Mimarlık, bir yapının düzgün çalışmasını sağlamak için çeşitli alanlardan ilkeleri bütünleştiren disiplinler arası bir alandır. Çevreyi de içeren bağlamına özünde bağlıdır. Geleneksel tasarım ilkeleri, bir binanın biyoklimatik performansını artırmayı amaçlar. Bununla birlikte, mevcut çevresel kriz, bir binanın sıcaklığını ve enerji tüketimini düzenlemek için doğal koşulları kullanan pasif tasarım stratejilerine olan ihtiyacı vurgulamaktadır. Soru, pasif tasarım stratejilerinin insan karbon ayak izini etkili bir şekilde azaltıp azaltamayacağıdır.
Küresel enerji talebindeki ve elektrik tüketimindeki hızlı artış, sürdürülebilirlik ve karbon nötrlüğüne geçişi zorunlu kılıyor. Önemli elektrik şebekesi unsurları olan trafo merkezleri, enerji tasarrufu sağlayan tasarım eksikliği nedeniyle önemli miktarda enerji tüketir. Elektrik kullanımının yaygınlaşması, çeşitli enerji tüketen faktörlere sahip birçok trafo merkezine yol açmıştır. Verimli yalıtım, düşük ısı transfer pencereleri ve sıcaklık kontrolü için temiz enerji kullanan pasif binalardan yararlanan pasif enerji tasarrufu sağlayan bir yenilik önerilmiştir. Pasif tasarım, çeşitli iklimlerde ve bina türlerinde enerji tüketimini önemli ölçüde azaltabilir. Trafo merkezleri bağlamında, karbon emisyonlarını azaltmak ve enerji verimliliğini artırmak için pasif tasarım ilkelerinin uygulanması esastır.
Pasif Tasarım Stratejileri Nelerdir?
Yapay veya mekanik iklim kontrolüne olan ihtiyacı azaltmak için doğal koşulların kullanılmasına pasif tasarım stratejileri denir. Bu, bir binanın düzenini, malzemelerini, açıklıklarını ve yönünü optimize ederek doğal bileşenlerden en iyi şekilde yararlanmak ve sonuçta çevresel konforu iyileştirmek anlamına gelir. Bu teknikler yaygın olarak kullanıldığında, bireysel binalar daha çevre dostu hale gelir ve genel enerji kullanımları büyük ölçüde azalır.
Çevre, enerji kullanımı ve halk sağlığı, bina inşaatı ve altyapı geliştirme operasyonlarından önemli ölçüde etkilenmektedir. AEC sektörü, dünya çapında hem kaynakların tükenmesinde hem de artan kirlilik seviyelerinde önemli bir rol oynamaktadır. Yakın tarihli bir Architecture 2030 araştırmasına göre, yıllık küresel sera gazı emisyonlarının %40’ı yapılı çevre tarafından üretiliyor. Bu istatistik, düşük çevresel etkiye sahip aktif tasarım tekniklerine ek olarak yaratıcı tasarım çözümlerine mimarlar ve mühendisler tarafından umutsuzca ihtiyaç duyulduğunu göstermektedir. Bu durumda, pasif tasarım stratejileri yardımcı olur.
Pasif Tasarımın Faydalarından Bazıları
1- Enerji Azaltımı
Pasif tasarım stratejileri, bir binanın enerji tüketimini %70’e kadar azaltmaya yardımcı olabilir. Bu, sera gazı emisyonlarında önemli azalmalara yol açabilir. Örneğin, ABD Enerji Bakanlığı tarafından yapılan bir araştırma, Almanya’daki pasif bir evin tipik bir yeni eve göre %70 daha az enerji kullandığını buldu.
2- Konfor ve Sağlık:
Pasif tasarım stratejileri, konforlu ve sağlıklı iç mekan ortamları yaratmaya yardımcı olabilir. Doğal ışık ve havalandırma, stresi azaltmaya ve üretkenliği artırmaya yardımcı olabilir. Örneğin, Berkeley’deki California Üniversitesi tarafından yapılan bir araştırma, doğal ışık alan sınıflardaki öğrencilerin, doğal ışık almayan sınıflardaki öğrencilere göre testlerde daha iyi performans gösterdiğini buldu. Doğal ışığın sağlanması, doğal havalandırmanın teşvik edilmesi ve iç mekan hava kirliliğinin azaltılması yoluyla pasif tasarım teknikleri sağlığı ve refahı artırabilir.
3- Maliyet
Pasif tasarım stratejileri, uzun vadede enerji maliyetlerinden tasarruf sağlayabilir. Ayrıca, geleneksel inşaat yöntemlerinden daha az malzeme ve işçilik gerektirdikleri için ilk inşaat maliyetini de azaltabilirler. Örneğin, Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı tarafından yapılan bir araştırma, pasif evlerin inşa edilmesinin geleneksel evlere göre tipik olarak %10-15 daha pahalı olduğunu buldu. Yine de, ev sahiplerine enerji maliyetlerinde yılda 10.000 dolara kadar tasarruf sağlayabilirler.
4- Erişilebilirlik
Pasif tasarım teknikleri, mekanik sistemlere olan bağımlılığı azaltarak orijinal inşaat maliyetini ve devam eden işletme maliyetlerini en aza indirebilir ve bu da daha geniş bir birey yelpazesine daha ucuz bir maliyetle sürdürülebilir binalar geliştirme olasılığını açar.
5- Sürdürülebilirlik
Pasif tasarım, bir binanın çevresel etkisini azaltmaya yardımcı olabilecek, bina tasarımına sürdürülebilir bir yaklaşımdır. Bir binanın sıcaklığını ve enerji kullanımını düzenlemek için doğal koşulları kullanan biyoklimatik mimari ilkelerine dayanır. Örneğin, Rocky Mountain Enstitüsü tarafından yapılan bir araştırma, pasif evlerin bir binanın karbon ayak izini %80’e kadar azaltabileceğini buldu.
Karbon ayak izini azaltmak için pasif tasarım nasıl kullanılabilir?
1- Oryantasyon
Bir yapının yerinde güneş ve rüzgara göre konumlandırılması oryantasyon olarak bilinir ve pasif bir tasarım konseptidir. Doğru yönlendirilmiş binalar, doğrudan güneşe maruz kalmayı en aza indiren ve enerji maliyetlerini düşürmek ve iç mekan konforunu artırmak için doğal havalandırmayı en üst düzeye çıkaran pasif güneş mimarisinden yararlanabilir. Isıtma ve soğutma sistemlerine olan gereksinimi azaltmak ve iç mekan konforunu artırmak, binayı kışın mümkün olduğunca fazla ve yazın mümkün olduğunca az güneşe maruz kalacak şekilde konumlandırarak mümkündür. Benzer şekilde, mekanik havalandırma sistemleri kullanmadan uygun bir iç mekan iklimi üretmek, binayı hakim rüzgarlardan yararlanacak şekilde yönlendirerek mümkündür.
2- Pencereler
© Avustralya Pencere Derneği’nden uyarlanmıştır
Kış aylarında ışığın girmesine izin veren ve yaz aylarında havalandırmaya izin veren açıklıkların seçilmesi, pasif tasarımın temel ilkelerinden biridir. Özellikle, inşaat sektörü CO2 emisyonlarına önemli ölçüde katkıda bulunur ve bu emisyonların büyük bir kısmı hammaddelerinin üretiminden kaynaklanmaktadır. İster canlı bir organizma ister cansız bir nesne olsun, gezegenimizin çevresel etkisine katkıda bulunan her şey, tüm yaşam döngüsü boyunca ölçülen bir “karbon ayak izine” sahiptir.
3- İzolasyon
© novatr
Bir binanın ısı zarfını yalıtım yoluyla iyileştirmek, yazın ısı kazancını ve kışın kaybını en aza indirebilir. İzolasyon pasif bir tasarım yöntemidir. Bu, konforlu bir iç atmosfer sağlarken ısıtma ve soğutma için gereken enerjiyi azaltır. Isı transferini azaltmak için bir binanın zeminine, duvarlarına, çatısına ve pencerelerine yalıtım eklenebilir . En popüler üç yalıtım malzemesi köpük, selüloz ve cam elyafıdır. Yerel sıcaklık, bina türü ve gerekli enerji verimliliği seviyesi, ihtiyaç duyulan yalıtımın türünü ve kalınlığını etkileyecektir.
4- Malzemeler
© William N. Dunstan III
İnşa edilmiş alanların kullanımına ve doluluğuna odaklanan biyoklimatik yaklaşımların yanı sıra, önemli miktarda sera gazı emisyonu yapı malzemeleri üretimiyle bağlantılıdır. Fosil yakıtlar, örneğin çelik ve çimento üretiminde yakılır. Bu nedenle, çelik ve çimento gibi emtialar için yenilenebilir ve sürdürülebilir ikameler üretmek için araştırma ve geliştirme projelerine en yüksek önceliği vermek esastır. İnşaat sisteminin önemli bir parçası olan yeşil çatılar, pasif tasarımla mükemmel uyum sağlar. Ayrıca, atıkları ana hammadde olarak kullanarak ve geri dönüştürülebilirliklerini garanti ederek, inşaat malzemeleri çevreye saygılı bertarafı da içeren doğal yaşam döngülerine daha yakın hale getirilir. İnşaatta kullanılan malzemelerin önemli bir kısmı üretilmekte ve işlenmektedir, bu da çevre üzerinde olumsuz bir etkiye sahiptir ve çoğu zaman hiçbir fayda sağlamaz. Bağlantılı çalışma disiplinlerinin daha çevre dostu yöntemler ve materyaller sağlaması gerekir. Dünyamız üzerindeki çevresel etkiyi azaltmak, prefabrike bileşenlerin kullanılması, atık malzemelerin yeniden kullanılması ve yerel kaynakların bulunması gibi stratejileri içermelidir.
5- Doğal Havalandırma
© Arşivler
Doğal hava soğutması, çapraz havalandırma ile pasif olarak sağlanabilir. Bu stratejiyi en üst düzeye çıkarmak için, binanın yerleşimi, bunaltıcı yaz aylarında hakim rüzgar akımlarını kullanmak gibi yerel değişkenleri dikkate almalıdır. Ayrıca, tavana yakın dikkatlice yerleştirilmiş açıklıklar, daha yüksek bölgelerin yakınında biriken ve böylece iç sıcaklıkları düşüren ısıtılmış hava için havalandırma delikleri görevi görür. Güneşlenme veya güneş ışığına maruz kalma kavramı benzerdir. Binayı, özellikle kış gibi daha serin aylarda doğrudan güneş ışığının gireceği şekilde yönlendirmeyi gerektirir. Güneş ışığının yapı malzemeleri üzerindeki etkisini göz önünde bulundurmak da çok önemlidir. Bu maddeler, gündüzleri ısıyı toplayabilmeli ve amaçlanan etkiye uygun bir şekilde geceleri aşamalı olarak serbest bırakabilmeli veya bu ısı alışverişlerini kolaylaştırabilmelidir.
6- Yeşil Bina
© Tarihi İngiltere Arşivi
Yeşil bina, gelişmiş yalıtım ve termal verimlilik, azaltılmış yağmur suyu akışı, artan biyolojik çeşitlilik ve iyileştirilmiş hava kalitesi dahil olmak üzere çok sayıda avantaja sahiptir. Yeşil çatılar tipik olarak bir binanın çatı yapısının üzerine yerleştirilmiş bir yetiştirme ortamı ve bitki örtüsü katmanından oluşur. Basit çatı bahçelerinden çeşitli bitki türleri, toprak katmanları ve drenaj sistemleri içeren geniş yeşil çatılara kadar karmaşıklık bakımından farklılık gösterirler. Dikey bahçeler olarak da bilinen yeşil duvarlar benzer bir amaca hizmet eder ancak bina cephelerine entegre edilir. Modüler sistemler ve bağımsız elemanlar gibi farklı yaklaşımlar kullanılarak tasarlanabilirler ve binanın özel gereksinimlerine ve konumuna göre uyarlanmış çeşitli bitki örtüsü ile dikilebilirler. Yeşil çatı ve duvarların tasarımında önemli hususlar şunları içerir:
- Bitki örtüsünün seçimi ve miktarı.
- Yetiştirme ortamı seçimi.
- Yeterli drenaj ve sulama sistemlerinin uygulanması.
Bu özelliklerin uzun vadeli işlevselliğini ve sürdürülebilirliğini sağlamak için uygun tasarım ve sürekli bakım şarttır.
Son
Pasif tasarımın birçok faydası olsa da, bir projeyle ilgili her sorunu çözemeyebilir. Cephe tasarımının ve oryantasyonunun en üst düzeye çıkarılması sıklıkla vurgulansa da, yeni inşaat projeleri için en iyi yer, yakındaki yapıların ve sivil kuralların getirdiği sınırlar nedeniyle ancak bazen mümkün olabilir. Ayrıca, küresel sıcaklık daha hızlı yükseldiği için klasik pasif tasarım çözümleri daha az etkili hale gelir . Aşırı hava koşullarının ortaya çıkardığı sorunlar, iklim koşulları daha öngörülemez ve istikrarsız hale geldikçe, yalnızca pasif tasarımla yeterince ele alınabilir. Bu nedenle, çevreyi göz önünde bulunduran ve insanlığın çevre üzerindeki etkisini azaltan tasarım ve inşaat stratejilerini araştırmak çok önemlidir. Bu, kullanılan enerji kaynaklarının değerlendirilmesini, bina performansının iyileştirilmesini ve tüm bu bileşenlerin proje genelinde bir araya getirilmesini gerektirir.
Kaynak: www.arch2o.com
Her şey çevreyi kullanmakta düğümleniyor. Çevreyi bir kez tükettin mi kendisini yenilemesi yıllar alıyor ve belki mimari tasarımın en önemli sorunlarından artuık.