Yer Altı Evinde Isıtma: Güneşi Toplayıp Toprakta Saklamak

Yer altı evinin en büyük kozu, aslında ısıtmayla ilgili: toprak, birkaç metre derinde yıl boyu ılıman ve sabit bir sıcaklıkta kalır; bu yüzden yer altı evi, dışarısı dondururken bile içeride donmaz. Ama “az ısıtma gerekir” demek “hiç ısıtma gerekmez” demek değildir. Kışın toprak sıcaklığı çoğu yerde 10-15 derece civarındadır; bu, borularınızın patlamasını önler ama insanın rahat edeceği 20-22 dereceye çıkmak için yine de bir miktar ısıtmaya ihtiyaç vardır. İşte bu yazının konusu, o farkı en akıllı ve en ucuz yoldan kapatmak.

Bu yazıda, yayınlanmış gerçek yer altı evi projelerinden ve rehberlerden derlediğimiz bilgilerle ısıtmayı ele alıyoruz: toprağın ısıtmaya sağladığı avantaj, pasif güneş enerjisiyle bedava ısınma, ısı depolayan yapı (termal kütle), yerden ısıtma, odun sobası, ısı pompası ve güneş panelleri gibi ısıtma seçenekleri, ve geceleri ısıyı kaçırmama yolları. Serinin ısı yazısında toprağın doğal sıcaklık dengesini anlatmıştık; şimdi o dengeyi konfor sıcaklığına taşıyan sistemlere bakıyoruz.

Yazının içine, ısıtma sistemlerini gösteren kaynağı belirtilmiş görseller ve gerçek pasif güneş evlerini gezdiren iki video yerleştirdik.

Guneye bakan buyuk pencereli pasif gunes evi — Guneye bakan pasif gunes evi — Kaynak: Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.0, w_lemay

Toprağın ısıtmaya sağladığı avantaj

Önce şunu net söyleyelim: yer altı evinde ısıtma işi, normal bir evdekinin çok daha kolayıdır. Sebebi, serinin ısı yazısında uzun uzun anlattığımız o gerçek: toprak, birkaç metre derinde yıl boyu ılıman ve sabit kalır. Dışarısı eksi 10’ken, yer altı evinin duvarına yaslanmış toprak yine 10-15 derece civarındadır. Yani ev, sıfırdan değil, zaten ılık bir noktadan ısıtılmaya başlanır.

Normal bir evde ısı, ince duvarlardan ve pencerelerden hızla dışarı kaçar; kombi durmadan çalışır. Yer altı evinde ise kalın toprak örtüsü, bu kaybı büyük ölçüde keser. energy.gov’un da vurguladığı gibi, toprağa gömülü yapı, dış hava sıcaklığındaki ani değişimlerden korunur; bu da ısıtma yükünü ciddi biçimde azaltır. Sonuç: küçük, basit bir ısıtma sistemi çoğu zaman yeter.

Bu avantajın anlamı şu: yer altı evinde amaç, koca bir kazan dairesi kurmak değil, toprağın bıraktığı o küçük farkı (10-15 dereceden 20-22 dereceye) verimli bir şekilde kapatmaktır. İşte bu yüzden yer altı evinde ısıtmanın kalbi, çoğu zaman bedava bir kaynaktır: güneş.

Pasif güneş: bedava ısı

Yer altı evi ısıtmasının bir numaralı yıldızı, pasif güneş enerjisidir. “Pasif” demek, hiçbir makine, panel, pompa olmadan, sadece binanın tasarımıyla güneşin ısısını içeri almak demektir. homeintheearth rehberinin özetlediği gibi, pasif güneşin üç temel öğesi vardır: güneş enerjisinin içeri girmesinin bir yolu, o enerjiyi güneş yokken kullanmak için depolamanın bir yolu, ve verimi artıran yalıtım.

İşin sırrı, evi güneye baktırmaktır. Kuzey yarımkürede kış güneşi güneyden ve alçak bir açıyla gelir. Bu yüzden yer altı evinin güney cephesi açık bırakılır ve buraya büyük pencereler konur. Kışın alçak açıdan gelen güneş, bu pencerelerden içeri girip evi bedavaya ısıtır. Rehberin belirttiği gibi, doğu ve batı pencereleri ise az tutulur; çünkü onlar ısı kazancından çok ısı kaybına yol açar.

Pasif güneş, yer altı evinin felsefesiyle mükemmel uyum içindedir: bir yandan toprak evi soğuktan korur, diğer yandan güney cephesi güneşi içeri alır. Toprağa sırtını dayamış, yüzünü güneşe dönmüş bir ev; ısıtmanın büyük kısmını doğadan, bedava alır. Ama bu bedava ısıyı gündüz alıp gece kullanabilmek için bir depoya ihtiyaç vardır; o depo da yapının kendisidir.

Gunes odasi (sunroom) — Gunes odasi — Kaynak: Wikimedia Commons

Termal kütle: ısıyı depolayan yapı

Güneş gündüz parlar ama ısıya en çok gece ihtiyacımız olur. İşte bu boşluğu “termal kütle” doldurur. Termal kütle, ısıyı içine çekip depolayan, sonra yavaşça geri veren ağır malzeme demektir: beton, taş, tuğla, toprak. Yer altı evi, tam da bu malzemelerden yapıldığı için, dev bir ısı deposu gibi davranır.

homeintheearth rehberinin çarpıcı ifadesiyle, yalıtım örtüsüyle sarılmış bir yer altı evi, bir mevsimlik enerjiyi bile depolayabilir. Gündüz güney pencerelerinden giren güneş, beton döşeme ve duvarları ısıtır; bu ağır kütle ısıyı içine alır. Güneş battığında ve hava soğuduğunda, depoladığı bu ısıyı yavaş yavaş odaya geri verir. Böylece ev, güneş yokken bile saatlerce ılık kalır.

Bu, yer altı evinin en zarif özelliklerinden biridir: sıcaklık dalgalanmaları yumuşar. Normal bir evde gündüz-gece sıcaklık farkı hızlı ve sert yaşanırken, termal kütlesi yüksek bir yer altı evinde gündüzün ısısı geceye, hatta ertesi güne taşınır. Ağır yapı, bir termos gibi çalışır; işte bu yüzden yer altı evi ısıtması bu kadar verimlidir.

Yazın aşırı ısınmayı önlemek

Güneye bakan büyük pencereler kışın nimet, ama yazın sorun olabilir; çünkü yazın güneş bunaltır. Neyse ki pasif güneş tasarımının buna da akıllı bir çözümü var ve o çözüm bedava: geometri. homeintheearth rehberinin anlattığı gibi, yaz güneşi gökyüzünde çok daha yüksek bir açıdan gelir, kış güneşi ise alçaktan.

Bu farktan yararlanmak için güney pencerelerinin üstüne bir çıkma (saçak, overhang) yapılır. Bu çıkma, yazın yüksekten gelen dik güneşi keser, pencereye vurmasını engeller; kışın ise alçaktan gelen güneşin altından girip içeri girmesine izin verir. Yani tek bir sabit saçak, yazın gölge, kışın güneş sağlar; hiçbir mekanizma, hiçbir enerji gerektirmez.

Rehber, buna ek olarak yaprak döken ağaçların da işe yaradığını söyler: yazın yapraklarıyla gölge yapar, kışın yapraklarını döküp güneşin geçmesine izin verirler. Gece için ise yalıtımlı perde ve panjurlar önerilir; bunları en sonda ayrıca konuşacağız. Böylece güney cephesi, dört mevsim akıllıca yönetilmiş olur: kışın ısıtır, yazın serin tutar.

Yerden isitma borularinin dosenmesi — Yerden isitma borulari — Kaynak: Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0, H. Raab

Yerden ısıtma

Pasif güneş çoğu günü kurtarır ama güneşsiz, uzun kış günlerinde bir aktif ısıtma yedeği gerekir. Yer altı evine en çok yakışan sistemlerden biri “yerden ısıtma”dır (radiant floor). Bu sistemde, döşemenin içine döşenen borulardan sıcak su dolaştırılır; zemin ısınır ve ısıyı yumuşak bir şekilde yukarı, tüm odaya yayar.

Yerden ısıtmanın yer altı evine bu kadar uygun olmasının sebebi, termal kütleyle mükemmel çalışmasıdır. Zaten ısı depolayan o kalın beton döşeme, yerden ısıtmayla ısıtıldığında dev bir radyatöre dönüşür; ısıyı içine alır, sonra saatlerce yavaşça geri verir. Böylece ısıtma sık sık açılıp kapanmaz; düşük ve sürekli bir ısı, konforlu bir sıcaklık sağlar.

Bir başka avantaj, ısının doğru yerde olmasıdır: yerden ısıtma, ısıyı ayak seviyesinden başlatır; oysa radyatörler ve sıcak hava üflemeli sistemler ısıyı tavana toplama eğilimindedir. Ayak sıcak, baş serin; bu, insanın en rahat ettiği ısı dağılımıdır. Yerden ısıtmanın suyu, ister bir kazandan, ister bir güneş kolektöründen, ister aşağıda anlatacağımız bir ısı pompasından gelebilir.

Odun sobasi — Kaynak: Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0, Daniel Schwen

Odun sobası ve nokta ısıtma

Özellikle off-grid (şebekeden bağımsız) yer altı evlerinde ve kırsal projelerde, en sevilen yedek ısıtma odun sobasıdır. Insteading gibi off-grid ısıtma rehberlerinin de öne çıkardığı gibi, odun sobası basit, güvenilir ve elektrik kesildiğinde bile çalışan bir çözümdür; yakıtı da çoğu kırsal arazide bulunabilir.

Yer altı evinde odun sobasının bir avantajı, evin zaten çok az ısı kaybetmesi sayesinde küçük bir sobanın bile koca bir alanı ısıtabilmesidir. Ağır yapı, sobanın verdiği ısıyı emip depolar; soba sönse bile ev bir süre ılık kalır. Bazı projelerde soba, ısıyı depolayan taş ya da tuğla bir kütlenin (kitle sobası) içine kurulur; böylece tek bir yanışın ısısı çok daha uzun süre yayılır.

Odun sobasında dikkat edilecek nokta, havalandırma ve baca güvenliğidir: her yakma cihazı yeterli taze havaya ve düzgün bir bacaya ihtiyaç duyar. Serinin havalandırma yazısında anlattığımız gibi, sızdırmaz bir yer altı evinde soba için ayrıca hava girişi düşünülmelidir. Doğru kurulduğunda odun sobası, hem ısıtır hem de o kışlık, huzurlu atmosferi verir; birçok yer altı evi sahibinin vazgeçemediği bir çözümdür.

Isı pompası ve güneş panelleri

Daha modern ve otomatik bir çözüm isteyenler için ısı pompası öne çıkar. Isı pompası, dışarıdaki (ya da topraktaki) düşük sıcaklıktaki ısıyı çekip içeri taşıyan, çok verimli bir cihazdır. Özellikle “toprak kaynaklı ısı pompası” (geotermal), yer altı evinin zaten sahip olduğu sabit toprak sıcaklığından yararlanır; bu da onu çok verimli kılar. Aynı cihaz yazın ters çalışıp soğutma da yapabilir, ki bunu bir sonraki yazıda konuşacağız.

Enerjiyi tamamen bedava kaynaktan almak isteyenler ise güneş panellerine yönelir. Çatıya ya da güney cepheye konan güneş panelleri (fotovoltaik), elektrik üretir; bu elektrik hem ısı pompasını, hem yerden ısıtmanın pompasını, hem de evin diğer ihtiyaçlarını besleyebilir. Böylece pasif güneşle ısınan bir ev, aktif güneşle de kendi enerjisini üretir hale gelir.

Bu iki sistem çoğu zaman birlikte kullanılır: güneş panelleri elektrik üretir, ısı pompası o elektrikle evi verimli ısıtır. Yer altı evinin düşük ısı ihtiyacı, bu kombinasyonu iyice cazip kılar; küçük bir panel dizisi ve küçük bir ısı pompası, koca bir evi rahatça idare edebilir. Off-grid yaşamak isteyenler için bu, şebekeye hiç bağlı olmadan sıcak bir ev demektir.

Isi pompasi dis unitesi — Isi pompasi — Kaynak: Wikimedia Commons

Uygulamadan izleyelim

Pasif güneş ve yer altı ısıtmasını yazıyla anlatmak bir yana, bu evlerde gerçekten yaşayan insanların anlatımıyla görmek çok daha inandırıcı. Aşağıdaki iki video gerçek projelerden: ilkinde on yıldır pasif güneş evinde şebekeden bağımsız yaşayan birinin ev turunu, ikincisinde bir yer altı-pasif güneş evinin yapımını izleyeceksiniz. Anlatım İngilizce ama evlerin nasıl ısındığı görüntüden net anlaşılıyor.

On yildir pasif gunes evinde off-grid yasam ve ev turu

Yer alti – pasif gunes evinin yapimi

Cati gunes panelleri — Kaynak: Wikimedia Commons

Geceleri ısıyı kaçırmamak

Bütün bu ısıyı topladıktan sonra, onu kaçırmamak da en az toplamak kadar önemli. Yer altı evinin en zayıf noktası, ısı kaçıran o güney pencereleridir; çünkü cam, duvar kadar iyi yalıtmaz. Gündüz nimet olan büyük pencereler, gece soğuk bir kış havasında ısı kaçağına dönüşebilir.

homeintheearth rehberinin de önerdiği çözüm basit ve ucuz: yalıtımlı gece perdeleri ve panjurlar. Güneş battıktan sonra bu perdeler ya da panjurlar kapatılır; camın önünde yalıtkan bir katman oluşturup gün boyu depolanan ısının pencereden kaçmasını engellerler. Sabah tekrar açılır, güneş yine içeri girer. Küçük bir alışkanlık, ama ısı faturasında büyük fark yaratır.

Bunun ötesinde, evin genel yalıtımı (ısı yazısında anlattığımız dıştan yalıtım) ve sızdırmazlığı, toplanan ısının içeride kalmasını sağlar. Isıtmada altın kural şudur: önce kaçağı durdur, sonra ısıt. İyi yalıtılmış, gece perdeleri kapatılan bir yer altı evi, topladığı güneş ısısını cimrice saklar; işte bu yüzden çok az yakıtla çok uzun süre ılık kalabiliyor.

Gerçek projelerden dersler

Yayınlanmış projelerden ve rehberlerden derlediğimiz ısıtma dersleri şöyle özetlenebilir. Birincisi, toprak sayesinde yer altı evi az ısıtma ister; büyük sistemlere gerek yoktur, küçük ve verimli çözümler yeter. İkincisi, ısıtmanın kalbi pasif güneştir: evi güneye baktır, güneye büyük pencere, doğu-batıya az pencere koy.

Üçüncüsü, güneşi termal kütlede (beton, taş) depola; gündüzün ısısını geceye taşı. Dördüncüsü, güney pencerelerine saçak yap; yazın güneşi kes, kışın al. Beşincisi, yedek ısıtma için yer altı evine en çok yerden ısıtma, odun sobası ve ısı pompası yakışır; güneş panelleriyle enerjiyi bedava üretebilirsin. Altıncısı, geceleri yalıtımlı perde/panjurla pencerelerden ısı kaçışını durdur.

Bütün bu derslerin ortak fikri şu: yer altı evinde ısıtma, doğayla savaşmak değil, doğayla çalışmaktır. Toprağın koruması, güneşin bedava ısısı ve ağır yapının depolaması bir araya geldiğinde, geriye kalan küçük ısıtma ihtiyacını en basit sistemler bile karşılıyor. İyi tasarlanmış bir yer altı evi, en soğuk kışta bile çok az yakıtla sıcacık kalabiliyor; kötü tasarlanmış olan ise toprağın sunduğu o büyük avantajı boşa harcıyor.

Merak edilenler

Yer altı evi kışın soğuk olmaz mı?

Toprak birkaç metre derinde 10-15 derece civarında kaldığı için yer altı evi hiçbir zaman dışarısı kadar soğumaz; donma tehlikesi çok azdır. Ama rahat bir 20-22 dereceye çıkmak için yine de bir miktar ısıtma gerekir; iyi haber, bunun normal bir eve göre çok az olmasıdır.

Pasif güneş tek başına yeter mi?

Çoğu güneşli günü kurtarır ama uzun, güneşsiz kış dönemlerinde yetmez. Bu yüzden pasif güneş, genellikle bir yedek ısıtmayla (yerden ısıtma, odun sobası ya da ısı pompası) desteklenir. Termal kütle, güneşli günlerin ısısını depolayarak bu yedeğe olan ihtiyacı azaltır.

Yer altı evinde hangi ısıtma en iyisi?

Tek bir “en iyi” yoktur; iklime ve tercihe bağlıdır. Yerden ısıtma termal kütleyle çok iyi çalışır; odun sobası off-grid ve basit çözüm arayanlara uygundur; ısı pompası (özellikle toprak kaynaklı) verimli ve otomatiktir. Çoğu proje bunları pasif güneşle birleştirir.

Güneye bakan pencereler yazın evi kızdırmaz mı?

Doğru tasarımla hayır. Pencerelerin üstüne yapılan bir saçak (overhang), yazın yüksekten gelen güneşi keser, kışın alçaktan geleni içeri alır. Yaprak döken ağaçlar da aynı işi yapar: yazın gölge, kışın güneş. Böylece güney cephesi dört mevsim dengede kalır.

Odun sobası sızdırmaz evde güvenli mi?

Doğru kurulursa evet. Ama sızdırmaz bir yer altı evinde soba, yanmak için ayrı bir taze hava girişine ve düzgün bir bacaya ihtiyaç duyar. Havalandırma yazımızda anlattığımız gibi, yakma cihazları için hava beslemesi ihmal edilmemelidir; aksi halde hem verim düşer hem güvenlik riski doğar.

Yer altı evinde ısıtma, aslında toprağın size verdiği büyük hediyeyi küçük bir dokunuşla tamamlama sanatıdır: toprak evi soğuktan korur, güneş bedava ısıtır, ağır yapı bu ısıyı depolar, ve geriye kalan küçük farkı yerden ısıtma, bir soba ya da bir ısı pompası kapatır. İyi tasarlanmış bir yer altı evi, en sert kışta bile çok az yakıtla huzurlu bir sıcaklıkta kalabiliyor. Peki ya yaz? Toprağın serinliği çoğu zaman yeter ama bunaltıcı sıcaklarda o da desteklenmek ister. Bir sonraki yazımızda, yer altı evinde soğutmayı, yani toprağın serinliğini konfora çevirmenin yollarını konuşacağız.