Geleceğin Gökdelenleri İçin İnşaat Malzemeleri ve Yöntemleri

Birçok şehir plancısı, 2050 yılına kadar şehirlerde 6 milyardan fazla insanın yaşayacağını ve dışa doğru bina yapmanın bir seçenek olmadığı yerlerde, artan yoğunluğa ayak uydurmanın tek yolunun bina inşa etmek olduğunu tahmin ediyor. Daha yüksek binalar her zaman sayısız zorlukla ve aynı zamanda mimarlık firmalarının adlarını en büyük binalara bağlamaları için pek de ince olmayan bir rekabetle birlikte gelir. Neredeyse bir binanın dünyanın en yükseklerinden biri olarak adlandırılması binanın çizilme süresinden daha hızlı oluyor ve bu bina birkaç yıl sonra en uzun bina ünvanını alabiliyor. Sınır gökyüzü olsa da, bu projelerin inşa edilebilirliğini nasıl etkiler ve hangi inşaat yöntemleri ve malzemeleri, bulutların içine inşa etmemizi sağlar?

Yüksek Bina Özellikleri

İlk olarak, yüksek binaların teknik olarak nasıl tanımlanacağını anlamak önemlidir. Yüksek Binalar ve Kentsel Habitat Konseyi (CTBUH), önemli yüksekliklere ulaşan iki alt bina grubu tanımlar. "Süper yüksek" bir bina 300 metre (984 fit) veya daha uzun olan bir bina olarak tanımlanır. Buna karşılık “Megatall” bir yapı en az 600 metre (1.968 fit) yüksekliğe ulaşır. Bugünün hızıyla, her yıl en az bir süper yüksek gökdelen tamamlanıyor ve Haziran 2020 itibariyle inşaatı tamamlanmış 132 süper yüksek gökdelen var. Burj Khalifa, 2,722 fit veya yarım milin biraz üzerinde uzunluğuyla hala dünyanın en yüksek gökdeleni. Son zamanlarda, 8 yıllık inşaatın ardından, Malezya'daki Merdeka 118 inşaatı tamamladı ve Burj Khalifa'dan sadece 500 fit daha kısaydı.

Yüksek binalar her türlü mekanik ve yapısal sorunla birlikte gelir. Lobiden 200. kata çıkarken insanlar asansörü ne kadar bekleyecek? Megatall binalar, tahmin edebileceğimiz ve tahmin edemeyeceğimiz doğal güçlere nasıl dayanacak? Bu sorunların çoğu, zaten aşina olduğumuz modern malzeme ve sistemleri hackleyerek ve yenilikçi bir inşaat sektörünü destekleyenleri yaratarak çözülür.

Gökdelenlerde Malzeme Kullanımı

Gökdelenler de çelik alternatiflere bakıyor, ancak bina yüksekliği arttıkça ağırlığı önemli bir sorun haline geliyor. Alüminyum, hemen hemen her cephe tasarımı için çeşitli şekillere uymasını sağlayan kolay ekstrüzyon işlemiyle hafif bir alternatif sunuyor. Ayrıca, alüminyum hızlı değişen sıcaklıklar ve depremlerden kaynaklanan sismik bozulmalar gibi iç yapı elemanlarından ve dış kuvvetlerden kaynaklanan strese de iyi tepki verir. Yine karbon fiber, aynı zamanda hafif olan bir başka gelişmekte olan malzemedir, ancak kumaş benzeri bir yapı oluşturmak için iç içe geçmiş uzun ipliklere sahiptir. Sonuç olarak, çelikten önemli ölçüde daha güçlüdür ve yüksek darbeli yükler alan binalara uygulanmasını sağlar. Karbon lifleri şimdiden prekast beton elemanlara doğru yol alıyorlar. Ağın geleneksel çelik ağ yerine beton karışımına yerleştirilmesiyle, yapısal birimin toplam ağırlığı azalıyor, güvenli bir şekilde yerine kaldırılmasına ve önemli yapısal bütünlüğü koruduğunu bilerek sabitlenmesine olanak tanıyor.

Daha da ileriye dönersek, alternatif malzemeler olarak betonun geleceğinin nasıl görünebileceğine dair fikirler var. Beton, yüzlerce yıldır büyük ölçüde değişmeden kalmıştır. Son derece dayanıklı olmasına rağmen, büyük bir CO2 emisyonu kaynağı olmaya devam ettiği için birçok insan yeni alternatifler için baskı yapıyor. Bazı araştırmacılar, kireçtaşı bakterilerini ekleyerek kendi çatlaklarını iyileştirme yeteneğine sahip biyo-betonları araştırıyorlar. Bu kullanılarak betonun ömrünü iki yüz yıla kadar uzatabiliyor. Megatall bir yapıda ana yapısal eleman olarak kullanılması pek olası görünmeyen ahşap bile, ona çeliğe benzer bir güç veren çapraz lamine ahşap yapılarda yeni bir yaşam buluyor. Japonya merkezli bir tasarım firması olan Sumitomo Forestry, kerestenin yeteneklerini göstermek için yakın zamanda Tokyo'da 350 metre yüksekliğinde bir ahşap yapı inşa etme planlarını açıkladı. Daha yüksek binalar ufukta ve inşaat malzemeleri ve yöntemleri, bu kilometrelerce yüksek hayalleri gerçeğe dönüştürmek için hızla yetişiyor.