Dünyanın İlk Karbon Beton Binası

Nüshet Çamuşoğlu / nushet@ekoyapidergisi.org
Alman mimarlık firması Henn ve Dresden Teknik Üniversitesi, dünyanın çelik yerine karbon fiber ile güçlendirilmiş bir beton türü olan karbon betondan yapılmış ilk binasını tamamladı. Cube olarak adlandırılan 243 m2'lik bina, yeni malzemenin bir testi olarak inşa edildi ve üniversite kampüsü için bir laboratuvar ve etkinlik alanı sağlayacak. Ayırt edici özelliği her ikisi de karbon fiberin dokuma kalitesine görsel olarak atıfta bulunan ince, kıvrımlı bir cephedir ve geleneksel betondan daha hafif ve daha güçlü olan malzeme tarafından resmen etkinleştirildi. 

Henn tasarımı duvar ve tavanın ayrı bileşenler olmadığı, tek bir organik süreklilikte birleştiği bir tasarım olarak tanımlıyor. Mimarlar tasarımla geleceğe yönelik bir vizyonu somutlaştırmak, çevresel sorumluluğu yeni bulunan biçimsel bir özgürlükle birleştirmek istedi. Henn Sürdürülebilirlik Başkanı Giovanni Betti'ye göre, Cube'ün cephesinin ince çizgisi paslanmaya karşı dayanıklı olan ve bu nedenle çok fazla betonla kaplanması gerekmeyen karbon fiber takviye kullanılarak mümkün oldu.

Betti "Karbon fiber çelikten dört kat daha hafif ve altı kat daha güçlüdür ve korozyona maruz kalmaz. Bu takviyenin sudan korumak için o kadar beton kaplanması gerekmediği ve aynı boyuttaki bir kısmın daha yüksek bir yük taşıyabileceği anlamına gelir. Bileşenler ve yapılar, %50'den fazla malzemeden tasarruf edilerek daha ince hale getirilebilir. Bu karbon emisyonlarını ve su ve kum gibi diğer değerli kaynakların tüketimini azaltabilir. Küresel bir kum kıtlığı var ve dünyadaki beton kum mafyaları hakkındaki hikayeler vahşi ve büyüleyici…" dedi.

Cube'ün tasarımı her iki tarafta ve yapının tepesinde, bir tavan penceresinin hacim boyunca çapraz olarak kesildiği geniş camlarla tamamlanmış. Camın dalgalı şekilleri, çevredeki bahçenin manzarasını çerçevelerken yapının kıvrımlı şeklini yansıtır. Cube ayrıca karbon fiberin başka bir özelliğinden de yararlanır; "iletkenliği". Binanın beton duvarları yalıtım yüzeyleri, ısıtma unsurları ve etkileşimli dokunmatik yüzeylerle donatılmış. 

Betti "Karbon fiber iletkendir ve içinden hafif bir akım geçirerek ısı üretebilir. Bu yapısal bütünlüğü izlemek için de kullanılabilir." dedi. 

Cube'ün beton unsurları iki imalat yöntemi kullanılarak yapılmış. Açık renkli kıvrımlı cephe, kontrplak kalıp üzerine kaplanmış karbon fiber tabakalara püskürtülen püskürtme beton kullanılarak yapılmış. Daha küçük koyu griler aynı zamanda karbon tabaka katmanları içeren prefabrik beton tabakalardan yapılmış.

2021'de tanıtılan Cube ve şu anda Alman inşaatının en büyüğü olan hükümet tarafından finanse edilen bir araştırma projesi, Karbon Beton Kompozit (CCC) araştırma programının bir parçası olarak geliştirildi. Binanın adının geldiği yer burasıdır; CCC ayrıca C³ veya C'nin küpü olarak da düşünülebilir.

TU Dresden'de dünya çapındaki diğer birçok üniversiteyle birlikte karbon betonu geliştirildi. Araştırmacılara göre çalışmalar karşılaştırılabilir bir köprü tasarımı için karbon betonun geleneksel yapıya göre yaklaşık yüzde 30 daha az küresel ısınma potansiyeline (GWP) sahip olduğunu göstermiş. Bu karbon fiberin kendi başına yüksek bir karbon ayak izine sahip olmasına rağmen birim ağırlık başına çelikten yaklaşık sekiz kat daha fazla karbon yoğunluğuna sahiptir. Ancak mukavemeti nedeniyle takviye olarak daha az malzemeye ihtiyaç duyar.

Karbon fiberin paslanmaya karşı dayanıklı yapısı da betona bir ömür verecek. Araştırmacılar geleneksel beton binalara kıyasla betonun "önemli ölçüde arttığını" ve zaman içindeki karbon maliyetini daha da düşürdüğünü söylüyor. Biyo bazlı karbon fiberlerin geri dönüşümü ve potansiyeli konusunda da güncel araştırmalar bulunur.