Building Study: Erke Ofis ve Eğitim Binası

Yeşil yapı ve yerleşimleri, sürdürülebilirliği, sertifikasyon süreçlerini ve çevre dostu malzemeleri konu aldığımız dergimizin yenilenen yüzünde yapılı çevre uygulamalarına daha detaylı yer vermemiz kanısıyla başladık “Building Study” incelemelerimize. Mimari tasarım süreci ile başlayan ve şantiye süreciyle devam eden inşaat uygulamarını aşama aşama inceleyebileceğiniz “Building Study” sayfalarımızın ilk projesi Erke Ofis ve Eğitim Binası.

Building Study projesi olarak öncelikle Erke Ofis ve Eğitim Binası’nı seçme nedenimiz; bu binanın LEED, BREEAM ve DGNB gibi uluslararası yeşil bina sertifika sistemlerinin eğitimlerinin verileceği bir merkez olması. Çünkü eğitime katılacak olan; mimar, mühendis, yatırımcı, proje yöneticisi ve bu konuda uzman olmak isteyen üniversite öğrencileri teorik eğitim alırken aynı zamanda malzeme ve uygulama örneklerini de yerinde inceleyebilme imkanına sahip olacaklar.

Proje, Çamlıca/Kısıklı’da bulunan 400 m2 inşaat alanına sahip 4 katlı, mimari değeri oldukça tartışmalı 1980’lerde inşa edilmiş mevcut bir yapının çağdaş bir mimarlık anlayışı ile farkındalık yaratacak ve aynı zamanda en üst seviyedeki yeşil bina sertifikalarına hak kazanacak bir şekilde renove edilmesidir.

Bina, arazide kuzey güney aksına oturmakta ve yakın çevre olarak en önemli unsur, güney cephesinin karşısında yer alan koru manzarasıdır. Diğer yapılaşmalara bakıldığında, villa konut siteleri, restore edilmiş eski yapılar ve bunlar ile iç içe geçmiş apartmanların bulunduğu, birbirinden oldukça farklı yaklaşımları barındıran bir çevre söz konudur.

Bu yapı ve çevre üzerinden projeyi mimari yaklaşım, buna bağlı mimari çözümler ve kullanılan malzeme ve teknolojiler olarak ele alınması daha açıklayıcı olacaktır.

En öncelikli mimari yaklaşım, yeşil bina kriterleri için de büyük önem taşıyan, mevcut yapıların mümkün olan maksimum oranda korunabilmesi prensibi olmuştur.

Dolayısıyla konsepte yön veren en belirleyici unsur yine bu mevcut binanın kendisi olmuştur.

Bundan yola çıkaraktan ana tasarım kriteri, mevcut yapıda yalnızca sağlıklaştırma için ihtiyaç duyulan müdahaleleri yaparaktan bu yapıya monolit bir kabuk giydirmek suretiyle çağdaş ve radikal bir mimari kütle elde etmek olmuştur.

Bu kabuk 3 aşamadan oluşmakta; yapıya kimliğini kazandıran, cephe ve çatıda bir bütünsellik içinde devam eden antrasit renginde çinko kaplama, ön cephede (güney cephesi) hem tasarım olaraktan koyu kütleye zıtlık oluşturacak hem de gölgelik olarak kullanılacak beyaz mesh kaplama, ve bir baca etkisi ile doğal havalandırmayı sağlayacak ana giriş kapısının bulunduğu cam tüp.

Bunu sağlamak amacıyla yapılan müdahaleler; sağlıksız çatının sökülmesi ve yerine çelik çatı uygulanması, güney aksındaki koru manzarası için bu cephede maksimum deliklerin açılması, doğu-batı cephelerinde mimari kaygı ve günışığından en üst seviyede yararlanacak şekilde pencerelerin yeniden oluşturulması ile sınırlı kalmıştır. Bu sayede yeni kabuk içinde kalan mevcut bina yüzde 60 oranında korunmuştur.

Projede katlar fonksiyonlara göre ayrılmıştır. Çatı katında eğitimlerin verileceği seminer odası, bunun altındaki Zemin ve 1. Katta açık ofis alanları ve yönetici ofisleri bulunmaktadır. Bodrum Kat ise çok amaçlı kullanıma yönelik toplantı odaları, ofis alanı, mutfak/dinlenme alanı ve otopark olarak tasarlanmıştır. Bina kütlesi dışında kalan dinlenme ve otopark alanlarının üstüne yeşil çatı uygulaması yapılmış, yine bu yeşil çatı içinde bulunan ışıklık ile bodrum katta en karanlık noktalara günışığını taşımak mümkün olmuştur.

Kullanılan malzemelerin en belirleyici olanı şüphesiz projeye karakterini veren, cephe ve çatıda devamlılık gösteren çinko kaplama olmuştur. Çinko uygulanmasının en öncelikli sebebi, mimari olarak arzulanan cephe-çatı tek malzeme konseptine uyabilen doğal ve çevreci bir malzeme olmasıdır. Bununla birlikte antrasit renginin seçilmesi, gerek mimari konseptteki kütlesel yaklaşım ve zıtlıkların daha kuvvetli bir biçimde vurgulama düşüncesi, gerekse soğutmaya nazaran daha yüksek maliyetli ve uzun süreli olan ısıtma giderlerinden tasarruf etmeye yönelik bir seçim olmuştur.

Yeşil bina kriterlerinde önemli bir yer tutan çatı tasarımı konusunda projede, ana kütlede bulunan beşik çatının yüzde 60’lık kısmında elektrik üreten PV paneller, yüzde 10’luk kısmında günışığını almamıza imkan veren çatı pencereleri kullanılmış, çatının yalnızca yüzde 30’luk bölümünde kaplama malzemesi olarak çinko kullanılmıştır. Buna ek olaraktan, bina girişi olarak kullanılan cam tüp ve güney cephesindeki beyaz mesh, mimari konsept ve pasif strateji çözümlerinin bir arada uygulanmasına yönelik tasarımda yer almıştır.

Projenin ilerleyen aşamalarında ve malzeme seçimlerinde, hem yeşil bina kriterlerine hem de mimari konsepte en uygun tercihler yapılmış ve uygulanmıştır. Bu seçimlerin doğru tasarım kriterleri ile en üst düzeyde verimli olması sağlanmış ve binanın gerek enerji tasarrufu gerekse kullanıcı konforu olarak üst seviyede olması hedeflenmiştir.

Sonuç olarak bu proje ile, çevremizdeki sayısız sağlıksız, verimsiz ve tartışmalı yapılaşmanın bir örneğinin, çağdaş, radikal ve en ileri yeşil bina kriterlerini sağlayabilecek bir tasarım ile yeni bir kimlik kazanması sağlanmıştır.

PASİF HAVALANDIRMA TASARIMLARI

Stack Effect:

Binada bulunan cam tüpte geçiş mevsimlerinde ve özellikle yaz aylarında sera etkisi durumu söz konusudur. Sürekli güneş radyasyonuna maruz kalan cam tüpte; diğer iç ve dış ısı kazançların etkisiyle ısınan hava toplanır. Hapsolan ekstra ısınmış havanın, mekanik iklimlendirme ile tekrar konfor şartlarına getirilmesi fazladan bir enerji tüketimine neden olacağından; tahliyesi tüpün üç bir yanında yer alan doğal havalandırma menfezleri ile sağlanır.

Kış aylarında ise ısıtılan havanın yine cam tüpte toplanması ihtimali, hacimin tepesine yerleştirilen fan havanın homojen olarak aşağı katlara inmesini sağlar.

Cross Ventilation (Natural Ventilation):

Çatı toplantı ve seminer odası kuzey güney yönünde konumlandırılmıştır. İstanbul’un hakim rüzgar yönü dikkate alınmış ve kuzey cepheye yakın çatı pencereleri motorlu seçilmiştir. Geçiş mevsimlerinde güney cephede oluşturulacak açıklık ile (pencerenin açılması) kuzey çatı penceresinden güney açıklığına doğru hava hareketi gerçekleşmesi öngörülmüştür.

ENERJİ VERİMLİLİĞİ

ERKE Yönetim Ofis Binası, tasarım aşamasında pasif ev standartları ve uygulamaları örnek alınmış, yapılan akademik boyutta incelemeler ve çalışmalar sonrasında enerji verimliliği konusu üç ana başlık altında değerlendirilmiştir;

* Bina kabuğu pasif stratejileri

* HVAC sistem stratejileri

* Aydınlatma ve BAS sistem stratejileri

Binanın mevcut yapı olması ve yönelimi ile oynanamıyor oluşu, pencere açıklıkları ile ilgili düzenlemelere yönlendirmiştir. Gün ışığından tüm hacimlerin faydalanmasını sağlayarak hem kullanıcı konforunun sağlanması hem de aydınlatmanın minimum kullanılmasını hedeflenmiştir.

Binada cam ve opak yüzey oranın %41 olması sebebiyle saydam yapı elemanlarında seçimler çok önemli bir hal almıştır. Cam ve doğramalarda dört faktör dikkate alınmıştır.

Isı iletim katsayılarını minimuma indirmek adına camlarda -boşluklarda argon gazı kullanılmış- üçlü cam seçilmiştir. Doğramada ise termal bariyerli tip seçilmiştir. Bu doğrama sistemi, yaşanabilecek ısı kaçaklarını önler ve binada yaşanabilecek sızıntının minimize edilmesi açısından önemlidir. Bu sayede 0.88 W/m2K ısı iletim katsayısı değeri yakalanmıştır. Üçüncü dikkat edilen özellik camların gölgeleme katsayısıdır. Gölgeleme katsayısının ısıtma ve soğutma sezonlarında oluşturduğu farklı etki göz önünde bulundurulmuştur. Camlarda %38 gölgeleme katsayısı seçilirken; motorlu perde sistemi otomasyon kapsamındaki farklı senaryolar ile çalıştırılacak ve yaz döneminde bu gölgeleme ışık geçirgenliğini engellemeden sağlanacaktır. Son olarak güney cephede sağ, sol ve tepede sabit ve önde mesh gölgeleme elemanları kullanılmıştır. Opak yapı elemanlarından bodrum kat duvarları açılmış ve 10 cm XPS ısı yalıtımı ve üstüne su yalıtımı uygulaması yapılmıştır. Toprak üstü duvarlarından doğu ve batı cephede yüksek yoğunluklu(150dan) 10 cm taşyünü ve yalıtım sıvası, kuzey cephede yüksek yoğunluklu(150dan) 10 cm taşyünü, yalıtım sıvası ve 5cm karbon takviyeli nefes alabilen EPS kullanılarak pasif ev standartlarına (0.15w/m2K) yakın değerler sağlanmıştır.(kuzey cephede 0.2W7m2K,doğu&batı cephelerde 0.25 W/m2K ve güney cephede 0.27W/m2K)Çatıda ise 15cm yüksek yoğunluklu(150dan) taşyünün yanı sıra PV paneller çatıda bitiş malzemesi olarak kullanılarak malzeme -yerine kiremit veya çatı kaplama kullanılması- tasarrufu sağlanmış ve binaya entegre bir yaklaşım sergilenmiştir.(ısı iletim katsayısı 0.215 W/m2K)

Bina da ısıtma ve soğutma yüksek COP (coefficiency of performance) (3,7) ve EER(energy efficiency ratio) (3,4) değerlerine sahip hava kaynaklı ısı pompası ile yapılacaktır. Cihaz mahal içerisindeki fancoillere göndereceği iklimlendirilmiş su ile termal konforu sağlayacaktır. Soğutma yaparken atık ısıdan kullanım sıcak suyu üretebilen cihaz yaz aylarında kullanım sıcak suyu ihtiyacının tamamını bedavaya sağlamış olacaktır. Isıl depolamanın akümülasyon tankı ile kullanılarak cihazın sürekli çalışmasını engelleyip devreye giriş çıkışlarını azaltmış oluruz. Primer ve sekonder devrede bina otomasyonuna bağlı çalışacak frekans invertörlü yüksek verimli pompalar hız kontrolsüz olanlara göre %80 verim sağlar. Mahal sıcaklı sensörlerine göre çalışan fancoiller gerektiğinde üzerlerinde bulunan iki yollu motorlu vanaları kapatır ve pompanın devrinin buna göre ayarlanmasını sağlar.

Tasarımda hava kaynaklı ısı pompasının tercih edilmesinin bir diğer sebebi ise içerdiği soğutucu akışkan kapasitesi ve tipidir. İklimlendirmede soğutucu akışkan kullanan diğer sistemlere göre çok düşük kapasiteli cihazın toplam soğutucu akışkan miktarı 7,9 kg olup R410a gazı kullanılmaktadır.

Pasif ev tasarımında önemli bir yere sahip ısı geri kazanım cihazları her katta bağımsız olarak kullanılmıştır %60 ısı geri kazanım özellikli cihazlar binanın taze hava ihtiyacını filtre edilmiş ve oda sıcaklığında mahallere vererek yüksek verim ve konforlu bir havalandırma sağlar.Aydınlatma enerji verimli LED armatürler ile sağlanmıştır. Uygun ışık kullanımı ve etkin enerji verimliliği adına varlık ve günışığı sensörleri kullanılmıştır. Otomatik perdeleme ile desteklenen sistem ofis kullanımı için hedeflenen LUX ve kamaşma değerlerini sağlamış olur. Ayrıca bilgisayardan kontrol edilen bireysel aydınlatmalar ile kullanıcı bazında konfor ve kontrolün yakalanması sağlanmış olur. Çalışmalar sonucu ASHRAE baz binaya göre %35 enerji tasarrufu sağladığı ortaya çıkar.

Yenilenebilir enerji kaynağı olarak PV panellerin kullanıldığı binada toplam 36 adet panelden yıllık 9,610.4 kWh elektrik üretilmesi hedeflenmektedir. Bu binanın yıllık enerji tüketiminin %28’i gibi önemli bir kısmını kapsar. Elektriğin kullanılmadı zamanlarda şebekeye verme seçeneği de tasarımda gözetilmiş durumlardan biridir.

Binada tüm elektromekanik sistemler merkezi bina otomasyon sistemi tarafından yönetilecektir. Tüm mekanik ve elektrik hatları izlenip kontrol edilecektir. Fancoil, IGK, Kullanım sıcak suyu, fan, aydınlatma ve priz sistemlerindeki enerji tüketimleri ölçülüp sistemler kontrol edilecektir.

Bütün bunların sonucunda bina enerji performansı ASHRAE 90.1.2007 standardına göre baz bina ile karşılaştırıldığında %47 tasarruf ettiği görülür.

SU VERİMLİLİĞİ

Su konusuna binada;

*Bina içi tüketimin azaltılması,

*Atık suyun geri kullanımı,

*Verimli bahçe sulama, stratejileri izlenmiştir.

Bina içinde, 4l/d lavabo bataryaları, 5l/d eviye bataryaları, 8l/d duş bataryaları kullanılarak baz binaya göre %21 tasarruf sağlanmıştır. Susuz pisuarlar ve 2/4 l düşük kapasiteli rezervuarlar kullanılarak %63 tasarruf sağlanmıştır. Bu toplamda %47’lik bir tasarruf sağlar.

Binada lavabo ve duşlardan -atık su tesisatından ayrı olarak- toplanan gri su depolanıp arıtılarak bina içi rezervuarlarda ve bahçe sulamada kullanılır. Bu bina içi tasarrufun %70’e ulaşmasını sağlar. Ayrıca arıtılmış gri su yağışın en az olduğu Ağustos ayında bile ihtiyacı %100 karşılamaktadır. Bu sebeple yağmur suyunun ayrıca depolanmasına ihtiyaç duyulmamıştır. Su ile ilgili ayrıca ana bina girişinde suyun izlenmesi adına otomasyona bağlı su sayacı ve majör su kaçaklarını önlemek adına debi ölçer ve motorlu kesme vanası kullanılacaktır.

İÇ HAVA KALİTESİ

Her katta yer alan ısı geri kazanımlı havalandırma cihazları ASHRAE 62.1.2007 standardında hedeflenen havalandırma şartları ve minimum %30 artırılmış hali sağlanmış olur. İnşaat sırasında bütün açık havalandırma kanallarının ağzı kapatılmış olup toz vb. partiküllerden arındırılmıştır.

Ofis hacimleri ve toplantı odalarında sıcaklık, nem ve CO2 ölçümü yapılmaktadır. Isıtma ve soğutmada kullanılan fancoil cihazları sıcaklık sensörlerinin yaptığı ölçüme göre devreye girer. Set edilen değer ASHRAE 55.1.2007 termal konfor şartlarına göredir. Isı geri kazanımlı havalandırma cihazları ise ölçülen CO2 seviyesine göre devreye girer ve mutlak taze hava ihtiyacını karşılamış olur.

AKUSTİK

Bütünleşik süreç yönetiminde binanın akustik performansı için tasarım süresi boyunca akustik bir uzman ile çalışılmış, ve aşağıdaki hedefler belirlenmiştir.

• Çevresel gürültünün, hacimlerin geri plan gürültü düzeylerini arttırmaması için yapı kabuğu kagir bölümlerinin ses yalıtım performansı Rw > 50 dB olarak belirlenmiştir. Pencereler için ise minimum ses yalıtım performansı Rw > 37 dB olarak belirlenmiştir. Söz konusu değerleri sağlamak için üç camlı doğrama sistemi kullanılmıştır. Bu sayede açık ofisler ve bireysel ofisler için hedeflenen maksimum geri plan gürültüsü olan 45dB(A)’ e ulaşılması hedeflenmektedir.

• Konuşmanın anlaşılabilirliğinin sağlanabilmesi ve ofisler için önerilen yansışım sürelerine erişilebilmesi için açık ofis bölümlerinde tavanda 20mm kalınlığında gürültü azaltım sınıfı NRC 0.95 olan sertleştirilmiş camyünü üzeri akustik kumaş kaplı paneller kullanılacaktır.

Bireysel ofisler ve toplantı odalarında ise akustik ahşap paneller kullanılacaktır. Bu sayede hacimler için maksimum yansışım süresinin (Reverberation Time) 0.5-0.6sn civarında tutulması sağlanacaktır.

• Bireysel ofisler ile açık ofisler arasındaki duvarların ses yalıtım performansları Rw 50dB olarak öngörülmüştür. Ofis kapılarının ise minimum Rw 35dB ses yalıtım performansına sahip olmaları ön görülmüştür.

• Bir üst katta çalışanların darbe gürültüsünün alt kata aktarılmaması için katlar arasındaki döşemelerin darbe sesi performanslarının, IIC > 55 olması gerekmektedir. Bu nedenle döşemelerde şap altında darbe sesi önleyici 8mm kalınlığında SBR kauçuk bazlı şilteler kullanılacaktır.

PEYZAJ TASARIM VE BİYOÇEŞİTLİLİK

• 30m2’lik sert peyzaj alan yeşil çatıya çevrilerek, yeşil alan/açık alan %100 oranında artırılmıştır.

• Tasarım aşaması boyunca konusunda uzman bir ekolojist ile çalışılarak sahadaki ekolojik değerlerin korunması ve geliştirilmesi kapsamında, 27 tür bitki çeşidi öngörülerek sahadaki mevcut ekolojik değer %25 oranında artırılmıştır.

• Peyzaj sulaması için gerekli su miktarının tamamı gri sudan elde edilerek %100 oranında su tasarrufu elde edilmiştir. Fakat gri suyun pompası için enerji harcanır, bu enerjiyi minimuma düşürmek için yerel bitki seçimi esas alınmış, bununla birlikte bitki çeşitlerinin değişen iklim koşullarında yaşamını sürdürüp sürdüremeyeceği, bakım gereklilikleri, kuraklığa ve neme dayanıklılığı gibi özellikleri dikkate alınarak su etkin sürdürülebilir bir peyzaj tasarımı ortaya koyulmuştur.

• Kuzey bahçe duvarı tampon bölge seçilerek, yeşil duvar uygulaması yapılmıştır.

• Güney ve batı cephesinde seçilen ağaç türleri kışın yapraklarını döken, yazın ise yapraklarını açan ağaç türlerinden seçilmiştir.