Cam ve Alüminyum Cephe Sistemleri

TS EN 13830:2005 (Türkçe benimsemesi), giydirme cephe sistemleri için aşağıdaki performans gerekliliklerini tanımlar:

Tablo 1: TS EN 13830 Giydirme Cephe Standardı

Not: TS EN 13830 kapsamındaki giydirme cepheler, binanın taşıyıcı sistemine katkıda bulunmaz; yalnızca kendi bütünlüğünü ve mekanik stabilitesini sağlar. Bu nedenle 4708 sayılı Yapı Denetimi Kanunu'na göre yapı denetim kuruluşuna onay belgeli teknik şartname sunulması zorunludur.

4. Cam Türleri

4.1 Float Cam (Tavlanmış / Annealed)

Yüzey işlemi yapılmamış temel cam. Eğilme dayanımı f_b,k = 45 MPa (karakteristik). Kırıldığında keskin parçalara bölünür.

TS EN 572-2:2004 (Türkiye'de TS EN 572-2 olarak yayımlanmıştır): float cam tanımı ve özellikler.

4.2 Temperli Cam (Fully Tempered / Thermally Toughened)

Float cam 600–700°C'ye ısıtılıp hızla soğutulur. Yüzey basınç gerilmesi oluşturulur. Eğilme dayanımı f_b,k = 120 MPa (EN 12150-1, Türkiye'de TS EN 12150-1 olarak yayımlanmıştır). Kırıldığında küçük, kesiz parçalara dönüşür (güvenlik camı). Delme ve kesme işlemleri temperleme öncesinde yapılmalıdır.

Dikkat: EN 12150-1 Madde 4.1'e göre, temperli camda yüzey artık gerilmesi ≥ 100 MPa olmalı; bu değer TS EN 1863-1'deki yarı temperli cam ile karıştırılmamalıdır.

4.3 Yarı Temperli Cam (Heat Strengthened)

Float camın daha yavaş soğutulmasıyla elde edilir. Eğilme dayanımı f_b,k = 70 MPa (EN 1863-1, Türkiye'de TS EN 1863-1 olarak yayımlanmıştır). Kırıldığında büyük parçalara ayrılır; lamine sistemlerde tercih edilir.

4.4 Lamine Cam (Laminated Glass)

İki veya daha fazla cam katmanı arasında PVB (polivinil butiral) veya SGP (SentryGlas Plus) ara filmi yer alır (EN 14449, Türkiye'de TS EN 14449:2005 olarak yayımlanmıştır). Kırılma halinde parçalar ara filme yapışır; güvenlik ve ses yalıtımı sağlar.

Tipik konfigürasyonlar:

• 6/0,38 PVB/6, 6/1,52 PVB/6 mm
• Yüksek performans: SGP ara katmanı (PVB'den 5 kat daha sert)

4.5 Isıcam / Çift Cam (Insulating Glass Unit — IGU)

İki veya daha fazla cam tabakası arasında kuru hava veya argon dolu boşluk (12–20 mm). Tipik ısı geçirgenlik katsayısı U_g = 1,1–1,4 W/(m²· K) (TS EN ISO 10077-1).

TS 825:2024 Zorunluluğu: 1 Nisan 2025 tarihinde yürürlüğe giren TS 825:2024 ile cam/pencere bileşenlerinde U_p ≤ 1,8 W/(m²· K) (eski standarda göre iyileştirilmiş sınır) zorunluluğu getirilmiştir. Bu nedenle standart 4+12+4 hava dolgulu ısıcam (U_g ≈ 2,7 W/(m²· K)) TS 825:2024 gerekliliklerini karşılamamakta; argon dolgulu Low-E ısıcam kullanımı zorunlu hale gelmektedir.

4.6 Low-E (Düşük Emisyonlu) Cam

Metal oksit kaplama (SnO₂, Ag) yüzeye biriktirilir.

Tablo 2: Low-E (Düşük Emisyonlu) Cam

4.7 Yangına Dayanıklı Cam

Tablo 3: Yangına Dayanıklı Cam

Saha Notu: Türkiye İmar Kanunu Madde 40 ve Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik (BYK, 2009/R.G.) gereği; yüksek yapılarda (H > 21,5 m) cephe malzemesinin yangın sınıfı A2 veya daha üstü olması şartı aranmaktadır.

5. Cam Kalınlığı Hesabı — Rüzgar Yükü

5.1 Rüzgar Basıncı (TS EN 1991-1-4 / TS 498:2021)

TS 498:2021 Çizelge 4 (Yüksekliğe bağlı rüzgar hızı ve emme basıncı — Türkiye geneli için):

Tablo 4: Rüzgar Basıncı (TS EN 1991-1-4 / TS 498:2021)

Dikkat: Yerel topoğrafik koşullar (tepe, yamaç, deniz kenarı) nedeniyle bu değerler artırılabilir. EN 1991-1-4 (TS EN 1991-1-4:2007) kapsamında detaylı hesap tercih edildiğinde tepe dinamik basınç şu formülle bulunur:

$q_p(z) = c_e(z) \cdot q_b = c_e(z) \cdot \frac{1}{2} \cdot \rho \cdot v_b^2$

Tasarım rüzgar basıncı: $w_e = q_p(z) \cdot c_{pe}$

5.2 Cam Eğilme Gerilmesi (EN 13474)

Dikdörtgen, basit mesnetli tek cam plaka için maksimum eğilme gerilmesi:

$\sigma_{max} = \beta \cdot w \cdot \frac{a^2}{t^2}$

Burada:

• β = plaka katsayısı (uzun/kısa kenar oranına bağlı, tablolardan; a/b oranı 1,0'de β = 0,0742, oranı 1,5'te β ≈ 0,064, 2,0'de β ≈ 0,056)
• w = düzlem dışı yük (kPa)
• a = kısa kenar uzunluğu (mm)
• t = cam kalınlığı (mm)

Doğrulama koşulu: $\sigma_{max} \leq f_{b,d} = k_{mod} \cdot \frac{f_{b,k}}{\gamma_M}$

Tablo 5: Cam Eğilme Gerilmesi (EN 13474)

5.3 Termal Kırılma Riski

Gölge ve güneş maruziyeti farkı nedeniyle camın sıkıştırılmış kenar bölgelerinde gerilme oluşur. Termal kırılma riski değerlendirmesi için:

• Temperli veya yarı temperli cam kullanımı
• Cam kenar işleme kalitesi (EN 12150-2'ye göre)
• Parapet veya güneş kırıcı gölgesine dikkat

Saha Notu: Türkiye'nin güney ve ege kıyılarında (Antalya, İzmir, Muğla) yoğun güneş radyasyonu sebebiyle termal kırılma riski yüksektir. Cam kenar işleme için minimum KG (Polished Edge) spesifikasyonu tavsiye edilir.

6. Alüminyum Profil Alaşımları

Cephe profilleri için en yaygın kullanılan alaşımlar EN AW-6060 ve EN AW-6063'tür. Her ikisi de AlMgSi grubu ısıl işlemli alaşımlardır.

6.1 Mekanik Özellikler Karşılaştırması

Tablo 6: Mekanik Özellikler Karşılaştırması

6060, daha iyi ekstrüzyon özelliklerine (daha ince et kalınlığı) sahipken; 6063-T6, daha yüksek mukavemet gerektiren taşıyıcı profillerde tercih edilir.

Dikkat: Türkiye'de piyasada T5 yerine T6 temperine işlenmemiş 6063 profil satışı yaşanmaktadır. Profilden akma dayanımı örneği (minimum 3 adet sertifika testi) istenmesi önerilir.

6.2 Termal Köprü Kesme Profilleri (Isı Bariyerli Alüminyum)

Cephe profillerinde ısı kaybını azaltmak için iki alüminyum kısım arasına poliamid (PA 66) ısı köprüsü kesici çubuk yerleştirilir (ekleme yöntemi: crimping). EN 14024:2004 (Türkiye'de TS EN 14024:2005 olarak yayımlanmıştır) kapsamında değerlendirilir.

Temel Özellikler:

• %25 cam elyaf takviyeli PA 66 (λ ≈ 0,3 W/(m· K) — alüminyuma göre ~500× daha düşük)
• 200°C'ye kadar dayanıklı (elektrostatik toz boya fırını öncesi montaj imkânı)
• ısıl genleşme katsayısı alüminyum ile uyumlu (23 µm/m· K)
• I, C, T, Y kesit geometrisi seçenekleri; 14–40 mm yalıtım derinliği aralığı

Saha Notu: TS 825:2024'ün yürürlüğe girmesiyle Türkiye'nin 3. ve 4. iklim bölgelerinde (Doğu ve İç Anadolu, Karadeniz iç kesimleri) ısı bariyersiz alüminyum profil kullanımı pratik olarak imkânsız hale gelmiştir. Bolu, Erzurum, Ağrı gibi illerde don derinliği 80–120 cm ve don süresi 3–5 ay arasında değişmektedir (KGM Yol Yapım ve Onarım Teknik Şartnamesi, don derinliği haritası).

7. Akustik Performans

Giydirme cephe sistemleri için ses yalıtımı performansı EN ISO 10140 ve EN ISO 717-1 kapsamında ölçülür.

Tablo 7: Akustik Performans

Saha Notu: İstanbul, Ankara ve İzmir gibi büyük şehirlerde gürültü haritaları (END — Çevresel Gürültü Direktifi) hazırlanmaktadır. Yoğun trafik akslarına cepheli binalarda R_w ≥ 40 dB sağlanması proje şartnamesinde zorunlu kılınabilmektedir.

8. Termal Performans (TS 825:2024)

Cephe ısı geçirgenlik katsayısı U_cw (curtain wall), EN ISO 12631 kapsamında hesaplanır:

$U_{cw} = \frac{\sum A_g \cdot U_g + \sum A_f \cdot U_f + \sum l_{psi} \cdot \psi}{A_{total}}$

Burada:

• U_g = cam paneli ısı geçirgenliği (W/(m²· K))
• U_f = çerçeve ısı geçirgenliği (W/(m²· K))
• ψ = cam–çerçeve birleşim ısı köprüsü (W/(m· K))
• A_total = toplam cephe alanı (m²)

TS 825:2024 (1 Nisan 2025 yürürlük tarihi) cam/doğrama U değeri sınırları:

Tablo 8: Termal Performans (TS 825:2024)

Not: TS 825:2024 eski 2,4 W/(m²· K) sınırını II–IV bölgelerde düşürmüştür. Artık 4+12+4 yalnızca hava dolgulu ısıcam (U_g ≈ 2,7 W/(m²· K)) hiçbir bölge için yeterli değildir; argon dolgulu + Low-E kaplı ısıcam (U_g ≈ 1,1 W/(m²· K)) zorunlu hale gelmiştir.

9. Türkiye Koşulları — Deprem Etkisi (TBDY 2018)

9.1 Yapısal Olmayan Eleman Deprem Kuvveti

TBDY 2018 Bölüm 6 kapsamında giydirme cepheler "yapısal olmayan mimari eleman" olarak sınıflandırılır. Ankrajlara etkiyen eşdeğer deprem kuvveti TBDY 2018 Denklem 6.1 ile belirlenir:

$F_{ie} = A_{ie} \cdot B_e \cdot \frac{m_e}{\sum m_e} \cdot W_e$

Pratik hesapta yaygın kullanılan form (TBDY 2018 Madde 6.2.3'teki minimum sınır, Denklem 6.5):

$F_p = 0,4 \cdot S_{DS} \cdot I_p \cdot W_p$

Burada:

• S_DS = kısa periyot tasarım spektral ivme katsayısı (DD-2 yer hareketi için)
• I_p = eleman önem katsayısı (genel yapılar için 1,0; kritik tesisler için 1,5)
• W_p = elemanın ağırlığı (kN)

TBDY 2018 Denklem 6.5 üst sınırı: $F_p \leq 1,6 \cdot S_{DS} \cdot I_p \cdot W_p$

TBDY 2018 Denklem 6.5 alt sınırı: $F_p \geq 0,3 \cdot S_{DS} \cdot I_p \cdot W_p$

Tablo 9: Yapısal Olmayan Eleman Deprem Kuvveti

Saha Notu: Ankraj plakaları ve civata grupları TBDY 2018 Madde 6.4 kapsamında ayrıca hesaplanmalı; ankraj çekme kapasitesi beton kırılması ve çelik yırtılması göçmeleri için doğrulanmalıdır (TS EN 1992-4 kapsamında).

10. Hesap Aracı

Tablo 10: Hesap Aracı

11. Parametre Tablosu

Tablo 11: Parametre Tablosu

12. Örnek Problemler

Problem 1 — 🟢 Kolay: Cam Kalınlığı Hesabı (Rüzgar Yükü)

Veriler:

• Bina yüksekliği: z = 20 m → rüzgar hızı v = 36 m/s, q = 0,80 kN/m² (TS 498:2021 Çizelge 4)
• Cam boyutları: 1,20 m × 1,80 m, basit mesnetli 4 kenar
• Cam türü: Float cam
• Basınç katsayısı: c_pe = 0,80 (rüzgar yönünde cephe)

İstenen: Minimum cam kalınlığını belirle.

Çözüm:

Adım 1 — Tasarım Rüzgar Basıncı: $w_e = c_{pe} \cdot q = 0{,}80 \times 0{,}80 = 0{,}64 \text{ kN/m}^2 = 0{,}00064 \text{ MPa}$

Adım 2 — Plaka Katsayısı (β): Uzun/kısa kenar oranı: 1,80 / 1,20 = 1,5 → β = 0,064 (EN 13474-2 Tablo)

Adım 3 — Tasarım Dayanımı: Float cam: f_b,k = 45 MPa, k_mod = 0,72 (rüzgar), γ_M = 1,6 $f_{b,d} = k_{mod} \cdot \frac{f_{b,k}}{\gamma_M} = 0{,}72 \cdot \frac{45}{1{,}6} = 20{,}25 \text{ MPa}$

Adım 4 — Gerekli Cam Kalınlığı: σ_max = f_b,d → β· w· a²/t² = f_b,d $t = a \cdot \sqrt{\frac{\beta \cdot w}{f_{b,d}}} = 1200 \cdot \sqrt{\frac{0{,}064 \times 0{,}00064}{20{,}25}} \approx 1200 \cdot \sqrt{2{,}02 \times 10^{-6}} \approx 1200 \times 0{,}00142 \approx 1{,}71 \text{ mm}$

Sonuç: Hesaplanan minimum kalınlık 1,71 mm — ticari cam kalınlıkları 4, 5, 6 mm'den başladığından minimum 4 mm seçilmeli; cephe uygulamalarında pratikte 6 mm float cam standart kabul edilmektedir.

Kontrol: 6 mm cam ile gerçek gerilme: $\sigma = 0{,}064 \times 0{,}00064 \times \left(\frac{1200}{6}\right)^2 = 0{,}064 \times 0{,}00064 \times 40000 = 1{,}64 \text{ MPa} \ll 20{,}25 \text{ MPa }$

Problem 2 — 🟡 Orta: Düşey Profil (Mullion) Sehim ve Atalet Momenti Kontrolü

Veriler:

• Cephe modülü genişliği (aks aralığı): B = 1,20 m
• Kat yüksekliği (açıklık L): 3 500 mm
• Rüzgar tasarım basıncı: q = 0,80 kN/m² (Bölge II, 20 m yükseklik, TS 498:2021)
• Profil: EN AW-6063-T6 alüminyum mullion
• Profil atalet momenti: I_y = 110 cm⁴ (örnek profil, EN 14024 Metod III)
• E_al = 70 000 MPa

İstenen: Profilin sehim limitini sağlayıp sağlamadığını kontrol et.

Çözüm:

Adım 1 — Çizgisel Yük: $w = q \cdot B = 0{,}80 \times 1{,}20 = 0{,}96 \text{ kN/m} = 9{,}6 \text{ N/cm}$

Adım 2 — Sehim Limiti (EN 13830:2015+A1:2020 Madde 5.7): L = 3 500 mm; 3 000 < L < 7 500 mm → f_lim = 5 mm + L/300 = 5 + 3500/300 = 5 + 11,67 = 16,67 mm

Adım 3 — Maksimum Sehim (Basit Kiriş, Yayılı Yük): $\delta_{max} = \frac{5 \cdot w \cdot L^4}{384 \cdot E \cdot I} = \frac{5 \times 0{,}00096 \times 3500^4}{384 \times 70000 \times 110 \times 10^4}$

(SI birimlerinde: w = 0,00096 kN/mm, L = 3500 mm, E = 70 kN/mm², I = 1 100 000 mm⁴)

$\delta_{max} = \frac{5 \times 0{,}00096 \times 1{,}5006 \times 10^{13}}{384 \times 70 \times 1{,}1 \times 10^6} = \frac{7{,}203 \times 10^7}{2{,}957 \times 10^{10}} \approx 2{,}44 \text{ mm}$

Sonuç: δ_max = 2,44 mm < f_lim = 16,67 mm — Profil sehim limitini sağlamaktadır.

Kontrol: Gerekli minimum atalet momenti: $I_{req} = \frac{5 \cdot w \cdot L^4}{384 \cdot E \cdot f_{lim}} = \frac{5 \times 0{,}00096 \times 3500^4}{384 \times 70 \times 16{,}67} = 17{,}95 \text{ cm}^4 \ll 110 \text{ cm}^4$

Problem 3 — Zor: TBDY 2018 Cephe Ankraj Deprem Kuvveti Hesabı

Veriler:

• Şehir: İstanbul (Kadıköy), zemin sınıfı ZC
• S_DS = 1,30 (AFAD TD-2 deprem yer hareketi, ZC zemin sınıfı)
• Cephe ünite ağırlığı: W_p = 2,80 kN/m² × 4,50 m² (modül) = 12,6 kN
• Bina: hastane (kritik tesis), I_p = 1,5 (TBDY 2018 Tablo 6.1)
• Kat yüksekliği: 4. kat (h_x = 15 m), Bina toplam yüksekliği H_n = 25 m

İstenen:

1. Eşdeğer deprem kuvveti F_p
2. Üst ve alt sınır kontrolü
3. Ankraj çekme yükü

Çözüm:

Adım 1 — TBDY 2018 Denklem 6.5 ile F_p (minimum sınır): $F_p = 0{,}4 \cdot S_{DS} \cdot I_p \cdot W_p = 0{,}4 \times 1{,}30 \times 1{,}5 \times 12{,}6 = 9{,}83 \text{ kN}$

Adım 2 — TBDY 2018 Denklem 6.5 üst sınır kontrolü: $F_{p,max} = 1{,}6 \cdot S_{DS} \cdot I_p \cdot W_p = 1{,}6 \times 1{,}30 \times 1{,}5 \times 12{,}6 = 39{,}31 \text{ kN}$ F_p = 9,83 kN ≤ 39,31 kN

Adım 3 — TBDY 2018 Denklem 6.5 alt sınır kontrolü: $F_{p,min} = 0{,}3 \cdot S_{DS} \cdot I_p \cdot W_p = 0{,}3 \times 1{,}30 \times 1{,}5 \times 12{,}6 = 7{,}37 \text{ kN}$ F_p = 9,83 kN ≥ 7,37 kN

Adım 4 — Ankraj Yükü (Rüzgar ile Deprem Kombinasyonu): Kombinasyon: E + 0,3· W (TS EN 1990 yük kombinasyon tablosu) Modül başına rüzgar yükü: W_wind = 0,80 kN/m² × 4,50 m² = 3,60 kN $F_{anakraj} = F_p + 0{,}3 \cdot W_{wind} = 9{,}83 + 0{,}3 \times 3{,}60 = 9{,}83 + 1{,}08 = 10{,}91 \text{ kN}$

Tipik çubuk sistem ünite başına 2 adet ankraj (üst–alt) kullanılıyorsa: $N_{ankraj} = 10{,}91 / 2 = 5{,}46 \text{ kN/ankraj}$

Sonuç: Her ankraja düşen tasarım çekme kuvveti T_d = 5,46 kN. Bu değer TS EN 1992-4 kapsamında beton ankraj kapasitesi hesabında kullanılır. Ankraj plakası ve bağlantı cıvatalarının bu yük altında çelik kopma ve beton kırılması göçme modları kontrol edilmelidir.

Kontrol: TBDY 2018 Madde 6.4 — Ankraj bağlantısı, deprem altında iç güçler hesaplanarak kapasiteye dayalı tasarım ile doğrulanmalıdır.

13. Sık Yapılan Hatalar

Tablo 12: Sık Yapılan Hatalar

Kaynaklar

1. TS EN 13830:2005 — Giydirme Cepheler Mamul Standardı, TSE (EN 13830:2015+A1:2020 güncel versiyon)
2. EN 12150-1:2015 — Glass in Building — Thermally Toughened Soda Lime Silicate Safety Glass, CEN
3. EN 1863-1:2011 — Glass in Building — Heat Strengthened Soda Lime Silicate Glass, CEN
4. EN 14449:2005 — Glass in Building — Laminated Glass and Laminated Safety Glass, CEN
5. TS EN 1991-1-4:2007+A1:2010 — Eurocode 1: Yapılara Etkiyen Yükler — Bölüm 1-4: Rüzgar Yükleri, CEN/TSE
6. TS 498:2021 — Yapı Elemanlarının Boyutlandırılmasında Alınacak Yüklerin Hesap Değerleri, TSE
7. EN 13474-1:1999 / EN 13474-2:2000 — Glass in Building — Design of Glass Panes, CEN
8. ETAG 002 — Guideline for European Technical Approval of Structural Sealant Glazing Kits, EOTA
9. EN 14024:2004 — Metal Profiles with Thermal Barrier — Mechanical Performance, CEN
10. TBDY 2018 — Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, T.C. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı (R.G. 18.03.2018 — 30364 sayılı Mükerrer)
11. TS 825:2024 — Binalarda Isı Yalıtımı Kuralları Standardı, TSE (Yürürlük: 01.04.2025, R.G. 20.02.2025)
12. MSGSU (2024). Alüminyum Giydirme Cephede Panel ve Isıl Performans. https://acikerisim.msgsu.edu.tr/xmlui/bitstream/handle/20.500.14124/6931/887504.pdf
13. Karamehmet, M.S. (2024). Alüminyum Giydirme Cephede Panel ve Stick Sistem Isı Performansı (Yüksek Lisans Tezi). MSGSU.
14. Cem Özcan (IMO İstanbul, 2022). Cephe Sistemlerinde Ankraj ve Ankraj Plakası Tasarımı. IMO İstanbul Teknik Yayınları.
15. Kimberlain, J. et al. (2022). Advanced Engineering Methods for Structural Silicone. GPD Finland 2022.

İlgili Hesaplama Araçları

Bu konuyla ilgili ücretsiz mühendislik hesaplama araçlarımızla ön tasarım ve kontrol yapabilirsiniz:

• Beton Metrajı Hesaplama
• Pas Payı Hesaplama
• İnşaat Demiri Hesaplama

Önemli Mühendislik Uyarısı: Bu içerik yalnızca bilgilendirme amaçlıdır; nihai tasarım, hesap ve uygulama kararları, güncel yönetmelikler ile proje koşulları çerçevesinde yetkili bir inşaat mühendisinin denetiminde alınmalıdır. Sayısal örnekler ve formüller genel mühendislik pratiğini yansıtır; her projenin kendine özgü zemin, yük ve çevre koşulları proje müellifince ayrıca değerlendirilmelidir.