PSB

Doğanın Rehberliğinde Tasarım: Biyoklimatik Dizayn

Doğanın Rehberliğinde Tasarım:  Biyoklimatik Dizayn
  DOÇ. DR. AHU AYDOĞAN
  21 Temmuz 2022 Perşembe

Biyoklimatik tasarım doğanın verilerini kullanarak yapılan tasarım anlamına geliyor. Doğanın verilerinden kastedilen güneş ışığını ve rüzgârı kullanarak binanın enerji tüketimini azaltmaktır. Bu tasarım anlayışının ortaya çıkışı eskilere dayansa da günümüzde artık pasif ve aktif sistemler olarak birleştiriyoruz. Pasif sistemler olarak güneş ve rüzgârı en verimli halde kullanarak ışık dengesinin kurulmasını sağlayacak sistemler üzerinde yoğun olarak çalışıyoruz. Örneğin binanın hava kalitesini artırmak üzerine projeler hayata geçirdik. Bu tasarımlarında temel amaç binanın hava kalitesini arıtarak enerji tüketiminin azaltmaktır. Binaya entegre sistemler oluşturarak bitkilerden oluşan bir filtre sistemi kuruyoruz. Bitkiler topraksız kültürde yetiştiriliyor. Şehirler, yeşil alanlardan yoksun bina yoğunluğundan oluşuyor, bizim yapmak istediğimiz şey bitkileri yeşilden yoksun şehirlerde binaların içerisine entegre etmek. Bu anlamda içi ve dışı birleştiren bir noktadayız. Akıllı şehir denildiğinde aklımıza daha çok ulaşım sistemleri, trafik ve toplu taşıma geliyor. Ama binalar konusunda bu ayrışımı yapmazsak bütünlüğü hiçbir zaman elde edemeyiz.

 

AhuAydogan

Fotoğraf- 1  Gilbert Santana

 

 

Enerji Tasarrufu Sağlıyor

Normalde binaların iklimlendirme sistemleri dışarıdan havayı alıyor bulunduğu mevsime göre havayı ısıtıyor ya da soğutuyor ve ardından binanın içerisine veriyor. Ama dışarıdaki havanın temiz olup olmadığını bilmiyoruz temiz olduğuna inanıyoruz ve o havayla içerideki havayı temizlemeye çalışıyoruz. Bizim tasarladığımız sistemde dış hava alımını azaltıp böylelikle dışarıdaki havanın ısınması veya soğutulmasını minimize edip, içerideki havayı temizleyerek bunu bir döngü haline getiriyoruz. Kirli havanın döndüğü yer bitki duvarları olması gerektiğini söylüyoruz. Böylelikle hava sentetik filtreler yerine doğal filtrelerden geçmelidir. Çünkü bilindiği üzere sentetik filtreler üç ile altı ayda bir değiştirilmek zorunda. Bunun yerine doğal filtre oluşturulsa değişim gerektirmiyor. O sebeple bitkilerden oluşan doğal sistemin içerisinden havayı geçirip temizleyerek tekrar içeri veriyoruz; böylelikle temiz hava döngüsü sağlayan bir sistem kuruyoruz.

 

AhuAydogan

Fotoğraf -2  Ina Dajci

 

 

Bu sistem hem eski yapılarda hem de yeni binalarda uygulanabiliyor. Binanın özellikleri çok fark etmeksizin her türden yapıya uygulanabiliyor. Çalışmalarımızda sistemi binanın eski iklimlendirme sistemlerine hangi aşamada dahil edilmesi gerektiğini tespit ediyoruz. Burada havayı hangi oranda temizleyebildiğimiz önemlidir. Buradan yola çıkarak kaç filtre olması gerektiği, nasıl konumlandırılacağı tespit ediliyor. Bu da aslında interdisipliner bir çalışma gerektiriyor. Biyoklimatik sistem farklı uygulamada tasarlanabilir; sadece mekânı havalandıracak filtre ya da tüm binaya entegre edilecek bir filtre olarak da kullanabiliriz. Tüm binaya entegre edilirse binanın enerji tüketimini azaltabiliriz diğer şekilde yalnızca bir hava filtresi olarak kullanılacaktır.

 

 

"Nem Dengesi ve Hava Kalitesi Sağlıyor"

Doğal filtre sisteminin dezavantajı, bakım konusundaki zorluk olabilir, bitkileri belirli bir aşamadan sonra budamak gerekiyor. Bitkilere alerjisi olan insanlar olabiliyor, bitkiyi ona göre alerjik durum oluşturmayacak türlerden seçiyoruz. Nem kalitesinin artması hem avantaj hem de dezavantaj oluşturuyor. Normalde binalarda kullanılan iklimlendirme sistemleri nemi yok ediyor. Astım hastalığının sebeplerinden birisi de bu nem dengesinin bozulması olarak gösteriliyor. Bitki duvarları havaya nem katıyor, fazla nemli iklimlerde sistemin içeride ya da dışarıda tasarlanması değerlendiriliyor. Dışarıda filtre ederek içeriye vermek de bir seçenek oluyor böylelikle nem dengesini sağlamış oluyoruz.

 

AhuAydogan

Fotoğraf- 3 Ahu Aydoğan

 

 

Bitki kullanımı konusunda daha önce yapılmış çok fazla araştırma var. Bu alanın önde gelen isimlerinden Biyolog Dr. B. C. Wolverton'ın çalışmaları var. Ben doktora sürecimde Inglish Ivy, Golden Pothos, Dump Cane ve Pot Mom bitkilerini test ettim. Yapılan deneylerde bitkilerin yetiştiği topraksız kültür ve bitkilerin havayı temizleme oranlarını inceledik. Aslında bitki havayı az oranda temizliyor, ama havayı temizleyen ana faktör patentini almış olduğumuz topraksız kültür (growing media). O zaman bitki neden gerekiyor? Topraksız kültür tek başına olursa sentetik filtreler gibi üç ayda ya da altı ayda bir değiştirmemiz gerekiyor. Ama bunun içerisine bitki koyduğumuz zaman köklerde olan mikro organizmalar bu toksinleri hapsedip kendi besinine dönüştürüyor. Böylece bitki gıdasını alıyor toprağı da temizlemiş oluyor ve bir dönüşüm yaratıyor.

 

AhuAydogan

Fotoğraf - 4 CASE / RPI, CEA / Yale

 

Modüler Tasarım

Bu sistemi modüler olarak tasarladık. Sistemin dayanaklığı ve sürdürülebilirliği ile ilgili bir süre sınırı yok. Bitki büyüdüğü zaman kökleri çok daha genişliyor, bu durumda filtreleme yapan alanı doldurmaya başlıyor. Ne kadar sürede tamamen filtre alanları dolar bunu daha bilmiyorum. Ama biz bunu optimize olarak yürütmemiz lazım, bu alan ne tam dolmalı ne de boş kalmalı. Bu mikro organizmaların çalışması için nem dengesinin oluşturulması sağlanmalı ki hava akışı olurken hava temizlenebilmeli. O modüler tasarımların değiştirilmesi, sene de bir ya da iki senede bir olabilir bu bitkinin gelişim süresine bağlı olarak değişiyor.

 

Bitki tercihi anlamında hava kalitesini en çok temizleyen bitkiler tercih ediyoruz. Belirttiğim bitki türlerini kullanıyoruz. Bunların içinde en iyilerden bir tanesi golden pothos (difenbahya) bitkisidir. En son yaptığımız araştırmada askeri bir fon aldık. Savaş alanlarında kullanılacak askeri araçlarda ya da konutlarda hava kalitesini artırmak ve doğal filtre oluşturma konusunda çalıştık. Ama bizim çalıştığımız sarin gazıydı, tamamen zehirli bir gazdır. Kimyasal maddeler uzmanıyla birlikte bitki duvarlarını kullanarak zehirli gazları zehirsiz hale getirmeye çalıştık.

 

AhuAydogan

Fotoğraf- 5 PSAC II

 

Kentsel Tasarıma Entegre Ediliyor

Birleşmiş Milletlerin bu seneki konusu gıda sistemleriydi. Benim yaptığım konuşma ışığında "bu sistemleri yeşil duvar olarak yapıyoruz, peki neden bu sistemleri tarıma dönüştürmüyoruz?" sorusu tartışıldı. Arka planda hava kalitesi artırıp aynı zamanda sebze üretme konusunda çalışmalar yürüttüm. Çok disiplinli bir proje olduğu için farklı disiplinlerle farklı yönlere kayıyoruz. Bu projede nöroloji bilimi uzmanı katılarak bitkilerin insanlar üstündeki beyinsel fonksiyonlarını inceleyebilir. Bunun gibi birçok yöne yayılma eğilimimiz var. Teknik kısmı ise projeye veya ortama göre farklılık gösteriyor. Farklı ölçeklerde farklı yöntemler kullanılıyor. Amerika'daki büyük mimarlık firmaları artık bu prefabrik apartmanlar yönünde ilerliyor. Bu apartmanların içlerine bahsettiğim sistemi kullanıyorlar.

 

Benim Post Doktora sürecinde başlatılan proje, PSAC II binasına uygulandı." Bu projede CASE/RPI yeni adıyla CEA/Yale ve FABS tarafından işbirliğine dayalı ortak bir çalışma yürütülüp  hayata geçirildi. Bir saldırı anında bina kendisini tamimiyle kapatıyor. Bu kapanma esnasında dışarıdan hava alımı da duruyor. Bizim projemiz buradaki önemi çok fazlaydı çünkü dışarıdan hava alınmadığı durumlarda bizim sistemimiz havayı temizleyerek iç mekân kalitesini arttırıyordu. Böylece bina içerisindeki kirli hava tekrar tekrar dönmemiş oluyor. Bu Skidmore, Owings & Merrill'in (SOM) tasarladığı bir bina...

 

Tasarım esnasında mimari ekiple, elektrik sistemi uzmanlarıyla, iklimlendirme ve mekanik uzmanlarıyla ortak şekilde çalışıyoruz ve sonucunda bir proje ortaya çıkıyor. Binanın içerisine entegre olmayan, yanlardaki fanlarla havayı temizleyen bir sistemi tek başımıza tasarlayabiliyoruz. Fakat sistem binaya entegre olduğunda hava akışı, entegrasyon oranı, havanın hızı gibi birçok farklı etmen var ve bu konularda diğer disiplinlerden uzmanlarla birlikte çalışıyoruz.

 

Gelecek için dış hava kalitesini dikkate almamız ve elektrik tüketimini düşürmeye yönelik sistemler tasarlamamız gerekiyor. Zaten iç mekanlarda belli bir süre sonra doğal havalandırma gerekiyor. Enerji kriziyle beraber binalar tamamen dışarıdan izole edilerek yapılmaya başladığında, iç hava kalitesinin gittikçe bozulduğu ve insanlarda hastalık semptomları ortaya çıktığı görülmüştür. Bunun aksine iç hava kalitesini arttırmaya çalıştıklarında enerji tüketiminin arttığı görülmüştür. Bu denge bir türlü kurulamıyor. Bizim yaptığımız sitemler hem enerji hem iç hava kalitesi anlamında bu sorunlara bir yanıt olarak görülebilir. Bu sıralarda yeşil duvar sistemlerinin birçok uygulamada kullanıldığını görüyoruz fakat ileride bu uygulamaların daha da artacağını düşünüyorum.    


Paylaş: