Sürdürülebilir Cepheler

Şehnaz Bugay Kaya
ARUP İstanbul, Cephe Mühendisliği

Geçmişte çevrecilik bilinci ile yapılmış bazı bina ve cephelerin sadece teknik kaygılar gözetilerek, estetikten uzak ve acemice tasarlandığını biliyoruz. Ama artık zaman değişti. Teknoloji ve estetik uyum içinde ve birbirlerini olumlu yönde etkileyecek biçimde tasarıma dahil edilebiliyorlar.

Bize ARUP’u kısaca anlatabilir misiniz?

Türkiye’deki ARUP Mühendislik hakkında çok fazla şey duyuyoruz ve yaptığınız projeler hakkında daha çok bilgiye sahip olmak isteriz.

Arup 1946 yılında kurulan bağımsız bir şirkettir. Bugün 38 farklı ülkede yer alan ve 90 ofiste çalışan tasarımcılar, planlamacılar, mühendisler, mimarlar, danışmanlar ve teknik uzmanlardan oluşan 11 bin kişilik bir ekibiz.

Bir projenin başlangıcından tamamlanma ve hatta sonrasına kadar her aşaması için gerekli olan mühendislik ve ilgili danışmanlık hizmetlerini sağlıyoruz. Projenin ve işin durumuna göre bu hizmetleri bir arada ya da tek tek de sunabilmekteyiz.

Arup, 1982 yılından bu yana her biri alanında uzman personel kadrosu ile Türkiye’de çalışmalarına devam ediyor. Şu anda 300’den fazla kişiden oluşan ekibimizle ülkedeki en büyük mühendislik danışmanlık firmaları arasında yer alıyoruz. Hem uluslararası hem de yerel yönetmeliklere hakim olan Arup ekibi, alt yapı, yapı mühendisliği ve deprem mühendisliği, geo-teknik, mekanik, elektrik, cephe, aydınlatma, kıyı mühendisliği, mimari, ulaşım, çevresel araştırmalar, proje yönetimi, proje planlaması ve inşaat kontrol ve denetimi alanlarında uzmanlaşmış bir ekiptir.

Kamu ve özel sektörde yer alan işverenlerimize bina, alt yapı projeleri ve danışmanlık hizmeti sunuyoruz. Bunlar arasında Forum TEM, Forum Trabzon, Forum Kayseri, Forum İstanbul Alışveriş Merkezleri, Maçka Rezidansları, Yapı Kredi Bankacılık Operasyonları Merkez Kompleksi, Ford Otosan Fabrikası ve İskelesi, Toyota Otomobil Fabrikası, Konya Kelebek Müzesi, Aşkabat Olimpik Kompleksi ve Çiftçi Kuleleri yer almaktadır.

Sürdürülebilirlik günün mimari dünyasının en gözde konularından biri. Kavram sizin için ve Arup için ne ifade ediyor? Bunu konumuzla ilişkilendirecek olursak; cephe tasarımı konusundaki sürdürülebilirlik kriterleri nelerdir?

Sürdürülebilirlik kavramı basit gibi görünmekle birlikte tasarım sürecine sosyal, ekonomik ve çevresel ölçütleri de dahil ettiğinden hayata geçirilmesi daha karmaşık olmaktadır. Arup’un kurucusu Ove Arup’un 30 yıl önce “Genel anlamda dengeli ve verimli bir tasarım ortaya koyan tasarım ekibi daha iyi bir çevrenin yaratılmasına katkıda bulunur” diyerek belirttiği gibi dünya üzerinde pozitif bir etki yaratmayı amaçlıyoruz. Projelerimizin merkezine sürdürülebilirliği yerleştirmek de bu etkiyi yaratmanın yollarından biridir.
Cephe mühendisliği pek çok teknik kaygıyı içeren detaylı bir çalışma gerektiriyor. Sürdürülebilir bir cephe yapmakta bu kaygılardan biri haline gelmelidir. Sürdürülebilir cephe mühendisliğine yaklaşımımız, gelişen teknoloji ve stratejileri kullanıp, yenilikçi çözümleri çalışmalarımıza dahil ederek çevresel etkileri azaltmak ve performansı arttırmaktır.

Arup Mühendisleri, Mimarları ve Danışmanları olarak işverenlerimize, binalarının nasıl karbon-nötr olabileceğini, suyu toplayarak ve yeniden kullanarak binaların nasıl kendisine yetebilir bir konuma geleceğini, sürdürülebilir malzeme kullanarak inşa etmeyi, gelecekte yaşanacak bir iklim değişikliğine nasıl uyum sağlanabileceğini ve toplum ile çevreye nasıl pozitif bir katkıda bulunabileceklerini hayal etmeleri konusunda yardımcı oluyoruz.

Bina cepheleri ilk izlenim sebebiyle son derece önemliler. Bir cephe hem estetik olarak tasarlanıp görsel açıdan çekici olurken hem de sürdürülebilirlik prensiplerine uyabilir mi?

Geçmişte çevrecilik bilinci ile yapılmış bazı bina ve cephelerin sadece teknik kaygılar gözetilerek, estetikten uzak ve acemice tasarlandığını biliyoruz. Ama artık zaman değişti. Teknoloji ve estetik uyum içinde ve birbirlerini olumlu yönde etkileyecek biçimde tasarıma dahil edilebiliyorlar. Enerji verimli modern binalarda estetik, performans, konfor ve maliyet arasında yeni bir denge yaratmak için, binanın görünüşü, konumlandırılması, rüzgar yönü, doğal havalandırma, akustik gibi pek çok değişken dikkate alınarak tasarımda çeşitliliğe gidiliyor. Mimarlar daha eşsiz ve ilgi çekici cepheler yaratırken enerji tasarruf stratejilerini tasarımlarında avantaj olarak kullanabiliyorlar.

Estetik olarak başarılı cam cepheler aynı zamanda enerji verimli olabilir. Geçmişte Avrupa’da yaygın olarak görülen ve artık ülkemizde de uygulanmaya başlanan çift cidarlı cepheler buna örnektir. Ayrıca gölgeleme elemanları ve fotovoltaik paneller dinamik bir doku yakalayıp binayı görsel anlamda oldukça ilgi çekici kılabiliyorlar.
Yeni teknoloji, inovatif malzemeler ve çok iyi kurgulanmış bir tasarım… Bu üç bileşenin kombinasyonu ile tasarlanmış yüksek verimli, sürdürülebilir cepheler aynı zamanda görsel anlamda tatmin edici olabilirler.

Cephe mühendisliği pek çok teknik kaygıyı içeren detaylı bir çalışma gerektiriyor. Sürdürülebilir bir cephe yapmakta bu kaygılardan biri haline gelmelidir.

Hali hazırda var olan bir binanın cephesini sürdürülebilirlik prensiplerine uygun olarak yenilemek, kendisine yeni teknolojileri adapte etmek mümkün müdür?

Pek çok mevcut binanın cephesi ısıl açıdan kötü bir performans sergileyebilir. Bina gereğinden çok ya da az ısınarak içerideki ısıtma ve soğutma maliyetlerinin artmasına sebep olur. Ayrıca cephe kaplama malzemelerinin dokusu yapısal olarak yıprandığında, bina demode, eskimiş görünebilir ve yenileme ihtiyacı duyulabilir. Tüm bu gereksinimler nedeniyle maliyet ve sürdürülebilirlik konuları düşünüldüğünde çoğu zaman mevcut bir binanın yenilenmesi, yıkılıp yeniden inşa edilmesine oranla daha avantajlı olur.

Bina kabuğunun yenilenmesi, gayrimenkulü her anlamda iyileştirme konusunda sürdürülebilir bir yaklaşım olarak kabul edilir. Cephe yenilemesi yapılırken cephe kaynaklı ısı kayıplarını ve güneş ışığı sebebi ile oluşan aşırı ısınmayı azaltmak, doğal ışık kazanımını arttırmak, akustik performansı iyileştirmek, doğru seçilen malzeme ve sistemlerle bakım ve hizmet maliyetlerini azaltmak cephenin performansını iyileştirmek için belirlenmesi gereken hedefler olmalıdır.
Yenilenecek cephenin dikkatlice tasarlanması, işlevsel, estetik ve enerji tasarruflu yapılar elde edilmesini sağlar. Mevcut bina cephesine yeni teknolojileri adapte etmek; örneğin ısıl performansı geliştirilmiş cephe sistemleri kullanmak, havalandırma ve aydınlatma kontrolü, gölgeleme elemanları, fotovoltaik paneller, güneş kollektörleri, rüzgar türbinleri gibi cihazları mevcut bina cephesine dahil etmek tasarım sırasında dikkate alınabilir.

Cephenin karakteristiği iklimlendirme açısından son derece önemli. Bize cephelerde uygulanabilecek ve enerji verimliliği konusunda çözüm sağlayacak tekniklerden bahsedebilir misiniz?

Bina cepheleri ısı transferi yapan geniş yüzeylere sahiptir ve pencereler, balkonlar, havalandırma elemanları gibi pek çok kritik elemanı bünyesinde barındırır. Bu nedenledir ki yapı kabuğu, bina tasarımında enerji verimliliği hedeflenirken anahtar bir rol oynar.

Enerji verimli bir cephe tasarımı, binanın daha ilk tasarım aşamasında alınacak kararlarla başlar ve sistem seçimi de dahil olmak üzere genel bina tasarımının bütününü doğrudan etkiler. Enerji verimli cepheler çevre dostu olmalıdır ve aydınlatma, ısıtma, doğru malzeme kullanımı, akustik ve diğer gereksinimlere cevap vermelidir.

Bina kabuğunda ısı yalıtımlı pencere ve çerçeveler kullanmak, yansımayı düşük, gün ışığı seviyesini yüksek tutup yapay aydınlatma seviyesini en aza indirmek, gün ışığı seviyesi ile solar faktör arasında doğru bir denge kurabilmek, fotovoltaik paneller gibi cephe elemanları ile elektrik üretebilmek, bakım ihtiyacı en az olan cephe elemanları seçmek, ‘’night cooling’’ diye adlandırdığımız; gece saatlerinde binayı doğal yollarla soğutup gündüz yapılacak enerji harcamasını azaltmak enerji verimli bir cephe tasarlanırken çözüm sağlayacak tekniklerden bazılarıdır.

Almanya’da yer alan dünyanın ilk tam ölçekli ‘’bio’’ binası BIQ House ARUP tarafından sisteme dahil edilen mikro algler sayesinde “yaşıyor”.

“Akıllı Şehir” ve “Akıllı Bina” konseptleri yayınımızda düzenli olarak yer verdiğimiz konular. Akıllı cephe konusundaki genel düşüncelerinizi bizimle paylaşır mısınız?

İnovatif, çevreye duyarlı cephe sistemlerinin akıllı cephe sistemleri ile birleştirilerek doğru bir şekilde uygulanması genel enerji maliyetlerini azaltıp aynı zamanda bina içi konforunda çok önemli derecede artış sağlar.
Akıllı bina kabuğu şeffaf ya da opak cephe elemanlarıyla inşa edilebiliyor. Kutu pencerelerin yerleştirildiği ya da hibrid havalandırmalı çift cidarlı cepheler, ışık geçirgenliği, solar faktörü, ısı geçirgenlik katsayısı gibi özellikleri isteğe ve çevresel etkilere bağlı olarak değişebilen ayarlanabilir’’switchable’’ pencereler akıllı şeffaf cepheleri oluşturacak sistemlere örnek olarak verilebilir.

Fotovoltaik paneller ve güneş enerjisi kollektörleri ise akıllı opak cephelerin kaplama malzemesi olarak sisteme entegre edilebilirler.

Almanya’da yer alan dünyanın ilk tam ölçekli ‘’bio’’ binası BIQ House ARUP tarafından sisteme dahil edilen mikro algler sayesinde “yaşıyor”. Dört kattan oluşan bu enerji evinin cephe sistemi mikro algler yetiştirerek yenilenebilir enerji kaynağı olan ısı ve biokütleler üretmek üzere kuruldu. Toplam 200 m2’den oluşan foto-bio reaktörler doğu ve güney cephelerine yerleştirildi ve içleri mikro algler ile dolduruldu. Burada istenilen şey mikro alglerin büyümesi… Mikro algler gün ışığı yardımıyla fotosentez yaparak daha hızlı büyüyüp iç ortam için gölgeleme elemanı gibi çalışıyorlar. Foto- bio reaktörler sadece biokütle üretmekle kalmıyor aynı zamanda güneşten gelen ısıyı da hapsediyor. Biokütle ve ısı ise binanın enerji ihtiyacının karşılanmasında kullanılıyor.

Nano teknoloji, biyomimikri, fotovoltaik enerji üretimi, dinamik cephe teknolojisi, yalıtım membranlarının geliştirilmesi ve akıllı bina materyalleri konularında gelişen algı sayesinde, bina cepheleri, gelecekte güzel bir yüzeyden daha fazlası haline gelerek enerji üretmeye, diğer bir deyişle çalışmaya başlayacaklar. Bu anlamda inanıyorum ki binalar çok kısa bir süre sonra gözümüzü güldüren çehreleri ile birer enerji merkezine dönüşebilecekler.