Sürdürülebilir mimari için pirinç çeltiği kabuk külünden elde edilen ısı korunumlu cam yapı malzemesi

Abstract

Doğa ve kent etkileşimi, endüstri devrimi ve onu izleyen hızlı kentleşme sonucunda doğanın dengesini bozmuştur. Artan nüfus ve enerji ihtiyacı atmosfere daha fazla CO2 bırakılmasına neden olmuştur. Bu etkenler sonucunda atmosferde soğurulan güneş ışınları sera etkisi yaratarak dünyanın yıllık ortalama sıcaklıklarını yükseltmiş ve küresel ısınmaya neden olmuştur. Ortaya çıkan insan ve çevre tehdidi, ekoloji biliminin gelişmesine yol açmıştır. Yapı sektörünün doğal kaynakları bir taraftan tükettiği, diğer taraftan kirlettiği bilinmektedir. Bu düzenin sürdürülebilir bir tarafı kalmamıştır. Sürdürülebilir bir yaşam için kaynakların korunması, yapı malzemelerinin geri dönüşümlü malzemelerden elde edilmesi ve ısı yalıtımısağlamaları gerekliliği ortaya çıkmıştır. Tüm bu parametreler sürdürülebilir mimari içinekolojik yapı malzemelerinin kullanımını zorunlu hale getirmiştir. Çevreci perspektifte bu malzemelerin, atıkların değerlendirilmesi ile oluşan, geri dönüşümlü ve yeniden kullanıma olanak tanıyan özellikte olmaları talep edilmektedir. Bu çalışmada, yapıyı dış iklimsel etkilerden koruması, ekolojik dengelerin korunması ve sürdürülebilir mimarlığa katkı sağlamak amacıyla, bir bitki atığı olan pirinç çeltiği kabuk külü, literatürde ilk kez olarak, mevcut şartlarda düz cam kompozisyonunda kum yerine kullanılarak 'ısı soğuran renkli cam yapı malzemesi' elde edilmiş ve çeşitli deneylere tabi tutulmuştur. Çalışmanın birinci bölümünde pirinç çeltiği kabuk külünün elde edimi ve kullanım alanlarına değinilmiştir. Ayrıca pirinç çeltiği kabuk külünün, Çin ve Hindistan gibi büyük miktarlarda pirinç çeltiği üreten ülkelerde çevre kirliliğine yol açmakta olduğundan ve bu bitki atığının yapı endüstrisinde kullanılarak; kirlenmenin, kırsal ve kentsel bölgenin atık alış verişi ve geri dönüşümlü yapı malzemesi üretimi perspektifi ile ortadan kaldırılacağı savunulmuştur. Çalışmanın ikinci bölümünde sürdürülebilir mimari ve ekolojik yapı malzemesi ilişkileri incelenmiş, yapı kabuğu bileşenleri içinde en çok ısı kaybına yol açan pencere camının ısı yalıtım özelliğinin iyileştirilmesinin sürdürülebilir mimariye ne ölçüde katkı sağlayacağı ortaya konmuştur. Çalışmanın üçüncü bölümünde ekolojik yapı malzemelerinde ısı yalıtımı ve kazanımı konuları işlenmiştir. Güneş enerjisinden pasif yollarla faydalanmanın yolları ve gerekliliği ortaya konmuştur. Isı soğuran camların kullanıcı konforunu nasıl etkilediği, hangi alanlarda kullanıldığı ve çeşitli dalga boylarında ısı dinamikleri ayrıntılı şekilde sunulmuştur. Dördüncü bölümde düz cam kompozisyonunda kum yerine Pirinç Çeltiği Kabuk Külü kullanılarak yapılan eritişlerde elde edilen camın ışık ve solar geçirimlilik deneyleri gerçekleştirilmiştir. Camların renklerinin pirinç çeltiği külündeki safsızlıklardan dolayı füme ve yeşil olduğu gözlemlenmiştir. TÜBİTAK MAM'da mikro sertlik ölçümü yapılmış ve elektron mikroskobuyla görüntü alınmıştır. İstanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Jeokimya Laboratuvarında Pirinç Çeltiği Kabuk Külü içerdiği safsızlıklardan arındırılıp saf silisyum dioksit elde edilmiştir. Safsızlıklarından arındırılmış pirinç çeltiği kabuk külünden şeffaf cam elde etmek için bir eritiş daha yapılmıştır. Bu eritişte pirinç çeltiği kabuk külü camının şeffaf olduğu gözlenmiştir. İstanbul Teknik Üniversitesi Makine Fakültesi Isı Geçişi Laboratuvarında Isı iletkenlik deneyleri yapılmıştır.