Köşe Yazısı

Kadim ağaç yeniden düşünüldü – 1

Kadim ağaç yeniden düşünüldü – 1

Dr. Serkan Necipoğlu – (Mak. Müh.) As Metal Makine Teknik Müdürü

Dünyada masif ahşabın kullanımıyla ilgili önemli gelişmeler var. Ülkemizde gerçek ahşap yani ağaç pahalı olduğu ve bulunduğumuz coğrafyadan dolayı böyle bir kaynağımız olmadığı için bizde daha çok suni diyebileceğimiz sunta, MDF gibi ürünlerden mobilya yapılıyor. Pek çok batı ülkesinde ise gerçek ağaç daha fazla kullanılıyor. Bir de ahşabın yapısal olarak kullanımı var, o çok revaçta. Öncelikle çok çevreci; emisyon miktarı çok az, işlemleri yaparken ortaya çıkan atık çevreci, yapılarda kullandığınızda ise inşaatlar aynı şekilde çevreci oluyor. Ayrıca daha az yalıtım malzemesi gerektiriyor ve esnek bir yapı olduğu için depreme dayanıklı. İngiltere’nin başkenti Londra’da 2017 yılında meydana gelen yangın felaketi, bir anlamda süreçleri hızlandırdı. Avrupa’da yapısal anlamda ahşap kiriş ve kolonlarla inşa edilen yapılara verilen izin üç kattan sekiz kata çıkınca yapısal ahşaba talep arttı. Avustralya Brisbane’de 46,8 metrelik yapı tamamen yenilenebilir yapı malzemelerinden yapıldı. Avusturya Viyana’da 80 metrenin üzerinde olan çelik ve ahşap karışımı melez (hybrid) bir yapı bulunmakta. Norveç’te ise biraz daha yüksek olan ve tamamen ahşap bir yapı var. Ayrıca Japonya Tokyo’da 350 metre, Almanya Hamburg’ta 74 metre, Hollanda Amsterdam’da 73 metrelik binaların ahşap kullanılarak yapılması planlanıyor.  Bunlar dünyada geleceğin yapıları olarak adlandırılıyor. 

Bir yıldan biraz daha uzun bir sürede, Norveç’in Brumunddal kentindeki Mjosa Kulesi (aşağıda), dünyanın en yüksek ahşap gökdeleni olan 85,35 metrelik rekor bir yüksekliğe ulaştı. Prefabrik destek çerçevesi 22 metre uzunluğunda ahşap karkaslardan monte edilen Mjosa Kulesini 11 metre yüksekliğindeki bir pergola taçlandırıyor. Yapı en son teknolojiyle hazırlanmış bilgisayar modelinden sadece 19 milimetre hata ile üretildi. Üreticiler çelik ve beton kullanarak bu seviyede bir hassasiyetin elde edilemeyeceğini söylüyorlar. Mjosa Kulesi rüzgar ve hava şartlarından korunan uzun boylu Mjostärnet’e adını veren gölün üzerinde bulunuyor. Cephesinin ladin panellerle kaplı olduğu yapının iskeleti de ahşaptan yapıldı. Bu özelliklerinden dolayı Mjosa Kulesi, yeni bir mühendislik türü için bir dönüm noktası haline geldi. Geri dönüşüm ve sürdürülebilirlik açılarından mimari olarak büyük önem taşıyor.

Çelik ve beton tarih öncesi çağlardan beri denenmiş ve test edilmiş doğal malzemenin yerini alarak son yüzyıl içerisinde şehirlerin hava sahasını fethetti. Öte yandan ahşap, önyargılarla mücadele etmek zorunda kaldı. Genellikle haksız bir şekilde ahşabın kalıcı olmadığı düşünülüyordu ve inşaatçılar çoğunlukla abartılı bir şekilde yangın karşısında olabileceklerden korkuyorlardı. Fakat bu yaklaşım artık değişti. Mimarlar şimdi bu malzemede neler olduğunu araştırıyorlar.

Doğal bir ürün olan ahşabın havalanması için kritik yenilikler gerekiyordu. Araştırmacılar ve teknisyenler yangından korunmayı bu şekilde geliştirdiler ve ağaçlardan elde edilen malzemeden, betonla rekabet edebilecek yeni malzemeler yarattılar. Bugün mimarlar ahşapla 85, hatta 100 metre yüksekliğinde, evlerin yükselmesine olanak sağlıyorlar. Şikago’daki River Beech Kulesi (228 metre) veya Londra’daki Oakwood Kulesi (300 metre) gibi tasarımlar üzerinde çalışıyorlar. Hatta Tokyo’da 350 metre yükseklikteki W350 projesinin Empire State binasının yüksekliğine yakın olduğu söyleniyor.

Ahşabı bu kadar popüler yapan şey hammaddenin yeniden büyümesi. Ahşap binalar, beton ve çelikten yapılmış evlerden daha iyi bir ekolojik dengeye sahip. Ahşap, dünyada kısıtlı hale gelen kuma ihtiyaç duymaz. Bunun yanı sıra dünya çapındaki karbon emisyonlarının yüzde sekizinden sorumlu olan çimentoyu da içermez. Bilakis karbon depolar. Genel olarak inşaat sektörünün karbon salınımının yaklaşık yüzde 40’ından sorumlu olduğu da konuşuluyor. Bilim insanları şimdi karbon ayak izimizi önemli ölçüde iyileştirme seçeneğimiz olup olmadığını, doğal ürünlere olan mecburiyeti ve bunun ormanlarımızı sömürmeden yapılıp yapılamayacağını araştırıyor.

Hayata geçirilmekte olan yapılar arasında Mjose Kulesi, Pforzheim’da inşa edilen Wildspitze (74 metre) deniz feneri projeleri, ofis binaları, okullar ve evler için yolu gösteren örnekler olarak kabul edilebilir. Viyana’daki HoHo binası da bunların arasında.

24 kat ve 84 metre yüksekliğe sahip HoHo Wien, Norveçli rekor sahibinin hemen arkasında yer alır. Hoho Wien binası melez yapıda tasarlanırken, Mjosa Kulesi tamamen ahşap olarak tasarlandı. Tasarımına göre mantıklı ve makul olan yerlerde ahşap kullanılan HoHo’da büyük miktarda ahşaba yer verildi. Ladin tavanlar ve duvarlardan oluşan binada beton çekirdek hariç zemin kattan yukarıya doğru yüzde 75 oranında ahşap kullanıldı. Kullanılan 4 bin 350 metreküp ahşaba karşılık gelen ağaç Avusturya ormanlarında 1 saat 17 dakikada yetişiyor.

Yapısal ahşap, laminasyon teknikleriyle üretiliyor. Öncelikle keresteler tutkal ile lamine ediliyor. Ardından özel preslerde büyük bloklar haline getiriliyor. En sonunda da bloklar, kiriş ve kolon oluyor. Buna blok presleme deniliyor. Malzemeler lamine ediliyor, sonra bunlar bir daha presleniyor ve ardından kullanılacağı yere göre kesip biçiliyor. Hatta kesilip biçilmeden önce yarı mamul olarak da bazı standart ölçülerde piyasaya sürülebiliyor. Bu sebeple gelecekte yarı mamul tarafında da ürün çeşitliliğinin artacağını öngörüyoruz. Diğer yandan yapısal ahşap, yangın tehlikesine karşı daha güvenli oluyor. Elbette, bunu yanmaya daha dayanıklı olmakla karıştırmamak gerek. Ahşap tabi ki yanıyor. Fakat yapısal bir kolonu ya da kirişi (40-50cm çapında) yangın testine tabi tutuğunuz zaman, yapının merkezine yerleştirilen ısı sensöründeki sıcaklık 40 dereceyi geçmiyor. Yangında ahşap yapının dış çeperi karbonize (kömürleşme) oluyor. Elbette, uzun vadede içi de yanıyor. Ancak baştaki mühürlemenin neticesinde yapının içerisinde kalan ahşap kısım taşıyıcılığını koruyor. Böylece kurtarma operasyonu yapabiliyorsunuz. Ancak çelik yapılarda durum öyle değil. Örneğin; yedi katlı bir binanın üçüncü katında yangın çıktığında, çeliğin ısısı 500-600 derecenin üzerine çıktığı zaman taşıyıcılığını kaybediyor ve kurtarma operasyonu yapamaz hale geliniyor. Ahşap kullanıldığında ısının diğer ortamlara yayılma hızı da düşüyor. Çelikte ise durum daha kötü. Çeliğin yüksek ısı iletimi sonucu bir odada alev olmasa bile ortam sıcaklığı yeterli seviyeye ulaştığında içindeki yanıcı maddeler kendiliğinden tutuşmaya başlayabiliyor.

HoHo Viyana’nın ahşap yapısı, merdivenleri ve asansörleri barındıran merkezi beton çekirdeğe yerleştirilmiş ve inşaat prefabrik ev prensibine göre yapılmış. Birkaç metre genişliğinde prefabrik dış duvar elemanları kurulmuş. Pencereler zaten hazır. Kısaca sistem şöyle ilerler; yapısal elemanlara ahşap destekler vidalanır, işçiler bunlara betondan yapılmış kirişler ve üzerlerine tavan döşemeleri yerleştirirler. Destekli duvar elemanları, çapraz kirişler, tavan döşemeleri derken yapı kat kat yükselir. Son olarak, hava şartlarına karşı koruma olarak fiber çimento panelleri koyulur. Duvar elemanları, gelişmiş ahşap yapıya sahip yeni malzemelerden oluşuyor. Çapraz lamine ahşap (CLT) Viyana’nın yaklaşık 300 kilometre güneybatısındaki Mölltal’dan temin ediliyor. Burada fabrikalar haftanın yedi günü 24 saat BSP ve CLT üretiyor. Önden dar ladin lameller imalat salonuna giriyor, arkadan 20 metre kadar uzunluğunda, üç metre yüksekliğinde, masif ahşap paneller çıkıyor. Bağlantı elemanları için kesikler milimetrik frezeleniyor, yüzey istendiği gibi fırçalanıyor, zımparalanıyor veya sırlanıyor.

Yapısal ahşabın imalatına yönelik Avrupa’nın en büyük baskı hacmine sahip (30×2.5×1.2 m) tam otomatik blok presleme hatlarından biri Avusturya’da bulunuyor. Toplam 60 metre olan hat 30 metrelik presleme uzunluğuna sahip. Tamamı yaklaşık 250 ton çelikten oluşuyor. Kullanıcı dostu bir ara yüzü var. Malzemenin hazırlandığı besleme konveyöründen gelen iş parçasının ilerlerken lazer tarayıcılar ile algılanan görüntüsü iki boyutlu olarak ekrana yansıyor. Sonra bu görüntüye göre makinenin içerisindeki 90 adet hidrolik silindirin her birinin basıncı ayrı ayrı kontrol ediliyor. Böylece pres, malzemenin üzerinde homojen ve sürekli bir basınç uyguluyor. Yani santimetrekareye düşen basınç eşit tutuluyor. Makinenin içine girecek şekil taranıyor ve taramanın sonucunda bir hesaplama yapılıyor. Bu hesaplamayla her silindirin basacağı basınç otomatik olarak ayarlanıyor. Böylece makine iş parçasının üzerine eşit dağılımlı bir baskı uyguluyor. Endüstri 4.0 felsefesine uygun geliştirilen bu makine barkodlarla iş parçalarını okuyor. İlerlerken sıcaklık, nem, özgül ağırlık, ahşabın cinsi, tutkal özellikleri, basınç değerleri gibi veriler kayıt altına alınıyor ve fabrikanın merkezi IT sisteminde takip ediliyor. Makine, IT sistemiyle haberleşerek süreçle ilgili sürekli bilgi paylaşımında bulunuyor.

*** Kaynakça:

Alman GEO Dergisi – Mayıs 2020.

*Yazının devamı Kasım-Aralık 2021 sayımızda yayımlanacaktır.


takipçi satın al instagram takipçi satın al instagram beğeni satın al twitter takipçi satın al youtube abone satın al facebook takipçi satın al takipci33.com