Neden Tek Kat Membran Sistemi?

Çatı endüstrisinde tek kat çatı membranları hızlı bir yükseliş göstermiştir.Bu yükselişin sebeplerinden bazıları şunlardır: Düşük maliyetli montaj, uzun süreli hava şartlarına dayanım, ve yapıyı suya karşı garantili koruma.

25-30 yıl önce tek kat çatı membranlarının pazar payı belirsizdi. Bugün ise tek kat çatı membranları çatı endüstrisinin en çok kullanılan segmentleridir.

Bitümlü membranların tek kat membran sistemiyle değiştirilmesi pazarda devrim yarattı. Birçok  üretici tüm güçleriyle tek kat membran pazarına atıldılar; yıllık satışlarını ve karlarını arttırmayı denediler. PVC ve diğer tek kat membranların hızlı yükselişini hangi faktörler izleyebilirdi? Neden PVC membranlar mimarların, bina sahiplerinin ve çatı müteahhitlerinin bildiği sektörel bir terim oldu?

Cevap tek kat membranların sağladığı birçok avantajdadır: Montaj maliyeti bitümlü membran maliyeti ile karşılaştırılabilir ve hatta daha düşüktür. Garantilerle desteklenen uzun süreli hava şartlarına dayanım ve binanın hareketleriyle uyumlu bir çatı malzemesi olmasının yanı sıra, bitümlü membran kullanılması ile oluşan çeşitli problemler de tek kat membraların başarısı için esas sebeplerdir.

Tek kat membranlar üreticiler tarafından daha da geliştirildi, formüle edildi, birleştirildi; çeşitli boy ve ebatlarda üretildi. Genellikle Avrupa’da ise  1.20, 1.50, 1.80 ve 2.00 mm, ABD’de 1.14 ve 1.52 mm, olarak piyasaya sunuldular.

Tek kat membranlardan özellikleri nedeniyle en çok öne çıkan PVC membranlar bir yapıda ortaya çıkan yapısal ve termik gerilmelere adapte olabilecek kadar esnek ve çeşitli uygulamalarda kullanılabilecek kadar çok yönlüdürler.

Tek katlı membranlar, tüm bu üstün özelliklerine rağmen her çatı problemine cevap veremezler. Her çatının ayrı bir karakteri vardır. Tek kat membranlar birçok çatı problemine çözüm olmasına rağmen, bitümlü membran endüstri de kendi pazar payını almaya devam edecektir.

Tarihsel Perspektif

PVC ve diğer tek kat membranların popülaritesi sadece üstün performansları sayesinde değildir. Diğer teknolojik ve ekonomik faktörler de tek kat membranların ortaya çıkışında etkendirler.

Tek kat membranlar 1970’ lerde çeşitli sebeplerden dolayı hızlı bir gelişim gösteren bir çatı elemanı alternatifi olmuştur. Her ne kadar ekonomik sebepler esas neden olsa da, üretim teknolojisi ve daha önce bitümlü membranlarda oluşan problemler-ayrılma ve çatlama gibi- de pazarda kabul görmelerinde etkili oldu.

1973 yılındaki Arap petrol ambargosu sırasında, bitümlü membranların temel malzemesi olan petrolün fiyatının ciddi biçimde artması ile rafineriler yan ürün olarak kalorifer yakıtı, gazolin, etilen ve proplen gibi yüksek kazançlı maddelere yönelmişlerdir. Ham petrolün arıtılmasıyla ortaya çıkan yan ürünlerden biri de asfalttır. Asfaltın temini azaldığı gibi, fiyatları da arttı. Sonuç olarak bitümlü ürünlerin fiyatlarının artarak daha da pahalı hale gelmesi ile, üretimi bitümlüler kadar petrole bağlı olmayan tek kat çatı membranlarının kullanımı artmaya başlamış ve tek kat membranlar ekonomik olarak daha uygun hale gelmiştir.

Asfalt fiyatı yükselen tek petrol yan ürünü değildi. Bina sahipleri de ısıtma ve soğutma maliyetlerini daha fazla düşünür oldular. Çatı endüstrisini etkileyen diğer faktörler de: düşük fiyatlı, yüksek R-değerli* izolasyon malzemelerine duyulan ihtiyaçtı. Polisterin (expanded ya da extruded polystyrene) bu kriterlere uymasına rağmen bitüm ile uyumlu değildir.

İşçilik fiyatlarının da artması, malzeme giderlerinin ve işçilik maliyetinin azaltılması ihtiyacı bitümlü malzeme üreticilerini 2 kat uygulanan sistemin hafifletilmesi ile ilgili denemeler yapmaya sevketmiştir. Buna rağmen iki kat uygulanan sistemin düşük performansı sonuç alınmasını engellemiştir.

Bitümlü ürünlerin fiyatları arttıkça, tek kat membranların fiyatları düşerek, pazarda daha rekabetçi hale geldi. 1980’lerin sonu, 1990’lerin başında bitümlü ürünlerin fiyatı tek kat membranların fiyatı hemen hemen eşitlendi. Bu andan itibaren tek kat membranlar beş yıl boyunca satış rekorları kırmıştır. Mimarlar, çatı müteahhitleri ve bina sahipleri tek kat membranlara daha fazla dikkat etmeye başladılar.

Garanti

Endüstride, ilk defa “on yıl” boyunca su sızdırmazlık garantisi veren tek kat membran üreticilerdir. Tek kat membran üreticileri garanti programının  gereklilikleri olan müteahhitlere lisans verme, eğitim, iş denetlemeler, ve teknik danışmanlık gibi hizmetleri de kısa sürede geliştirdiler. Bugün müteahhit lisans programı ve çatı denetlemeleri sayesinde, üreticiler bütün sistemin su geçirmezliğini temin ediyor ve garanti veriyorlar.

İzolasyon nedeniyle açılan tazminat dava maliyetleri bile tek başına, bina sahipleri ve mimarların üretici firma garantili bir çatı sistemini seçmesi için yeterli bir sebeptir. Genelde çatı maliyeti, tüm bina maliyetinin %5’ inden az olmasına rağmen davalarda %30’dan %50’lere varan oranlarda hesaplanabilir.

Tek kat membran çatı sistemleri güvenilirdir, buna rağmen eğer bir sorun ortaya çıkarsa genellikle montajda işçilik hatasından kaynaklanmaktadır. Bunun için, üreticiler mal sahibini ve kendilerini ortaya çıkabilecek sorunlara karşı korumak için dikkatli çatı denetlemeleri  yapmakta ve sürekli usta eğitim programları düzenlemektedirler.

Ürünler

Kendine has avantajları ve dezavantajları olan çok sayıda tek kat uygulanan su yalıtım membranı vardır. Kimyasal yapıları çok farklı olmalarına rağmen 3 ana grupta sınıflandırılabilirler: Elastomerler, termoplastikler, ve modifiye bitümlüler.

Elastomerler
İyileştirilmiş termosetler olarak bilinseler de, elastomerler isimlerini, çoğunlukla iyileştirme veya vülkanizasyon diye adlandırılan, üretim sırasındaki kimyasal süreçten alırlar. Molekül zincirleri kalıcı zincir oluşturmak için çarpraz bağ yaparlar veya vülkanize olurlar. Bunlar yeniden biçimlendirilemezler, kalıplanamazlar ve ısı ile kaynaklanamazlar. Bu malzemeler sadece özel kaynak solüsyonları yada volkanizasyon tekniği (yüksek basınc ve yüksek ısı) ile birleştirilebilirler.

Elastomer membranlar Butil, EPDM, Neopren ve diğer polimerlerdir.

Termoplastikler

Termoplastikler üretim esnasında çarpraz bağ oluşmaması ve moleküllerin vülkanize olmaması ile elastomerlerden ayrılır. Termoplastiklerin kimyasal yapısı gereği malzemeler ısı  veya özel kaynak solüsyonu ile birleştirilebilir.

PVC, tek kat membran piyasasında büyük yüzde ile pazara hükmetmektedir. PVC, endüstrideki popülaritesini PVC membranların üstün performansına ve üreticiler tarafından sık sık yapılan kalite kontrol testlerine borçludur. PVC membranlar ultraviole ışınlara, ozona, ısısal eskimeye ve düşük sıcaklıklara yüksek dayanıklılık gösterir. Çeşitli genişliklerde üretilen PVC membranlar, hızlı monte edilir ve işçilikten tasarruf sağlar.

Termoplastik memabranlar  EVA(etylene vinyl acetate coplymer), ECB(etylene-copolymer bitumen), PE(polyetylene), PP(polypropylene), PEC(polyetylene) ve PVC(polyvinyl chloride) dir.

Modifiye bitümlü membranlar

Modifiye bitümlü membranlar çoğunlukla bitümlü kökenli likit ürünlerle tek kat sistemlerin arasında geçiş ürünü olarak kabul edilirler. Bu malzemeler kompozit ürünlerdir, çeşitli katkılar, plastik film, polyester yada camtülü taşıyıcı keçe ve bitüm içerirler. Güçlendirme malzemesi bir yüzeye lamine olabilir veya modifiye bitümlü membranın içinde yer alabilir.

Styrene butadiene styrene(SBS) veya atactic polypropylene(APP)  isimli katkılar esnekliği ve elastisiteyi sağlar. Aynı zamanda yapışma kuvvetini, yüksek sıcaklıklarda ve sertlikte akma dayanımını iyileştirirler. Modifiye bitüm terimi değiştirici katkılara ve kullanılan sağlamlaştırıcı donatılara bağlı olarak çok geniş bir malzeme aralığını kapsar.

Modifiye bitümlü membranlar Avrupa ve Amerika’da 2 kat olarak uygulanan sistemlerdir. Bu yüzden inşaat sektöründe tek kat uygulanan bir malzeme olarak kabul edilmemektediler.

Uygulama Yöntemleri

Tek kat sistemlerin yeni yapılarda ve mevcut çatı onarımlarında kullanılan birçok çeşitleri mevcuttur:

Serbest serim veya üzeri çakıllı, tam veya kısmen yapıştırılmış, mekanik olarak tespit edilmiş, ve ters çatı sistemi. Çatının eğimi, taşıyıcı konstrüksiyon, kimyasallarla temas durumu ve iklimsel şartlar gibi etkenler hangi sistemin kullanılacağını seçerken dikkate alınmalıdır.

Balastlı Sistem.

Balastlı sistem günümüzde en çok kullanılan sistemdir.Çatının bütününü oluşturan bileşenlerden ısı yalıtımı ve membran taşıyıcı konstrüksiyonun üzerine serbest serilir ve balastın ağırlığı sayesinde yerinde kalır. Kullanılan balast genellikle yaklaşık çapı 2,5 cm olan dere çakılıdır.

Membranın taşıyıcı konstrüksiyondan ayrılması ile çatının bağımsız hareketine izin vermesi ve düşük montaj maliyeti bu sistemin başlıca iki büyük avantajıdır.

Bununla birlikte, çakıl ağırlığı mevcut konstrüksiyona ek yük gelmesine neden olur ki, her çatı buna dayanacak şekilde dizayn edilmiş olmayabilir. Balastlı sistem seçilmeden önce karar verecek kişi yapının strüktürel şartlarıni değerlendirmeli ve yerleştirilecek balast ağırlığına dayanıklılığını teyit etmelidir: 50-75 kg/m2.

Tam Yapıştırmalı Sistem.

Bu sistem eğimli çatılar kadar, balastlı sistemin getireceği yüke dayanamayacak çatılar için de idealdir. Membran özel yapıştırıcılarla temas ettiği alt katmana tamamen yapıştırılır. Tam yapıştırmalı sistem hafiftir, denetlemesi ve bakımı kolaydır ve çeşitli renklerde seçenekler sunar.

Tam yapıştırmalı sistemler genelde en pahalı tek kat sistemlerdir. Yapıştırıcı maliyeti  müteahhitin fiyatına önemli bir etki yapabilir. Kendinden yapışkanlı sistemler bu tür uygulamalarda daha çok tercih edilmektedir.

Mekanik Tespitli Sistem.

Mekanik tespitli sistemler hafif olmasının avantajını sunarlar. Membran altındaki katmanın üzerine serbest olarak serilir, sonrasında üreticinin önerdiği mekanik tespit elemanları ile altındaki kata tespit edilir. Mekanik tespitli sistemlerin birçok çeşidi vardır. En popüler sistemler direkt alt katmana bağlanan, alt katmanı delen sistemlerdir.

Mekanik tespitli sistemlerin bir dezavantajı, rüzgar kuvvetlerinin membranı kaldırması ve kabartması ile bağlantı noktalarında ortaya çıkan gerilmedir. Bu gerilmeleri karşılama amacıyla yapılan rüzgar yükü hesaplama ve tespit noktalarının belirlenmesi gibi teknik hizmetler firmalar arasındaki temel farklılıkları oluşturmaktadır.

Ters çatı sistemi.

Ters çatı sistemi geleneksel balastlı tipin bir çeşitidir. Bu sistemde, membran ısı yalıtımının altında yer alır, ve balast ısı yalıtımın üzerindeki keçenin üstünde yer alır. Yalıtım ve balast  membranı güneş ışığının etkilerinden korur, ve sıcaklık dalgalanmalarını ve termal şokları azaltır. Ters çatılar aşırı rüzgarlı bölgelerde geleneksel tiplere göre daha fazla balasta ihtiyaç duyarlar. Yaya sirkülasyonu bekleniyorsa bu tip çatılar çok iyi bir performans gösterecektir.

Tek Kat Membranların Geleceği

İstatistikler tek kat membranlı çatıların uzun vadeli dış etkenlere maruz kaldığında iyi bir performans gösterdiğini belirtmektedir. Dünyanın bazı bölgelerinde tek kat membranların % 70-80’ lara varan oranlardaki sektör egemenliği bu gelişim ve ilerlemenin en temel kanıtını teşkil etmektedir.

Günümüzün membranlarını geliştiren bu teknoloji kuşkusuz ilerlemeye devam edecek ve daha fazla mimar, müteahhit, bina sahibi tek kat membranların sayısız avantajlarını keşfedecektir.

· R-değeri:Malzemenin ısı akış direnç ölçüsü. R-değerinin yüksek olması daha iyi yalıtım sağlar.