama malzemesi seçiminde malzemenin mimari tasarımla uyumlu olması, iklim koşullarına karşı direnci, kullanım ömrü gibi etkenlerin yanında, yağış suyu ile etkileşiminin de dikkate alınması gerekmektedir. Zira çatı kaplama malzemeleri üretildikleri malzemelerin özelliklerinden dolayı yağış sularının toplanmasına doğrudan etki etmektedir. Bundan başka toplanacak yağış sularının kullanım amacı da bu duruma eklenmelidir. Her ne kadar arıtma sistemleri gelişmiş olsa da içme suyu olarak kullanılması amaçlanan durumlarda malzeme seçiminde özellikle bitüm esaslı malzemeler toksin özellik gösterebileceği için tercih edilmemelidir.

3. ÇATI YÜZEYLERİNDEN YAĞIŞ SUYU TOPLANMA HESABI VE ÖRNEK UYGULAMA
Yağış sularının depolanmasında en fazla verimi alabilmek için toplama alanlarına düşen yağış suyu miktarı hesaplanabilmektedir. Bu hesaplamada yağış sularının yatay düzlemde düşeceği alan, malzeme çeşitliliğinde çeşitli unsurlara göre belirlenmiş akış katsayısı ve yağış miktarı kullanılmaktadır. Bu bağlamda genel olarak çatı yüzeylerinden elde edilecek su miktarını belirlemede kullanılan denklem [1];

[Q= c x i x A] dir.

Burada;
Q: m3/süre ya da lt/süre sonunda elde edilen su miktarı,
c: Yağışın akışa dönüştürülme katsayısı,
i: mm/saat’te m2’ye düşen yağış miktarı,
A: yatay düzlemde çatıların kapladığı m2 alandır.

Akış katsayısı “c”, birim zamanda yağış toplama alanından iletim kanallarına varan su miktarı ile bu bölgeye düşen maksimum yağış miktarı arasındaki orandır. Bu oran 0-1 arasındadır ve belirli etmenlere bağlı olarak değişmektedir.
Bunlar [1];
- Çatı kaplama malzemesi,
- Yüzey sıcaklığı, buharlaşma durumu,
- Damlaların çatı yüzeyinden sıçraması,
- Rüzgâr-yağmur etkileşimi gibi etmenlerdir.

Toplanacak su miktarını belirlemede kullanılan “c” katsayısı, tüm malzemeler için dış ortam koşulları aynı olduğu varsayıldığında su emme oranı, pürüzlülük, yıpranmışlık gibi durumlara göre değişiklik göstermektedir. Bu katsayılar Çizelge 1’de belirtilmiştir [1].

Örnek uygulamada, yağmur suyu toplanmasına yönelik hesaplamalarda çalışma alanı olarak Karadeniz Bölgesi’nin batısında yer alan Karabük ili Safranbolu ilçesi seçilmiştir. Safranbolu, kültür varlıkları sayesinde UNESCO World Heritage City listesinde yer alan bir kenttir. Bölge, İç Anadolu ile Karadeniz bölgeleri arasında iklim geçiş kuşağında yer almaktadır. Yağışlar, Karadeniz ikliminin etkisiyle mevsimlere dağılmakla birlikte karasal iklim etkisiyle en çok yılın ilk yarısında görülmektedir [4].

Yağış suyunun toplanmasına yönelik yapılan hesaplamalar yapılırken Safranbolu ilçesi özelinde iklim verisi olmadığı için 2005-2014 yılları arasındaki Karabük ili yağış verilerinin en yüksek, ortalama ve en düşük yağış miktarları kullanılmıştır (Çizelge 2).

Makaleyi e-dergiden okumak için lütfen tıklayınız.