22 Aralık 2011 | PROJE 10. Sayı (Kasım - Aralık 2011)

Yazı/Grafikler: Y. Mimar Gencay Tatlıdamak Sürdürülebilirlik Danışmanı, IBHausladen gencay.tatlidamak@ibhausladen.de Fotoğraf/Grafikler: Y. Mühendis Florian Hausladen Enerji Danışmanı, IBHausladen florian.hausladen@ibhausladen.de
Günümüzde daha yeni farkındalık yaratabilen, yapılardaki yüksek enerji tüketimi ve bu tüketime bağlı yüksek karbon salımları, aslında uzun zamandan bu yana sessizce gelen küresel bir problemdir. İnşa ettigimiz yapıların doğa üzerindeki doğrudan ve dolaylı etkileri, düşündüğümüzden daha kuvvetlidir. Farkındalığımızın artması, günümüzde Yeşil Bina fikirlerinin çoğalması ile paralel doğrultudadır. Sertifikalandırdığımız yapılar, çevreye duyarlılıkları ile önem taşırken, ekonomik açıdan da yatırımcının yüzünü güldürmektedir. 20. yüzyıl sonlarında, sertifika sistemleri henüz daha kurulum aşamasındayken (yani trend değilken), Yeşil Binalar ya da bu binaların oluşmasını tetikleyen fikirler nelerdi?.. Gerçek şu ki, günümüzde sertifikalı bir binam olsun diye başladığımız proje, o zamanlarda çevre ve enerji etkin bir bina olsun diye başlanılmış projeler olmuşlardı.

Çevre Koruma Daire Başkanlığı “Yeşil Binası”, Augsburg
Multi-Disipliner (Mimarlar, Mühendisler, Teknisyenler, Yatırımcı) bir çalışma sonucu tasarımı gerçekleştirilip, Eylül 1999’da teslim edilen Çevre Koruma Daire Başkanlığı binası, “Yeşil Bina” tarihi sürecinde birçok yeniliklere de imza atmıştır. Tasarım ve yapım aşamasında mevcut teknolojiden maksimum yararlanmakla kalmamış, mevcut teknojilerin geliştrilmesinde de önemli katkıda bulunmuştu. Almanya genelinde ilk absorpsiyonlu soğutma sistemi kullanımlarından biri bu yapıda kullanılmış ve yaşam döngüsündeki analizleri ile teknojileri geliştirilmişti.
Mevsimsel enerji deposu olarak kullanilan “Aquifer”, birçok literatürde başarılı örnekler arasında yer almaktadır. Çevre Koruma Daire Başkanlığı, ön tasarım aşamasında kendi misyon ve vizyonlarını öne çıkaracak bir yapının ihtiyaç programını belirlemiş ve multi-disipliner grup ile aşağidaki tasarım hedeflerini beraberce almışlardır:

•    Kaynaklardan tasaruf sağlayabilecek bir enerji ve mimari tasarım konsepti
•    Fosil yakıt kullanımı yerine, yenilenebilir enerji ya da bio-enerji kullanımı (güneş enerjisi ve bio-yakıt)
•    Düşük karbon emisyonu ve salımı
•    Düşük enerji ihtiyacı olan mekanik tesisat konsepti
•    Düşük su tüketimi

Bu hedeflerin gerçekleştirilmesi doğrultusunda kurulmuş olan gruba mimari tasarım için Wimmer&Wimmer ve enerji konsepti için Ingenieurbüro Hausladen dahil edilmişti. 450 calışanı için yaklaşık 16 bin m2 kullanım alanı olan, içinde ofislerin ve labarutuvarların bulunduğu bu yapı ortaya çıkmıştır.



Mimari Konsept
İdari bölümler ve laboratuvarlar üçer katlı yüzer metre uzunluğundaki doğu-batı yönlerinde uzanan 3 ayrı blokta düzenlenmişlerdir. Bu bloklara dik açıda gelen giriş bölümü ise tek katlı ve ortak kullanım fonksiyonlarını içermektedir. Laboratuvarlar ve buna bağlı ofis alanları kuzey blokta yer alırken, idari bölümler güneyde yer alan iki blok içinde çözümlenmiştir. Blokların en üst katları mekanik-teknik tesisatlar (termal güneş kolektörleri, fotovoltaik üniteleri, havalandırma cihazları ve ısı değiştiricileri) için kullanılmaktadır. Üç ayrı yapı bloğunun ana cepheleri kuzey-güney yönlerindedir. Bu da yapıya enerji ve aydınlatma açısından yaz ve kış dönemlerinde büyük avantaj kazandırmaktadır.

Multi-Disipliner ve Bütüncül Tasarım
Amaç, bütüncül bir tasarım yaklaşımı ve multi-disipliner bir çalışma ile hedef odaklı yapıyı ortaya çıkarmaktır. Başka bir deyişle, mimari, mühendislik ve enerji birbiriyle tamamen uyumlu olmalıdır. Böylece teknik ve teknoloji yapıya entegre edildiğinde, yapıya sonradan eklenen bir ilave değil, mimari konsept ve tasarımın bir parçası olduğu ortaya çıkarılmalıdır.
Bu konuya bir örnek, yapıdaki fotovoltaik sistemidir. Çatı tasarımında istenilen doğal aydınlatmayı sağlayabilecek bir açıklık, ama aynı zamanda güneşten ve ısı kazanımından korunma, ilave olarak da enerji üretilebilecek bütüncül bir çözüm aranmaktaydı. Çözüm, enerjiyi üretecek olan fotovoltaik elemanlarının çatının üstünü örtecek olan çift cam sisteminin içine monte edilmesiydi. Böylece çatı hem doğal aydınlatmayı destekleyen hem de yarı saydam güneş kırıcıları (fotovoltaik) ile güneşten koruyan bir tasarıma sahip olmuştur.  
Tasarım sürecindeki diğer bir örnek ise calışma alanları ile atriumları birbirinden ayıracak bölme sistemlerdir. Bölme duvarlar yerine bu işlevi üstlenecek “bölme dolaplar” tasarlanmıştır. Bunlar mekanları birbirinden ayırırken, teknik ve mekanik tesisat sistemlerinin de bir parçası olmuşlardır. Arşivleme fonksiyonlarının yanında ses yalıtımı sağlayabilecek bir yapıdalardır. Havalandırma ve ısıtma üniteleri bu dolaplara gizlenmiştir. Böylelikle mimari, enerji ve mühendislik bir bütünlük oluşturmuştur.
Çalışma mekanlarında asma tavanlar yerine beton taşıyıcılar açık bırakılmıştır.  Böylece yapının yaz dönemlerinde fazla ısıyı gün boyunca saklayabildiği, gece havalandırması ile de bu ısıyı tekrar boşaltabildiği bir sistem düşünülmüştür. Bu da özellikle yaz döneminde daha az soğutma enerjisine ihtiyaç duyulmasını sağlamıştır.
Bahsettiğimiz bu örnekler göstermektedir ki, multi-disipliner ve bütüncül bir tasarım, elde etmek istediğimiz hedefler doğrultusunda olması gereken bir çalışma prensibidir. Önemli olan hedeflerimizin doğru belirlenmesidir!..

Enerji Konsepti
Bir yapının enerji konsepti iki bölüme ayrılır. İki bölüm de birbirileriyle yüzde 100 uyumlu calışmak zorundadır. Bir bölümde enerji üretilirken diğer bölümde üretilen enerjinin verimli kullanılması sağlanır. “Yeşil Bina” kavramının en önemli yapı taşı da tam olarak burasıdır. Yapının ihtiyaci olan enerjinin nasıl üretildiği, üretirken ne ölçüde karbon saldığı ya da yenilenebilir kaynaklardan nasıl yararlandığı, enerji konseptinin birinci bölümünü oluşturur. Bu bölümde ürettiğiniz yeşil enerjinin yüksek verimlilik ve en az kayıp ile kullanılmasından da ikinci bölüm sorumludur.

Enerji Konsepti-Bölüm 1: Enerjinin Üretilmesi

Düşük Karbon Enerji Üretimi
2000´li yılların başındaki mevcut teknoloji ve teknik gözönüne alındığında, düşük karbon hedefli bir yapı için fazla tercih şansı yoktu. Bu yüzden zamanının ötesinde yenilikçi bir düşünce ile yapının ihtiyaç duyduğu ısı enerjisi 3 ayrı sistem ile gerçekleştirildi. Büyük ebatta termal güneş kolektörleri ısıyı üretip mevsimsel termal enerji deposunda (yapay akifer) saklayacak, kanola-biodizel-kazanı da “peak” enerji ihtiyacını karşılayacak.
Yapının ihtiyaç duyduğu ısı enerjisinin yüzde 60’ı bu kolektörler ve enerji akiferi sayesinde karşılanmaktadır. Böylelikle ısıtma sistemi, sıcak su ihtiyacı ve adsorbe soğutma sistemi için gerekli ısının büyük bir kısmı güneş yolu ile elde edilmektedir. Geri kalan ihtiyacı da boiler kazanı desteklemektedir. Yakıt olarak kanola-biodizel kullanarak enerji üretiminde normal yapılara kıyasla yüzde 95 daha az karbon salınmaktadır.

Enerjiyi Çakıl ve Suyla Depolamak
Birçok depolama teknojisi mevcuttur ki, yazın ürettiğimiz enerjinin mevsimsel süreçte depolanmasını ve soğuk dönemlerde kullanılmasını sağlar. Su, bilindiği gibi enerji mukavemeti yönünden en iyi maddelerden biridir. 1 metreküp suyun depolama mukavemeti, 1 metreküp çakılın iki katı gibidir. Bu projede ise Su-Çakıl-Depolama kullanılmıştır. İnşaat sahasında mevcut bulunan çakıl taşları geri dönüşüm ile bu mevsimsel depolama sisteminin bir parçası olmuşlardır. Gerekli olan su miktarı ise yeraltından alınarak, tamamen mevcut malzemeler kullanılarak ekonomik-ekolojik bir depolama sistemi inşa edilebilmiştir. 1999 yazı, güneş kolektörlerinden üretilen sıcak su ile ilk depolama görevine başlamıştır. Yapılan ölçümlerde kış mevsimine kadar suyun sıcaklığını 85 °C’de tutabilmiştir. Bu sıcaklık ise ısıtma sisteminin doğrudan kullanabileceği bir performans sağlamıştır.

Enerji Konsepti-Bölüm 2: Enerjinin Kullanımı

Cephe, Isıtma, Soğutma ve Havalandırma
İdari bölümlere ait olan blokların cephelerinde, çelik-alüminyumdan oluşan bir taşıyıcı sistem ve çift-cam ısı koruyucu paneller kullanılmıştır. Pencerelerin doğal havalandırma fonksiyonları bulunmamaktadır; çünkü mekanik havalandırma hem gerekli temiz havayı hem de iklimlendirmeyi sağlamaktadır. Güney cephesi güneş kırıcıları yapının dışında konumlandırılarak, taşıyıcı sisteme acil çıkış koridorları fonksiyonu verilmiştir. Güneş kırıcıları otomatik bir sistem ile kullanıcı isteğine bağlı olarak kontrol edilebilmektedir. Bu bloklardaki ısıtma sistemi havalandırma sistemi ile gerçekeleştirilmektedir, mekanlara sıcak hava verilmekte ve atriumlardan ısı transferi için toplanmaktadır. Soğutma ise aynı konsept ile adsorbe soğutma makinesinden elde edilen enerji ile mekanlar soğuk havayla beslenmektedir. Havalandırma konseptinin diğer bir parçası ise geceleri dışarıdan alınan soğuk havanın mekanlara verilmesi ile gündüz ısınan yapının soğutulması gerçekleştirilmektedir.
Laboratuvarların olduğu binada, standart bir cephe sistemi ve açılabilir pencereler yer almaktadır. Isıtma sistemi için sabit radyatörler düşük ısı enerjisiyle çalışılabilinecek şekilde düzenlenmiştir. Laboratuvarların temiz hava ihtiyacı yüksek olduğundan, bu blok için özel bir yeraltı hava kanalı yapılıp, dışarıdan emilen havanın bu kanallarda ısısının değiştirilmesi sağlanmıştır. Soğutma ihtiyacının bu blokta daha yüksek olmasından dolayı fan-coiler uygulaması tercih edilerek mekan içindeki hava soğutulmuştur.

Sertifikasız bir “Yeşil Bina“
Bütüncül tasarım kararları ve multi-disipliner bir çalışma ile gerçekleştiren bu yapı, günümüze geçmişten gelen başarılı bir örnektir.
Tasarım ilkelerine bakıldığında, günümüz binalarının sertifika alabilmek için uyması gereken kuralların birçoğunu içerdiğini görmekteyiz. Hafriyatın geri kullanımı, lokal malzemenin kullanılması, yenilenebilir enerji vs. gibi. Burada anlatılmak istenen, “Yeşil Bina“ yapmak ya da sahip olmak istememizdeki sebeplerin belirtilmesidir. Hangi yönde kazanç sağlamak istiyoruz?.. Sürekli yükselen enerji fiyatlarından etkilenmemek mi, çevremize daha az zarar vermek mi, yoksa sürekli enerji harcayan değil, enerji üreten bir binaya sahip olmak mı?..