Çok Seviyeli ve Tırmanılabilir Bir Yapı

Nüshet Çamuşoğlu / nushet@ekoyapidergisi.org

Wangen Kulesi, kendinden şekilli, yapısal ahşap bileşenleri kullanan ilk çok katlı ve tırmanılabilir yapı. Kulenin tasarımı ve inşası, Stuttgart Üniversitesi'ndeki “Integrative Computational Design and Construction for Architecture” (IntCDC) Cluster of Excellence'ın araştırmalarına dayanır. Kule, Landesgartenschau 2024 (bu büyük ölçekli, yıllık bahçecilik fuarı Almanya'nın farklı bölgelerinde gerçekleştiriliyor - 2024 edisyonu Batı Allgäu'da) için mimari bir dönüm noktası ve öncü bir ahşap yapı olarak oluşturuldu.

Wangen Kulesi, Argen vadisindeki Landesgartenschau alanını çevredeki manzaraya bağlar. Zemin katta, kulenin üç girişi ahşap yüzeyler arasında üç yönde açılarak meraklı zihinler için davetkâr bir alan yaratıyor. İçeride, ziyaretçiler çelik spiral merdivenin 113 basamağını tırmanırken, kulenin ahşap yapısının maddeselliği ile duyusal bir bağlantı kuruluyor. Cam panelli çelik bir yapı olan izleme platformunda ziyaretçiler, ortaçağ kenti Wangen im Allgäu'nun, Argen vadisinin ve Alpler'in manzarasını seyredebiliyor.

Öncü bir ahşap yapı

23 metre (75 fit) yüksekliğindeki kule on iki uzun yapısal segmentten oluşuyor - her segment üç ayrı çapraz lamine ahşap (CLT) elemandan yapılıyor. Bu elemanlar 5 eksenli CNC ile işlenerek daha fazla doğruluk ve hassasiyet sağlanmış ve yeni geliştirilen tek malzemeli bindirmeli bağlantı kullanılarak birleştirilmiş. IntCDC'ye göre bu, “sabit kesit boyutlarını korurken sürekli CLT elemanları oluşturarak kuvvetleri her yöne iletmek” için çalışıyor.

Kulenin spiral sarmal benzeri formu ve CLT yüzeylerinin eğriliği, yatay rüzgar yüklerine dayanabilen yeni bir yüzey-aktif ahşap yapı oluşturuyor. IntCDC, “Eğrilik, oluklu bir levhaya benzer şekilde ahşap yüzeye ek sertlik sağlıyor.” diye açıklıyor. “Merdivenin merkezi omurgası, basamaklardaki dikey hareketli yükleri [insanların ağırlığını] destekliyor ve tabanda sivrilerek çeşitli yapısal bileşenler arasındaki hassas yük dağılımını zarif bir şekilde vurguluyor.”

Hesaplamalı tasarım

Wangen Kulesi, tasarımı ve inşası malzeme tutumu ve imalat kısıtlamalarını entegre etmek için kullanılan hesaplamalı tasarım stratejileriyle belirlenen kalıcı bir araştırma binası. Stuttgart Üniversitesi Bina Yapıları ve Yapısal Tasarım Enstitüsü Başkanı Profesör Jan Knippers şöyle açıklıyor: “Ahşap konstrüksiyonda inovasyon, bilimsel araştırma, maddi olarak bilgilendirilmiş hesaplamalı tasarım, dijital üretim ve uzman işçiliğe yönelik bütünleştirici bir yaklaşımla mümkün olmaktadır.” Wangen Kulesi bir yıl boyunca tasarlandı, sertifikalandırıldı ve inşa edildi. Milimetrik hassasiyet ve CNC ile işlenmiş ahşap bağlantı detaylarına sahip titiz prefabrikasyon, kulenin yerinde montajının sadece üç günde tamamlanmasını sağladı.

Kendinden şekilli ahşap

Wangen Kulesi'nin kavisli ahşap bileşenleri, ahşabın nemden kaynaklanan büzülmesinden elde edilen büyük ölçekli, kendi kendini şekillendiren üretime dayanır. IntCDC, “Genellikle, nem kaynaklı büzülme ve deformasyon ahşap yapılarda istenmeyen bir durum olarak kabul edilir,” şeklinde açıklıyor. “Ancak, değişen ortam nemi seviyelerine pullarının şeklini değiştirerek tepki veren ladin kozalağı gibi biyolojik örneklerden esinlenerek, kavisli ahşap bileşenlerin kendi kendine şekillenmesini kontrol etmek için benzer ilkeler uygulanabilir.” Kulenin kavisli ahşap elemanları, standart bir endüstriyel kurutma işlemi sırasında ahşabın nitelikli büzülmesinden kaynaklanan, hesaplamalı olarak önceden belirlenmiş bir hedef eğrilikten türetilmiş. 

Kulenin kendinden şekillendirilmiş CLT bileşenleri yerel kaynaklı ladin ile üretilmiş. IntCDC kendi kendini şekillendirme sürecini açıklıyor:

“Kendiliğinden şekillenen çift katmanlı plakalar, her biri 30 milimetre kalınlığında bir ‘aktif’ katman ve çapraz lamine edilmiş 10 milimetre kalınlığında bir ‘kısıtlayıcı’ katmandan oluşan düz paneller olarak tasarlanmış ve üretilmiş. Ahşap levhalar hafif bir hava kurutmasından sonra işlenir ve daha yüksek nem içeriğine sahip 'aktif' katman, düz bir vakum presinde kısıtlayıcı katmana lamine edilir.

Laminasyondan sonra düz plakalar, aktif katmanın levhalarının lif yönüne dik olarak büzüldüğü kontrollü bir fırın kurutma işleminden geçerek panelleri öngörülen kavisli formlarına etkili bir şekilde şekillendirir.

Kendinden şekilli üç çift katmanlı plaka ve 10 milimetre inceliğinde elastik olarak bükülmüş bir kilitleme katmanı istiflenip lamine edilerek nihai, boyutsal olarak kararlı ve doğru şekilde kavisli 130 milimetre inceliğinde bir CLT panel oluşturulur.”

Montaj

On iki uzun yapısal segment ikişerli setler halinde önceden monte edilmiş, böylece sahadaki inşaat süresi en aza indirilmiş (üç güne). Çelik bağlantılar (CLT yapısı ile merdiven arasında) ve cephenin 168 ayrı ayrı hazırlanmış karaçam panelinin çoğunluğu fabrikada önceden monte edilmiş. Kulenin bileşenleri, CO2 azaltılmış çimento ile geri dönüştürülmüş betondan yapılmış sığ bir temel üzerine yerinde monte edildi. Döner merdiven ve izleme platformu kuleye yukarıdan yerleştirilmiş.

IntCDC Clıuster of Excellence Direktörü Profesör Achim Menges, "Kulenin benzersiz ahşap yapısının ayırt edici ifadesi, doğal olarak yenilenebilir, yerel kaynaklı, bölgesel olarak üretilmiş ve kaynak etkin ahşap mimarisindeki gizli tasarım olanaklarının bir kanıtıdır." dedi.

Wangen Kulesi'nin detayları

Yükseklik: yaklaşık 23 metre (75 fit)

Kapladığı alan: 50 metrekare (538 fit kare)

İzleme kulesi çapı: 5,6 metre (18 fit)

Temel: CO2 azaltılmış çimento ile geri dönüştürülmüş beton

Ahşap yapı: 130 milimetre kalınlığında ve toplam 360 m² (3.875 fit kare) yüzey alanına sahip on iki kavisli CLT panel

Merdiven: 113 basamaklı sıcak daldırma galvanizli çelik spiral merdiven

İzleme platformu: cam panelli sıcak daldırma galvanizli çelik yapı

Proje ortakları

Cluster of Excellence IntCDC - Integrative Computational Design and Construction for Architecture, Stuttgart Üniversitesi

Institute for Computational Design and Construction (ICD): Dr. Achim Menges, Martin Alvarez, Monika Göbel, Laura Kiesewetter, David Stieler ve Dr. Dylan Wood, Gonzalo Muñoz Guerrero, Alina Turean ve Aaron Wagner'in desteğiyle

Institute of Building Structures and Structural Design (ITKE): Dr. Jan Knippers ve Gregor Neubauer

Blumer-Lehmann AG: Katharina Lehmann, David Riggenbach ve Jan Gantenbein

Biedenkapp Stahlbau GmbH: Markus Reischmann ve Frank Jahr

Stadt Wangen im Allgäu - Landesgartenschau Wangen im Allgäu 2024 GmbH