2017 RİSK DEĞERLENDİRME BÜLTENİ Hasar servisi ve underwriterlar için mühendislik branşı risk ve hasar değerlendirmeleri KAR YÜKÜ Sayı: 2017/02 Ekol Sigorta Ekspertiz Hizmetleri Limited Şirketi Şubat 2017 Risk ve Mühendislik Grubu Bülteni 1
KAR YÜKÜ 1. GİRİŞ 2016 yılının sonlarından itibaren ülke genelinde etkili olan yoğun kar yağışı, önemli boyutlarda hasara neden olmuştur. Aralık ayından Şubat ayına kadar, başta Marmara, Karadeniz, Akdeniz, Güneydoğu ve İç Anadolu bölgeleri olmak üzere her yerde çok sayıda kar ağırlığı hasarı meydana gelmiştir. İzmir de bile kar ağırlığı dosyaları açılmıştır Biriken kar kütlesi genellikle yüzey alanı fazla olan endüstriyel tesis çatılarının çökmesine neden olmuştur. Kar ağırlığına dayanamayan pazar yerleri, stadyumlar, apartman çatıları hasar görmüştür. Özellikle toplu kullanım alanlarında meydana gelen hadiseler ciddi düzeyde maddi zararın yanı sıra, can kayıplarının da yaşanmasına neden olmuştur. Peki kar yağışı sonrası hasar gören her binada, çatıda, yapıda kök neden ön görülemeyen yoğunlukta kar yağışları mıdır...? İzmir de meydana gelen hasarlar yoğun kar yağışına bağlı olarak mı gerçekleşti? Bina çatılarının yanı sıra enerji nakil hatlarında, güneş enerji santrallerinde ve rüzgar enerji santrallerinde de kar ağırlığına bağlı çeşitli hasarlar meydana gelmiş, oluşan bu hasarların çoğunun mühendislik / tasarım hataları sebebiyle gerçekleştiği tespit edilmiştir. Yağan kar etkisiyle meydana gelen doğrudan ve dolaylı zararlar, İş durması, kar kaybı ve sorumluluk hasarları v.s. düşünüldüğünde, hasar miktarının ne kadar ciddi boyutlara ulaştığını tahmin etmek çok da zor değil Bu durum, Risk Analizinin önemini bir kez daha göstermiştir. Doğru risk analizi, doğru sigortalı, doğru riziko, doğru poliçe,, az zarar, gerçek hasar Son dönemde incelenen hasarlar, mevcut bazı eksiklikleri de net olarak ortaya koymuştur. Bunların başında, kar yükü hesaplamaları için standart olarak kabul edilen Türk Standardı (TS) 498 Yapı Elemanlarının Boyutlandırılmasında Alınacak Yüklerin Hesap Değerleri yönetmeliğine uyulmaması yer almaktadır. 1997 yılında yayımlanan bu değerli dokümanın, küresel ısınma etkileri ve yapı teknolojilerindeki değişiklikler nedeniyle güncelliğini yitirdiği anlaşılmıştır. Buna ilişkin olarak tespit edilen diğer önemli husus TS 498 standartlarının dahi sağlanamamış olması, statik hesap raporları ile projelerin tasarım hataları ile dolu olmasıdır. Hatalı tasarımlar, yoğun kar yağışları ve acil müdahale yöntemlerinin hazır olmaması birleştiğinde, ortaya bu yıkımlar çıkmaktadır. 2
Kar ağırlığı hasarlarında önemli diğer bir konu ise, meydana gelen kar yağışlarının ve kar yoğunluklarının bölgesel olarak farklı karakteristikte olması sebebiyle etki ve şiddetlerinin de farklı olmasıdır. Trabzon da gerçekleşen kar ağırlığı hasarları ile Konya da gerçekleşen kar ağırlığı hasarlarının karakteristikleri farklılık göstermektedir. Bölgesel olarak kar yükü ile birlikte, yapılar üzerine etkili olan rüzgar yükleri, yapı tasarımları vb. gibi hususlar söz konusu farklılıkları doğurmaktadır. Sahil bölgelerinde kar hızla erir iken iç kısımlarda günlerce bekleyebilmektedir. Kış aylarının sonuna yaklaştığımız bu günlerde, kar yağışlarının azalacağı beklense de etkilerinin artarak devam edeceği söylenebilir. Eriyen kar kütleleri toprakların yumuşamasına, dolayısıyla heyelan hareketlerinin tetiklenmesine neden olacaktır. Ayrıca bahar sezonunda küresel iklim değişikliğinin de etkisi ile ani sağanak yağmurlar eriyecek kar kütleleri ile birleştiğinde, akarsulardaki su seviyelerinin hızlıca yükselmesi sebebiyle şehir selleri, heyelanlar vb. hadiselerin meydana gelmesi beklenmektedir. 2. KAR YAĞIŞI Buz kristallerinden oluşan; parlak, beyaz, katı ve genellikle altıgen şeklinde bir yağış tipi olan kar, sıcaklık 0ºC nin altında olduğu zaman su buharının süblimasyonu ile oluşur. Buz kristalleri bir araya gelince, 1-3 mm büyüklüğünde kar tanesi halinde yere düşer. Kar tanelerinin boyutu, şekli ve yoğunluğu oluştuğu sıcaklıkla ilişkilidir. Kar, 0 ºC nin altındaki sıcaklıklarda daha küçük, 0 ºC nin üstündeki sıcaklıklarda ise daha büyük boyutta yere ulaşır. Karın rengi, kristallerinin güneş ışığını tamamen yansıtmasından dolayı beyazdır. Atmosferde kirleticiler bulunuyorsa, kar kirleticiler rengine; sarı veya kırmızıya dönüşebilir. Hava kütlelerinin sıcaklık ve mutlak nem oranlarına göre kar taneleri çeşitli şekillerde düşer. Sıcaklığı çok düşük olmayan, mutlak nem oranı yüksek olan hava kütlelerinde, sıcaklıkları erime noktasına yakın kar kristalleri, durgun havada kolaylıkla birleşerek, pamuk tanelerini andıran, büyüklükleri 1cm ye ulaşan iri kar taneleri halinde düşerler. Lapa lapa veya kuşbaşı kar olarak adlandırılan kar yağışı görülür. Çok soğuk olmayan hava kütlelerinde oluşan kar, yere düşerken sıcak alt hava tabakaları içinde kolayca eriyerek yağmur veya yağmurla karışık kar şekline dönüşebilir. Yağmur ve karın aynı anda yağış olarak düşmesine karla karışık yağmur denir. Bu yağış türüne sulusepken veya sulu kar yağışı adı da verilir. Genellikle iri olan kar taneleri yere düşünce veya daha yere düşmeden erir. 3
Çok nemli ve kararsız hava kütlelerinde, dikey hareketler kuvvetli olduğunda bulgura benzeyen yuvarlak kar taneleri meydana gelir. Birleşmiş kar kristallerinden oluşan bu taneler hafif olduğundan yere düşünce zıplarlar. Yere dağınık taneler halinde serpilen bu tip kara halk dilinde ot tohumu veya tarhana bulgur adı verilir. Çok soğuk, mutlak nemin düşük olduğu hava kütlelerinde ise, 1mm den küçük tek tek buz taneleri oluşur. Güneş ışığında pırıldayan, yerde ince bir örtü oluşturan kar düşer. Çabuk erimediği için üzerine düştüğü cisimleri ıslatmayan bu tür kar kuru kar olarak adlandırılır. Dağların yüksek kesimlerinde ve kutup bölgelerinde daha çok görülen bu tip kar yağışları, ülkemizde soğuk kış günlerinde görülür. Kuvvetli rüzgârla beraber yoğun kar yağarsa kar fırtınası veya tipi oluşur. Yoğun kar yağışı, dağlık bölgelerde ve eğimli yamaçlarda, kar kütlelerinin koparak aşağıya kaymasına neden olabilir. Eğimli arazi üzerinde biriken karlar yer çekiminin etkisiyle kaydığı zaman çığlar meydana gelir. Doğu Anadolu Bölgesinde, bitki örtüsünün bulunmadığı eğimli dağ yamaçları, çığ oluşumuna yatkındır. Türkiye de kar yağışı, karasal iklim şartlarının etkili olduğu iç kısımlarda, İç Anadolu Bölgesi, Doğu Anadolu Bölgesi ve yüksek dağlarda önem kazanır. Kıyılardan iç kesimlere, alçak kesimlerden yüksek kesimlere doğru gidildikçe kar yağışları artar. Kar yağışlı günlerin sayısı hava şartlarının etkisi altında yıldan yıla değişir. Kar yağışının görüldüğü yerler: Her yıl deniz seviyesinden 1.000 metrelik rakımın altında kar yağar. Her yıl deniz seviyesinden 1.000 metre yükseklikte kar yağar, ancak deniz seviyesinden 1.000 metrelik rakımın altında kar yağabilir. Sadece deniz seviyesinden 1.000 metre yükseklikte kar yağar. Kar yağışı görülmez. 4
Türkiye de, Ege ve Akdeniz kıyıları kar yağışının görülmediği veya ender olduğu sahalardır. Ege ve Akdeniz kıyılarında kar yağışlı günlerin ortalama sayısı 1 günü bulmaz (İzmir 0.2; Antalya, Alanya, Anamur, Adana 0.1 gün). Ege Bölgesinde, deniz etkisinin sokulduğu Ege Bölümü ovalarına da kar ender düşer. (Manisa 1.3, Aydın 0.2 gün) Marmara ve Karadeniz kıyılarında, bu kıyılara yakın alanlarda genellikle Aralık, Ocak ve Şubat aylarında görülen kar yağışlı günlerin ortalama sayısı 1-10 gün arasında değişir (Edirne 8, Çorlu 9, Tekirdağ 10, Şile 5, Göztepe 8, Yalova 10, Çanakkale 3, Bursa 8, Zonguldak 10, Samsun 6, Rize 7 gün). Güneydoğu Anadolu Bölgesinde de kar yağışlı gün sayısı fazla değildir. (Adıyaman 4, Diyarbakır 6, Gaziantep 6, Urfa 3, Mardin 7 gün) Kar yağışlı gün sayısı, Marmara, Ege, Karadeniz ve Akdeniz kıyılarından iç kısımlara doğru gidildikçe ve yükseklik arttıkça artar. Ege Bölgesinin İç Batı Anadolu Bölümünde; İç Anadolu Bölgesinin Yukarı Sakarya, Konya, Orta Kızılırmak bölümlerinde; Karadeniz Bölgesinin iç kesimleri ile Akdeniz Bölgesinin iç kesimdeki yüksek seviyelerinde, ortalama kar yağışlı gün 10-30 gün arasında değişir. Bu alanlarda, kıyı kesimlerinden farklı olarak, kış mevsimi dışında, ilkbaharın ilk ve sonbaharın son aylarında kar yağışlı gün sayısı artar. (Afyon 15, Kütahya 19, Bolu 26, Eskişehir 18, Ankara 14, Konya 12, Çorum 18, Kayseri 20, Nevşehir 19, Niğde 18, Gümüşhane 24, Artvin 21, Beyşehir 11, Şarkikaraağaç 11, Hadim 30, Bozkır 12, Göksun 27, Tufanbeyli 18 gün) İç Anadolu Bölgesinin Orta ve Yukarı Kızılırmak Bölümlerinin kuzey kesimlerinde 30 gün civarında olan ortalama kar yağışlı gün sayısı, (Yozgat 32, Sivas 30 gün) bu bölgede yükseltisi 2000 m yi geçen dağlık alanlarda ve Doğu Anadolu Bölgesinin 1500 m den yüksek platoları ve dağlarında yılda 30 günü aşar. (Muş 35, Bitlis 33, Van 35 gün) Erzurum Kars platolarında yılda ortalama 40-50 gün kar yağışlı geçer. (Erzurum 50, Sarıkamış 57, Kars 45, Ardahan 40, Ağrı 45 gün) Ülkemizde kar, en erken yüksek dağlar ve Kuzeydoğu Anadolu platolarına düşer. Bu alanlarda, ilk kar yağışı yıldan yıla değişmekle beraber, genellikle Ekim ayı ortaları veya sonlarındadır. İç Anadolu nun büyük kısmında, ilk kar yağışının ortalama tarihi Kasım sonları ve Aralık başlarındadır. 3 Karın ender de olsa en geç yağdığı bölge güney kıyılarımızdır. Kar yağışı, kıyılarda, özellikle Akdeniz ve Ege kıyılarında geç başlamakta ve erken sona ermektedir. Son kar yağışının en erken son bulma ortalama tarihi Ege ve Akdeniz kıyı kuşağında, 200-500 m arasındaki etek düzlüklerinde 1-15 Şubat arasında olup bu alanların daha yüksek yamaçlarında kar yağışları 15 Martta son bulmaktadır. İç Anadolu nun bazı bölgeleri ile Kuzeydoğu Anadolu platolarında son kar yağışı Nisan ortalarındadır. Bazı yıllar Mayıs ayında da kar düşer. Örneğin Erzurum da 2012 yılında, 24 Mayıs ta kar yağışı görülmüştür. 5
3. KAR AĞIRLIĞI HASAR NEDENLERİ VE BÖLGESEL FARKLILIKLAR İklim koşulları, yağış çevrimleri, yapı tarzları bölgeler bazında değişiklik gösterdiğinden hasar tip ve boyutlarında da farklılık gözlemlenmektedir. Kış mevsiminde meydana gelen aşırı hava koşulları ile birlikte kar yuksekliği cok kısa sure icerisinde 25 cm kalınlığına kadar ulaşabilir. Şehirlerde karla mucadele icin kar fırtınası 3 safhaya ayrılır: 1. Safha: 5 cm in altında kar birikmesi veya buzlanma, 2. Safha: 5-10 cm kar birikmesi, 3. Safha: 10 cm den fazla kar birikmesi. Hasara ve bölgesel farklılıklara neden olan ana unsurlar şu şekildedir; Karın yağış hızı, Yağan Karın Cinsi Metrekareye Düşen Kar Miktarı Kar Yağış Süresi Aralıklı Yağış Frekansları Karın Kalkma Süresi Hava Sıcaklıkları ve Güneşlenme Mutlak Nem Oranı Rüzgar Yükselti Yapı Tarzları Tasarım Hataları 6
İklim değişikliğinin kar yağışları üzerine etkisi son zamanlarda yoğun olarak tartışılmaktadır. Ancak kesin olan kar yağışlarının çok daha yoğun, şiddetli ve etkin olduğudur. Sıcaklıkların artması daha fazla suyun buharlaşmasına dolayışla yağış dönemlerinde metrekare başına çok daha fazla kar yağışının gerçekleşmesine neden olmaktadır. Bu nedenle yapı tasarımlarında kullanılan standartlar güncelliğini kaybetmiş durumdadır. 2016 yılının sonlarında başlayarak 2017 yılı kış ayları boyunca devam eden yoğun kar yağışları bu durumu net bir biçimde ortaya koymaktadır. Basına yansıyan haberlerin neredeyse tamamında son yılların ya da tarihin en yoğun kar yağışı cümlesi vazgeçilmez olmuştur. Bu durum kar ağırlığı hasarlarının artmasında önemli bir etkendir. Yeni yağmış, sulu olmayan karın ağırlığı 100 kg/m3 iken, yeni yağmış sulu yumuşak karın ağırlığı 400 500 kg/m3, beklemiş sıkı karın ağırlığı 300 kg/m3, buzun ağırlığı 900-970 kg/m3 tür. Durumu örneklemek gerekirse kışın soğuk hava koşullarına sahip olan Konya ilinde yağan kar uzun süre yapılar üzerinde kalarak donup ağırlaşırken Trabzon ilinde yağan kar aynı gün içerisinde donmadan, ağırlaşmadan erimektedir. 7
Özellikle çatı örtülerinde bekleyen kar zamanla sulu ve sert hale gelmekte ve ağırlığını artırmaktadır. Zemin üzerinde belirli bir seviyeyi aşan yoğunlaşmış kar üzerine devamlı kar yağışı olmasıyla, yapı tarzı fark etmeksizin kar ağırlığı hasarları oluşmaktadır. Karın yağma süre ve fasılaları süreç içinde etken olmaktadır. Dikkate alınması gereken diğer bir husus ise mevcut kar örtüsü üzerine yeni yağan karın katman şeklinde birikmesi durumudur. Ara katmanlarda donup yoğunlaşan kar kütlesinin üzerine yeni yağış alması ile kütle ciddi oranda ağırlaşmakta ve hasara neden olmaktadır. Konya ili ile Trabzon ilinde meydana gelen kar ağırlığı hasarları bu durumu örneklemektedir. Konya ilinde kar kütlesi uzun süre kalırken, Trabzon ilinde son 60 yılın en yoğun yağışı olmasına rağmen 2 günde erimiştir. Konya ilinde meydana gelen aralıklı yağışlar sürekli birikmeye ve kar yükünün artmasına neden olmuştur. Hasar kök nedeni araştırmasının sağlıklı yapılabilmesi amacıyla sadece hadise tarihli yağış verileri değil uzun dönem meteoroloji verilerinin incelenmesi önem arz etmektedir. Karın üç esas aralıkla yağdığı görülmektedir Kar yağışının etkilerini artıran diğer bir husus ise rüzgardır. Yamaç altında bulunan yerleşim yerleri, enerji nakil hatları veya enerji santralleri gibi alanlar rüzgarın etkisi ile kar yağışından çok daha fazla etkilenmektedir. Bu tür yamaçlara yağan karın rüzgarın da etkisiyle alçak bölgelere doğru taşınması beklenir. Önlem olarak üst kotlara karı tutmak amacıyla teraslama yapılması vb. önlemler denenebilir. 8
Yapı tarzları da bölgesel olarak değişiklik göstermektedir. Örneğin Doğu Anadolu bölgesinde dağ eteğine kurulu bir köyde çok daha dik ve mukavemetli çatılar inşa edilirken Akdeniz bölgesinde eğimli çatı ihtiyacı bulunmamaktadır. Kar ağırlığı hasarlarında diğer önemli husus; kullanıcıların yapılarda oluşan hasar ve değişimleri görmelerine rağmen müdahale edememeleridir. Aynı anda tüm bölgede çok sayıda özel sektör ve kamu hasarının oluşması sonucunda; vinç, onarım firması veya benzer dış hizmet alımları gerçekleştirilememektedir. Çatı üzerinde, başlayan ve son bulmayan hareketlenme, bir müdahalede de bulunulamadığından artan hasar ve maliyetlere yol açmaktadır. Türkiye de kar yükünün nasıl hesaplanacağı TS 498-1997 de belirtilmiştir, kar yükü bu yönetmeliğe göre hesaplanır. Yönetmelikte verilen değerler minimum değerlerdir. Mühendis yapının önemine, yerine ve yapının tipine bağlı olarak yönetmelikte verilen değerleri artırmak zorundadır. Ancak tasarım planlaması yapılırken TS 498 1997 nin dikkate alınmaması hataya neden olmaktadır. Hasar gerçekleştiğinde ilgili yönetmelikte belirtilen kriterlere uygunluk inceleme konusu olmalıdır. Türk Standartı 498 - YAPI ELEMANLARININ BOYUTLANDIRILMASINDA ALINACAK YÜKLERİN HESAP DEĞERLERİ ni tanımlamaktadır. 1997 yılında yayımlanan bu yönetmelik hala aynı şartlar ile yürürlüktedir. Ancak değişen iklim koşullarının göz önüne alınarak güncellenmesi gerekmektedir. Güncellenene kadar tasarım yapan mühendislerin verilen bu minimum değerlerin geçerliliğini sorgulaması ve yüksek güvenlik katsayıları ile gerekli dayanımı tespit etmesi gerekmektedir. 9
3.1. TS 498 1997 İle Kar Yükü Hesabı 3.1.1. TS 498-1997 ye göre kar yükü tanımı: Kar, çatıya etkiyen hareketli yük tipidir. Hesap değeri, Yapının yapılacağı yere (binanın yapılacağı il, ilçe, ) İnşaat alanının deniz seviyesinden yüksekliğine Çatı eğimine (çatının yatayla yaptığı açı-derece cinsinden)bağlıdır. Hesaplarda dikkate alınacak kar yükü Pk ile gösterilir. Pk çatı izdüşüm alanına düzgün yayılı etkir, birimi kn/m 2 dir. TS 498-1997 yönetmeliğinin kar yükü ile ilgili kısmı Alman DIN 1055-1971 yönetmeliğinden alınmış ve Türkiye koşullarına uyarlanmıştır. Analiz için Gumbel ekstrem değerler tip I dağılımı kullanılmıştır. Hesaplanan kar yükünün aşılma olasılığı %5 dir. 3.1.2. Kar Yükü Hesap Değeri:(Pk) Kar yükü hesap değeri (Pk) için alınacak yük, kar yağışı artış şartlarına göre değişkenlik gösterir. Kar yükü (Pko), hareketli yük sınıfına girer. Bunun bağlı olduğu etkenler coğrafi ve meteorolojik şartlardır. (Kar yağmayan yerlerde kar yükü hesap değeri sıfır alınır). 30 ye kadar eğimli çatılarda kar yükü hesap değeri (Pk), kar yükü (Pko) değerine eşit kabul edilir ve çatı alanının plandaki düzgün yayılı yükü olarak dikkate alınır. Yatayla α açısı kadar eğim yapan ve kar kaymasının engellenmediği çatılarda kar yükü hesap değeri olarak; P k m P k 0 m 1 30 0 40 0 0 m 1 Burada; Pk: Kar yükü hesap değeri(kn/m2) Pk 0 : Zati kar yükü (kn/m2) m: Kar yükü azaltma değeri α: Çatı örtüsünün eğimi (derece) dir. 10
m değeri α açısına bağlı olarak aşağıdaki çizelgeden alınır Pk0 değeri, yapının deniz seviyesinden yüksekliğine ve kar bölgesi numarasına bağlı olarak TS 498-1997 Çizelge 4 den alınır. Tipik olmayan özel yapımlı çatılarda kar yükü hesap değeri (Pk), yapılacak kar yükü dağılımı deneyi sonucunda belirlenmelidir. Bu açıklamaların dışında kalacak özellikli bölgeler için o yerdeki kar yağma süresi ve yüksekliğe bağlı olarak Çizelge 4 de verilen değerler, varsa meteorolojik ölçmelerden de faydalanarak artırılmalıdır. 11
3.1.3. Kar haritası ve kar bölgelerinin belirlenmesi: Türkiye dört kar bölgesine ayrılmıştır. I. bölge en az, IV bölge en çok kar yağan bölgedir. Yönetmelikte kar bölgesi haritası ve ayrıca her il ve ilçenin kar bölge numarasını içeren çizelge bulunmaktadır. Türkiye de kullanılacak kar haritası, bölgelere ve yüksekliğe bağlı olarak alınması gereken kar yükleri ve il ve ilçelere göre kar yükü bölgeleri. 12
Örnek olarak Eskişehir (merkez) in denizden yüksekliği yaklaşık 800 m, Kars (merkez) in, denizden yüksekliği yaklaşık 1800 m dir. Her iki şehirde çatı eğimi 33 derece olan bir yapı yapılacaktır. Çatı kar yükünün belirlenmesi istenmektedir. Esas alınması gereken değerler tablo üzerinde işaretlenmiştir. 3.1.4. TS 498-1997 kar yüklerinin yeterliliği: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü nden Sn. Ahmet Topçu Kar Yükü ve Çöken Çatılar isimli çalışmasında TS 498-1997 ye göre kar yüklerinin yeterliliğini incelemiştir. Doğu Karadeniz il ve ilçelerinin zemin kar yüklerinin belirlenmesi ile ilgili bir çalışmada hesaplanan kar yükü değerleri TS 498-1997 değerleri ile karşılaştırılmıştır.bu çalışmadan alınan aşağıdaki grafikte Pko TS 498-1997 Çizelge 4 değerlerini, SL50 aynı yöre için çalışmada hesaplanan değerleri göstermektedir. Görüldüğü gibi, ilçelerin hemen tümünde, TS 498-1997 değerleri SL50 değerlerinin oldukça altındadır. Araştırmacılara göre, Bunun nedeni olarak, TS 498 in önerdiği zemin kar yükü haritasının yeterince gerçekçi olmaması gösterilebilir. 13
TS 498 ilk kez 1987 yılında yürürlüğe girmiştir. Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü veri bankasında 1968 den günümüze kadar kar ölçümleri olduğuna göre, TS 498-1987 hazırlanırken o yıllarda yeterli veri yoktur. Adı geçen çalışma ile TS 498-1997 arasındaki farkın bundan kaynaklandığı düşünülmektedir. TS 498-1997 de ayrıca şu ifade yer almaktadır: Çizelge 4 de verilen değerler, varsa meteorolojik ölçmelerden de faydalanarak artırılmalıdır. Yönetmelik bu ifade ile proje mühendisinden güncel ölçümleri dikkate almasını istemekte, ancak meteorolojik ölçmelerden nasıl faydalanacağının ipucunu vermemektedir. TS 498-1997 yönetmeliğinin kar yükü ile ilgili kısmı Alman DIN 1055-1971 yönetmeliğinden alınmış olmakla birlikte, DIN 1055 de verilmiş ipucu yansıtılmamıştır. DIN 1055 e göre kar yükü basitçe P k0 = 3.2 d zmax (2.2) bağıntısından belirlenebilir. Burada dzmax n (örneğin n=30) yıllık maksimum kar kalınlıklarının ortalamasıdır ve yapının inşa edileceği yere en yakın ölçüm istasyonundan alınacaktır. dzmax metre, Pko kn/m 2 birimindedir. Çatı kar yükü hesap değeri çatı eğimi de dikkate alınarak (2.1) bağıntılarından hesaplanır. Alman DIN 1055 yönetmeliğindeki açıklamadan alınan Pk0 = 3.2 dzmax bağıntısı Gumbel tip I dağılımı, % 5 olasılık ve %45 varyasyon katsayısını içerir. Ayrıca, bu bağıntıda çatıdaki kar kalınlığının zemindeki kar kalınlığına oranı dç/dz=0.8, kar birim hacim ağırlığı 2.15 kn/m 3 varsayılmıştır. dç/dz=1.0 alınması ve P k0 = 4 d zmax (2.3) bağıntısının kullanılması önerilecektir. Ancak, bu bağıntıdan bulunan Pko değerinin TS498-1997 Çizelge 4 de verilenden küçük olması durumunda Çizelge 4 değerinin kullanılması gerekir. 14
4. Kar Yükü Sebebiyle Çöken Çatılar Dünyanın birçok yerinde her yıl kar yağışı ve kar fırtınalarının getirdiği çeşitli sorunlar yaşanmaktadır. Kar yağışı, binalarda ilk etkisini, binalardaki en büyük açıklık olan çatılarda göstermektedir. Türkiye de de kışların şiddetli ve kar yağışının yoğun olduğu zamanlarda ve bölgelerde, çatılarda beklenmeyen boyutta kar yükü oluşarak çatı çökmeleri ve can kayıpları yaşanmaktadır. Çatılardaki kar yükünün birçok yerleşim alanında temel nedeni kar birikmesidir. Bu nedenle, kar yağışlarının bina çatıları üzerinde meydana getireceği kar yükü ile ilgili çalışmalar için yer yüzeyinde bulunan kar yükseklikleri temel girdi olarak alınmaktadır. Bunun yanı sıra, binaların çatılarında bulunan kar yükü; hava sıcaklığı ve rüzgar hızı ve yönü, çatı eğimi, binanın konumu gibi bileşenlerden de etkilenmektedir. Bir yapının çatısındaki karın kalınlığı kadar karın yoğunluğu da önemlidir. Diğer bir deyişle, biriken kar ve buzun yüksekliğinden daha çok karın çatıda oluşturduğu ağırlık önemlidir. Kar yoğunluğu genellikle 50 kg/m3 (yeni kar) ve 500 kg/m3 (ıslak kar) arasında değişir. Yüksek kar yoğunluğu, tipik olarak yüksek sıcaklıklar ve/veya kuvvetli rüzgar ile oluşurken düşük kar yoğunluğu genellikle hafif rüzgarlı soğuk havalarda oluşur. Kar yoğunluğu karın zamanla oturması ile de artar. 15
Karın su içeriği yeni kar için %0,05, ıslak kar için %0,5 ve eski kar için %0,3, buz için yaklaşık olarak %90-97 dir. Bu prensipler ışığında ülkemizde çatıların tasarım kar yükü TS 498/Kasım 1997 a göre hesaplanmaktadır. Bununla beraber bazen kar, çatı üstünde dururken üstüne yağan kar ve gündüz erime ve gece donma gibi etkenler ile sıkılaşır. Bu durumda çatıda duran kar tabakası, gündüz havanın ısınıp gece tekrar donması nedeniyle giderek bir buz tabakasına dönüşürek birim ağırlığı 1 ton/m3 olan bir kütle haline gelebilir. Bu nedenle, şiddetli kar fırtınası ve bu fırtına sonrasında oluşan ayaz nedeniyle binanın çatısında bulunan kar tabakasının TS498 de verilen sınır değerlerinin de çok üzerine çıkabileceği ve umulmadık bir miktarda kar-buz yükü oluşturabileceği unutulmamalıdır. Kar yoğunluğu: Kar yoğunluğu çok değişkendir, tek değer vermek mümkün değildir: Normal kar yoğunluğu 100-300 kg/m 3 arasındadır. Sulu kar 400-500 kg/m 3 yoğunluğa varabilir. Buz 900-970 kg/m 3 yoğunluğu ile sudan daha hafiftir ve suda yüzer. Eriyerek su halini aldığında 1000 kg/m 3 olduğu düşünülürse iyi bir karşılaştırma yapılabilir. Hesap kar yoğunluğu ρ: ρ = 300-200 e -1.5 d Bağıntısından yaklaşık olarak belirlenebilir. Birimi kg/m 3 tür. d(m)>0 kar kalınlığıdır. Bu bağıntıya göre 100 ρ 300 kg/m 3 olmaktadır. Çoğunlukla ortalama değer ρ 200 kg/m 3 alınır. Kar kalınlığı ölçümü: Kar kalınlığı Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü nün istasyonlarında ve zeminde ölçülür. 1968 yılından günümüze yıllık maksimum kar kalınlığı verileri ücret karşılığı alınabilmektedir. Çatı kar kalınlığı: Çatıdaki kar kalınlığı zemindeki kar kalınlığı ile aynı değildir. Düz bir çatıdaki kar kalınlığı zemindeki kar kalınlığına yakın olmakla birlikte savrulma nedeniyle daha azdır. Çatıdaki kar kalınlığı dç ve zemindeki kar kalınlığı dz olmak üzere dir. dz arttıkça oran azalır. Uygulamada bu oran çoğu kez 0.8 alınır. 16
Çatı kar yükü: Çatıdaki kar kütlesinin bir metrekarelik düzleme uyguladığı ağırlıktır. Birimi kn/m 2 dir. Teorik olarak Pk0 = ρ dç g /1000 dir. Pk0 (kn/m 2 ) kar yükü, dç birimini kn a çevirmek için 1000 sabiti kullanılmıştır. 2 yerçekimi ivmesidir. N (Newton) Uygulama söz konusu olduğunda, hesap bu kadar basit değildir. ρ çok değişkendir. Yapının ömrü boyunca güvenli olması için kar kalınlığı dç ne alınacaktır? sorusu hesabı karmaşık hale getirmektedir. Kar rastgele bir doğa olayı olduğundan, kar yükünün belli bir güvenliği sağlayan, ancak az bir miktar da risk içeren bir değer olarak alınması gerekmektedir. Bu tanıma uyan ve yapıya ömrü boyunca en az bir kez etkiyeceği varsayılan kar yükü hesap değerine karakteristik kar yükü adı verilmektedir. Karakteristik yük, az da olsa, aşılma olasılığı olan tahmini bir yüktür. Olasılık genelde %2 ile %5 arasındadır. Karakteristik kar yükünü belirlemek için 30, 50 hatta 100 yıllık maksimum zemin kar kalınlığı ölçümleri veri olarak alınır ve istatistik analiz yöntemleri kullanılır. Maksimum kar kalınlıklarının yıllara göre dağılımı uygun bir istatistik dağılım teorisi (Gauss, Gumbel, Lognormal, Weibull dağılımı gibi) kullanılarak analiz edilir ve karakteristik kar yüksekliği belirlenir. Yönetmeliklerde verilen kar yüklerinin arkasında daima istatistik analiz vardır. 4.1. Çatı Tipleri Ve Kar Yükünün Çatı Planında Dağılımı 4.1.1. Çatı Tipleri Çatı, binayı biçimsel olarak tamamlayan ve dış ortam koşullarından koruyan, yatay yöndeki dış kabuk elemanıdır. Binanın üst sınırını oluştururken; çatı strüktürü, kaplaması, yalıtımları gibi ölü yüklere; yağmur, kar, trafik gibi hareketli yüklere ve rüzgar yüklerine karşı taşıyıcılığı sağlayarak binanın taşıyıcı sistemine güvenle iletmek; binayı atmosfer şartlarından ve dış ortam etkilerinden korumak; üzerine gelen yağış sularını uzaklaştırmak ve iç ortam için gerekli konfor koşullarını sağlamak, çatı yapı elemanından beklenilen başlıca görevlerdir. İklimsel bölgeye bağlı özellikler, binanın kullanım amacı, ülke, bölge coğrafi ve kültürel özellikleri ile imar sınırlamaları, çatı sistemi tasarımını etkileyen faktörlerdir. Çatı tipinin seçimini etkileyen ölçütler ise; iklim, taşıyıcılık/geçilen açıklık, binanın boyutları ve biçimi, örtü malzemesi, görsel etki (binanın bütünü ile ilişkisi), çevreyle uyum, maliyet ile yönetmelikler ve kanunlardır. 17
Çatı eğimlerinin belirlenmesinde iklimsel faktörlerin göz önüne alınması, çatıların fiziksel performaslarının arttırılması açısından ve yapıya gelen yükün azaltılması açısından önemlidir. Çatı eğimi belirlenirken, iklimsel faktörlerin yanında çatı altlarının kullanılabilirliği de göz önüne alınmalıdır. Çatılar, biçimlenişlerine göre teras (düz) ve eğimli olarak düzenlenmektedir. Yağışlı bölgelerde uygulama alanı bulan eğimli çatıların oluşumunda; iklim bölgesi koşulları (yağış miktarı ve yağış biçimi), çatı kaplamasının türü, boyutu ve biçimi (küçük ve büyük boyutlu, düz ve düz olmayan vb.), çatı arasının kullanım koşulları ve yönetmelikler (en fazla değer için vb.) ön plandadır. Ayrıca, çatı kesitindeki ve/veya çatı arasındaki nemin hareketi ve çatı üzerindeki etkileri, çatının tasarım aşamasında düşünülmesi gereken bir tasarım ölçütü olarak ortaya çıkmaktadır. Çatı tipleri çatının yapısına, kullanım şekline, konstrüksiyonuna, kaplamasına, yalıtımına bağlı olarak çeşitli şekillerde sınıflandırılabilir. Çatılar yapıldıkları malzemeye göre ahşap, çelik ve betonarme olmak üzere üçe ayrılırlar. Ahşap çatılar Makasları ve eğimli yüzeyi ahşap malzemeden yapılan çatılardır. Ahşap, kâgir ve betonarme binaların üzerine yapılırlar. Çatı yapımında en çok ahşap malzeme kullanıldığı için çatının iskeleti olan çatı makaslarından bahsetmek gereklidir. Çatı makası, çatının yüzeyinden aldığı yükleri taşıyarak mesnetlere nakleden sistemdir. 2.00 3.00 m aralıklarla düzenlenir. Çatı makasları, yükü naklediş şekline göre oturtma çatı makası ve asma çatı makası şeklinde isimlendirilir. Çelik çatılar Çeliğin gerilmelere karşı olan yüksek dayanımı nedeniyle, mesnet açıklığı fazla olan binaların çatıları çelikten yapılır. Çelik çatı makasları blon, perçin ve kaynakla birleştirilerek inşa edilirler. Betonarme çatılar Binayı üstten gelen dış etkilere karşı koruyan ve betonarmeden yapılan çatılardır. Binanın üstüne gelecek yağmur ve kar sularının birikmeden akıtılması, ısı etkilerinden korunması, sağlam ve dayanıklı olması, estetik açıdan güzel olması düşünülerek garaj, depo, spor salonları, gösteri merkezleri, camiler, alışveriş merkezleri gibi yapılarda betonarme çatılar kullanılır. Betonarme çatılar, betonarme çerçeve, kemer ya da kabuk şeklinde yapılırlar. % 1 2 eğimli betonarme ile yapılan çatılara teras çatı denir. Teraslar binayı dış etkilere karşı koruyacak şekilde yapılmalıdır. Terasa gelen yağmur ve kar sularının eğim verilerek oluklarda toplanması ve yağmur boruları ile zemine ulaştırılması sağlanır. 18
üçe ayrılırlar. Taşıyıcılık niteliğine göre çatı çeşitleri oturtma çatılar, asma çatılar, karma çatılar olmak üzere Oturtma Çatı Makası Yükü dar açıklıklı dış duvarlara, bölme duvarlara veya betonarme plaklara ileten durumda yapılan çatının makasına oturtma çatı makası denir. Bu tür çatılar, taşıyıcı duvarlar, kirişler veya betonarme bir döşeme üzerine oturtulur. Çatının taşıyıcı duvar veya kirişler üzerine oturtulması durumunda mesnet açıklığının en çok 4.00 m olması gerekir. Oturtma çatı makasları tanzim edilen dikme sayısına göre isim alırlar. Oturma çatı makaslarında dikme aralıkları yaklaşık olarak aşağıda verildiği gibi olmalıdır. 4 6 m uzunluğundaki makaslar bir dikmeli 6 8 m uzunluğundaki makaslar iki dikmeli 8 11 m uzunluğundaki makaslar üç dikmeli 11 13 m uzunluğundaki makaslar dört dikmeli 13 17 m uzunluğundaki makaslar beş dikmeli olarak tanzim edilirler. Asma (Askılı) Çatı Makası Yükleri makaslar vasıtasıyla yanlardaki mesnetlere ileten çatılara asma (askılı) çatılar, bu tip çatıların yapımında kullanılan makaslara da asma (askılı) çatı makası denir. Çatıyı taşıyan dış ve iç bölme duvarların eksenleri arasındaki açıklığın 4.00 metreyi geçtiği durumlarda asma çatı uygulanır. Askılı çatılarda düşey durumdaki çatı elemanına askı denir. Makas uzunluğuna göre askı sayısı aşağıdaki ölçülerde olur. 4 6 m uzunluğundaki makaslar bir askılı 6 9 m uzunluğundaki makaslar iki askılı 9 12 m uzunluğundaki makaslar üç askılı olarak tanzim edilirler. Karma Çatı Hava yastıklı olarak tanımlanan bir soğuk çatıda çatının taşıyıcı konstrüksiyonunun bir bölümün oturtma, diğer bir bölümünün asma olarak çözülmek durumunda olması, böyle bir çatının taşıyıcı sistem olarak karma çatı olarak nitelendirilmesini gerektirir. İlke olarak, bir çatıda aşıkların altına yerleştirilen her dikmenin olanaklıysa taşıyıcı bir döşemeye, o yoksa bina duvarına, o da yoksa bir asma makas yardımıyla duvarlara iletilmesi gerekir. Çatının hem oturtma hem de asma sistemlerle çözülmüş olması, sistemin karma bir sistem olduğunu gösterir. Taban alanı çok büyük olmayan ve çatı yüzeyinin kullanılmasına gerek duyulmadığı durumlarda, yağışın çatı yüzeyinden daha kolay uzaklaştırılması nedeniyle eğimli çatılar tercih edilmektedir. Eğimli çatılar genellikle betonarme, çelik veya ahşap strüktürle gerçekleştirilebilmektedir. Eğimli beton dökmek mümkün olmakla birlikte zahmetli bir iştir. Buna karşılık, eğimli bir çatıyı çelik veya ahşap strüktürle oluşturmak, yapının ölü yükünün betonarmeye oranla daha az artmasına neden olacağı için, hem deprem açısından avantaj hem de yapım kolaylığı sağlar. 19
4.1.2. Kar yükünün çatı planında dağılımı Kar çatının her yerinde olabilir Rüzgâr ve/veya güneşin etkisiyle kar çatının bir tarafında hiç olmayabilir, diğer tarafında da birikebilir. 20
Farklı eğim nedeniyle kar yükü aynı çatıda bölgesel olarak farklı olur. Çok dik (büyük eğimli) çatılarda kar tutunamaz, rüzgâr ile savrulur veya kayar. Çatıda kar olmaz. Çatıda yer yer kar yığılması olabilir. Saçaklarda buz yükü oluşur. Büyük saçaklı (konsollu) çatılarda saçak kenarları boyunca ayrıca çizgisel buz yükü dikkate alınır. Buz birim hacim ağırlığı 7 kn/m 3 tür (TS498-1997). 21
Bu bilgiler dikkate alınarak çatılarda kar yükü hesaplaması TS 498-1997 ye göre yapılır. Bununla birlikte rüzgar yükleri de göz ardı edilmemlidir. Yakın dönemde Konya ve ilçelerinde meydana gelen kar yağışı sonucu oluşan tüm çatı hasarlar detaylı olarak incelenmiş ve bu bülten içerisinde verilen teorik bilgilerin uygulamada nasıl vukuu bulduğu iyi bir biçimde örneklenmiştir. Bu amaçla Konya ilinde meydana gelen hasarların genel karakteristiği bu bülten içerisinde inceleme konusu olmuştur. Konya iline ilk kar yağışı 24.12.2016 tarihinde gerçekleşmiştir. Yağan kar aralıklı olarak devam etmiş olup 26.12.2016 günü yoğun kar yağışı yine etkili olmuştur. Çatı örtülerinde bekleyen kar zamanla sulu ve sert hale gelmiş ve ağırlığını artırmıştır. Zemin üzerinde 50 cm seviyesini aşan yoğunlaşmış kar üzerine devamlı kar yağışı olmasıyla yapı tarzı fark etmeksizin çatı hasarları oluşmuştur. Karın yağma süre ve fasılaları süreç içinde etken olmuştur. Açıklanan yağış şekli endüstriyel yapılarda rüzgar etkisiyle parapet diplerinde, ılıklık ve fenerlikler ile baca ve oluklarda ayrıca birikme yapmıştır. Rüzgarın veya kendi ağılığının etkisiyle kayan kar yığınlar parapet önleri veya çatı birleşim noktalarında 150 cm yi aşmış tesis yağısına göre 2,5 metre yüksekliğe ulaşmıştır. Ağırlık noktası değiştiğinde çatı ve yapıların ağır hasarına yol açtığı görülmüştür. Yapı tarzına göre çökme, göçme, çekme, ve uzamalara bağlı olarak domino etkisiyle yapışık risk gerçekleşmiştir. Genel olarak aşıkların zayıf olmasıyla kirişlere dağılan yük değişken artan kar ağılığını taşıyamayarak kırılma ve burkulma ile çökmelere yol açmıştır. Kolonların dönme yapması veya bağlı olan çatı örtüsüne paralel yatay olarak aynı eksende kaymasıyla ağır hasarlar meydana gelmiştir. Bir diğer önemli husus; kullanıcıların binalarda oluşan hasar ve değişimleri görmelerine rağmen müdahale edememeleridir. Aynı anda tüm şehirde çok sayıda özel sektör ve kamu hasarının oluşması sonucunda; vinç, onarım firması veya benzer dış hizmet alımları gerçekleşememiştir. Başlayan ve son bulmayan çatıdaki hareketlenme bir müdahale de yapılmadığında artan hasar ve maliyetlere yol açmıştır. Çevre ve ortam koşulları hiçbir çalışmaya olanak tanımadığından can güvenliği sebebiyle işletmeler kapanmıştır. Kendi olanakları ile yapmaya çalıştıkları tek şey korunmak ve güvenliği sağlamak olmuştur. Örnek olarak incelenen bir yapıda kar yükü edinilen veriler doğrultusunda; Gerçekleşen en yüksek kar yağışlı 17.11.1988 tarihinde 40 cm dir. 03.01.2016 günü itibarıyla şehir merkezi kar kalınlığı en düşük 52 cm, Konya şehir merkezi ve şehir dışı değişken olup ortalama 60 cm i aşan bir kar yağışı tespit edilmiştir. Konya ilçelerinde farklılıklar vardır. Karaman ilçesindeki, kar kalınlığı 95 cm dir. 22
Örnek bir yapı için kar kalınlığının ortalama 52 cm olduğu tespiti ile kar yükü hesabı yapılır ise ; 1m³ Sulu Kar : 130 Kg 9000 m² x 0,52 : 4.680 m³kar Toplam Kar Ağırlığı : 608.400 Kg Mevcut hesaplama ile yapının taşıdığı kar yükü 608.400 KG dir. Hiçbir hesap ve ön görüyü karşılayamaz bir durumdur. Bu miktardaki kar yağışında bina yapı tarzına bağlı bir eksiklik ve kusur dikkate alınamaz. Bazı hasarlarda ise çökme nedeni ilk bakışta kar yükü gibi görünmekle birlikte, temel nedenin bu olduğu doğru değildir. Çöken çatıların hemen hepsi proje, inşaat ve bakım hataları içermektedir. Kar yükü sadece çökmeyi tetiklemektedir. Türkiye deki tüm büyük açıklıklı (spor, sergi, kongre salonu, süper market pazaryeri ve benzeri) çatıların durumunun belirlenmesi, olası faciaları önlemek açısından, gereklidir. Adı geçen yapı türlerinin kar temizliği önceden planlanmalı, düzenli olarak yapılmalıdır. Kar yüksekliği 10-20 cm yüksekliğe erişince mutlaka temizlenmelidir. İlgili kar yükü yönetmeliği ivedilikle güncellenmelidir. Mühendisler bu tür yapıların kar ve rüzgâr açısından çok kritik yapılar olduğunun, yönetmeliklerin sadece minimum sınırları önerdiğinin bilincinde olmalıdırlar. Sarf malzeme tasarrufu düşüncesi ile kolayca burkulabilen narin elemanlardan kaçınmalı, narinlik derecesi kritik olacak şekilde uzun konstrüksiyon elemanı kullanımı gerektiren tasarım yapmamalı bilgisayar yazılımlarına aşırı güven duymamalı, teknisyenlik değil mühendislik görevini yerine getirmelidirler. Bölgelerde meydana gelen hasar yoğunluğu da tasarım hataları konusunda kolayca fikir vermektedir. Kar yağışı nedeniyle beklenen etki bölgesel olacaktır. Hiçbir yapıda hasar yokken tek bir bina çatısının çökmesi genel olarak tasarım hatasına işaret etmektedir. Bu gibi pratik uygulamalar hasar sürecinde önemli rol oynamaktadır. Edinilen saha tecrübeleri hasar nedeni ve etkilerinin tespiti hususunda yöntemlerin belirlenmesini sağlamaktadır. Örneğin hasar tespiti çalışmalarında drone ile havadan alınan görüntü hasarın boyutlarını ortaya koyarken bölgesel etkileri de açığa çıkarmaktadır. 23
Hasar neden ve niteliğinin tespit sürecinde tasarım hatalarından şüphelenilmesi durumunda bilirkişi desteğinin alınması da önem arz etmektedir. Bilimsel ölçüm ve sonuçlar hasar neden ve niteliği hususlarında somut delillerin ortaya konulması, dolayısıyla teminat değerlendirmeleri konusunda belirleyicidir. 24
Son dönemde meydana gelen yoğun kar yağışı çatı çökmeleri dışında ülke genelinde farklı bölgelerde bulunan çok sayıda güneş enerji santralinin de çökmesine neden olmuştur. Hasar frekansına göre güneş enerji santrallerini takiben enerji nakil hatları, ölçüm direkleri gibi direklerde meydana gelen hasarlar ise 3. sırayı almıştır. Bu nedenle Güneş Enerji Santralleri ile direk devrilmeleri de bu bülten kapsamında özel olarak incelenmiştir. 5. Güneş Enerji Santrallerinde Kar Yükü Hasarları Son yıllarda büyük bir ivme kazanan Güneş Enerji Yatırımları sebebiyle güneşlenme süresi ile yoğunluğu orantılı olmak üzere Türkiye nin hemen hemen her bölgesinde kurulan Güneş Enerji Santralleri yaşadıkları ilk ciddi kış döneminde sınıfta kalmıştır. Başta Konya, Kayseri, Kahramanmaraş gibi iller olmak üzere Türkiye nin farklı illerinde bulunan çok sayıda Güneş Enerji Santrali, üzerinde biriken karın ağırlığına dayanamayarak çökmüşlerdir. Birkaç MW kapasite ile faaliyet gösteren bazı santrallerde tam zayii seviyesine ulaşan hasarlar meydana gelmiştir. Son dönemde GES lerde bu kadar çok kar ağırlığı hasarının meydana gelmesi kesinlikle tesadüf değildir..! İncelenen çok sayıda santralde tasarım hatalarının bulunduğu tespit edilmiştir. 25
Tespit edilen tasarım hataları sırasıyla; - Statik Projelerin hatalı olması, - TS498 in dikkate alınmaması ya da kar yüklerinin yanı sıra Rüzgar etkileşiminin unutulması, - TS 498 in yetersiz kalması, - Proje alanında optimizasyonun sağlanamaması (Verimi yüksek bir arazi olsa da her kış çok ciddi kar yağışının beklendiği alanların seçilmesi), - Montaj Hataları - Projeye Uyulmaması Türkiye de yeni kurulan Güneş Enerji Santrallerinin büyük bir kısmı reel doğa şartları ile henüz! karşılaşmıştır. İlk ciddi hadisede santrallerin çoğu hasar görmüştür. Yakın zamanda meydana gelen kar ağırlığı hadiselerinin sayısı ve hasar miktarı bu durumu açıkça göz önüne sermektedir. Ön görülemeyen çok sayıda risk unsuru tehlike riskinin çok ciddi oranda yükselmesine neden olmaktadır. Bu risk unsurları sigorta poliçelerine şarj edilmek istenmekte ve edilmektedir..! Bu nedenle sigortalanmak istenen santraller için risk analizinin önemi en yüksek düzeydedir. Aksi takdirde fiziki zararların yanı sıra iş durması, kar kaybı gibi dolaylı kayıplarla birlikte oluşan milyonlarca Euroluk hasar tazminat yükünün üstlenilmesi kaçınılmazdır. Yapılacak olan risk analizeleri ile statik projeler, coğrafi koşullar, montaj koşulları, projeye uygunluk ve malzeme kalitesi gibi çok sayıda parametre değerlendirilmelidir. Firma sahiplerinin bu konularda örnek hasarlar ile uyarılması ve gerekli önlemlerin alınması ile hasar frekanslarının çok daha düşük seviyelere indirilmesi mümkündür. 26
6. Enerji Direkleri, Ölçüm Direkleri Kar ve Buz Yükü Hasarları Enerji nakil hatlarında bulunan direkler ile ölçüm direkleri gibi konstrüksiyonlarda da kar yağışı ve buz yükü yüksek maliyetli hasarların meydana gelmesine neden olmaktadır. Özellikle uzay kafes sistemleri üzerinde geniş yüzey alanı nedeniyle biriken kar ve buz, direklerin tasarım ağırlıklarının oldukça üzerine çıkılmasına neden olmaktadır. Statik projelerde bu durumun dikkate alınmaması ya da yeterince önemsenmemesi sebebiyle direkler sıklıkla devrilebilmekte, yüksek maliyetli hasarlar meydana gelmektedir. Söz konusu direkler genellikle yüksek rakımlı arazilerde konuşlandırılmaktadır. Bu arazilerde iklim koşulları şehirlerdeki iklim koşullarından oldukça farklıdır. Yağan yoğun kar konstrüksiyonlar üzerinde birikmekte ve hızlıca donmaktadır. Bu nedenle benzer direkler üzerindeki kar yükü genellikle buz yükü olarak bilinir. Nem değerinin yüksek, ısının düşük olduğu alanlar don için ideal ortamı oluşturmaktadır. Havanın nispi / bağıl nem değerinin %90 ın üzerinde olduğu durumlarda, ani sıcaklık düşmesine bağlı olarak direkler ve halatları üzerinde buzlanma yaşanmaktadır. Oluşan buzlanma halatlar üzerinde yük oluşturmakta ve dinamik yüklerin (rüzgar yükü vb.) etki ettiği yüzeylerin genişlemesine sebep olmaktadır. Yaklaşık 10 cm kalınlığındaki buz yükünün konstrüksiyona getirdiği fazla yük yaklaşık 21 kattır. Halat ve direkler üzerinde oluşan buzun bası yönünde hareket etmesi direklerin devrilmesine neden olmaktadır. Kar yükünün yanı sıra TMMOB nin 2009 yılında Elektrik Enerjisi Hava İletim Hatlarında Rüzgar ve Buz Yüklerini incelenmesine ilişkin makalesinde, buzlanmanın en fazla -2 ve +8 derece arasında yaşandığı, -10 derecenin altında nem oranı %90 ın altında düştüğünden buzlanmanın yaşanmadığı ve rüzgarın varlığının havadaki su buharı veya sis tanelerini iletken yüzeyine daha fazla yapışmasına ve birikmesine neden olduğu açıklanmaktadır. 27
Göz önüne alınması gereken en önemli husus, rüzgar ölçüm direkleri, enerji nakil hatları ve rüzgar direkleri gibi yapıların, zaten çetin iklim koşullarına sahip olan açık alanlarda konuşlandırılacakları bilindiğinden tasarımlarının bu doğrultuda yapılması gereğidir. Hasar görmeleri durumunda şehir merkezleri için anormal olarak değerlendirilen koşullar bu bölgeler için normal olarak değerlendirilmeli ve hasarlar bu doğrultuda incelenmelidir. Şehir merkezinde sınır değer olarak kabul edilen 7 boforluk rüzgar hızı bu bölge için fırtına olarak nitelendirilemez. Aynı durum kar ağırlığı ve buz yükünün şiddeti için de geçerlidir. 7. 2017 Yılı Kar Yağışı Kaynaklı Hasar Profili ve Beklentisi 2016 yılının sonlarında başlayarak 2017 yılının kış ayları boyunca devam eden yoğun kar yağışı yüksek kesimlerde ciddi bir kar rezervinin oluşmasına neden olmuştur. İlkbahar aylarında yağmur yağışlarının başlayacak olması ve biriken karın eriyerek su yataklarına karışması ile sıkça sel ve heyelan hadiselerinin meydana geleceği ön görülmektedir. Özellikle Karadeniz Bölgesi nde heyelan hadiselerinin yoğunlaşacağı düşünülmektedir. Bu durumda ana etken fazla miktarda yağan karın çok hızlı biçimde erimekte olmasıdır. Yağan karın erimesini takiben Türkiye nin farklı bölgelerinde beklenen hasarlar şu şekildedir: - Biriken kar Hidroelektrik santrallerde 2017 yılının ilkbahar dönemlerinde üretimin artmasını sağlayacağı gibi eriyen karların neden olacağı heyelan hadiseleri iletim kanallarında hasara yol açacaktır. - Hidroelektrik santraller için dikkate alınması gereken diğer bir unsur ise yüksek debide su akışının taşıyacağı teressubat miktarının artmasıdır. Firma yetkililerinin bu konuda uyarılmalı, işletme dönemi için mazgal temizliklerinin yapılmalı ve sürekli olarak kontrol edilmesi sağlanmalıdır. - Şehir sellerinde artış gözlemlenebilir. - Taşkın inşaatlarında ani baskınlar hasara neden olabilir. - Heyelan nedeniyle ölçüm direkleri, enerji nakil hatları vb. direklerde devrilme hadiseleri gerçekleşebilir. Meydana gelen yoğun kar yağışı ve iklim değişikliği etkileri de gözetilerek gerekli önlemlerin şimdiden alınması ve risk analizlerinin yapılarak hasar frekansının kontrol altında tutulması sağlanmalıdır. 28
Sonuç Olarak; Yakın zamanda meydana gelen yoğun kar yağışları başta Konya, Kayseri, Kahramanmaraş, Trabzon olmak üzere Türkiye nin büyük bir bölümünde etkili olmuştur. Bu bölgelerde yoğun kar yağışı sebebiyle biriken kar kütlesi genellikle yüzey alanı fazla olan endüstriyel tesis çatılarının çökmesine neden olmuştur. Bina çatılarının yanı sıra enerji nakil hatlarında, güneş enerji santrallerinde ve rüzgar enerji santrallerinde de kar ağırlığına bağlı çeşitli hasarlar meydana gelmiş, oluşan bu hasarların çoğunun mühendislik / tasarım hataları sebebiyle gerçekleştiği tespit edilmiştir. Yağan kar etkisiyle meydana gelen doğrudan ve dolaylı zararlar, İş durması, kar kaybı ve sorumluluk hasarları v.s. düşünüldüğünde hasar miktarım çok ciddi boyutlara ulaşmıştır. Bu durum, Risk Analizinin önemini bir kez daha göstermiştir. Risk analizi, doğru sigortalı, doğru riziko, doğru poliçe,, az zarar, gerçek hasar! Son dönemde incelenen hasarlar, mevcut bazı eksiklikleri de net olarak ortaya koymuştur. Bunların başında, kar yükü hesaplamaları için standart olarak kabul edilen Türk Standardı (TS) 498 Yapı Elemanlarının Boyutlandırılmasında Alınacak Yüklerin Hesap Değerleri yönetmeliğine uyulmaması yer almaktadır. 1997 yılında yayımlanan bu değerli dokümanın, küresel ısınma etkileri ve yapı teknolojilerindeki değişiklikler nedeniyle güncelliğini yitirdiği anlaşılmıştır. Buna ilişkin olarak tespit edilen diğer önemli husus TS 498 standartlarının dahi sağlanamamış olması, statik hesap raporları ile projelerin tasarım hataları ile dolu olmasıdır. Hatalı tasarımlar, yoğun kar yağışları ve acil müdahale yöntemlerinin hazır olmaması birleştiğinde ortaya bu yıkım çıkmıştır. Genel olarak öne çıkan hususlar incelendiğnde; Proje hataları veya doğru projenin uygulamalarında ( As Built Proje incelenmeli ) hatalı imalat yapıldığı, Malzeme seçimi ve kötü işçilik, Gizli ayıp, kusurlu imalat, İmalatta maliyet yönetimi sonucunda ucuz ve niteliksiz malzeme, Bakım ve denetim eksiklikleri, Eskime, aşınma, yıpranma etkilerinin öne çıktığı saptanmıştır. 29
Son dönemde GES lerde bu kadar çok kar ağırlığı hasarının meydana gelmesi kesinlikle tesadüf değildir..! Türkiye de yeni kurulan Güneş Enerji Santrallerinin büyük bir kısmı doğa şartları ile henüz! karşılaşmıştır. İlk ciddi hadisede santrallerin çoğu hasar görmüştür. Yakın zamanda meydana gelen kar ağırlığı hadiselerinin sayısı ve hasar miktarı bu durumu açıkça göz önüne sermektedir. Ön görülemeyen çok sayıda risk unsuru tehlike riskinin çok ciddi oranda yükselmesine neden olmaktadır. Bu risk unsurları mühendislerin ve tasarımcıların hasar bilinci oluşuncaya, yani pratik saha eğitimleri onlarca hasar sonrasında tamamlanıncaya kadar işletmeciler tarafından sigorta poliçelerine şarj edilecektir..! Bu nedenle sigortalanmak istenen santraller için Gerçek Risk Analizinin önemi en yüksek düzeydedir. Aksi takdirde fiziki zararların yanı sıra iş durması, kar kaybı gibi dolaylı kayıplarla birlikte oluşan milyonlarca Euroluk hasar tazminat yükünün üstlenilmesi kaçınılmazdır. Kış aylarının sonuna yaklaştığımız bu günlerde, kar yağışlarının azalacağı beklense de etkilerinin artarak devam edeceği söylenebilir. Eriyen kar kütleleri toprakların hızla yumuşamasına, dolayısıyla heyelan hareketlerinin tetiklenmesine neden olacaktır. Ayrıca bahar sezonunda küresel iklim değişikliğinin de etkisi ile ani sağanak yağışlar ve eriyecek kar kütleleri ile birleştiğinde çok sayıda sel ve heyelan hadisesinin meydana gelmesi beklenmektedir. Meydana gelen yoğun kar yağışı ve iklim değişikliği etkileri de gözetilerek gerekli önlemlerin şimdiden alınması ve risk analizlerinin yapılarak hasar frekansının kontrol altında tutulması sağlanmalıdır. Kaynakça: 1- Ekol Sigorta Ekspertiz Hiz. Ltd. Şti. Risk ve Hasar Arşivi 2- Türk Standardı (TS) 498 1997, Yapı Elemanlarının Boyutlandırılmasında Alınacak Yüklerin Hesap Değerleri Yönetmeliği 3- Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü Sn. Ahmet Topçu Kar Yükü ve Çöken Çatılar EKOL EKSPERTİZ RİSK GRUBU Mustafa Nazlıer Efe Eroğlu İlayda Bağzık Eksper Mühendislik / Yangın / Kredi Finans Risk ve Hasar Yönetmeni Uzman/Makine Mühendisi Risk ve Hasar Yönetmeni Uzman ***Bu bülten, konuyla ilgili çeşitli kaynaklardan derlenen bilgiler ile hasar ve risk alanındaki tecrübelerimiz çerçevesinde hazırlanmış olup, kendi görüşlerimizi içermektedir. 30