Yapı Sektöründe Enerji Etkin Çözümler | Biyomimetik Cepheler – 1

ENERJİ ETKİNLİKTE CEPHENİN ROLÜ VE BİYOMİMİKRİ

Günümüzde hayatın her noktasında enerjiye ihtiyaç duyuyoruz ve tüketiyoruz. Pek çok sektörde enerji tüketimi yoğun olsa da büyük oranda enerji tüketen sektörlerden biri inşaat sektörüdür. Var olan verilere göre toplam enerjinin %40’ından fazlasını yapı sektörü tüketmektedir. Doğal kaynakların ise %30’unu kullanan yapı sektörü, sera gazlarının atmosfere salınmasında da %30’luk bir paya sahiptir. (Castro-Lacouture vd., 2009) Enerji etkin tasarlanmayan her yapı, önemli ölçüde dünya kaynaklarını kullanmakta ve çevreye zarar vermektedir.

Cepheler, binanın kabuğunu oluşturmakta, yapı içinin ve dış ortamın karşılaştığı yüzeydir. Bu nedenle enerji korunumu için cephenin önemi büyüktür. Enerji tüketimini etkileyen ısı, ışık, görsel temas, ses, rüzgâr gibi faktörler, yaşam alanı ve doğal çevre arasında tampon görevi alan cephelerde doğrudan etkili olabilmektedir. Enerji, havalandırma ve nem sorunları genel olarak cephelerde görülmektedir. Enerji etkin tasarımlar da tüm faktörler de düşünülerek cephelerde ve yapının başka bölümlerinde gün geçtikçe önem kazanmaya başladı. Hem yapıların hem de içinde barınanların konforu çevreye duyarlı bir anlayışla bütünlük kazanmaya başladı.

Peki enerji etkinliği nedir? Zigenfus’a göre; enerji etkinliği, binalarda kullanılacak malzemenin üretimi, binanın yapımı ve işletimi aşamalarının tümünde kullanılan enerjinin çevresel etkilerini en az düzeyde tutmaktır (Zigenfus, 2008). Yapının tüm yüzeyini kaplayan cephelerde ise enerji etkin tasarımlar büyük oranda nicelikleri etkileyebilmektedir. Bu şekilde enerji tüketimi için sorun olarak görülebilen cepheler fırsata da dönüşmüş olmaktadır.

Enerji tüketimi mevcut teknolojiler ve tasarım yöntemleri ile aza veya sıfıra indirilebilmektedir. Sürdürülebilir yöntemlerden biri olarak biyomimikri veya biyomimetik tasarım(biyomimesis) akla gelmektedir. Doğada çeşitli koşullar altında yaşayan ve bu koşullardan etkilenmeyen, korunan veya yararlanan canlılar; insanların, dünyanın yaşadığı sorunlar için çözüm içerebilmektedir. Teknolojinin gelişmesi ve doğanın çözüm stratejileri, mimar ve tasarımcılara çokça veri sunmaktadır.

Biyomimikrinin kısa tanımından bahsedecek olursak Benyus (1998) bunu şu şekilde ifade etmiştir. “İnsan problemlerini çözmek için doğanın en iyi fikirlerini inceleyen, sonucunda tasarımlarını ve yöntemlerini taklit eden yeni bir disiplin.” Cephelerden beklenen; görüş açıklığı, rüzgâr dayanımı, kendini taşıyacak bir strüktüre sahip olma niteliği, günışığından maksimum yararlanma, güneşi iklime uygun kullanma, gürültüden koruma, oryantasyon, nem ve suya direnç gibi özellikler ise biyomimetik yaklaşımlar sayesinde somut ve sürdürülebilir şekilde hayat bulmaktadır. (Fedakar, A. & Yamaçlı, R. (2022)

Biyomimesisin ne olduğu ve nasıl işlediğinin iyi anlaşılması için biyomimesisin üç temel unsurundan da bahsetmek gerekir.

1. Öykünmek (Taklit Etmek); daha yenileyici tasarımlar oluşturmak için doğanın formlarından, süreçlerinden, ekosistemlerinden öğrenme ve daha sonra çoğaltmanın bilimsel araştırmaya dayalı uygulamasıdır.

2. Ethos (Öz); hayatın nasıl işlediğini anlama ve sürekli olarak yaşamı destekleyen, yaşam için elverişli koşullar oluşturan tasarımlar yaratma felsefesidir.

3. (Yeniden) Bağlanmak “(Re)Connect”; Bizim de doğanın bir parçası olduğumuz ve yaşamın birbirine bağlı sistemlerinin bir parçası olarak Dünya’daki yerimize bağlanmada değer bulduğumuz kavramıdır. (Yeniden)Bağlanma, yaşamın nasıl işlediğini anlamak için doğada zaman geçirmemizi teşvik etmektedir böylece tasarımlarda biyolojik stratejilere öykünmek için daha iyi bir tasarım felsefesine veya “öze” sahip olunmaktadır (URL-1).

Tablo 1: Esplanade Tiyatrosu, Biyomimikrinin unsurlarını anlamaya dair örnek yapı kabuğu tasarımı (Radwan, A.N., Osama, N. (2016))

Şekil 1: Biyomimikri Tasarım Spirali (Biyomimikri Enstitüsü tarafından hazırlanmıştır.) (URL-2, 2021)

Doğadan ilham alırken çok farklı alternatif yollar, çözümler olabilmektedir. Bu çeşitlilik içerisinde Zari (2007) biyomimesisi üç seviyeye ayırmıştır: Organizma, Davranış, Ekosistem. Bu üç seviyede doğanın incelenmesi ve araştırılması sonucunda elde edilen veriler sorunların çözümünde ve tasarım yönteminde kullanılmaktadır. (Fedakar, A. & Yamaçlı, R. (2022)

Yapı sektörünün her alanında olduğu gibi cephe sistemlerinde de organizmadan ekosisteme kadar uzanan boyut ve detay seviyesinde elemanlar ve uygulamalar mevcuttur. Biyomimikri ise incelendiği her boyutta enerji etkin tasarımlar ortaya koymak için gelişen teknolojinin de yardımıyla çeşitli çözümler sunabilmektedir. 

Yaza: Betül Akbaş, Mimar