İstanbul’da mevcut çatı sistemi ile bitkilendirilmiş çatı sistemi ısıl performanslarının karşılaştırılmalı değerlendirilmesi

Ülkemizde iklim değişimi önemli gündem maddelerinden biridir. Batı ve güneybatı bölümünde mevcut kent ısı adası etkisiyle yaşanan sıcaklık artışına ek olarak sıcaklıkların özellikle yaz aylarında belirgin biçimde artacağı öngörülmektedir. Artan sıcaklıklar ile binalarda soğutma amaçlı enerji talebi de artacaktır. İklim değişimine uyum önlemi olarak uygulanan stratejilerden biri de bitkilendirilmiş çatı sistemidir (BÇS). Her yıl yaklaşık olarak kaplanan 100 milyon m2 çatının yarısında çatı kaplama malzemesi olarak kiremit, geri kalanında ise mineral kaplı bitümlü örtü kullanılmaktadır. BÇS’nin iklim değişimi kapsamında sağladığı faydaların bilinmesine rağmen sınırlı sayıda uygulanmasının nedeni mevcut sistemlerin yurtdışından “ithal paket sistemler” olarak uygulamaya sunulmaları ve yerel çevre şartlarına uyarlanmasının yapılmaması nedeniyle sistemlerde ısıl ve nem kaynaklı erken hasarların oluşmasıdır. İstanbul Teknik Üniversitesi’nde (İTÜ), ana amacı çevreyle uyumlu bitkilendirilmiş çatı sistemleri geliştirmek olan bir araştırma projesi yürütülmektedir. Projenin alt amaçlarından biri de İstanbul gerçek hizmet şartlarında mevcut bir çatı sisteminin BCS ile iyileştirilmesi sonucunda oluşan sistem ile mevcut çatı sisteminin (MÇS) performanslarını alanda ölçüm yöntemiyle deneysel olarak ortaya koymak ve söz konusu performansları karşılaştırmalı olarak değerlendirmektir. İTÜ Ayazağa Yerleşkesinde İTÜBCS ile İTÜMÇS inşa edilmiş ve gerekli ölçüm aletleri ile donatılmıştır. Çalışmanın ilk sonuçlarına göre ilkbahar mevsiminde yüzeyi henüz bitki ile tam örtülmemiş İTÜBÇS ile İTÜMÇS’nin güneş ışınım yansıtma oranı yaklaşık olarak aynı olmuştur. Gündüz, öğle saatlerinde İTÜBÇS toprak yüzey sıcaklık değerleri, İTÜMÇS yüzey sıcaklık değerlerinden daha düşük olmuştur. İTÜBÇS ısıl kütle etkisi ile yüksek hava sıcaklık değerlerinde iç ortam sıcaklık değerlerini dengelemiştir.

Comparative assessment of thermal performance of existing roof system and retrofitted green roof system in Istanbul, Turkey

Urban heat islands, temperature increase due to climate change and energy consumption due to high summer cooling load are significant issues in Turkey. International studies indicate that the green roof system serves as an energy efficient building technology. However, the thermal performance of green roofs when exposed to local climate conditions is still unknown in Turkey. A research project is being conducted at Istanbul Technical University, in which part of a low-slope existing roof system was retrofitted as an extensive green roof system and the thermal performances of both the existing roof and green roof were monitored in order to make a comparative assessment. Both the green roof and the existing roof were instrumented to measure the temperature profile within the roof systems and the solar reflectance of the roof surfaces. Local meteorological variables were also measured. Results obtained from the field monitoring revealed the following data. Reflected solar radiation from the green roof surface was slightly higher than from the existing roof surface. This was likely to be due to the fact that the plants had not yet covered the entire soil surface area of the green roof. Plants reduced the amount of heat absorbed by the growing medium during daytime through shading and reduced the surface temperature of the green roof. Ceiling temperatures of rooms under the existing roof and green roof indicated that heat transfer to the room beneath the green roof was reduced as well. The green roof reduced the heat gain due to the thermal mass of the soil. This created a buffer against daily fluctuations in temperature and minimized temperature extremes.

PDF

___

1. Karaca, M., Anteplioğlu, Ü., Karsan, H., (1995), “Detection of urban heat island in İstanbul” Il Nuovo Cimento, Cilt 18, Sayı 1; s. 49-55.
2. First National Communication on Climate Change, (2007), The Ministry of Environment and Forestry. www. cevreorman.gov.tr, (Erişim tarihi: 15 Mart 2007).
3. Kavak, K., (2005), Dünyada ve Türkiye’de Enerji Verimliliği ve Türk Sanayiinde Enerji Verimliliğinin İncelenmesi Uzmanlık Tezi, Yayın No: DPT: 2689, Devlet Planlama Teşkilatı, Ankara.
4. Bass, B., Krayenhoff, EF., Martilli, A., Stull, RB., Auld, H. (2002), “Modelling the impact of green roof infrastructure on the urban heat island in Toronto” Green Roofs Infrastructure Monitor Cilt 4, Sayı 1, 2002.
5. Hien, W.N., Yok, T.P., Yu, C., (2007), “Study of thermal performance of extensive rooftop greenery systems in the tropical climate” Building and Environment, Sayı 42, s. 25-54.
6. Eumorfopoulu, E., Aravantinos, A., (1998), “The contribution of a planted roof to the thermal protection of buildings in Greece” Energy and Buildings, Sayı 27, s. 29- 36.
7. Wong, NH, Cheong, DKW, Yan, H, Soh, J, Ong, CL, Sia, A, (2003), “The effects of rooftop garden on energy consumption of a commercial building in Singapore” Energy and Buildings Sayı 35, s. 353-64.
8. Baştanoğlu, A., Çolakoğlu, K., Selçuk, CT., Bonfil, J., (2006), “Eğimli çatılarda nihai çatı kaplama malzemeleri 2005 yılı sektör büyüklüğü araştırması” 3. Ulusal Çatı & Cephe Kaplamalarında Çağdaş Malzeme ve Teknolojiler Sempozyumu Bildiriler Kitabı, Doğa Yayıncılık Ltd. Şti., İstanbul: s. 39-44.
9. Gaffin, F., (2005), “Energy balance modelling applied to a comparison of white and green roof cooling efficiency” Proceedings for Greening Rooftops for Sustainable Communities. United States.
10. Tan, PY, Wong, NH, Chen, Y, Ong, CL, Sia, A, (2003), “Thermal benefits of rooftop gardens in Singapore”. Proceedings for Greening Rooftops for Sustainable Communities. United States.
11. ASTM Standard E 1918, (2006), “Standard test method for measuring solar reflectance of horizontal and lowsloped surfaces in the field”. ASTM International, West Conshohocken, PA 2006, United States.
12. Lui, K, (2005), “Performance evaluation of an extensive green roof” Proceedings for Greening Rooftops for Sustainable Communities. United States.
13. Niachou, A, Papakonstantinou, K, Santamouris, M, Tsangrassoulis, A, Mihalakakou, G, (2001), Analysis of the green roof thermal properties and investigation of its energy performance energy and buildings. Sayı 33, s.719.
14. Wong, NH, Chen, Y, Ong, CL, Sia, A, (2003), “Investigation of thermal benefits of rooftop garden in the tropical environment” Building and Environment, Sayı 38, s. 261.
15. Castleton, HF, Stovin, V, Beck, SBM, Davison, JB. “Green roofs, building energy savings and the potential for retrofit”. Article in Press. Building and Environment.