İstanbul Bilgi Üniversitesi

Mimarlık Bölümü öğretim üyesi Doç. Dr. Fulya Akipek

BİLGİ RDI BIRE-PAN Projesini biraz anlatabilir misiniz?

BIRE-PAN, İstanbul Bilgi Üniversitesi’nin Öncelikli Alanlar Araştırma Projeleri Destek Programı (BİLGİ RDI) tarafından desteklenen 3 yıllık bir araştırma projesidir. Kasım 2023 tarihinde tamamlanmış olan bu proje BİLGİ Mimarlık, İnşaat Mühendisliği, Genetik ve Biyomühendislik bölümlerinden tam zamanlı öğretim üyelerinin disiplinlerarası işbirliği ile kurgulanmıştır. Biyolojik katkılı sıkıştırılmış toprak blokların prekast yapı elemanları olarak tasarımı ve Üretiminin denendiği bir projedir.

Projenin amacı nedir?

Bu proje, sürdürülebilir kentler üst hedefi doğrultusunda toprak mimarinin kentlerde ve kırsaldaki yeni yapılaşmalarda yaygın kullanımını sağlamayı hedefler. Toprak yapılar insan sağlığı, kaynakların etkin kullanımı, döngüsel tasarım, döngüsel ekonomi, yapı ekolojisi, kültürel süreklilik gibi farklı açılardan bakıldığında sürdürülebilir mimari için önemli bir araştırma alanıdır. Geleneksel mimari çözümlerdeki kadim bilgi, çağdaş tasarım-üretim teknolojilerinin imkânları ile geliştirildiğinde toprak yapı elemanları fabrikada üretilen, yapı standartlarına adapte olan güncel mimari üretimin ve kent mimarisinin parçası haline gelebilir.

Projenin hedefi nedir?

Bu projedeki hedef fabrikada üretilecek toprak yapı elemanlarının reçetelerinde biyolojik katkıların kullanılması, bu elemanların tasarım-üretim sürecinde sürdürülebilirlik açısından uygun standartlara ulaşılması ve güncel teknolojilerin imkânlarının birim, bileşen, mekân özellikleri açısından çeşitlilik sağlamaya yönelik kullanımıdır.

Bahsettiğiniz toprak panel ve blokları elde etmek için gereken malzemeler neler?

Proje kapsamında disiplinlerarası bir çalışma ile çeşitli bitkisel katkılar ve mikroorganizmaların toprak malzemelerle bütünleştiği reçeteler denenmiştir. Bu yeni karışımlar strüktürel dayanım, suya dayanım, çatlama, ısı geçirimi gibi çeşitli mekanik ve fiziksel özellikleri açısından değerlendirilmiştir. Fabrikada üretilen panel ve bloklarda Ruhi Kafescioğlu hocamızın İTÜ Toprak Araştırmaları Merkezi’nde geliştirdiği alker yani alçılı kerpiç karışımına tarım atığı olan pirinç kabuğu yani çeltik eklenmiştir. Yer fıstığı kabuğu, mısır koçanı dış yaprakları, ay çiçeği sapı gibi birçok bitkisel atıkla ve bakterilerle yapılan deneyler sonrasında fabrikadaki seri üretimde killi toprak, alçı, kireç, su ve çeltikten oluşan bir reçete kullanılmıştır.

Deprem gibi bir gerçeğimiz var. Peki sağlamlık konusunda neler söyleyebilirsiniz?

Her malzeme ve yapım sistemi gibi toprak yapılar da yerine ve yapım amacına uygun, doğru yöntemleri kullanmayı gerektiriyor. 3 yıllık proje süreci içinde tasarlanan yapı elemanlarının örneğin duvar bloklarının biçimine büyüklüğüne, duvar genişliğine, duvar örgüsündeki örüntülere karar verirken ekipteki inşaat mühendislerinin ve toprak yapı danışmanlarımızın önerileri doğrultusunda ilerledik ve çeşitli laboratuvarlarda strüktürel dayanımla ilgili birçok test yaptık. Proje danışmanımız ve yapı alanında uzman Prof.Dr. Bilge Işık hocamızın ekibiyle birlikte kurduğu Kerpic Network’te deprem konusunda yürüttüğü çalışmaları dinledik. Tüm bu önerilere uygun biçimde duvar yüksekliği boyunca örülen bloklar deprem sırasında birbiri üzerinden kayabilecek biçimde dizildi ve harçlı duvar örgüsünde belirli aralıklara metal lamalar atılarak sistem ana taşıyıcıya da bağlandı. Duvar genişliği ise toprak yapıların sağladı, iç iklimsel konforu kaybetmeyecek şekilde 30 cm olarak planlandı ve uygulandı.

Projenin amacı toprak yapıların yaygın kullanımını sağlamak olduğundan bu konuda önemli bir yol ayrımına geldiğimizde duvarların taşıyıcı olmaması kararını aldık, yani kurduğumuz sistem yığma yapı prensiplerine dayanmıyor. Yönetmelikler ve standartlara uygunluk ve yapı sektörüyle ilişki açısından aldığımız bu karar taktik bir adım aslında. Mevcut bir strüktürel sistemi (beton, ahşap, çelik iskelet sistemler) olan yapıların iç ve dış duvarlarında toprak blokların kullanımını esas alıyor. Bu blokların yığma yapı olarak kullanımı üzerine ileri bir araştırma yapılabilir elbette. Proje süreci içinde toprak blok ve panellerin sadece duvarda değil, kapı pencere açıklıklarını çevreleyen elemanlarda, taşıyıcıları çevreleyen paneller gibi birçok nokta için toprak yapı elemanlarının tasarlanabileceğini ve bir yapım sistemine dönüşebileceğini gördük. Projenin son aşamasında tasarımımızın sağlamlığını ve diğer fiziksel özelliklerini test etmek üzere bir deneme mekânı inşa etmeyi planlamıştık. BIRE-PAN Prototip Mekânı Fibrobeton’un tam desteğiyle fabrikanın Düzce’deki üretim tesislerindeki açık Ar-Ge alanında hayata geçmiştir. Malzeme temini, işçilik, kalıp ve imalatı ile yapının inşası Fibrobeton tarafından gerçekleştirilmiştir. BIRE-PAN Gözlem Evi adını verdiğimiz bu deneme mekânında Yapı biyolojisi ve Ekolojisi Enstitüsü tarafından çeşitli biyoklimatik ölçümler yapılacağı yeni araştırma projeleri planlanmaktadır. Önümüzdeki süreçte yapının sağlamlığı, suya dayanımı gibi konular gözlenebilir ve ölçülebilir olacaktır. Bu deneme mekanının her bir duvarı dolu, dokulu ve delikli duvar oluşturan farklı örüntü imkanlarını gösterecek şekilde tasarlandı ve uygulandı. Projedeki bir başka önemli hedef toprak mimarinin güncel mimarlık ortamında yeniden tercih edilmesi için tasarımın gücünün bir artı değer olarak kullanılmasıydı.

Projenin kaç kişilik tasarım ekibi var?

Projede BİLGİ Mimarlık Bölümü’nden 2, BİLGİ İnşaat Mühendisliği Bölümü’nden 2, Biyomühendislik alanından İstinye Üniversitesi’nde çalışan bir öğretim üyemiz var. Bu ana ekipte üniversite dışında başka enstitü ve kurumlardan 3 uzmanımız var. Uygulama ortamında çeşitli konularda hizmet aldığımız 4 kurum/kişi var. Uygulama ekibi olarak bize sponsor olan ve AR-GE imkânlarını açan Fibrobeton uygulama ekibinde 5 kişi var. En mutlu eden de tüm süreç boyunca yardımcı araştırmacı olarak çalışma imkânı bulan 9 yüksek lisans ve lisans öğrencimiz oldu. Yaklaşık 25 kişiyiz denilebilir. Biz çalışma gruplarımızı BIRE Malzeme reçetesi için çalışan İnşaat-Biyomühendislik Grubu, BIRE-PAN tasarım-üretim sistemini kurgulayan Mimari Tasarım Ekibi ve fabrikadaki Üretim Ekibi olmak üzere 3 ana çalışma grubuna bölünerek ilerledik ancak bu çalışma grupları tüm süreç boyunca sıkı ilişkide ve birbirlerinden girdi ve yorum alarak ilerledi.

Ekolojik bir yapı malzemesi kullanan başka ülkeler var mı?

Tabi, sürdürülebilir kentler hedefi olan tüm ülkelerde ekolojik yapı malzemesi araştırmalarına çok önem veriliyor. Örneğin 2022’de Paris’te ana konusu toprak malzeme ve laboratuvar deneyleri olan RILEM Konferansı’na katıldık ve projemizi orada sunduk. Oradaki birçok araştırma toprak reçeteleri denemeleri üzerineydi. Avrupa da bu konuya çok önem veriliyor, bizde de üniversitelerde akademik araştırma olan çalışmalar artık çeşitli enstitülerin öncülüğünde inşaat sektörüyle de buluşuyor.

Ülkemizde kullanılmaya başlandı mı?

Ülkemizde toprak mimari artık güncel mimarlık pratiği içinde de görülmeye başladı. Sayısı az olsa da etkili işler, ben yakın zamanda bu örneklerin öncü işler olacağını düşünüyorum. Afetler sonrası ekonomik, ekolojik hızlı ve kalıcı konut üretimi için de toprak yapıların önemli çözümler sunabileceğini düşünüyorum.

Sürdürülebilir mimarlık için yeni hammadde çalışmalarınız devam edecek mi?

Toprak yapı tasarımı reçeteleri konusunda iyi bir noktadayız çünkü inşa edilmiş bir deneme mekânımız var ve yeni projelerle buradaki ölçümleri ve gözlemleri tamamlayacağız. Mimari tasarım açısından da kalıp teknolojileriyle denenecek birçok form ve örüntü olacağını düşünüyoruz. BİLGİ Mimarlık Yüksek Lisans Programlarımızdaki tez öğrencilerimizle ve deneysel işler yürüttüğümüz POTplus Tasarım Araştırma Grubumuzda toprak dışında alg, miselyum gibi biyomalzeme, atık malzeme, doğal malzemelerle üretimlerimiz devam etmekte.

Ülkemizde inşaat ve mimarinin son 10/15 yılını nasıl değerlendiriyorsunuz?

Birleşmiş Milletler’in 2030 Sürdürülebilirlik Kalkınma Hedefleri’nde yer alan maddelere çok yakın durduğumuzu, sürdürülebilir kentler için yeni ve etkili stratejiler geliştirebildiğimizi pek düşünmüyorum. Bu konuda üniversiteler daha öncü durumda ve üniversite-sanayi işbirliğini destekleyen de birçok araştırma platformu var. İnşaat ve mimarlık sektörünün üniversitelerdeki araştırmalarda paydaş olması, desteklemesi ve işbirliğine girmesi bu konularda yakın gelecekte değişecek standartlara ve düzenlemelere sektörün uyum sağlamasına imkan sunacak. Üniversitelerdeki araştırmalar da inşaat ve yapı sektörüyle ilişkilenemediği ölçüde sürdürülebilir kentler için gerekli olan zihinsel ve yaşamsal dönüşümde hızlı adımlar atılamaz.

Bir projenin hayata geçirilmesine karar verildikten sonra yapılacak ilk çalışma ne olmalıdır?

İyi bir ekip kurmak, çalışmanın süresine ve hedefine en uygun fona başvurmak ve dış paydaşları belirlemek çok önemli bence.

Eklemek istediğiniz başka bir şey var mı?

İnşaat sektörüne hitap eden bir derginin ekolojik tasarım ve malzeme konularına yer açmasını çok önemli buluyorum. Karbon salımı, enerji tüketimi ve küresel ısınma gibi yaşamsal ve acil konularda inşaat sektörünün sorun yaratan baş aktör pozisyonundan çıkıp ekolojik stratejilerle dünyayı tamir eden, onaran bir pozisyona geçmesi hala mümkün. Bu konuda öncü adımlar atmak için üniversite- yapı sektörü-sanayi işbirliğine dayalı araştırma platformlarında buluşmak gerektiğine yürekten inanıyorum.