Ahşap Gökdelenler-Ahşap Yüksek Katlı Binalar:

1—Ahşap Binaların Faydaları:

1.1--Kereste ürünlerinin kaynaktan çıkartılması ve imalat aşamaları klasik inşaat malzemelerine nazaran çok daha az enerji kullanmaktadır

1.1.1—Kullanılacak ahşap için enerji ormancılığı gibi yapı ormancılığı-orman alanları oluşturulabilir.

1.2--Prefabrikasyon ve sökülebilir şekilde tasarlanmış yeni, gelişmiş kereste sistemleri malzemenin yeniden kullanılmasına olanak sağlamakta(betonda geri dönüşün sağlanabilecek mi) ve klasik malzemeler için geçerli olan söküp kırma ve sonra yeniden çevrime sokarak kullanılır hale getirme döngüsüne göre çok daha verimli bir kullanım çevrimi sağlamaktadır.

1.3-- Kullanılacağı yerin uzağında önceden hazırlanabilmesi mümkündür ve yüksek kaliteli onaylı üretim imkânı sağlayarak,  yerinde yapılması gereken işleri azaltır. Hava şartlarına bağlı değildir ve hızla kurulabilir,

1.4--Bina ağırlığını azaltır, neticede temel işlerinde diğer inşaat malzemeleriyle mukayese edildiğinde önemli tasarruf sağlar.

1.5--Yerinde değişiklik yapılması kolaydır ve Mimari tasarım seçeneklerinde esnekliği sağlar.

1.6--Ahşap, binalarda kullanılan beton ve çeliğe göre sayısız avantajlara sahip. Bunlardan ilki, kolay prefabrikasyon ve malzemelerin daha hafif olması nedeniyle inşaat süresi yaklaşık olarak yarıya kadar inebilir.

1.7--Ahşabın avantajlarından bir de çeliğin, aleve maruz kalması sırasında erimesiyle karşılaştırıldığında, ateşe dayanıklı olması.

1.7.1—Ahşap binalar içinde geçerli olan “Yangın güvenliği kuralları gereği binaların en az iki saat boyunca ateşe dayanabilmesi gerekiyor.

1.7.2—Sonuçta bir deyim olarak Çelik ve betondan yapılmış bir binada, çelik erir ve bina çöker.” şeklinde ifade edilmekte.

1.8—Hibrit bina tekniğinde ise çelik-kereste kolon kirişlerin yanında çelik tellerle takviyeler yapılabilmekte.

1.9—Demograflar-nüfus bilimcileri önümüzdeki 36 yıl içinde dünyada kentli nüfusun ikiye katlanacağını öngörüyor. Bu da nüfusun giderek yoğunlaştığı şehirlerde, daha yüksek binalara olan talebi artıracak. Mimarların ve inşaat firmalarının bu binalar için CLT gibi yeni materyalleri mi, yoksa çelik ve beton gibi sürdürülebilir olmayan materyalleri mi tercih edeceği, dünyanın geleceği için büyük önem taşıyor.

1.10-- Günümüzde herşey bilgisayarla yapıhyor. Mimar binayı 3D AutoCad programıyla tasarlıyor, program materyal özelliklerini üretip panelleri milimetre hassasiyetinde üreten robot tahta ve metal tezgahlarına yolluyor.

1.10.1--Ortaya küçük bir isçi ekibinin birkaç haftada birbirine vidalayabileceği yaptaşları çıkıyor. Stadthaus'un ahsap kısmını dikmek için dört işçinin dokuz hafta boyunca haftada üç gün, yani toplamda 27 gün çalışması yetti.

1.10.2--Bu, çelik ve betondan olusan bir binaların inşaatından %30 daha hızlı. Waugh bunun binayı sıfırdan yapmaktansa mobilya montajına benzediğini söylüyor. "Talimatlar Ikea'nınki gibi ama hem daha anlaşılır hem de isimleri kulağa daha güzel geliyor" diyor.

1.10.3--Çapraz lamine kerestenin üretim sürecine bakınca mimarların neden "dopingli sunta" dediği anlaşıhyor. Katmanlı yapısıyla CLT iki yönede şaşırtıcı bir güce sahip. Bu sayede çeliğe ve betona hafif bir alternatif oluyor.

1.10.3.1-- Keresteler (genelde ladin ağacı) her katman bir altındakine dikey olacak biçimde yan yana diziliyor. Böylece kalınlığı 30 cm'yi bulabilen ahşap paneller elde ediliyor. Her katmanın arasında ince bir zamk katmanı bulunuyor.

1.10.3.2--Tahta paneller devasa bir prese yerleştirilip birbirine yapıştırılıyor.

1.10.3.4-- Panellerin kenarları zımparalanıyor. Eğer daha uzun parçalar gerekiyorsa kenarlar birbirine kilitlenecek şekilde girinti - çıkıntılı hale getiriliyor. Böylece uzunluğu 23 metreyi bulabilen paneller üretiliyor.

1.10.3.5--Paneller inşaat ekibinin ya da mimarların gönderdiği 3B dosyalar sayesinde, pencerelere ve tesisata yer bırakacak şekilde, sipariş edilen boyutlarda kesiliyor.

1.11—Ahşap yapılarda en önemli konu yangın riski inancı. Thistleton. "insanları masif panel ile kereste çatkı arasındaki farka inandıramadık.Ahsap yapı dendi mi elbette akla gelen ilk kaygı yangm oluyor. Bununla beraber, yangın söz konusu olduğunda masif paneller çelikten daha bile güvenli. Kalın bir tahta panel ateşle karşlaştığında dış yüzeyi kömürleşerek içerdeki ahşabın zarar görmesini önlüyor. Oysa metal doğrudan erimeye başlıyor.

2—Yüksek Katlı Ahşap Bina Örnekleri:

1—Londrada  Waugh'un ortağı Anthony Thistleton'la birlikte tasarladığı Stadthaus adlı ahşap yüksek katlı-dokuz katlı binanın hiçbir çarpıcı yanı yok. Gri ve beyaz ön cephesi kapalı.

1.2--Binanin katları, tavanları, merdiven boşlukları ve asansör şaftı çelikten, betondan değil tümüyle ahşaptan yapılmış.

1.3--Sıradan ahşap değil.Kulenin gücü ve kalitesi, adina çapraz lamine kereste (cross-laminated timber ya da CLT) denen mühendislik ürünü ileri bir materyalden kaynaklanıyor.

1.3.1--Çelik kadar güçlü bu malzeme, paralel kerestelerin dikey olarak katmanlar halinde yerleştirilmesiyle ve birbirine yapıştırılmasıyla elde ediliyor.

1.3.2--Geleneksel ahsap çatkı yönteminden çok hazır betonla insaya benziyor. Çogu mühendis buna 'dopingli sunta' diyor diye ekliyor Thistleton.

1.3.3--Stadthaus 2009'da açıldığında dünyanın en yüksek modern ahsap binasıydı. O günden bu yana her yerde CLT ile yapılmış kuleler mantar gibi türedi.

1.3.4--Waugh Thistleton 2011'de Stadthaus'un yakınında yedi katlı bir apartman inşa etti ve British Columbia'da, Prince George'da 30 metrelik bir ahşap binanın inşaati sürüyor.

1.3.5--Stadthaus 2012'de yükseklik rekorunu Melbourne'deki Forte adlı10 katlı apartmana kaptırdı.Daha da yükseğe tırmanma planları yapılıyor.

1.3.6--Almanya, Bad Aibling’de sekiz katlı bir binanın inşaatının tamamlanması sadece üç hafta sürmüştür. İngiltere’nin dokuz katlı Stardhaus apartman binasının tamamlanması mukayese edilebilen standart bir betonarme binadan 23 hafta evvel tamamlanmıştır. 

1.3.7--Londra’nın Stadhause binası aynı zamanda karbon azaltma mevzuatını kolaylaştıran yenilik yaratıcılığıyla da ilgi çekici bir örnek oluşturmaktadır.  

1.3.7.1--Haziran 2013’te Avustralya, Melborn kentinde 10 katlı, çapraz lamine keresteden (CLT ) yapılan konut kompleksi, “Forté Binası” dünyanın  kullanılan en yüksek kereste kullanılarak yapılmış binası olmuştur.

1.3.8--Kereste kullanılarak yapılan yüksek binaların gelişmesi son zamanlarda Kuzey Amerika’ya da sıçramıştır.  Altı katlı “Bullitt Center” binasının Seattle ve Washington’da inşaatı devam etmektedir.

1.4--İsvecli yetkililer Stockholm'de 34 katlı bir ahşap binaya onay verdiler ve Vancouver'dan mimar Michael Green, yaşadığı şehirde 30 katlı bir bina yapmak için izin almaya çalışıyor.

1.4.1--Chicago kokenli mimarlik devi Skidore, Owings & Merrill ise kısa süre once büyük oranda CLT'den yapılmış 42 katlı bir bina için fizibilite araştırması yayınladı.

1.4.1-- Dünyanın en yüksek ahşap gökdelen projesi Kanada Vancouver’da inşa ediliyor. 18 kat ve 53 m. yüksekliğinde olarak planlanan yapı, British Columbia Üniversitesi öğrencilerine yurt olacak.

1.4.2--Binada zemin ve duvarlar geleceğin inşaat malzemesi olarak kabul edilen yapısal çapraz lamine ahşap paneller (CLT)  ve yapısal lamine ahşap taşıyıcı dikmeler (glulam) ile inşa ediliyor.

1.4.3--Ahşap, beton ve çelik hibrit yapı olarak tasarlanan binanın çatısı çelik malzeme ile kapatılıyor. Kasım 2015’de başlayan projenin 2017 yazında tamamlanacağı öngörülüyor. 

1.4.4--Bu proje ahşabın tek başına olduğu kadar, hibrit tasarım olarak diğer malzemelerle birlikte kullanımının güzel bir örneği olacak.

1.5--Japon şirket Sumitomo Forestry, Tokyo’nun merkezinde yapmayı planladığı dünyanın en yüksek ahşap gökdeleninin konsept projesini açıkladı.

1.5.1--Şirketin tüm ahşap yapıları gölgede bırakacağını söylediği 350 metre yüksekliğindeki W350 Projesi tamamlandığında hem Japonya'daki en yüksek bina hem de dünyanın en yüksek ahşap yapısı olacaktır.

1.5.2--Binanın konsepti, Sumitomo'nun Tsukuba Araştırma Laboratuvarı tarafından hazırlanarak, yapı malzemesinin % 90'ını oluşturan ahşap ve çelikten yapılmış 70 katlı bir gökdelen için bir plan geliştirildi. Kulede yaklaşık 185 bin metreküp ahşap kullanılacak.

1.5.3--Mimari tasarımcılar Nikken Sekkei ile birlikte çalışan şirket, güçlü rüzgarlara ve Japonya'da sık olan depremlere dayanabilen destekli boru sistemi kullanmayı planlıyor.

3—Yüksek Katlı Ahşap Bina İmalatı:

1--Masif ağaç kısmının minimum ölçüsü yaklaşık 80 mm-8 cm- (3")2’yi aşan kereste  “ağır” kereste olarak kabul edilir.

2--Genel olarak hafif kereste iskeletli inşaat, genel olarak duvar veya zemin şasi elemanlarını oluşturmak için cephe kaplaması veya kılıf içine alınırlar.

3--Hafif kereste iskeletli inşaat genel olarak alçak ve orta yükseklikte konut ve ticari binalarda kullanılır. Bu binalar genellikle beş veya altı kata kadar yüksekliktedir ve betonarme zemin kat üzerine oturur. İskelet metotları olarak “platform” , “balon” veya çubuk-iskeletli konstrüksiyon kullanılır.

4--Ağır kereste iskeletli inşaat ise binanın üst yapısını meydana getirmek için daha az sayıda büyük kesit alanlı olarak tasarlanmış ürünlerden oluşur. 

4.1--Ağır kereste iskeletli inşaat daha büyük tasarım esnekliği sunar (hafif kereste iskeletli inşaatla karşılaştırıldığında) bunun içine daha uzun destek içermeyen kirişler, açık plan alanları ve daha uzun inşaat imkânı sayılabilir.

4.2--Ağır kereste kullanılarak yapılan inşaatın iki önemli  formu kolon-kirişli inşaat ve panel şeklinde inşaattır.

5--Kolon ve kirişli inşaatta, içinde masif kesilmiş kereste ve yapışkan malzemeyle lamine edilmiş ağaç, lamine ahşap kaplamalı kereste ve tabakaları çapraz lamine edilerek birleştirilmiş kereste gibi yeni tasarım ürünler yer alır.

5.1--Masif kesilmiş kerestede büyük kesit alanı olan elemanlar bulunur ve bunlar istenilen ölçüye göre kesilerek küçültülür.  Verilen eleman ölçüsünde masif kesilmiş kereste genelde yapı kolonu ve iskelet kirişi elemanı olarak kullanılır.  

5.2--Yapışkanla lamine edilmiş (birleştirilmiş) ağaç yada “gulam” bir tasarım ürünüdür ve daha küçük kesilmiş parçalar içerir, bunlar normal olarak 2 inç x 4 inç (50 mm x 100 mm) ölçülerindedir ve birbirlerine yapıştırılır veya lamine edilir.

5.2.1--Bu ürün masif kereste elemandan daha güçlüdür zira daha homojen yapıdadır ve budak veya diğer kusurların getireceği etkileri azaltır.

5.2.2--Masif kesilmiş kereste ile benzer ölçü ve yapısal uygulaması olan ‘gulam’ elemanları genel olarak yapının kiriş ve kolonlarında kullanılır.

5.3--Lamine kaplamalı kereste (Laminated veneer lumber -LVL) çoklu tabakalı yaklaşık 3 mm (1/8") kalınlıkta ince ağaç kaplamalardan meydana gelir. Bunlar ısı ve basınç altında birbirlerine paralel olarak preslenerek birleştirilmiştir. 

5.2.2.1--Ağaç kütüğü ince kaplamalar şeklinde dilimlemek ve birbirlerine presleyerek yapıştırmak ağaçta kusur olma ihtimalini azaltır, sonuç masif kesilmiş kereste elemanlarına nazaran daya iyi yapısal performanstır.

5.4--Panel kullanarak yapılan inşat esas yapı elemanları olarak yekpare kereste panelleri içerir. Bu paneller  yeni bir tasarım ürünü olan ve “çapraz lamine kereste” (cross laminated timber” (CLT) olarak adlanır.

5.4.1--Çapraz lamine kereste birçok yönde sağlam olması için her biri diğerine dik olarak preslenerek birleştirilen çok tabakalı dikme elemanlarından oluşur. Birçok dik yerleştirilmiş tabaka yapı elemanı olarak kullanılacak çapraz lamine edilmiş keresteleri meydana getirir.

5.5--CTL paneller yük taşıyıcı duvar veya perde duvarı olarak dikey pozisyonda veya yük taşıyan çatı veya zemin olarak yatay pozisyonda yerleştirilebilir.

5.6--CLT panellerin yapıda duvar veya zemin için kullanılmaları genelde orta veya yüksek katlı konut inşaatında yük taşıyıcı duvar veya zemin olarak görülür.

5.7--Duvarlar tipik olarak üç ila beş tabakalı panellerden oluşur, zeminler ise daha kararlı yapıda olmaları için beş veya daha fazla tabakadan oluşurlar.

5.8--CLT paneller yapı içinde iç veya dış bölme yapıcı eleman olarak da tasarlanabilir. Bu CLT panelleri konut inşaatlarında daire bölümler yapmada kullanımını oldukça pratik hale getirmiştir.

5.9--CLT panellerin en önemli faydalarından biri de kullanım yerinin dışında önceden hazırlanarak kulanım yerine getirilebilmeleridir. Panellerdeki delikler ve girintiler montaj yerine gelmeden önce fabrikasyon olarak kesilip hazırlanabilir.  

5.9.1--Bu yerinde yapılacak işçiliği en aza indirir, inşaat süresi ve masrafını azaltır ve yapısal elemanların hassasiyetini ve işçilik kalitesini arttırır.

5.10—Çelik yada beton yapılar iskeleti-karkas ile inşaa edilir ve yükü taşıması için kolonlari kullanir. CLT binalar ise ağırlığı tüm masif dikey panelere dağıtıyor.

5.10.1--Çelik ya da beton L braketleri yatay ve dikey CLT panellerini birleştiriyor.Dikey CLT elemanlan arasındaki yatay mesafe çelik ya da beton kirişlerdekinden çok daha uzun olabiliyor.

5.10.2--İç duvarlar genellikle masif panellerin üstüne bir alçıtaşı panel uygulanmasıyla yangına dayanıklı hale hale getiriliyor.

5.10.3--Katlar arasında, akustik titreşimleri azaltmak icin 7,5 cm aralıklı iki adet 5 cm'lik yalıtım katmanı bulunuyor. Bunun da üzeri 5 cm betonla kaplanıyor.

5.10.4--Paneller sipariş üzerine pencereleri kesilmiş, bazen de su ve elektrik tesisatı önceden döşenmiş halde üretiliyor. inşaat denilen şey, panelleri birbirine vidalamaktan ibaret.

5.10.5--Asansörlerin ses ve yangına karşı yalıtım sağlamak için yalıtım malzemesiyle(2 cm düşük-2 cm yüksek yoğunluklu taş yünü) doldurulmus çift duvarı var.

3.1—Bina İnşaatı-Çevre ve Sürdürülebilirlik:

1-- Waugh Thistleton, Stadthaus'ta kullanilan ahşabın yaklaşık 186 ton karbon tuttuğunu-depoladığını, oysa benzer bir binada kullanılacak çelik ve betonun üretim sırasında 137 ton karbondioksit açığa çıkacağını söylüyor. Yani ahşap, 323 ton kazanç demek.

2--Sürdurülebilir Ahsap inşaat savunucusu Wood for Good örgütüne göre, bir ton ağaca kıyasla bir tuğla için gereken enerji 4 kat, beton için 5 kat, çelik icin 24, alüminyum içinse 126 kat fazla.

3—Ahşabın performansı da daha iyi. Örnegin betondan 5, Çelikten ise 350 kat daha iyi bir yalıtkan. Bu da ahşap bir binayi ısıtmak ve ve soğutmak için daha az enerji gerektiğini gösteriyor.

4--CLT yüksek binaların inşasında kullanıldığında engellenen karbon salımı muazzam boyuta erişiyor. Stadthaus'un tuttugu 186 ton karbon, binanın 20 yıllık günlük kullanınmını amorti etmeye yetiyor. Yani bina, ömrünün ilk yirmi yilinda karbon nötr değil, karbon negatif olacak. Stadthaus sera gazı üretmiyor; bu gazlarla savaşıyor.

5—Öte yandan Waugh Thistleton'un araştırmaları, genel olarak CLT ile inşaatm klasik çelik ve beton kullanımına kıyasla %25 daha ucuz olduğunu gösteriyor

4--Yüksek Katlı Ahşap Binalardaki Riskler:

1--Yüksek katlı kereste yapılarda ortaya çıkan en önemli zorluklardan biri de yüksek katlı yanmaz malzemelerden yapılan yapılara göre daha fazla risk taşımaları endişesidir. 

2--Araştırmalar ağır kereste elemanlarının hafif keresteyle karşılaştırıldığında farklı bir yangın performansı sergilediğini göstermektedir.

3--Ağır kereste elemanların yangınında özünde var olan, kerestede kömürleşen bir tabaka oluşmasını sağlayarak elemanı koruyan yangın direncinin ortaya çıkmasını sağlar.

3.1--Sonuçta ağır kereste elemanlarının yangın performansı hafif  kereste elemanlarına göre daha iyidir.

4--Açıkta Duran Korumasız Kerestenin kompartıman yani bölme yangınlarındaki yanan yakıt yüküne katkı yaptığını göstermektedir.

5--Yanabilen ana malzeme veya alt malzemeleri hesaba katan test standartlarının geliştirilmesini ve keresteden yapılan binalardaki duvar ve zemin için onaylı markalar altında toplanan tescilli  ürünler gereklidir.

6--Yüksek katlı kereste binalar için küresel olarak artan birçok uygulama olmasına karşılık, ABD’de bina yönetmelikleri süreci hala yüksek katlı kereste binaların tasarımına onay vermemiştir.  

6.1--Uluslararası İnşaat Yönetmeliği’nde halen uygulanmakta olan belirtici kılavuz yanıcı maddelerden yapılan binaları, yaklaşık sekiz buçuk katlık ağır kereste binaların uygulama limitinin oldukça altında bir değerle, yaklaşık beş veya altı katla sınırlamıştır.

7--Deneyim ve alışkanlık arttıkça ve daha fazla sayıda binanın inşaatı tamamlandıkça kereste kullanılarak yapılan inşaatın faydaları giderek daha belirgin hale gelmektedir. 

7.1--Bunlar sadece sürdürülebilirlik faydaları değil bunun yanında inşaatın yapılma hızı ve kolaylığı da vardır.

8--Ahşap binaların günümüzün süper yüksek gökdelenleri kadar yükselmesi pek olası görünmüyor. Ama bu bile büyük bir potansiyel bırakıyor.Dünyanın en büyük şehirlerinde bile 40 kattan yüksek binaların sayısı çok değil.

9--Beton, 20. Yüzyila ait bir malzeme. Celik, 19. Yüzyıla. Ahşap ise 21. Yüzyılın malzemesi.

Kaynak:

1--www.yesilodak.com- telegraph.co.uk + sfc.jp

2--www.yanginguvenlik.com.tr

3--https://sifiratik.co/2018/09/10

4-- www.ahsapkarkas.com--http://www.archdaily.com

5-- Popular Scıence-S:47