Gün geçtikçe hayatımızdaki etkileri artan küresel iklim değişikliğinin sebeplerinden biri kullandığımız ürünlerin üretim süreçlerinde atmosfere salınan sera gazlarıdır.1 Mevcut politikalar ve endüstri zincirleriyle gelecekte sürdürülebilir bir yaşamın desteklenmesi mümkün değildir. Bu konuda Birleşmiş Milletler 2050 yılına kadar “Net Sıfır” emisyona ulaşılması gerektiğini belirtiyor.2 Net Sıfır hedefi, atmosfere salınan karbon miktarınca, karbon emisyonunu önleyici tedbirler almak veya yatırımlarda bulunarak net emisyonu sıfırlama anlamına geliyor. Peki, karbon emisyonunu nasıl azaltabiliriz?
Net Sıfır’a ulaşmak için üretim, çalışma ve yaşam tarzlarımızı değiştirmemiz gerekiyor. OECD 2019 yılı raporuna göre 2018’de çelik ve çimento üretimi yıllık karbon salınımının yüzde 12-14’üne sebep olmuştur.3 Bununla ilintili olarak, Breakthrough Energy verisine göre yaşadığımız binalar küresel CO2 salınımının yaklaşık %7’sine sebep olmaktadır.4 Bu veriler hesaba katıldığında, ahşabın yapı malzemeleri sektöründeki payını artırmasının iklim değişikliğine karşı verilen mücadeleye katkı sağlayacağı açıktır. Bu yazımızda ahşabın bir yapı malzemesi olarak kullanımını, yapısal özelliklerini, ekonomik rekabetçiliğini ve ekolojik etkilerini inceleyeceğiz.
Cross-Laminated Timber (CLT)
Çam, ladin, köknar gibi yumuşak ağaçların yapısal yapıştırıcılar vasıtasıyla lamine haline getirilmesiyle glulam ve CLT gibi yeni ahşap yapı malzemeleri üretilmiştir. CLT ise bu çeşitli ahşap malzemeler arasında özellikle yüksek ahşap yapılar için kullanımı en yaygın olanıdır.
CLT, 90 derece çapraz pozisyonda bulunan ahşapların birbirine yapısal yapıştırıcılar kullanılarak dikey biçimde preslenmesi ile oluşur. Tabaka sayısı ise üçten fazla olmak koşuluyla ihtiyaca binaen herhangi bir tek sayı olabilir.
Ahşap Yapıların Teknik Özellikleri
Yüksek katlı ahşap yapıların dayanıklılığı hakkında tüketicilerin iki çekincesi bulunuyor: yangın ve deprem durumları.
-
Yangına Karşı Dayanıklılık
Geçmişte, görece küçük alanlarda birbirine çok yakın ahşap yapıların bulunması yangınları hızlı bir şekilde taşıyarak büyük tahribatlara neden olmuştur. Ancak, geleneksel ahşabın aksine CLT gibi ahşap yapı malzemeleri yangın sırasında yönetmeliklerin belirlediği standartların da üzerinde performans göstermektedir.5 Bununla beraber, yangını yaratan ve yangının yayılmasına neden olan unsur, yapı malzemelerinden ziyade, evleri, ofisleri oluşturduğumuz mobilyalar ve eşyalardır. Yaşadığımız ortamlar yüzyıl öncesine göre çok daha kolay tutuşan ve yanan malzemelerden oluşmasına rağmen daha az yangın haberi almamız, yapı malzemelerinin ahşap olmamasından ziyade yangına müdahale sistemlerinin ve yangın önlemlerinin gelişmiş olması ile ilgilidir. Yangın tehlikesi; yapı malzemesi beton, çelik, ahşap veya yığma taş da olsa her zaman vardır.
Ahşabın betonarme binalara göre dezavantajlı görüldüğü nokta, yangının ahşap elemanlarda kesit kaybına yol açarak taşıyabileceği yükü azaltmasıdır. Ancak, ahşap binalar bu kayıp dikkate alınarak tasarlanır. Taşıyıcı sistem elemanları (perde, kolon, kiriş, döşeme) katmanlı bir yapıda inşa edilir. Her bir katman koruyucu özellik göstererek yangının sistemin tümüne yayılmasını engeller. Isıya maruz kalan yüzeyden iç taraflara doğru, ahşabın içerisindeki nemin buharlaşması ve kömür tabakasının oluşma süreci ısının hızla artmasının önüne geçer ve böylece müdahale ve tahliye için istenen zamanı sağlamış olur. Malzemenin özelliklerine ek olarak, modern ahşap yapılar, otomatik erken uyarı ve söndürme sistemleri ve halihazırda çelik yapılarda da kullanılan yanmaz yalıtımlarla yangına karşı oldukça dayanıklı hale getirilebilmektedir. Ahşap yapılarda yangın davranışı üzerine yapılan testler ve geliştirmeler, özellikle Avrupa ve Kuzey Amerika’da, yönetmeliklerin orta-yüksek katlı ahşap binaların yapımına izin vermesinin önünü açmıştır.6
-
Deprem Dayanımı
Dayanımı yüksek ve kaliteli malzeme kullanımının yaygınlaşması ve doğru mühendislik uygulamalarıyla günümüzde inşa edilen yapılar depreme dayanıklı olarak kabul edilebilir. Ancak, yakın gelecekte yapıların yalnızca dayanıklı olması yeterli olmayacak, her türlü senaryoda, önce güvenliği sağlayacak niteliklere sahip olması, bununla birlikte çevreye duyarlı ve sürdürülebilir olması gerekecektir. Bu noktada, modern ahşap yapı malzemeleri öne çıkmaktadır.
Depremde yapılarda oluşan gerilme, yapının ağırlığı ile doğru orantılıdır. CLT gibi malzemelerin en önemli özelliği hem hafif hem de dayanımının yüksek olmasıdır. Çelik bağlantılarla, deprem sırasında oluşan yatay yüklere karşı güçlendirilen ahşap yapılar, esnek yapısıyla, taşıma kapasitesini kaybetmeden deprem enerjisini dağıtabilir.
2013 yılında Uluslararası Deprem Mühendisliği Birliği tarafından yayımlanan rapora göre, 7 katlı CLT yapı üzerinde 7.2 büyüklüğündeki Kobe depremi ile beraber altı deprem simüle edilmiş ve taşıyıcı sistemde kalıcı hasar oluşmamış, bağlantı noktalarında oluşan hasar ise kolayca erişilebilir ve onarılabilir durumdadır.7 Binanın taşıyıcılığını kaybetmesi durumunda da ahşabın hafifliği ve organik yapısı sebebiyle, betonarme binalardaki presleme etkisinin aksine, yaşam boşlukları oluşacağından can kayıpları çok daha az olacaktır.
CLT ilk olarak 1990’ların başında Avusturya’da geliştirilmiştir. CLT üretiminde, hem kişi başına düşen orman varlığı bakımından zengin hem de iklim ve tarihsel olarak ahşaba talebin yüksek olduğu Avusturya ve İskandinav ülkeleri önde gelmektedir. Bununla birlikte üretimin belirli bir bölgede sınırlı kalmasından dolayı birtakım lojistik komplikasyonlar ortaya çıkmakta ve maliyetler, özellikle Türkiye gibi bu konuda ithalata bağlı ülkelerde, projenin pratikte uygulanabilir olmasının önüne geçmektedir.
T. C. Sanayi Bakanlığı ve Kuzey Anadolu Kalkınma Ajansı’nın Şubat 2021 tarihli Kastamonu ilinde CLT üretim tesisi kurulumu için hazırladığı ön fizibilite çalışması Türkiye için alanında ilklerden biridir.8 Yılda iki vardiyada 35.000 m3 panel üretebilecek kapasitede bir fabrikanın kurulumu için yatırım tutarı yaklaşık 10.5 milyon euro olarak tespit edilmiştir. Ayrıca, raporda tahmin edilen girdi maliyetleri ve iç talep, kısa vadede CLT üretimi ve kullanımının yaygınlaşması için uygun şartların şu ana kadar oluşmadığını göstermektedir.
Malzeme maliyetleri; ülke, bölge ve proje özelinde önemli ölçüde değişiklik gösterdiğinden, betonarme yapılarla ahşap yapılar karşılaştırıldığında farklı malî sonuçlar ortaya çıkmaktadır. Amerika’da yapılan bir ankete göre CLT kullanımının m2 maliyeti 520-600 dolar arasındayken, betonarmenin m2 maliyeti 450-500 dolar arasında değişmektedir.9 Buna göre, yapı malzemesi olarak CLT kullanmanın maliyeti beton kullanımına göre yüzde 30’a varan oranla daha yüksektir. Kaliforniya’da inşa edilmiş bir sanat merkezi projesi baz alınarak farklı malzeme alternatiflerinin karşılaştırıldığı bir başka çalışmada ise projenin %60 daha hızlı tamamlanması sonucunda, CLT kullanımının betonarmeye göre proje maliyetini %22 azaldığı sonucuna varılmıştır.10
CLT kullanımı üzerine yapılan çalışmalar farklı maliyetler ortaya çıkarsa da bu çalışmaların üzerinde durduğu ortak faydalı noktalar vardır. CLT panelleri, proje ölçülerine uygun olarak fabrikada üretilir ve şantiyeye taşınır. Kat yüksekliğinde ve CNC makinesi ile projedeki pencere-kapı boşlukları ile birlikte hazırlanan panellerin yalnızca montajı yapılarak projenin tamamlanma süresinde yaklaşık yüzde 25 oranında kazanç sağlanabilir.11 İnşaatın daha hızlı tamamlanması ve panellerin beton ve çeliğe göre oldukça hafif olması sayesinde ekipman kiralama maliyetlerinde de azalma sağlanır. Hazır beton gibi görece yakın bir mesafeden devamlı tedarik imkanı olmadığından, malzeme miktarı ve ölçüleri projenin hazırlık aşamasında yüksek hassasiyetle hesaplanlanır ve üretilir. Bu sayede düzeltmelerin, yeniden yapımların önüne geçilerek sürecin daha planlı yürütülmesine ve verimi düşük olan inşaat sektöründe verimliliğin artmasına katkıda bulunulabilir.
Yüksek Katlı Ahşap Yapılar Yapılabilir mi?
Evet! Temel bağlantıları ve bazı durumlarda zemin katları betonarme, taşıyıcı sisteminde CLT kullanılan yüksek katlı yapılar bulunmakta ve bu tür hibrit projelerin yapımı son yıllarda artış göstermektedir. 2019’da tamamlanan Norveç’teki Mjøstårnet12, 85.4 metre uzunluğu ile dünyanın en yüksek ahşap binası ünvanına sahiptir. 2020 yılında tamamlanan Viyana’daki 84 metre uzunluğundaki HoHo Kulesi’nin %76’sı ahşap yapı malzemeleri kullanılarak yapılmıştır.13
Yapımı 2016’da tamamlanan UBC öğrenci yurdunun iki asansör boşluğu ve zemin katı betonarme olarak, 17 katı ahşap elemanlar kullanılarak inşa edilmiştir. Ahşap inşaatı yalnızca 67 günde tamamlanmıştır.14 Yapıda 2233 m3 ahşap malzeme kullanılmıştır ve diğer malzemelerin kullanımına göre potansiyel 2434 ton CO2 salınımı engellenmiştir. Bu, her yıl 511 aracın trafikten çekilmesine eşdeğerdir.15
Ahşap Kullanımının Ekolojik Etkileri
Ahşap, net negatif karbon emisyonuna sahip tek yapı malzemesidir.16 Ormanlar 2001-2019 yılları arasında yaptığı salınımın yaklaşık iki katı kadar CO2 depolamıştır.17 Ömrünü tamamlayan ağaçların gövdelerinde depolanan karbon, çürüme sürecinde doğaya geri salınır. Planlı kesimlerle ağaçların çürümesine fırsat verilmeden, depolanan karbon çeşitli ürünlere dönüştürülebilir. Karbon tutma miktarı ağacın cinsine ve ormancılık pratiklerine göre değişmekle beraber 1 m3 ahşabın yaklaşık 1 ton CO2 depoladığı varsayılmaktadır.
Ahşaba olan talebin artması, ormanların azalması anlamına gelmemektedir. Ahşap yenilenebilir bir malzemedir ve doğru planlamayla bir ahşap malzemenin kullanım ömrü içinde o malzemeden çok daha fazla miktarda ağaç yetişmektedir. Mimar Michael Green’in hesaplamalarına göre ABD ormanları her 13 dakikada bir 20 katlı bir ahşap bina için yeterli büyümeyi sağlamaktadır.18 Ek olarak ahşap üretimi için oluşturulan ağaçlandırma sahaları da önemli bir kaynak olarak devreye girecektir.
Sonuç Yerine
Ahşap, CLT gibi malzemelerin geliştirilmesiyle yüksek katlı binalarda da kullanılabilir hale gelmiştir. Bahsettiğimiz üzere, maliyet konusu daha ayrıntılı çalışmaları gerektirse dahi ahşabın yangınlara ve depreme dayanıklı olduğunu kanıtlayan çalışmalar ve yapımı tamamlanan yüksek katlı yapılar, ahşap kullanımının önündeki önyargının da zamanla aşılmasına yardımcı olacaktır.
Net Sıfır’a ulaşabilmek ve iklim değişikliğinin etkilerini minimuma indirmek için karbon salınımını azaltmak zorundayız. Ahşap yapı malzemelerinin kullanımı, ahşabın yenilenebilir ve net negatif salınıma sahip bir malzeme olmasıyla beraber beton ve çelik üretimini de azaltacağı düşünülürse, insanlığa bu mücadelede büyük bir fayda sağlayacaktır. Özetle ahşap, yaşanabilir bir gelecek inşasında şehirler dönüştürülürken kullanılması elzem bir malzemedir.
Dipnot
