İKLİM İÇİN BİR MAKİNA / A MACHINE FOR CLIMATE
2023, Yarışma, 2.Ödül
Proje Ekibi: Emre Şavural, Fatih Yavuz, Mert Ayaroğlu, Kaan Özdemir, Kutay Kaynak
A MACHINE FOR CLIMATE* / İklim İçin Bir Makina*
*Le Corbusier’in ‘ev’ için yaptığı ‘bir yaşam makinası’ tanımına bir göndermedir.
Daha çok tüketim
Daha fazla üretim
Daha çok mekan
Daha fazla inşaat
Daha çok kaynak
Daha çok karbon ayak izi
Daha çok atık
Daha az geçirgen yüzey
Daha fazla tahribat
Daha kırılgan bir dünya
Bozulmuş bir ekosistem
İklim krizi
Dünyaya verilen hasarın geri döndürülemez sonuçları olduğuna her geçen gün daha fazla şahit oluyoruz. Ne pahasına olursa olsun daha fazla üretmek için doğaya verilen tahribat maalesef giderek artıyor. Vahşi tüketim anlayışının sonucunda doğanın ne olursa olsun bu yıkım ile başedebilecek sonsuz bir kaynak olmadığını çok acı tecrübe ediyoruz. Tüm insanlığı etkileyen olumsuz sonuçlar yanında gelecek ile ilgili daha da korkutucu öngörülerin varlığı her üretim pratiğinin yeniden düşünülmesini zorunlu kılıyor.
Her ne koşulda olursa olsun büyüyerek ekolojik krizle baş etme şansını maalesef kaybettik. Sürdürülebilir geri çekilme fikrini benimsiyoruz. Daha küçük, daha verimli, daha esnek bir planlama mantığı ile yola çıkarak gereğinden fazla yapmamak kabulu ile inşa eyleminin genel geçer kabullerini sorgulayıp yöntemleri yeniden ele almak istiyoruz Sürdürülebilirliğin en temel girdisinin kaynak kullanımını azaltacak tercihlere yönelmek olduğunu kabul ederek var olanı da yeniden kullanmanın peşinden gidiyoruz.
Geleneksel yapım döngüsü anlayışı ile, alışılmış yapı-mekan üretimi pratikleri kullanılarak her geçen gün daha fazla mekan ve yapı üretmeye devam ediyoruz. Bu eylemin sonucunda hem kaynakları verimsiz kullanarak doğada ağır bir tahribata neden oluyoruz, hem de sonsuz miktarda inşaat atığı üretip bunları doğaya terkediyoruz. Alternatif üretim pratikleri ile inşa etmeyi ve yapı bileşenlerini yeniden düşünmeye başlamalıyız. Bir yapı herhangi bir sebeple bütünlüğünü kaybettiğinde elimize mutlaka yeniden kullanılamayacak karmaşık bir yığın olmak zorunda değil. Bir araya getirilen yapı bileşenleri hem şehrin üretim kaynakları ekseninde değerlendirilmeli ve seçilmeli hem de parçalarına ayrılma potansiyeline sahip olmalıdır.
Geleneksel yapım modelinde (HAMMADDE – MALZEME – YAPIM – KULLANIM – YIKIM – ATIK) yapı malzemeleri farklı kaynaklardan temin edilerek bir araya getirilir ve yapılar elde edilir. Ekonomik Kullanım ömrü tamamlanan yapıların yeniden kullanılması yerine genellikle yıkılması ile de sonucunda moloz yığınları oluşmaktadır. Geleneksel yapım methodları ile kaynakların sonsuza kadar devamlılığının sağlanması ve doğanın bu yıkımı bünyesinde yok edebileceği inancı günümüzde yerini hızla temelde döngüsel ekonomiye dayanan döngüsel yapım modeline bırakmalıdır.
Döngüsel yapım modelinde (HAMMADDE – MALZEME – YAPIM – KULLANIM – SÖKÜM- ATIK – İLERİ DÖNÜŞÜM – YENİDEN YAPIM) ise farklı kaynaklardan temin edilen yapı malzemeleri ile inşa edilen yapının kullanım ömrünü tamamlandığı anda yıkılması yerine parçalarına ayrılarak elde edilen parçaların yeniden kullanılması esastır. Bu noktada yapım tekniği ve yapıda kullanılan malzemelerin niteliği öne çıkmaktadır. Yapının bütününü oluşturan yapısal elemanlar demonte edildiklerinde tekrar kullanıma olanak sağlayacak şekilde bütünlüğünü koruyabilmelidir. Bu sayede elde edilen yapısal elemanların farklı şekilde bir araya getirilmesi ya da geri dönüştürülmesi ile yeni ihtiyaçlara uygun, mekansal üretimler yapılabilecek yeni yapısal elemanlar elde edilmiş olacaktır.
Projenin çıkış noktası ve ana kurgusu inşaat atıklarının ve malzemelerinin yeniden kullanımı, geri dönüştürülmesi ve ileri şekilde dönüştürülmesidir (Reuse – Recycle – Upcycle). Bu şekilde Türkiye inşaat endüstrisinin en büyük açmazlarından biri olan yıkıp yeniden yapmak ve ortaya çıkan inşaat atıklarının bertaraf edilememesi problemlerinin çözümüne dair bir model oluşturulacaktır. Ham madde ve malzeme tüketiminin azaltılmasına dair en somut hedef projenin temel çıkış noktasını oluşturmaktadır.
Tasarımın ana fikri Döngüsel Yapım Modeli ışığında geri dönüşüm ile üretilmiş çelik ana çerçevenin oluşturduğu ana yapısal 3 boyutlu çelik kafesin proje alanında yer alan mevcut yapı bileşenlerinin yeniden kullanılabilecek parçalarının ileri dönüşüm yaklaşımı ile tasarımda yer bulması ve bu yeni biraradalığın oluşturduğu mimarinin görünür kılınmasıdır.
Yapı Üretim Şeması
Tasarım sürecimizde şu anda arazide bulunan yapı ve strüktürler ile neredeyse alanın tümünü kaplayan mevcut beton zeminin moloz olarak atılmasının yerine yeniden kullanım potansiyellerinin peşinden gittik. Yıkım ve söküm sonrasında yeniden kullanımını mümkün gördüğümüz bileşenleri tasnif ederek elde edilen yapı bileşenlerinin potansiyellerine odaklandık. Taşıyıcı strüktürel elemanlar olarak kullanmak yerine tamamlayıcı mimari elemanlar olarak ele alıp, mimari tasarımın kimliğini oluşturan güçlü öğelere dönüşümlerini arzuladık. Bu sayede yeniden kullanım fikrinin kullanıcılarına mimari ile doğrudan iletilmesini önemsedik.
İzmir Kenti Ölçeğinde Malzeme Tedariği
Projemizde ana strüktür malzemesi olarak Aliağa gemi söküm tesislerinde sökülen hurdaların yakın mesafedeki demir-çelik üretim tesislerinde (sertifikalı haddehaneler) eritilmesi sonucunda üretilen yapısal çelik ile sağlamayı planlıyoruz. Temin edeceğimiz noktaya olan Haddehanelere olan yakınlığımız ve aynı zamanda bu malzemelerin deniz yolu ile (ve aynı zamanda tren yolu ile) proje alanına ulaştırılabilecek oluşu sebebiyle ‘Çelik’ temel yapı elemanımız olarak belirlendi. Proje bileşenlerinden biri olan ‘Mavna’ aracılığı ile iskeleye getirilen çelikler ile önce iskelenin inşa edilmesini öneriyoruz. Süreçte farklı olasılıkların hayat bulmasını sağlayacak 3 boyutlu çelik kafesi üretiyoruz.
Geri Dönüşüm (recycle) ile elde edilmiş yapısal çeliklerin yanısıra İleri Dönüşüm (upcycle) ile yeniden kullanımı uygun olan yapısal elemanları da kullanmayı tercih ediyoruz. Proje alanında bulunan mevcut yapıları ve beton zemin kaplamasını bertaraf edilmesi gereken bir inşaat atığı olarak görmüyoruz. Hem kaynak tasarrufu yaratmak hem de inşaat malzemelerinin birer atık olarak çevresel etkilerini ortadan kaldırmak için alandaki mevcut kullanılabilir malzemenin tamamının geri dönüşüm ve ileri dönüşüm teknikleri ile kullanmayı hedefliyoruz.
Proje alanındaki mevcut yapıların yıkım-sökümünden elde ettiğimiz yapısal elemanları yeniden kullanmayı öneriyoruz. Ayrıca İzmir genelinde devam eden kentsel dönüşüm sürecinde ya da çeşitli yıkım-söküm faaliyetleri neticesinde elde edilen yapısal elemanların özenle seçilmesini ve sınıflandırılmasını öneriyoruz. Yıkım söküm sonrası ortaya çıkan yığının moloz olarak görülerek sadece kurtulmaya çalışılan gereken bir atık olmadığının altını çiziyoruz. Hedeflenen teknik nitelik kriterlerine uygun olan ve projeye uygun olan yapısal elemanların proje alanına getirilerek yapım sürecine dahil olmasını öneriyoruz.
Taş duvar parçaları, Trapez saç, Sandviç Panel, Beton zemin parçaları, Kutu Profil vb. yapı elemanları ile öncesinde oluşturduğumuz çelik karkasın referanslarını kullanarak mekanları tanımlamayı planlıyoruz. Örneğin mevcut zemini oluşturan yüksek nitelikli betonun yerinden kaldırılmadan önce parçalanması gerekiyor. Sonrasında alışılageldik olanın aksine alandan moloz olarak uzaklaştırılması yerine beton parçalarını kullanarak gabion duvar oluşturmayı öneriyoruz. Gereken yalıtım değerlerini sağlamak için kullanacağımız yalıtım katmanı ile birlikte ele alarak kullanılabilir durumda olan çeşitli metal yapı elemanlarını (trapez sac levha, kutu profil vb) kullanarak bazı duvarları oluşturmayı ve cephe kaplamalarını üretmeyi planlıyoruz. Diğer yapı bileşenlerinin birçoğunun da ileri dönüşüm sonucunda elde edilerek mavna aracılığı ile İzmir’in farklı noktalarından alana getirilebileceğini öneriyoruz. Bu sayede yapının karbon ayak izini azaltmaya çalışıyoruz.
Arazi Malzeme İleri Dönüşümü
Olasılıklar Mekanı. Yapıyı tek bir durum ve program için tasarlamak yerine farklı olasılıkları mümkün kılacak bir kurguda ele alıyoruz. Esnekliği ele alırken hem ürettiğimiz mekanların farklı kullanımlara ev sahipliği yapabilmesini istiyoruz hem de oluşturulan hacimlerin zaman içinde yepyeni ve bambaşka yaşamları da örgütleyebilmesini arzuluyoruz. Oluşturduğumuz bu 3 boyutlu gridal sistem ile amaçladığımız tam da bu olasılıkları gerçek kılacak bir referansa sahip olabilmek. Zaman içerisinde gerçekleşebilecek tüm dönüşümler için var olmaya devam edecek bu 3 boyutlu grid aynı zamanda yapısal bütünlüğünü korumaya devam ederek her durumda farklı bir olasılığı mümkün kılabilecek.
Ana taşıyıcı sistemi oluşturan 3 boyutlu gridin zemin ve çatı seviyelerinde 1’er metre yüksekliğinde boşluklar bırakıldı. Bu boşluklar birden fazla amaca hizmet ediyor. Zemindeki boşluk ile hem yüzeye teması en az düzeye indirmeyi hem de sel riskine karşı yapıyı korumayı planlıyoruz. Yine zemindeki boşluk ve çatı seviyesinde yer alan boşluk tesisat altyapısı için kullanılacaktır. Esnek bir tesisat altyapısı kurgulayarak yapının değişen ihtiyaçlara göre dönüşebilmesini hedefliyoruz. Bunlara ek olarak zemin ve çatıda bırakılan boşluklar ile yaşam alanlarının etrafında daimi bir hava akışı da sağlanacaktır. Çatı yüzeylerinin doğrudan ısıl etkiden olumsuz etkilenmemesi amaçlanmış ve doğal havalandırmanın da desteği ile altındaki mekanların konforunu artıracak bir çözüm olarak sunulmuştur.
Kullanım Alternatifleri
Ana Hacimlerin içerisinde sağlanması gereken konfor ve iklim koşullarını gözeterek daha küçük hacimler öneriyoruz. Bu hacimler ile o fonksiyon özelinde sağlanması gereken özel ısı ve akustik seviyelerine ulaşabiliriz ve böylelikle hacmin tümünde daha ortalama seviyeleri hedefleyebiliriz. Hacim içinde Hacim (Box in Box) oluşturmayı önererek hem esneklik adına yenilikçi bir yaklaşım ortaya koyuyoruz hem de enerji tüketimini minimize etmeyi planlıyoruz.
Program Yerleşimleri
Oluşturduğumuz ana hacimler kuzey ve güney çeperin dinamiklerine göre yerleşirler. Alanın geometrik yapısı Kuzey-Güney doğrultusunda bir yerleşimi olanaklı kılmaktadır. Hem hakim rüzgar yönü, hem güneşlenme açıları hem de topografik özellikler düşünüldüğünde bu yerleşim son derece verimli sonuç vermektedir. Kuzey çeperde daha geniş bir alana yayılırken güneyde körfez çeperindeki yoğun yaya trafiğini de kucaklayacak bir boşluk oluşturacak şekilde oturum izini azaltır. Aynı zamanda kesitte de insan ölçeğine yaklaşmayı önemser. Oluşturduğumuz bu hacimlerin içerisine ise bu hacimlerden bağımsız, proje alanının dışında üretilmiş çalışır durumdaki hacimler yerleştirmeyi kurguluyoruz. Bu hazır hacimlerden bazılarının kendi içinde bir bütün olan servis birimi (wc, mutfak vs) olarak çalışmasını, bazılarının ise mekansal farklı kullanımlara ev sahipliği yapabilecek birimler olmasını planlıyoruz.
Yapının esnek mimari kurgusu, farklı kullanımlara izin veren modüler tesisat altyapısı ve gridal çelik strüktür sayesinde olası fonksiyon değişikliklerine karşı hızlı şekilde mekansal adaptasyon sağlanabilir. Afet durumunda yapının bölücü duvarları hızlı şekilde sökülerek geniş kat alanları elde edilebilir ve sonrasında ihtiyaca göre farklı fonksiyonlar yapıda hayata geçirilebilir. Toplam 240 sayıda konteynırın yapı içerisine yerleştirilmesi sayesinde yaklaşık 750-1000 afet zedenin konaklamasına imkan sağlanabilecektir. Ayrıca şebekenden ve fosil yakıtlardan bağımsız şekilde devreye girebilecek olan ısıtma soğutma ve elektrik altyapısı sayesinde de Afet Koordinasyon Merkezi, Aşevi, Sağlık Merkezi gibi fonksiyonları üstlenebilir.
Afet Senaryosu – Kullanım Alternatifleri
Önce tüket sonra sıfırla yaklaşımı yerine en başından az inşa etmeyi, az kaynak kullanmayı ve operasyonel süreçte de olabildiğince az enerji tüketmeyi doğru buluyoruz. Sıfır karbon hedefi yapının önemli hedeflerinin başında gelir. Ortaya koyduğumuz en az düzeyde kaynak tüketimi ve döngüsel sistem yaklaşımı içerisinde sıfır karbon hedefini öncelikli olarak malzeme temelli gömülü karbonun olabildiğince sıfırlanması ve operasyonel karbon salınımlarının en az düzeyde tutulması şeklinde sağlamaktayız.
Enerji etkin bir yapı yapmanın, daha doğrusu ‘iyi bir tasarımın’ temelini oluşturan etkenlerin başında fiziksel koşullarla ve iklimle uyum olduğunun farkındayız. Proje alanının Kuzey-Güney aksındaki ince uzun yapısı yerleşim kararlarını ve alan kullanımını doğrudan etkilemektedir. İklim kontrolü açısından ideal olmasa da alan geometrisinin getirdiği uzun batı ve doğu cepheleri projenin ana kurgusuyla uyumlu şekilde ele aldık. Doğu cephede, komşu parseldeki aşırı yoğun yapılaşma ile fiziksel ilişkiyi en az düzeye indirebilmek adına alandan elde ettiğimiz taş ve beton atıklar ile inşa edilen gabion duvarlar yer almaktadır. Batı cephede ise yoğun Güneş etkisini en aza indirebilmek için 2 katmanlı bir cephe sistemi kurguladık. Çelik kafesin en dışta kalan çeperini farklı karakterde panellerle kaplayarak gün boyu gölgeleme sağlayacak bir cephe dili oluşturduk. İç çeperde yaşam alanlarının cephelerinde ise yine geri dönüştürülmüş trapez saçlardan üretilmiş olan Güneş kırıcılar ile de ikincil koruma sağlanmaktadır. Kuzey-Güney aksında konumlanan açık alanlar ve doğal havalandırma imkanları ile de hakim rüzgar yıl boyu yapının içine alınabilecek, bu sayede hem iç mekan konforu yüksek hem de az enerji tüketen, mekanik sistemlere daha az bağlı bir yapı ortaya çıkacaktır.
Yapısal Sistem Şeması
Isıtma-Soğutma stratejisine dair, İzmir ikliminde yılın büyük bir bölümünde soğutma yükü ortaya çıktığını düşünebiliriz. Genel yaklaşım olarak doğal havalandırma olanakları ile iç mekan konfor koşullarına ulaşmaya çalışılacaktır. Arazinin yapısı, deniz/kara aksındaki yerleşim, çapraz havalandırma potansiyeli, pasif havalandırmayı desteklemek için oluşturulmuş hava bacaları gibi girdiler yapının enerji verimliliğini üst düzeye çıkartmaktadır. Yüksek yatırım maliyetli ve işletme bakım aşamaları komplike olan ısıtma soğutma sistemleri yerine pasif sistemler ve basit-etkili araçlar kullanılacaktır.
Doğal Havalandırma Şeması
Yapının ısıtma, soğutma, havalandırma stratejisi oluşturulurken enerji verimliliği ve kaynak tüketimi ön planda tutulmuştur. Yapıya temiz hava sağlamanın temel aracı olarak öncelikle 12 ay boyunca doğal havalandırma araçları kullanılacaktır. Yaz döneminde, doğal havalandırmanın iç mekan ısıl konfor koşullarını sağlamakta yeterli olmadığı durumlarda; ana mekanlarda yüksek kapasiteli tavan pervaneleri devreye alınacaktır. Bunlara ek olarak; ihtiyaç miktarına uygun sayıda, ana mekanların içerisinde tasarlanan kapalı çalışma alanları tamamen iklimlendirilerek farklı kademelerde konfor koşulları yaratılmış olacaktır. Böylelikle 365 gün, 7/24 esasında bütün yapının iklimlendirilmesinin önüne geçilerek soğutulan toplam hacim miktarı radikal düzeyde azaltılmıştır. İklim değişikliği koşulları veya ısı dalgaları sebebi ile ihtiyaç doğması durumunda, soğutulan alanların esnek bir şekilde genişletilmesi de mümkündür.
Kış döneminde ise yapının tamamı yüksek verimlilikli şekilde ısıtılacaktır. Isıtma soğutma sistemleri su kaynaklı ısı pompası tarafından desteklenecektir. Sistem, deniz su sıcaklığından faydalanarak binayı yazın soğutmak kışın da ısıtmak üzerine kurgulanacaktır. Isı pompası cihazları ısıtma ve soğutma yapabilecek özellikte olacak olup ekstra herhangi bir ekipman teçhiz edilmeyecektir. Ek olarak, sıcak su sistemi çatıda yer alacak solar termal paneller ile de desteklenecektir. Bu sayede hep yatırım hem de işletme maliyetlerinde ciddi tasarruf sağlanması planlanmaktadır.
Doğal Havalandırma Tip Kesiti
3 boyutlu grid strüktürün Batı cephesinde farklı özelliklerdeki modüler paneller ile güneş kontrolü sağlanmaktadır. Çevresel Etkileşim Çeperi olarak adlandırdığımız bu çeperde 1,25m x 2,5m boyutlarında birbirinden farklı yenilikçi çözümlerin üretildiği modüler paneller kullanılmaktadır. Aşağıda farklı fonksiyonları tanımlanmış paneller hem Batı cephesindeki kuvvetli güneş etkisini önlemekte hem de yapının kullanıcıları ve çevresiyle dinamik bir etkileşim içerisinde olmasını sağlamaktadır.
Modüler Paneller:
- Yarı geçirgen entegre PV paneller
- Dikey tip gün ısı panelleri
- Dikey tip mikro rüzgar türbinleri
- Bitki sarılmasını sağlayan kafes teller
- Geri dönüştürülmüş kümes telleri ve balıkçı ağları
- Nem toplayıcı paneller
- Dikey bahçe panelleri
Modüler Cephe Panelleri
Proje genelinde enerji etkinliği; “Doğru Malzeme Seçimi ile Çevreye Doğru Yerleşme” olarak yorumlanmış olup, “Yeşil Alan Miktarının Artırılması Suretiyle Kentsel Isı Adası Etkisinin Azaltılması”, rüzgâr ve güneşten maksimum sağlamaya olanak tanıyan kitlesel, “Karma Bitkisel (İbreli ve geniş yapraklı) Kullanımı”, geçirimli- yarı geçirimli yapısal malzeme kullanımı ile su yönetimi gibi tasarım ve planlama çözümlerinden faydalanılmıştır. Detaylı olarak yapı yakın çevresi ve yeşil alanlarda toplanan suyun bir kısmının geçirgen malzemeler vasıtasıyla zemin suyuna karışacağı, bir kısmının ise depolanarak yeniden kontrollü kullanılacağı öngörülmüştür.
Peyzaj Kurguları
İç Mekan Kullanım Alternatifleri
