PREFABRİKE AHŞAP YAPILAR ve UYGULAMA OLANAKLARI Ahşap malzeme, sahip olduğu özellikler nedeni ile yapı malzemesi olarak önemli bir yere sahiptir. Günümüz teknolojik olanakları çerçevesinde yapay ahşap elemanların kullanımı ile ahşabın yapım sürecindeki yeri yeniden ve daha geniş bir şekilde tanımlanmaktadır. Geleneksel yapım metodları ile kıyaslandığında ahşap prefabrikasyona dayalı yapım sistemlerinde daha kısa yapım süresi, daha az malzeme ve enerji tüketimi, bu durumun doğal bir sonucu olarak da daha az bir yapım maliyeti söz konusu olmaktadır. Bu konuda yapılan analizler, geleneksel sisteme kıyasla prefabrike modüler ahşap panel bileşenlerle üretilmiş yapıların işgücü kullanımında % 56, masif ahşap kullanımında ise % 36 oranında tasarruf sağladığını ortaya koymaktadır. (Bkz. Çizelge 5.1.) Çizelge 5.1. Yapım metodlarının malzeme ve işgücü kullanım oranları (Forest Products Journal, v:25 No.7,1994) TÜKETİM Yapım Metodu Ahşap Kontrplak İşgücü kullanımı (Saat) Geleneksel Ahşap İskelet * 1.00 1.00 1.00 Modüler Panel 0.64 1.70 0.44 Modüler Hücre 0.69 1.55 0.61 * Geleneksel Ahşap İskelet yapım metoduna ilişkin değerler 1.00 kabul edilerek diğer yapım metodları bu sabit oranla karşılaştırılmışlardır. Yapı üretiminde prefabrike ahşap panel bileşenlerin kullanılmasının sağladığı avantaj ve olanaklar şunlardır;
a. Maliyet üzerinde son derece etkili olan yapım sürecini kısaltmaktadır. b. Uzman ve deneyimli işçi gereksinimi duyulmamaktadır. c. Yapım sürecinin kısalığı nedeni ile prefabrike bileşen kullanımı sayesinde beklenmedik fiyat artışlarının önüne geçilmiş olunmaktadır. d. Fabrika koşullarında üretim, standartlaşmış imalat ve denetim prosedürlerini içerdiğinden kalite kontrol olanağı yüksektir. e. Pazar koşulları, bileşen üreticisini ürünlerinde nitelikli malzeme kullanımına zorlamakta ve bir çok üretici ürünlerine elemanter kullanım garantileri vermektedir. f. Yapı üretim süreci içerisinde iklimsel koşullara bağlı kalınan tek süreç montaj sürecidir ki bu süreç de yapı yan endüstrisinin ve teknik donanımların gelişimi sonucu göz ardı edilebilmekte dolayısı ile iklimsel koşullara bağlı kalınmaksızın yapı üretimi gerçekleştirilebilmektedir. Bunlara karşın; konut üretiminde bileşen kullanımının sahip olduğu dezavanajlar ise; a. Prefabrike bileşen kullanımı; tasarım esnekliği konusunda tasarımcıya sınırlamalar getirmektedir. b. Büyük araçların ulaşım güçlüğü, kullanılacak vinçlerin manevra olanaksızlığı vb. gibi şantiye koşullarından kaynaklanan sınırlamalar yapı üretim sürecini olumsuz yönde etkilemektedir. Yapımda kullanılacak bir malzemenin üretim maliyeti o malzemenin kullanım olanakları üzerinde belirleyici faktörlerden birisidir. Üretim maliyeti üzerinde ise söz konusu malzemenin hammadde maliyeti ile o malzemenin kullanıma hazır hale getirilmesi için harcanan enerji bedeli etkili olmaktadır. Ahşap yenilenebilir nitelikte bir malzemedir. Gelişmiş ülkelerde olduğu gibi ülke düzeyinde yapılan planlamalar ile endüstriyel kullanım amacına yönelik olarak ahşap üretimi gerçekleştirilebilecektir. Bu
koşul sağlandığı takdirde, maliyet üzerinde bir diğer etken girdi olan enerji kullanım oranının azlığı sebebi ile (Bkz. Çizelge 5.2. ve Çizelge 5.3.) ahşap malzemenin üretim maliyetinin azalacağı öngörülebilir. Çizelge 5.2. Endüstri amaçlı hammadde üretimlerinin malzeme bazında kıyaslanması. (APA,1998) Malzeme Üretim Oranı * % Enerji Kullanım Oranı** % Ahşap 47 4 Çelik 23 48 Alüminyum 2 8 * ABD de tüm üretilen hammaddeler içerisindeki yüzdeleri ** Hammadde üretimi için gerekli toplam eneji yüzdeleri Çizelge 5.3. Ahşap ve yapay ahşap malzemeler ile diğer yenilenemez nitelikteki alternatiflerinin ton başına gereksinim duydukları enerji miktarları (million BTU oil ) (Koch, P.,1998) Ürün Karşılaştırma Ahşap Yenilenemeyen Ürün Döşeme Kirişlemesi Ahşap - Çelik 7,2 31,5 Yüzey kaplaması Ahşap - Halı 7,2 12,27 Döşeme Strüktürü Ahşap kiriş - Betonarme 6,3 86,31 Yüzey kaplaması Kontrplak - Alüminyum 6,00 32,00 200 Tuğla Kaplama 160 120 80 Betonarme Ahşap Yenilenemeyen Ürün 40 Çelik Halı Alüminyum 0 1 2 3 4 5
Yüzey kaplaması Kontrplak - Tuğla Kaplama 6,00 168,00 Yapı ölçeğinde ise; enerji korunumlu kabuk içeren tüm yapılar için yapının araziye yerleşimi, yönlenmesi, kitlesel formu, iç mekan organizasyonu ve güneşten doğal ısı kazancı vb. gibi kriterler önem taşımaktadır. Ahşap panel bileşenler ile üretilen hafif konstrüksiyonlu yapılar, düşük kütleli oluşları sebebi ile ısı depolama özellikleri ve buna bağlı olarak da dış ortam sıcaklık değişimlerini bünyesinde geciktiremeyen bir kabuk yapısına sahiptir. Özellikle konutlarda enerji tasarrufu bağlamında oldukça önemli bir kriter niteliğinde olan ısıl kütle kullanımı bu tür yapılarda çoğunlukla mümkün olamamaktadır. Bu sebeple hafif konstrüksiyonlu ahşap yapılarda yukarıda belirtilen enerji etkin yapı tasarımı kriterleri gibi enerji kazanımı ve korunumu bağlamında önem taşıyan tasarım yaklaşımları daha da önem kazanmaktadır. Aşağıdaki gösterimde eşit ısı geçirgenlik değerine sahip bulunan ortadan yalıtımlı beton panel, ahşap ve metal konstrüksiyonlu duvarlara ilişkin ısıtma ve soğutma yüklerinin karşılaştırılması yer almaktadır. Grafikten de anlaşılacağı gibi yüksek kütle içeren panel, dış sıcaklık değişimlerine karşı yavaş reaksiyon göstermesi sebebi ile ısıtma ve soğutma periyodlarının tepe değerleri arasındaki süreyi arttırmakta, su sayede etkin enerji kullanımı ve bunun sonucu olarak da enerji tasarrufu sağlanabilmektedir. Ahşap panellerle üretilen hafif konstrüksiyonlu yapılarda ise bu olanağın bulunmayışı, bu tür yapıların dış ortam sıcaklık dalgalanmalarının yüksek olmadığı ılıman iklimlerde yer almaları gerekliliğini ortaya çıkarmaktadır. Çizelge 5.4. Eşit ısı geçirgenlik (U) değerine sahip çeşitli kabuk bileşenlerinin ısıtma ve soğutma yüklerinin analizi ( Freedman S.,1989)
A. Beton sandviç duvar ( Isıl kütle:5 cm.) B. Metal konstrüksiyonlu duvar C. Ahşap konstrüksiyonlu duvar Ilıman iklim bölgeleri dışında yer alacak olan ahşap panel bileşenlerle üretilen hafif konstrüksiyonlu yapılarda ise yapının ısıtma sistemi ve kullanım şekli, sistem tercihi üzerinde etkili olmaktadır. Yüksek ısı geçirgenlik değeri, buna karşın düşük ısı depolama kapasitesi sebebi ile ahşap panel sistemi ile üretilen yapılar, sürekli kullanılmayan ve aralıklı ısıtma yönteminin benimsendiği koşullarda, iç ortam sıcaklığının kısa sürede yükselmesinin amaçlandığı yapı türlerinde etkili olabilmektedir. Bu koşul, konut üretiminde ön üretimli ahşap panel bileşenlere Bölüm 4 de değinilen performans gereklilikleri çerçevesinde kullanım olanağı tanımaktadır. Hafif panel bileşenlerin kagir yapılara kıyasla söz konusu olumsuzluklarının dengelenebilmesi için bu tür bileşenlerde yüksek düzeyde ısı korunumunu zorunlu olmaktadır. Bu noktada, Bölüm 3.3.1. de değinilen taşıyıcı nitelikli yalıtımlı kompozit paneller (SIP), masif ahşap taşıyıcılı panellere kıyasla avantaja sahiptirler. Ahşap panel bileşenlerle üretilen hafif konstrüksiyonlu yapıların yüksek düzeyde ısı korunumu sağlaması gerekliliği çerçevesinde, higro-termik denetim üzerinde önemli etkisi bulunan hava sızıntılarının kontrol altına alınması gereklidir. Bu amaçla, yapı
kabuğunu oluşturan panellerin birleşimlerinde alınacak önlemler genellikle sisteminin yerinde yapıma dayalı uygulamaları da içermesine neden olmaktadır. Uygulama süresini uzatan bu tür teknikler, önüretime dayalı sistemlerin etkinliği üzerinde engelleyici bir faktör konumundadır. Çünkü önüretime dayalı bir sistemin etkinliği, yapı üretim sürecinde yerinde uygulamaya dayalı işlemlerin azalması oranında artmaktadır. Bu noktadan hareketle ahşap panel bileşen sistemi, önüretimli sistemlerin gerektirdiği koşullara entegre olabilmesi için gelişime açık durumdadır. Y.Emre PARLAR Y.Mimar Gazi Universitesi