16 AÄŸustos 2012 | TEKNÄ°K MAKALE 14. Sayı (Temmuz-AÄŸustos 2012)

Yrd. Doç. Dr. Çiğdem Tekin Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi Mimarlık Fakültesi
Malzeme kullanımı, mimarın bilgi ve görgüsü dahilindedir. Ancak, bireysel isteklerden önce mimarın tasarımlarında, çevrenin getirdiği şartlara uyum sağlaması gerekmektedir. Çünkü her yapı kalıcı bir ürün olmak üzere tasarlanır ve inşa edilir. Bir yapının üretiminde malzeme en önemli görevi üstlenmektedir. Malzemeler, bir tasarımın, oluşum ve kullanım süreci içindeki biçimlenişini sağlayan maddelerdir. Bu maddeler, tasarımı kullanan insanın konforunu oluşturabilecek nitelikte olmalıdır.

Son yıllarda, tüm dünyada malzeme seçiminde birbirinden farklı iki eğilimin yaygınlaştığı görülmektedir. Yapılarda bir taraftan yüksek teknoloji ürünü olan, üretiminde ve yaşam döngüsü sürecince fazla enerji tüketen çağdaş malzemeler tercih edilirken, diğer taraftan üretimi ve yaşam döngüsü süresince az enerji tüketen, daha çok geleneksel yapılarda kullanılan yerel kaynaklı malzemeler kullanılmaktadır.

Teknolojinin gelişmesi yapı malzemesi pazarında olumlu etkiler yaratırken, çevre sorunlarının ortaya çıkmasına da neden olmaktadır. Bu malzemeler üretim, kullanım ve yaşam döngülerinin her aşamasında çevre üzerinde bir etki yaratırlar. Bu durumda malzeme üretimi, seçim ve kullanımda, gelecek nesillere yaşanabilir çevreler bırakmak için çevre kirlenmesini önleyecek tedbirlerin alınması kaçınılmaz olmaktadır.

Tasarladığımız yapılara bu açıdan yaklaşacak olursak, öncelememiz, çözümlememiz gereken iki temel etkenle karşılaşmaktayız. Birincisi, yapı bulunduğu topografyanın ekolojik yapısı içerisinde bir yer alabilmelidir. Çevresine yabancı bir nesne değil, yerine ait olmalıdır. Yerinin malzemesi ne ise onunla oluşup, ömrünü tamamladığında aynı yerde toprağa dönebilmeli ve bir çöp olmamalıdır. İkincisi de yapı biyolojisi açısından yapı, içinde barındırdığı insanın sağlığına olumsuz etki etmemelidir [1].

Yapılarda dayanıklılık ve diğer performanslarından ödün vermemek koşulu ile düşük enerjili malzemelerin tercih edilmesi çevresel bir yaklaşımdır. Yapı malzemesinin enerji etkin olabilmesi için kendi yaşam döngüsünü oluşturan her aşamada, enerjiyi az ve verimli kullanması gerekmektedir. Hammaddesinin doğadan elde edilişinden başlayıp, üretilmesi, taşınması, kullanılması ve yok edildikleri aşamaya kadar geçen süreçte, enerjiyi etkin kullanan yapı malzemelerinin tercih edilmesi, yapılarda enerji verimliliğini artırmaktadır [2].
1970’lerde başlayan enerji verimliliği çalışmaları ile birkaç on yıldır yapı üretimlerinde geleneksel yapı malzemelerinin kullanımı söz konusudur. Bu dönüşümde, kaynakların azalması, yerel malzemelerin sahip olduğu olumlu özellikler, ortaya çıkan çevre ve sağlık problemlerinin, sebeplerinin, çağdaş malzeme üretim ve kullanımı süreçlerinde gözlenmesi ve yaşanması, Yeşil Bina değerlendirme sistemlerinin malzeme kullanımı konusundaki sınırlamaları etkili olmuştur. Yerel kaynaklara bu ılımlı yaklaşım haklı gerekçeler de içermektedir: ekonomik, sağlığa uygun, sıcak ve farklı, ısıl performansı iyi, çevre dostu olması gibi.

Çeşitli Yeşil Bina değerlendirme sistemlerinde bir yapının Yeşil Bina olarak tanımlanabilmesi için gözönüne alınan kriterler içinde, malzeme kullanımı ortak konulardan biridir. Ancak, yapının kriterlere uygunluğu konusunda yapılan değerlendirmelerde, malzeme kullanımı çoğu zaman ikincil bir öneme sahiptir. Buna rağmen malzeme için belirlenen ilkeler önemli bir içeriğe sahiptir: hepsinde ortak amaç, kullanılan malzeme miktarını azaltmaktır. Çünkü, malzemelerin üretilmesinin, taşınmasının ve depolanmasının bir maliyeti ve çevreye olumsuz etkisi vardır. Bu amaçla geri dönüşebilir, tekrar kullanılabilir, yenilenebilir kaynak kullanımı ve yerel malzeme olması, bir yapının üretiminde malzeme seçimi ve kullanımı açısından dikkat edilen konulardır [3,4].
Aynı amaç çevresinde, ancak farklı bir bakış açısı ile “Remaking the Way We Make Things” kitabının yazarları McDonough ve Braungart “Cradle to Cradle” sistemi ile “Yaşam”larının sonunda araziye boşaltılan ya da gömülen “Beşikten Mezara” kullanılan ürünler tasarlamak yerine, malzemeleri kapalı döngülerde sürekli olarak dolaşan, devri daim yapan ürünler üreterek “Beşikten Beşiğe” kullanımın mümkün olabileceğini savunmaktadır. Bu sistemin kullanımı ile üretim süreçlerinin, atık üretimini sıfıra indirdiği gibi, maliyetlerini de önemli oranda düşüreceğini belirtmektedirler. “Beşikten Beşiğe” ana fikri ile malzeme, klasik geri dönüşüm sisteminden farklı olarak tamamen doğa dostu yöntemlerle üretilebilmekte,  kullanılabilmekte, işlevi bittikten sonra dönüştürülerek tekrar kullanılabilmektedir. McDonough ve Braungart, Yeşil Binalarda C2C sertifikalı malzemelerin kullanımı ile binaların tasarım sürecinin eksiksiz ve amacına en uygun bir şekilde gerçekleşmesini sağlayabileceğini belirtmektedirler [5].

Belirtilen yaklaşımlar, kaynakların azalması, çevre kirliliği gibi ortak problemlerin çözümü için düşünülen, uygulanan sistemlerdir. Ve bu problemlerin oluşumunda “Malzeme” önemli bir paya sahiptir. Çünkü, malzemelerin üretim aşamasındaki enerji kullanımı dışında, yapı yaşam döngüsünün yapı malzemesiyle ilgili aşamalarında çok miktarda enerji tüketilmektedir (embodied energy). Yapılan bir çalışmada, örnek bir yapının yaşam döngüsü boyunca enerji harcamasının yaklaşık yüzde 20’sinin yapı malzemelerinden kaynaklandığı belirtilmiştir [6].

Malzeme Kullanımında Dönüşüm
Bir tasarımcı daima üç kaynakla çalışmak zorundadır: malzeme, enerji ve enformasyon. Malzemelerin mukavemet, rijitlik, ağırlık, görünüş gibi özelliklerinin yanında üretim şekli ve maliyeti, malzeme seçimini yönlendiren etmenlerdir. Bu nedenle, enerjinin sınırlı olduğunu fark eden insan, doğadaki yenilenebilir ve yerel kaynaklara yönelmektedir. Bugün geniş bir meslek grubu, insan ve ürün tarafından beklenilen özelliklere sahip, enerji, malzeme ve üretim sistemlerini yeniden gözden geçirmektedir [7].

Özellikle sürdürülebilir, enerji etkin inşaat malzemelerine duyulan ihtiyaç, inşaat süreçlerinin maliyetini ve çevresel etkisini azaltabilen alternatif malzemelere ve yöntemlere ilişkin kapsamlı araştırmaların yapılmasına neden olmuştur. İklim değişikliğinin ve azalan fosil yakıtı tedariklerinin etkileri daha çok gündemde yer işgal ettikçe basit, düşük enerjili yapı malzemesine duyulan ihtiyaç gün geçtikçe artmaktadır. Bu arayışlarla özellikle yerel ve geleneksel malzeme kullanımı önem kazanmaya başlamıştır. Yerel malzemenin tercih edilmesinin nedenleri olarak maliyet, nakliye ve çevrecilik; geleneksel malzemenin tercih edilme nedenleri olarak ise maliyet, nakliye, farklılık arayışları, çevrecilik ve sağlık sayılabilir.

Maliyet: Fosil yakıtlı enerji kaynakları azaldığı için bu kaynaklara dayalı olarak üretilen malzemelerin maliyetleri de artmaktadır. Maliyet nedeniyle yerel olarak elde edilebilen, az işlenen yapı malzemelerine olan ilgi yoğunlaşmaktadır.

Nakliye: Hammaddenin üretim yerine, malzemelerin de yapı alanına taşınması sırasında ortaya çıkan çevre sorunlarının önlenmesi, taşıma enerjisinin azaltılması, ürünün kayıp vermeden taşınması, kirletici atıkların oluşumunun engellenmesi için yerel ürünlerin ve geleneksel malzemelerin kullanımı çevresel bir davranış olmaktadır [6].

Farklılık arayışları: Çağdaş malzemelerin teknik ve soğuk görünümünden hoşlanmayan kişiler, farklılık arayışları ile yakın hissettiği, sıcak bulduğu elle yapılan toprak ve türevi, taş malzemelere daha çok ilgi göstermektedir.

Çevre dostu: Yerel ve geleneksel malzemelerin çevreye üretimleri sırasında atık gaz vermemeleri ve üretimleri için az enerji gerektirmesi, kirlenme ve kaynak kullanımı açısından çevreci olması tasarımcılar için önemlidir.
Sağlık: Malzemelerin üretimi sırasında herhangi bir kimyasal işlemin uygulanmaması, doğal haline yakın, az işlenmiş olması, kullanıcının sağlığı açısından herhangi bir tehdit içermemektedir. Yapının üretildiği ürünler yapı içi havasını kirletebilir. Özellikle kompozit ahşapların üretiminde kullanılan uçucu organik bileşikler çeşitli sağlık sorunlarının gelişmesine sebep olabilmektedir. Malzemelerde kullanılan çeşitli uçucu organik bileşenler (benzen, formaldehit, ksilen, tolüen gibi) yapı içi hava kalitesi ve insan sağlığı açısından çeşitli sağlık sorunlarına sebep olabilmektedir [8].

Ekolojik yaklaşımlara göre doğru olan malzeme seçiminde, yapının bulunduğu topoğrafyanın sunduğu malzeme taş ise taşı, killi toprak ise kerpiçi, ormanlık ise ahşabı kullanmaktır.

Geleneksel Malzeme Kullanımı
Birkaç on yıldır ekolojik yaklaşımlarla üretilen yapılara bakıldığında yerel malzeme olarak genellikle geleneksel malzemelerden ahşap, taş, tuğla, kerpiç, kireç sıva, bitkisel kökenli (saman, saz kamışı) malzemeler ve camın kullanıldığı görülmektedir. Çeşitli Avrupa ülkelerinde de gerçekleşen projelerde ahşap karkas aralığı kerpiç ile doldurularak ve dış cepheleri de saz kamış ile kaplanarak duvarlar oluşturulmaktadır. Saz kamışı ile sağlanan ısı yalıtımının üzerine ise tercihe göre kireç bir sıva ya da ahşap kaplama uygulanmaktadır. Geleneksel malzemeler; maliyet, nakliye, farklılık arayışları, çevre dostu ve sağlık gibi olumlu özelliklerinin yanında yapı fiziği açısından da yapıya ve yapı kullanıcısına gerekli konfor koşullarının sağlanmasında yardımcı olmaktadır. Yeşil, ekolojik, enerji etkin yapı olarak tanımlanan uygulanmış projelerde yerel malzeme seçimi ve kullanımı bu açıdan değerlendirildiğinde;

Toprağın kullanımı: Toprak, mimarinin kendisi kadar eski ve tarım kadar uzun bir süredir insan kültürünün bir parçası olan doğal bir kaynaktır. Ancak, bu kıymetli geleneğe rağmen toprak mimarisi 21. yüzyılda güvensiz ve sağlıksız damgasını yemiş ve neredeyse tamamen “yoksullar için çamur kulübeler” olarak nitelenmiştir. Geçen birkaç on yılda yapılan bilimsel, mühendislik ve mimari çalışmalar toprak ile daha iyi performans sergileyen yeni ve modern yapılar inşa edilebileceğini göstermiştir [9].

Toprak malzemenin farklı bileşenlerle kompozit olarak kullanım şekillerinden biri olan kerpiç, üretim aşamasından kullanım ve tüketim aşamasına kadar en az enerji ihtiyacı olan, çevreye duyarlı ekolojik bir yapı malzemesidir. Bağlayıcısı doğadan elde edilen killi toprak olan kerpiç, gerek taşıyıcı malzeme, gerekse sıvama malzemesi olarak kullanılabilen ekonomik bir malzemedir. Kullanımı en eski çağlardan günümüze kadar gelebilen, özellikle kırsal bölgeler için vazgeçilmez, maliyeti en az, üretimi tesis kurulmasını gerektirmeyen, bununla birlikte ısı yalıtım değeri yüksek bir malzemedir. Her mevsimde bina içindeki kullanıcıya en uygun yaşam koşullarını sağlar. Bu yönüyle ayrı bir ısı yalıtım malzemesine ihtiyaç bırakmayarak da ekonomi sağlamaktadır [10].

Bugün, dünya nüfusunun yaklaşık yüzde 40’ı hala kerpiç yapılarda yaşamaktadır. Buna rağmen kerpiç yapı malzemesi olarak kültürel gelişim serüveninden zaferle çıkamamıştır. Günümüzün toplumsal değerlerine, estetik kaygılarına ve ön yargılara yenik düşmüştür. Değerli bulunmadığı halde yaygın kullanımı ekonomik bir mecburiyettir. Üçüncü dünya ülkelerinde yapılan araştırmalar, tarihi kerpiç yapıların doğal şartlarla yok olmaktan ziyade insanlar tarafından yıkılarak yok edildiklerini göstermektedir. Suya dayanıksız bir malzeme olmasından dolayı tercih edilmemesi önerilmektedir. Oysa, bir İngiliz deyişi basit koruma formülünü; “kerpiç bir evin ayakta kalabilmesi için iyi bir şapka (geniş saçaklı çatı) ve sağlam çizmeler (taş temeller) yeterlidir” şeklinde açıklamaktadır [11].

Taşın kullanımı: Doğaltaş, bir yapı malzemesi olarak kullanılmak üzere doğada neredeyse hazır halde bulunmaktadır. Sadece taş ocağından çıkartmak ve işlemek için enerji gerekmektedir ve bu da diğer inşaat malzemeleri için gerekenden çok daha azdır. Doğaltaşlar genellikle ocaktan kesilerek çıkarılmaktadır. Kullanılmayan atıklar ise tekrar doğaya karışmaktadır. Doğaltaş ısıyı iyi soğurmaktadır. Binaların dışına kaplandığında binanın istenmeyen şekilde ısınmasını ve soğumasını engellemektedir. Taş, özellikle Anadolu’da geleneksel mimari dokunun oluşmasında vazgeçilmez bir malzeme olmuş ve mimari oluşumun adeta en güçlü simgesi konumuna yükselmiştir. Geleneksel olarak taş, sahip olduğu özelliklere ve kullanıldığı dönemdeki teknolojik imkanlara göre kullanılmıştır. Ekolojik yapı üretiminde de bölgesel olarak taş esaslı mimariye dönüş söz konusudur (Şekil 1-2).

Kireç sıva: Kireç sıva ile ten gibi nefes alabilen yapılar tasarlamak mümkündür. Duvarların, yazın serin kışın ise sıcak olmasını sağladığı gibi sıva dökülmelerini de ortadan kaldırmaktadır. Sıvanın dengesiz prizleşmelerinden kaynaklanan çatlakları (rötre) kireç kalsiyum karbonatlaşması sayesinde doldurarak, suyun bu çatlaklara sızıp don olayı deformasyonu oluşturmasını önlemektedir. Sıvadaki kireç, duvarın kendi kendisini onarmasını sağlamaktadır (karbonat sertleşmesi). Kirecin güçlü bir baz özelliği göstermesi, iç yüzeylerdeki mantarlaşmanın (küf) oluşumunu önlemektedir. Isı transfer katsayısının düşüklüğü sebebiyle ısıtma ve soğutmaya yardımcı olmaktadır. Bina işletme maliyetlerinde yarattığı tasarruf, enerji maliyetlerinin azalmasını sağlamaktadır. Bina içerisinde sabit bir nem oranını muhafaza ettiğinden insan sağlığı açısından en ideal sıva tipidir. Isı etkisiyle ortaya çıkan büzülme ve genleşme deformasyonlarına karşı belirgin bir elastikiyet kazandırmaktadır [14].
Ahşap kullanımı: Ahşap, doğal hızla yenilenebilir ve çok düşük enerji tüketilerek üretilebilen bir yapı malzemesidir. Ahşap malzeme kendi yaşam döngüsünün tüm safhalarında enerji etkindir. Yetiştirilmesi ve üretilmesi için çok az enerji gerektiği gibi, yok edilmesi ya da geri kazanılması için de çok az enerji gerekmektedir. Günümüz teknolojisinde ahşap, tasarımcılara çok zengin alternatifler sunabilmektedir. Endüstrileşme ve artan ihtiyaçlara cevap verebilmek için geleneksel üretim yöntemleri artık kullanılmamaktadır. Hızlı yetişen az nitelikli kereste kullanıldığı için ahşap, fırınlanmakta, emprenye edilmekte ve çeşitli kimyasallar ile işlenmektedir. Bu süreç ahşap malzemeye yüksek dayanım özellikleri kazandırsa da yapı biyolojisi açısından standartlara uygun değerlere sahip olamamaktadır. Bu nedenle Avrupa’da enerji etkin, ekolojik yapılarda ahşabın kullanımına bakıldığında geleneksel yöntemlerin kullanıldığı görülmektedir. Uygulanan işlem, ağaç ay çekimine göre içindeki özsuyun, ligninin en düşük olduğu zamanda kesilerek, ilkbaharda karlar eridikten sonra dağdan indirilmektedir. Böylece ahşabı kurutmaya gerek kalmadan içindeki nem çok hızlı bir şekilde, kullanılan yüzde 10-12 değerlerine düşmektedir. Asıl önemli olan, bu tür bir ahşaba haşere girmediği için ilaçlamaya gerek kalmamasıdır. Çünkü kurt ya da böcek, ahşaba içindeki ligninden beslenmek için girmektedir. Ahşabın içinde lignin yoksa, haşereler ahşaptan beslenemeyecekleri için girmezler [15]. Bu uygulama ile ahşap, yaşam döngüsü süresince yapı içi hava kalitesi ve sağlık açısından herhangi bir tehdit oluşturmamaktadır. Bu yaklaşım ile ekolojik yapı üretimlerinde ahşap malzeme kullanımına bakıldığında genellikle, malzemenin işlenmemiş özelliklere sahip olduğu görülmektedir.

Bitkisel atıkların kullanımı: Güvenilir yenilenebilirlik, biyo-parçalanabilirlik ve çevre dostu olma gibi özelliklerinden dolayı bitkisel atıkların da yapı malzemesi olarak kullanım alanları son yıllarda artmaya başlamıştır. Yıllık yenilenebilir bir kaynak olması ve üretiminde az enerji gerektirmesi önemli özelliklerdir. Yapılarda bitkisel atıklar, bağlayıcı içinde donatı, dolgu malzemesi, yalıtım malzemesi gibi farklı amaçlarla kullanılabilmektedir. Enerji etkin yapılarda bitkisel atıkların daha çok kerpiç malzeme içinde donatı şeklinde ya da yalıtım malzemesi olarak kullanıldığı görülmektedir; saman balyası, saz kamışı şeklinde (Şekil 5-6). Söz konusu bitkisel atıkların özellikle farklı yapı elemanlarının teşkilinde kullanılması ile ekonomik ve enerji etkin yapı üretiminde düşük maliyetli inşaat malzemelerinin gelişimi de sağlanabilecektir.

Cam kullanımı: Yerel malzeme kullanımında bölgelere göre farklı kararlar alınmasına rağmen, cam seçim ve kullanımında kaynaklara dayalı bölgesel ayrım yoktur. Ancak, iklim verilerine dayalı bölgesel bir ayrım vardır. Cam teknolojilerindeki hızlı gelişim, enerji korunumu açısından olumlu etkiler sağlamaktadır. İç mekanlarda yalnızca aydınlatma yüklerinde değil, ısıtma ve soğutma yüklerinde de azalma sağlanarak belli oranda elde edilen enerji tasarrufu ile iklimsel ve görsel konfor koşullar elde edilebilmektedir. Ayrıca, cephe tasarımları ve güneş kontrolü açısından da estetik çözümler sunmaktadır. Cam, tıpkı bir deri gibi çevre koşullarına cevap verebilen bir kılıf gibidir. Gelişen cam teknolojisi ve camın çalışma prensibine göre camlar aktif ve pasif olarak ikiye ayrılmaktadır.

Pasif sistemler: Bu sistemde kullanılan camlar optik yasaları kullanarak, hacme günışığının alınmasını ve güneş kontrolü yapılmasını sağlamaktadır. Cama bu özellikler üretim aşamasında katılmaktadır. Tayfsal seçici camlar, açısal seçici camlar gibi.

Aktif sistemler: Bu sistemde yer alan camlar, içinden elektrik akımının geçmesi sonucunda saydamlık oranı değişen, günışığı kontrolü sağlarken güneş enerjisini elektrik enerjisine çeviren sistemlerden oluşmaktadır. Fotovoltaik paneller, elektrokromik camlar gibi [20].

Yapı ölçeği küçük olduğunda yerel malzemelerin kullanımının temin edilebilme açısından daha kolay olduğu, ancak, yapı ölçeği büyüdüğünde, kullanılan malzemelerin yerelden endüstri ürününe geçiş yaptığı, genellikle modern yapı teknolojisi ürünü malzemeler kullanıldığı görülmektedir. Ama ister yerel, ister teknolojik kökenli olsun, her iki grupta da malzemelerin seçim ve kullanım amacı, hatta teknolojik malzemelerin üretim amacı, yapı için enerji üretmek ya da enerjiyi daha az kullanmak prensibine dayanmalıdır.

Çağdaş Malzeme Kullanımı
Ekolojik kriterler içinde değerlendirilip Yeşil Bina olarak nitelendirilen yapılarda malzeme ve kaynak kullanımı konusunda çeşitli prensiplerin ortak olduğu görülmektedir. Bunlar, inşaat atıklarının kullanımı, geri dönüştürülmüş ve yerel malzeme kullanımıdır.

İstanbul Gebze’de Yeşil Bina örneklerinden biri olan Siemens binasında inşaat atıklarının yüzde 75’i değerlendirilmiştir. Betonda bulunan uçucu kül, geri dönüştürülmüş demirden yapılan her türlü çelik malzeme, geri dönüştürülmüş ahşaptan üretilen yükseltilmiş malzeme kullanımı tercih edilmiştir. Böylece, toplam inşaat malzemelerinin yüzde 35’inde geri dönüştürülmüş malzemelerden yapılan ürünler kullanılmıştır. Nakliye, maliyet ve yerel ekonomiye sağladığı hareketlilik açısından toplam inşaat malzemelerinin yüzde 40’ında yerel malzeme tercih edilmiştir [21].

Avustralya’da uygulanan CH2 binasında, kullanılan malzemeler için en düşük kullanım süresi 100 yıl olarak belirlenmiştir. Malzeme seçim ve kullanımında minimum enerji kullanımı, maksimum dayanıklılık, minimuma indirilen yenileme, maksimuma çıkarılan sürdürülebilirlik anlayışı hakimdir. Temel prensip bölgesel olarak yetiştirilen, kaynaklı ya da üretilmiş malzemelerin kullanılmasıdır [22].

R. Piano tarafından tasarlanan Kaliforniya Bilim Müzesi’nde, inşaat atıklarının yüzde 90’ı geri dönüştürülmüştür. Temel kazı alanından çıkarılan 32 bin ton kum San Francisco’daki onarım projelerinde kullanılmıştır. Yapıda kullanılan çeliğin yüzde 95’i geri dönüştürülen kaynaklardan elde edilmiştir. Sürdürülebilir verimli ormanlardan elde edilmiş olan yüzde 50 kereste, geri dönüştürülmüş kotlardan (blucin) gelen yüzde 68 yalıtım malzemesi olarak kullanılmıştır [23].

Verilen örneklerde görüldüğü gibi malzeme kullanımında prensip kararlar aynıdır. Ancak, belirttiğimiz kararlar dışında bazı projelerde kullanılan malzemeler, yapının enerji verimliliğini artırmak ve enerji üretimine doğrudan katkı sağlamak amacıyla özel olarak tasarlanmıştır.

İsviçre’de D. Schwarz tarafından tasarlanan Güneş Evi’nde (Şekil 7), cam paneller arasında parafin doldurulmuş plastik torbalardan oluşan yeni tür bir ön cephe geliştirilmiştir. Bu sistem çimentonun sağladığına oranla on kat fazla termal depolama özelliğine sahiptir. Gündüz sıcaklığında parafin sıvılaşıp evre değişimi sayesinde termal depolama kütlesi görevi görmektedir. Güneşli bir kış gününün sonunda parafin erimiş olduğundan duvarın rengi daha açık bir hal alarak ışığı daha fazla geçirmektedir. Yapı prefabrik kereste ünitelerden meydana gelmektedir. Dış duvarlar için iyice yalıtılmış 40 cm’lik oyuk kutu elemanlar kullanılmıştır. Çatı ve taban, ufalanmış atık kağıt ile doldurulmuştur [24].

Ekolojik “sürdürülebilir inşaat” kriteri ile uyumlu olarak tasarlanmış olan Hyper-green Consept Tower’da çevreye her gün saygı prensibi ile çevre dostu malzemeler ve güncellenebilen inşaat teknikleri uygulanmaya çalışılmıştır. Kulede, kendinden yerleşebilen, üstün performanslı beton (RPB) kullanımı öngörülmüştür (Şekil 8). Bu beton, geleneksel betonlara göre ultra yüksek dayanıklılık ve dayanım özellikleri yanında, inşaat için gerekli hammadde miktarını ve yapının toplam ağırlığını azaltmaktadır. Yapının kabuğu dokunmuş bir örtü gibidir. Hem güçlü hem zarif bir izlenim yaratmaktadır [25]. Reaktif Pudra Betonu (RPB) genel kavram olarak mikroyapı mühendisliği yaklaşımıyla geliştirilmiş bir malzemedir. Günümüzde RPB ile 200-800 MPa değerinde basınç dayanımı elde edilmiştir. RPB uygulamada, özellikle içinde güçlendirici çelik donatının bulunmaması, mimaride şekil ve boyutlar açısından sınırsız olanaklar sunmaktadır. Bu beton ile ağırlık azaltılabilmekte, yangına ve dış etkilere karşı kalıcı, dayanıklı ve daha ekonomik bir yapı tasarlanabilmektedir [26].

A. Otegui’nin Nano Vent-Skin (NVS) tasarımı (Şekil 9), enerji üretimi açısından farklı bir kaplama malzemesidir. NVS, güneşi yakalayabilmek için fotovoltaikleri kullanan ve rüzgarı yakalamak için ise mikro-rüzgar türbinlerini kullanan bir bina örtüsüdür. Otegui, NVS’nin üretim yöntemi olarak nano-üretimi biyo-mühendislik organizmalarıyla birleştirmektedir ve organik yapısı nedeniyle duvar, CO2’in havadan yakalanması esnasında ilave fayda sağlayabilmektedir. Yapının dış örtüsü, organik fotovoltaik örtü vasıtasıyla güneş ışığını emmekte ve bu ışığı nano-tellerin içindeki nano-liflere göndermektedir. Ardından, her bir panelin sonundaki depolama ünitelerine aktarılmaktadır. Paneldeki her türbin, yapıyla temas ettiği her uçtaki kimyasal reaksiyon vasıtasıyla enerji üretmektedir. Polarize organizmalar, her türbin dönüşünde bu işlemden sorumlu olmaktadır. Her türbinin iç örtüsü, CO2’i rüzgar olarak çevreden emen bir filtre görevi görmektedir [28].

R&Sie(n) tarafından Fransa’da özel bir konutta [29] cam malzeme ile sıradışı bir tasarım uygulanmıştır (Şekil 10). Özel bir konut olarak tasarlanan yapının, kendi yapı kabuğu dışında 1200 adet eğrelti otu ve bu yeşilliğin içinde 300 adet cam hücrelerden oluşan ikinci bir kabuk, deri olarak tasarlanmıştır. Cam hücreler üfleme şişirme yöntemi ile üretilmiş özel ürünler olup, içinde su ve Rhizobia denilen bir tür bakteri solüsyonu yer almaktadır. Yapı kabuğunda yeşil set ile komşuyla olan ilişki kesilmiştir. Kullanılan cam hücreler ile ışığın mekanlara ulaşması sağlanmıştır. Günışığının iç mekanlara taşınması ile enerji sarfiyatının önüne geçilerek enerji üretken bir ikinci kabuk tasarlanmıştır.

Geleneksel yapı malzemeleri dışında özel projeler için butik olarak deneme amaçlı ya da nanoteknoloji ürünü malzemeler ile bugün enerji üretebilen ya da enerjiyi verimli kullanabilen yüksek performanslı malzeme, yapı elemanı ya da yapılar tasarlamak mümkündür. Burada malzemenin üretim amacı enerji etkin tasarım kriterine dayanmaktadır. Ancak, üretilen malzemeler çoğu zaman ileri teknoloji gerektirdiği için malzeme üretiminde önemli bir kriter olan maliyet kısmı göz ardı edilmemelidir.

Sonuçlar
Malzemenin teknolojik tarihi 1800’lü yılların Endüstri Devrimi ile bir dönüm noktasına girmiştir. Ancak, 18. yüzyılın ortalarından bugüne kadar artan etkileri ile tarihte hiç olmadığı kadar doğa tahrip edilmektedir. Bu tahribatın oluşumunda, yapı üretimi önemli bir paya sahiptir. Yapı üretimini şekillendiren, strüktür, biçim ve yaşam döngüsü sıralamasında görünmeyen aktör aslında “Malzeme”dir. Bugün gittikçe artan çevresel problemlerin oluşumunda malzeme payına düşen yüzdeyi azaltabilmek amacıyla üretici, tasarımcı, kullanıcı ve devlet olarak çeşitli kararların alınması ve hayata geçirilmesi gerekmektedir. Bunlar;

• Yerel malzemelerin üretiminin ve kullanımının artırılması ve koşullarının çevrecilik esaslarına uygun olarak gözden geçirilmesi gerekmektedir.
• Geleneksel malzemelerin kullanımının bölgesel olarak kaynaklar (doğaltaş, orman ya da toprak) ve iklim koşulları (kerpiç gibi) esas alınarak artırılması teşvik edilmelidir.
• Ulusal olarak yapı üretimindeki tüm konuları esas alan Yeşil Bina değerlendirme sistemi geliştirilmelidir. İklim koşulları ve kaynaklara uygun şekilde malzeme seçim ve kullanım esasları da belirlenmelidir.
• İnşaatların başlangıç aşamasından bitim aşamasına kadar geçen süreçte oluşan atıkların aynı ya da farklı binalarda kaynak olarak kullanılması sağlanmalıdır.
• Her atık (bitkisel, sanayi) başka bir üretimin kaynağı olmalıdır. Yenilenebilir kaynak olarak bölgesel yıllık üretimler göz önüne alınarak, bitkisel atıkların yapı malzemesi üretiminde doğrudan ya da dolaylı olarak kullanılması teşvik edilmeli, bu ürünlerin endüstriyel boyutta üretimine başlanması gerekmektedir. Bu bitkisel atıkların oluşturacağı çevre kirliliğinin önlenmesi, üreticiye ekonomik destek ve enerji kullanımı açısından ülke ekonomisine fayda sağlayacaktır.
• Fonksiyon, yapım sistemi, biçimi ne olursa olsun her yapının kullanım ömrünü tamamladıktan sonra başka bir yapının üretiminde kaynak oluşturacak şekilde tasarlanması, malzeme üretimini azaltarak enerji kullanımında verimliliği artıracaktır.
• Sadece tasarımcıların ya da malzeme üreticilerinin değil, toplumun bilinçlendirilmesi ve ulusal, hatta uluslararası boyutta yaptırımlar olabilmesi için devlet politikalarının yeniden gözden geçirilmesi gerekmektedir.
• Üreticileri, tasarımcıları ve kullanıcıları, ekolojik kriterlere uygun yapı üretimini özendirici, teşvik edici yasal düzenlemelerin yapılması gerekmektedir. Bugün, yaşanabilir bir çevrede olabilmek, yarın yaşanılabilecek bir dünyayı da miras bırakabilmek amacıyla toplumsal bir örgütlenme içine girilmesi şarttır.

Kaynaklar

1. Kafesçioğlu R., Akman, A., İnsan Sağlığı-Yapı-Malzeme İlişkisi, Mimarlıkta Malzeme Dergisi, Yıl:6, Sayı:18, Kış 2011.
2. Esin, T., Sürdürülebilir Yapılaşma için Uygun Malzeme Seçimi, Yapı Dergisi, Sayı: 291, Sayfa: 83–86, İstanbul, 2006.
3. www.usgbc.org (Son erişim tarihi: Şubat 2012)
4. www.bream.org (Son erişim tarihi: Şubat 2012)
5. www.mcdonough.com (Son erişim tarihi: Şubat 2012)
6. Yalçınkaya, A., Yapı Malzemesi ve Çevre Etkileşimi, İTÜ, FBE, YL Tezi, İstanbul, 1995.
7. Tanaçan, L., 21. Yüzyıldan Geleceğe Malzeme Teknoloji ve Mimarlık, Mimarlıkta Malzeme Dergisi, Yıl:5, Sayı:15, Bahar 2010.
8. Balanlı, A., Taygun, G.T., Yapı-Sağlık İlişkisi ve Yapı Ürünlerinden Kaynaklanan Yapı İçi Hava Kirliliği, Mimarlıkta Malzeme Dergisi, Yıl: 5, Sayı:17, Güz 2010.
9. King, B. Toprak Mimarisinin Yeniden Doğuşu, Kil Kökenli Taze ve Güncellenmiş Bir Bakış. Mimarlıkta Malzeme Dergisi, Yıl: 5, Sayı: 17, Güz 2010.
10. Gürdal, E., Acun, S., Yenilenebilir Bir Malzeme Kerpiç ve Alçılı Kerpiç, TMH, Sayı: 427-5, 2003.
11. Kurtul, P., Terk Yok. Mimarlıkta Malzeme Dergisi, Yıl: 5, Sayı: 15, Bahar 2010.
12. www.yapi.com.tr Han Tümertekin, Ayvacık, Çanakkale. (Son erişim tarihi: Şubat 2012).
13. www.mimoa.eu Han Tümertekin, SM Evi, Büyükhusun, Çanakkale. (Son erişim tarihi: Şubat 2012).
14. www.hamurkirec.com (Son erişim tarihi: Şubat 2012)
15. Akman, A., Yapıda Ekoloji Kavramı Bütünsel Olarak Ele Alınmıyor,  http://v3.arkitera.com/interview.php?action=displayInterview&ID=165 (Son erişim tarihi: Şubat 2012) [16]. www.kuczia.com CO2 Saver House,(Son erişim tarihi: Şubat 2012) [17]. www.arkitera.com Demmler evi (Son erişim tarihi: Şubat 2012) [18]. http://www.solarhaven.org/NewStrawbale.htm (Son erişim tarihi: Şubat 2012) [19]. http://www.hiss-reet.com (Son erişim tarihi: Şubat 2012)
16. Manav, B., Kutlu, R., Küçükdoğu, M.Ş., Mimaride Kullanılan Cam Türlerinin Aydınlatma Açısından İncelenmesi, V. Ulusal Aydınlatma Sempozyumu ve Sergisi, 2009.
17. Yaman, C., Siemens Gebze Tesisleri Yeşil Bina, IX. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi, 2009.
18. www.melbourne.vic.gov.au/Environment/CH2/aboutch2/Pages/AboutCH2.aspx (Son erişim tarihi: Şubat 2012)
19. www.archdaily.com/6810/california-academy-of-sciences-renzo-piano/ (Son erişim tarihi: Şubat 2012)
20. Rollof, J., Does Climatically Responsive Conctruction Lead to a Spesific Formal Languages, Detail Dergisi, sayı: 6, 2002.
21. www.lafargenorthamerica.com/wps/portal/na/en/5_3_1-Hypergreen (Son erişim tarihi: Şubat 2012)
22. Dauriac, C. “Special Concrete May Give Steel Stiff Competition”, Building with Concrete, The Seattle Daily Journal of Commerce, p.5, May 9, 1997. [27]. http://www.theconcreteproducer.com/industry-news-print.asp?sectionID=1419&articleID=820617 (Son erişim tarihi: Şubat 2012) [28]. http://www.jetsongreen.com/2008/06/nano-vent-skin.html (Son erişim tarihi: Şubat 2012) [29]. www.arcdaily.com (Son erişim tarihi: Şubat 2012)

 

 

---

R E K L A M