İyi bir yapı kabuğu; estetik tarafının yanı sıra ana fonksiyonlarını da sorunsuz yerine getirmeli ve yapı ömrü boyunca ciddi restorasyonlara ihtiyaç duyulmayacak şekilde tasarlanmalı.
cephe: tasarım ve özellikler
Mimarlık tarihinde modern mimarlık akımı ile birlikte yapılarda akıcı açık alanlar artmaya başladı. Modern mimarinin öncü ustalarından sayılan Mies Van der Rohe, asgari yapısal çerçeveye sahip binalar tasarlamış ve bu tarzı “kabuk ve iskelet mimari” (skin and bones architecture) olarak adlandırmıştır. Yani modern mimari akımında üretilen yapılarda en önemli iki unsurdan biri “kabuk”tur. Kabuk, yapıda iç ve dış ortam arasındaki iklim geçişlerini kontrol ederken; aynı zamanda yapıların şeklini de belirleyen, dışarıdan yapıya ve içeriden dışarıya bakıştaki mimari karakteri oluşturan en önemli parametre şüphesiz.
İyi bir yapı kabuğu; estetik tarafının yanı sıra ana fonksiyonlarını da sorunsuz yerine getirmeli ve yapı ömrü boyunca ciddi restorasyonlara ihtiyaç duyulmayacak şekilde tasarlanmalı. Kabuk tasarımında vizyon, opak yüzeylerin yoğunlukları ve harmonisi oluşturulurken, iç kullanıcıya sağlayacağı konfor da göz ardı edilmemeli. İç kullanıcı için yapı kabuğu tasarımında göz önünde tutulması gereken temel konfor şartları; ısı ve sıcaklık kontrolü, hava ve su geçirimsizlik, iç ortamdaki nemin kontrollü bir şekilde tahliyesi ve iç ortamdaki oksijen yoğunluğunun kontrol edilebilmesi (doğal havalandırma) olarak belirtilebilir. Bu temel şartları yüksek oranda yerine getirebilen ve aynı zamanda göze hitap edebilen bir kabuk (cephe) başarılı bir tasarım öyküsünü ömrü boyunca yaşatabilir.
süreç
I. Mimari Tasarım Aşaması
Esasen tasarım sürecinin başladığı bu aşama biz cephe mühendisleri için en kritik dönemi oluşturuyor. Zira mimari tasarımı tamamlanmış bir yapı kabuğunda, konfor şartlarını arttırıcı ve uygulamayı kolaylaştırıcı yönde revizyonları gerçekleştirebilmek bazen oldukça güç olabiliyor. Bu sebeple, birlikte çalıştığımız gruplara her zamanki tavsiyemiz; yapı kabuğu mühendislik çalışmalarını, mimari tasarım sürecinde başlatmaları yönünde. Aslında bu husus birçok örneklendirme ile üzerine uzunca konuşulabilecek, başarısız cephe tasarımlarının ortaya çıkmasındaki en önemli nedeni oluşturan bir konu başlığına sahip. Sektörü bu anlamda bilinçlendirmeye çalışıyoruz. Yapı kabuğu da tıpkı yapı ana taşıyıcı iskelet sistemi gibi mimari tasarım ve mühendislik çalışmaları ile birlikte şekillenmeli.
II. Cephe Konsept Tasarımı Aşaması
Bu aşamada, mimari tasarımı tamamlanmış yapı kabuğunun nasıl projelendirileceği, hangi malzeme alternatiflerinin mimari tasarıma uygun olduğu ve konfor şartlarını azami şekilde sağlayacağı, bu alternatifler arasındaki fonksiyonel ve maliyet farkları, sürdürülebilir bir cephe tasarlamak için dikkate alınacak diğer unsurlar ve yardımcı sistemler gibi şematik tasarımın önünü açacak ana kararlar üzerinde çalışılır. Bu aşamada yapılacak sistem ve malzeme seçimleri doğru planlama ve projelendirme sürecinin de ötesinde başarılı bir cephe tasarımı için kritik önem taşır.
III. Cephe Detay Tasarımı Aşaması
Mimari tasarım ve cephe konsept tasarımı aşamalarında alınan kararlar ışığında bu aşamada cephe sistemi elemanlarının boyutlandırılması ve uygulama detayları belirlenir. Cephe imalat süreci için kritik öneme sahip bu tasarım evresi sürdürülebilir, konfor şartlarını sağlayan bir cephe sistemi için de oldukça önemli.
Hızla artan dünya nüfusunun bir sonucu olarak enerji tüketiminde yaşanan artış, çevreye duyarlı ve bilinçli toplumları enerji koruması yüksek cephe sistemleri tasarlamaya itiyor.
sürdürülebilirlik
Cephe sistemlerinde sürdürülebilirlik; geri dönüştürülebilir malzeme kullanımının yanı sıra, uygulanan cephe sisteminin hizmet ömrünün azami düzeyde tutulmasıyla ilgili. Ana konstrüksiyon tasarım kriterleri doğru şekilde planlanmalı. Sistemde kullanılan farklı malzemelerin birbirleri ile olan uyumları sorgulanmalı. Örneğin; bimetalik korozyona sebep olacak bağlantılardan kaçınılmalı, zaruri bağlantılar söz konusu ise malzemelerin birbirleri ile temasları özel yalıtım elemanları kullanılarak kesilmeli. Bir diğer önemli konstrüksiyon tasarım kriteri ise farklı genleşme katsayılarına sahip malzemelerin birbirleri ile olan bağlantılarında hareket toleranslarının düşünülmesi ve kayıcı bağlantıların geliştirilmesi. Her şekilde labil bağlantılardan kaçınılmalı. Cephe strüktürünün sürekli zati yük taşımayan (non-structural), sadece kendi yükü ve dış etkiler olan canlı yükleri (rüzgar, kar vb.) taşıyan sistemler olduğu unutulmamalı ve ana taşıyıcı sistemle yaşayacağı rölatif hareketlere toleranslı bağlantılar geliştirilmeli. Cephe hizmet ömrünü uzatacak bir diğer önemli unsur ise şüphesiz ki doğru malzeme kullanımı. Özellik cephe sisteminin konfor şartlarını yerine getirmesini sağlayan ve elastik birleşimlerde kullanılan fitil, conta, silikon, mastik gibi sarf malzemelerin cinsi ve ebatları doğru tayin edilmeli.
eğilim
Yüksek yapı sınıfında yoğun camlamaya sahip binaların sayısındaki artış şüphesiz güneş kontrolünü cephe tasarımının en önemli unsurlarından biri haline getirdi. Öyle ki, bu unsur birçok farklı endüstri ürününün (güneş kontrol kaplamalı camlar, ZIP perde sistemleri, iç mekan gölgeleme sistemleri, dış mekan güneş kırıcılar vb.) pazarda pay sahibi olmasının yolunu açtı. Güneş koruma özelliği yüksek kabuklar ile özellikle soğutma yüklerinden önemli enerji tasarrufları sağlanabilir. Bu sayede kullanıcı konforu artarken, yapı işletme maliyetleri de önemli ölçüde azalır. Hızla artan dünya nüfusunun bir sonucu olarak enerji tüketiminde yaşanan artış, çevreye duyarlı ve bilinçli toplumları enerji koruması yüksek cephe sistemleri tasarlamaya itiyor. Özellikle Avrupa’da pasif yapı tasarımları geliştirilirken (zero energy building), yapı kabuklarındaki boşluklar için yüksek ısı yalıtımlı cephe sistemleri tasarlanmaya başlandı. Ülkemizde de son zamanlarda bu anlamda bir duyarlılık oluştu ve cephe sistemleri ısı yalıtım performans değerleri tasarımcının uygulama öncesinde belirlemesi gereken önemli bir unsur haline geldi.
teknolojinin katkısı
Teknolojideki gelişmeler birçok alanda olduğu gibi cephe sektöründe de katma değeri yüksek ürünlerin sayısını artırıyor. Camda artan ürün çeşitliliği bunun en güzel örneklerinden biri. Gelişen teknolojik imkanlar ile birlikte yapılardaki temel ihtiyaçlar gözetilerek katma değeri yüksek ürünler üretiliyor. Önce ısı yalıtımsız tek camlar yerini, iki cam plakanın ısı yalıtım katsayısı düşük bir çıtadan teşkil, çerçeve ve yalıtım elemanları ile birlikte hermetik kapalı bir kutu haline getirilmesiyle oluşan ısı cam ünitelerine bıraktı. Yapılarda camlama oranlarının artması ile birlikte vizyon camlarda güneş kontrolü ihtiyacı ortaya çıkmış ve metal iyonların cam üzerine nüfuz ettirilmesi ile güneş kontrol kaplamalı camlar üretilmiş; bu sayede güneşin zararlı ışınlarının belli oranlarda iç ortama geçişi engellenirken, camın transparan özelliği de kısmen muhafaza edilmiş oldu. Gelişen teknolojinin bu ve benzer örneklerde olduğu gibi katma değeri yüksek ürünler ile yapı kabuklarının fonksiyonel ve estetik yönlerine pozitif katkı sağladığı yadsınamaz bir gerçek. Diğer yandan, gelişen teknoloji ile birlikte büyük bir hızla ürün çeşitliliği artarken, ekonomik parametreleri öncelikli olarak gözeten kompozit ürünler de pazara sürülmeye devam ediyor. Bu ürünlerin bazıları orta ve uzun vadede yapı kabuğu temel gerekliliklerini yerine getirmekte yetersiz kalabiliyor. Tasarımcı, özellikle bu tip malzemelerin seçiminde dikkatli olmalı ve yapı kabuğunun ömrü boyunca malzeme ve sistem davranışlarını öngörebilmeli.