Döngüsel Tasarımda Malzeme Seçiminin Önemi Nedir?

Nüshet Çamuşoğlu / nushet@ekoyapidergisi.org
Yapılı çevre için malzeme seçimi, çevresel ve insan sağlığı açısından önemli etkiler oluşturuyor. Sürdürülebilir malzeme seçimiyle bir binanın gömülü karbon ve su kullanımını azaltmak, döngüsel tasarımın önemli bir özelliğidir. Birleşmiş Milletler Çevre Programı’nın 2023 tarihli "Yapı Malzemeleri ve İklim: Yeni Bir Gelecek İnşa Etmek" adlı raporuna göre, yapı malzemelerinin üretiminden kaynaklanan karbon emisyonları, 1995'te %15 iken 2015'te %23'e yükselmiştir. Yapı sektörü emisyonlarını azaltma baskısı altında kaldıkça, sürdürülebilir malzeme seçimi her zamankinden daha önemli hale gelmektedir.

Şimdi, mimarların ve mühendislerin döngüsel tasarım ilkelerini kullanarak bunu nasıl yapabileceklerini araştırmaları gerekiyor.

Malzeme Seçiminde Döngüsel Tasarım Nedir?

Döngüsel veya tüm yaşam döngüsü yaklaşımı, kolayca yeniden kullanılabilen, geri dönüştürülebilen ya da en azından depolama alanlarına gitmeyen malzemelerin seçimini ifade eder. Bu yaklaşım, yenileyici, düşük karbonlu ve hem enerji hem de su tüketimini en aza indiren bir yaklaşımdır. Bu özelliklere sahip malzemeler genellikle binanın sakinlerinin sağlığı ve refahı üzerinde olumsuz bir etki yaratmaz.

Döngüsel tasarımda malzeme seçiminde, malzemenin üretim, kullanım ve bertaraf gibi tüm aşamaları; yani ham maddenin çıkarılmasından ömrünün sonuna kadar olan süreçler dikkate alınır. Nihai hedef, bir malzemeyi yeniden kullanmak ve böylece atığı ortadan kaldırmak ya da en azından azaltmaktır.

Malzeme seçimine rehberlik etmesi gereken döngüsel tasarımın temel ilkeleri şunlardır:

1. Yeni yapılarda veya büyük yenilemelerde mümkün olan her yerde geri kazanılmış yapı malzemelerinin kullanılması
2. Modüler ürünlerle yeniden kullanımını kolaylaştırmak için kolay sökülebilir şekilde tasarım yapılması
3. Tavan karoları veya halı gibi malzemelerin kiralanarak atığın ortadan kaldırılması, böylece yeniden kullanılabilmesi veya geri dönüştürülebilmesi
4. Malzemenin üretimi, kullanımı veya bertarafı sırasında oluşan kirliliğin sona erdirilmesi
5. Malzemelerin uzun ömürlü olacak şekilde tasarlanması
6. Zehirli kimyasalların ve katkı maddelerinin daha güvenli alternatiflerle değiştirilmesi
7. Yeniden kullanımı teşvik etmek için her malzemeye bir kimlik atayan, paylaşımlı bir veri tabanında bir pasaport gibi işlev gören bir malzeme bankası oluşturulması

Döngüsel Tasarımda Malzeme Seçimi

Bir tasarımcı ya da mühendis, tamamen yeni bir malzeme seçerken veya projesi için uygun bir malzeme ararken, malzemenin nihai kullanıcıya nasıl hizmet edeceğini ve maliyetini değerlendirmesinin yanı sıra, çevresel ve sosyal etkilerini de göz önünde bulundurmalıdır. Başka bir deyişle, döngüsel tasarımda malzeme seçimi, sistemsel bir bakış açısını gerektirir.

Malzeme seçiminde dikkat etmek olmak için, malzemelerin Çevresel Ürün Beyanları (EPD'ler) ve Sağlık Ürün Beyanları (HPD'ler) hakkındaki bilgileri, aşağıdaki soruların cevaplarına olanak tanır:

1. Malzeme için tasarım gereksinimleri nelerdir? Listenin üst sıralarında geliştirilebilirlik ve onarım kolaylığı yer alıyor.
2. Malzeme seçim kriterleri nelerdir? Daha az hammadde kullanımı—dematerializasyon—tercih edilir.
3. Halihazırda mevcut olan malzemeler mi kullanılmalı? 
4. Var olan malzemeler nasıl değerlendirilecek? EPD'ler ve HPD'ler listenin başında yer alır.

Circular Design Guide, pek çok araç, yöntem ve kaynakla dolu olup, ayrıca birkaç döngüsel tasarımcının başarılarını vurgulayan vaka çalışmaları bölümüne sahiptir.

Yeşil Malzeme Seçimi İçin Sürdürülebilir Kaynaklar

Malzeme seçimi sürecine yeni başlayan tasarımcılar ve inşaatçılar için, bu kaynaklar ihtiyaçlarına uygun sürdürülebilir ürünleri veya ürün bileşenlerini listeleyebilir.

Cradle to Cradle sertifikalı ürünler, kategori ve sertifika düzeyine göre listelenmiştir. Yapılı çevre ve mobilyalar bir tür kategori iken ambalajlama başka bir kategoridir. Ayrıca GreenScreen sertifikalı ürünler ve kimyasallar da bulunmaktadır. Mobilyalar, kumaşlar, tekstil kimyasalları ve yeniden kullanılabilir gıda ambalajları bu ürünlerden bazılarıdır.

Yeni Malzeme Oluşturmak İçin Kaynaklar

Yeni bir yapı malzemesi geliştirmek isteyen mühendisler ve tasarımcılar, sürece aşağıdaki kimyasalların güvenliği ve sürdürülebilirliği hakkında bilgi dolu veri tabanlarına danışarak başlayabilir:

1. ChemForward, kullanıcıların güvenli ve çevre dostu malzemeler tasarlamasına olanak tanıyan bulut tabanlı bir kimyasal tehlike tarama platformudur. Mevcut daha güvenli bileşenler ticari adlarına göre listelenmiştir. Kimyasal tehlike değerlendirmeleri, C2C kimyasal derecelendirmeleri ve BM tarafından geliştirilen Küresel Uyumlaştırılmış Kimyasal Sınıflandırma ve Etiketleme Sistemi ile senkronize edilmiştir.
2. Materiom, kullanıcıların tekstiller, yapılı çevre ve daha fazlası için uygun biyolojik bazlı malzemeler oluşturmasına yardımcı olmak için açık veri ve yapay zeka kullanır. Veritabanı, biyomalzemelerin bileşenleri, nasıl üretildikleri ve performans özellikleri hakkında bilgi içerir. Bu platformla, 50'den fazla ülkede 6.000'den fazla üye ile bağlantı kurulabilir.

Sürdürülebilir Malzeme Seçimine Örnekler

İşte bina projeleri için sürdürülebilir malzeme seçiminden birkaç örnek aşağıdaki gibidir:

Aquafil tarafından geliştirilen Econyl

Halı ve tekstil döngüsünü kapatmak ve bu süreçte Cradle to Cradle sertifikası da dahil olmak üzere birçok sürdürülebilirlik sertifikası kazanmak için Aquafil, eski halıları dünya çapındaki merkezlerinde yeni halılara dönüştürür.

Aquafil Group CEO'su Guilio Bonazzi'ye göre, ECONYL yenilenmiş naylon, petrol yerine %100 atıktan üretilir ve fosil kaynaklı naylona kıyasla küresel ısınma potansiyelini %90'a kadar azaltır.

ECONYL, sonsuz kez geri dönüştürülebilir ve standart petrol bazlı naylon ile aynı kaliteyi korur ancak çok daha düşük bir çevresel etkiye sahiptir. Şirket, ABD'deki halı geri dönüşüm tesisleri aracılığıyla halı atıklarını toplar, dünya genelindeki ortaklarından endüstriyel atıkları toplar ve balık ağlarını geri kazanmak için su ürünleri yetiştiriciliği endüstrisi ile iş birliği yapar. ECONYL yenilenmiş naylon, Patagonia da dahil olmak üzere 1.700'den fazla markanın sürdürülebilirlik yolculuğunu desteklemiştir.

St. Regis Chicago

Chicago'daki St. Regis Hotels & Resorts  LEED Silver sertifikasını hedefleyerek, uçucu organik bileşikleri (VOC) azaltmak ve iç mekan hava kalitesini artırmak için düşük emisyonlu yapıştırıcılar, sızdırmazlık malzemeleri, boyalar ve kaplamalar kullanmıştır.

St. Regis projesinde tasarım mühendisi ve LEED danışmanı Scott Farbman, "LEED protokollerini takip etmek, malzemeler ve kaplamalar, binada kullanılan ürünler, aydınlatma, HVAC sistemleri gibi pek çok şeyi daha iyi seçmemize yardımcı oluyor—her şey bir performans gereksinimiyle birlikte geliyor ve bu da sürdürülebilirliği ve aynı zamanda bina sakinlerinin sağlık ve refahını teşvik etmeye ve yönlendirmeye gerçekten yardımcı oluyor" dedi.

Jeann

Porselen karo, iklim dirençli bir yapı için ideal bir malzeme seçimidir. Florim USA tarafından üretilen MILE®stone porselen karo, hem iç hem de dış mekanlarda kullanılabilir. Doğal, atıl malzeme, bir binanın dış cephesine kaplama olarak takıldığında, yüksek bir güneş yansıtma indeksine sahiptir, bu da binanın sıcaklığını düzenler ve enerji maliyetlerini düşürür.

Florim USA Çevre/Sürdürülebilirlik Müdürü Don Haynes, "Kil bazlı bir malzeme olarak porselen karonun VOC yaymadığını ve mikrobiyal büyümeyi desteklemediğini biliyoruz. Ayrıca, ucuzdur, dayanıklıdır, güneş radyasyonunu yansıtarak binanın serin kalmasına yardımcı olur ve sürdürülebilir yapı için harika bir seçimdir." dedi.

Döngüsel tasarım ve döngüsel ekonomi, binaların nasıl tasarlandığı ve malzemelerin nasıl seçildiği konusunda yeni bir yaklaşımı teşvik ediyor. Malzemelerin yeniden kullanımı ve geri dönüşümü, inşaat sektörünün çevresel etkilerini azaltırken, sürdürülebilir malzeme seçimi de bu sürecin ayrılmaz bir parçasıdır. Sürdürülebilirlik hedeflerini gerçekleştirmek isteyen mimar ve mühendisler için döngüsel tasarım ilkeleri, önemli bir rehber sunmaktadır.