08:27:59

Milwaukee’deki Masif Ahşap Hibrit Gökdelen Örnek Teşkil Ediyor

Tasarım süreci boyunca Ascent ekibi üç alana odaklandı: ruhsatlandırma, yapısal verimlilik ve tedarik; bu süreçte yeni standartlar ve yöntemler geliştirildi. Örnek teşkil eden tasarım, test ve inşaat süreçleri, şu anda dünyanın en yüksek masif ahşap hibrit yapısı olan Ascent’le sonuçlandı…

1895 yılında, dünyanın en yüksek yaşanabilir binası pek de beklenmeyecek bir yerdeydi -Milwaukee- o zamanlar hızla büyüyen göçmen nüfusuyla tanınan küçük bir Ortabatı şehri. 350 feet’i biraz aşan yüksekliğiyle Milwaukee Belediye Binası, hâlâ şehrin Alman mirasının bir sembolüdür; saat kulesinin etrafında dört bira kupası şeklinde kule bulunmaktadır. 1897’de bu unvanı Almanya’daki Hamburg Belediye Binası’na kaptırmış olsa da, yüzyıldan fazla bir süre sonra Milwaukee’deki bir başka bina yükseklik açısından dünya rekoru kazandı: Ascent -tabanında altı kat otopark, üzerinde ise 19 kat konut ve sosyal alan olan, 25 katlı, 284 feet yüksekliğinde masif ahşap hibrit yapı.

Ascent, Korb + Associates Architects tarafından tasarlandı ve Milwaukee’nin East Town mahallesinde, Michigan Gölü’ne ve şehrin Tarihi Üçüncü Bölgesi’ne birkaç blok uzaklıkta yer alıyor. Ascent’in bulunduğu arsaya 30 yıldan uzun süredir sahip olan New Land Enterprises, o dönemde alanda geleneksel beton yapılar inşa etmeyi düşünüyordu.

New Land seçeneklerini değerlendirirken, 2016’da Thornton Tomasetti’nin yapı mühendisleri  –Perkins&Will tasarımcıları ve Cambridge Üniversitesi araştırmacılarıyla iş birliği içinde -Chicago’daki 800 feet yüksekliğinde, 80 katlı bir konsept yapı olan River Beech Tower için yüksek masif ahşap yapıların sınırlarını araştırıyordu. River Beech Tower gibi projeler sayesinde New Land, sakinlerine benzersiz bir deneyim sunacak bir masif ahşap yapı inşa etme fırsatını değerlendirdi.

İki yıl sonra New Land, Ascent’i hayata geçirecek bir ekip oluşturmaya başladı. Tasarım süreci boyunca Thornton Tomasetti, ruhsatlandırma, yapısal verimlilik ve tedarik olmak üzere üç kritik alana odaklandı.

Ruhsatlandırma alındı

ABD’deki yapı yönetmelikleri genelde tanımlayıcıdır ve tasarımcılar için uygun sistemler ve parametreler belirler. Ascent, ilk düşünüldüğü haliyle bile 18 katlıydı; bu, yönetmeliklerin izin verdiği maksimum beş kat ve 26 metre yüksekliği aşmaktaydı. Bu nedenle bir dizi istisna izni alınması gerekiyordu.

Bu kritik durumun farkında olan Ascent ekibi, tasarım sürecinin başlarında yetkili mercilerle görüşmelere başladı. Başlangıç toplantıları sonucunda yetkili makam (AHJ), Ascent fikrine açık olsa da resmi bir onay vermedi. Şehir itfaiyesi de ön görüşmelere dahil edildi. Normalde onay sürecine dahil olmayan bu birim, projenin öneminden ötürü kilit bir rol üstlendi.

Aylar süren toplantılar, araştırmalar ve tasarımların ardından tüm taraflar ortak bir yol haritası üzerinde anlaştı: Performansa dayalı bir tasarım yaklaşımı benimsenmesi. Bu, Uluslararası Bina Yönetmeliği’nin 104.11. Bölümüne dayanıyordu: Alternatif malzemeler, tasarımlar ve inşaat yöntemleri. Bu madde, geleneksel olmayan sistemlerin onaylanması için kullanılabiliyordu.

Bu yöntem birçok tasarımcıya yabancı olabilir, ancak IBC’nin alternatif malzeme hükmü daha önce de masif ahşapla ilgili kullanılmıştı. 2017’de Oregon, Portland’daki Framework projesi, 12 katlı masif ahşap yapı için yapı ruhsatı almıştı. Proje mali nedenlerle hayata geçmese de, Ascent ekibi için emsal teşkil etti.

Son onay kapsamında, Ascent ekibi Wisconsin Ticari Bina Yönetmeliği’ne ilişkin birçok istisna aldı. Kat yüksekliği ve toplam kat sayısı açısından, bina tamamen sprinkler sistemiyle donatılmak ve Type IA yapı gerekliliklerini karşılamak koşuluyla, Type IV standardını aşmak için istisna verildi. Type IB’ye yönelik bazı indirgenmiş gereklilikler de kabul edildi.

Bu istisnayı elde etmek için ekip, kolonlar için üç saatlik, kirişler ve döşemeler için iki saatlik yangın dayanımı kanıtlamak zorundaydı. Bu dayanım ya ahşap elemanların ve bağlantıların alçıpanla kaplanmasıyla ya da ahşap kolon, kiriş ve döşemelerin etrafına kurban edilen bir yanık (char) tabakası uygulanarak sağlandı.

Ancak, mevcut Type IV kodları yükseklik sınırlamaları getirdiğinden, bu char yöntemi yalnızca iki saatlik yangın dayanımı için araştırılmıştı. Üç saatlik dayanım gerektiren kolonlar için mevcut hesaplamaların geçerliliğini kanıtlamak üzere Ascent ekibi, ABD Tarım Bakanlığı’na bağlı Forest Products Laboratory ile iş birliği yaparak Avrupa ve ABD’den ahşap kolon örneklerini test etti. Bu test sonuçları kamuya açıklandı ve yüksek masif ahşap yapılar için önemli bir kaynak haline geldi.

Ruhsat sürecinde ayrıca tüm kiriş-kolon bağlantılarının iki saatlik yangın dayanımına ulaşması gerekiyordu. O dönemde piyasada bu standartta bağlantı elemanları bulunmuyordu. Neyse ki Framework projesi, USDA’dan aldığı hibelerle iki saatlik yangın dayanımı olan bir kiriş-kolon bağlantısını test etmişti. Bu montaj, Ascent’te açıkta kalan alanlarda kullanıldı.

2015 IBC, Type IV yapılarda gizli alanlara izin vermiyordu. Ancak tasarım açısından bazı mekanik, elektrik ve sıhhi tesisat bileşenlerinin asma tavan içine gizlenmesi isteniyordu. (2021 IBC, artık bu tip gizli alanlara izin veriyor.)

Ayrıca tasarım ekibi, birçok kod uyumlu yangın bastırma önlemini de dahil etti (çoğu, 2021 IBC’de IV-A, IV-B ve IV-C tipi yapılar için zorunlu hale geldi). O dönemde eyaletin zorunlu kılmamasına rağmen Thornton Tomasetti, üst yapı için lisanslı bir özel denetçi ve resmi mühendis olarak görev yaptı. Bu ikili görev, sahada tasarım amacına sadık kalınmasını sağladı.

Son tasarımda, merdiven ve asansör çekirdeklerini içeren betonarme çekirdek duvarlar yer aldı. Bu duvarlar, inşaattan önce tamamen dikilebiliyor ve çalışır yangın boru hattıyla donatılıyordu; bu da inşaat sırasında yangına müdahale endişesini ortadan kaldırdı. Diğer yangın önlemleri: tamamen sprinklerli bina, yangın pompasına çift su hattı, duman dedektörleri, iki yola yangın erişimi, elektronik denetimli vanalar, yangın komuta merkezi, iletişim destek altyapısı ve merdiven basınçlandırma.

Yapının yangın güvenliği yalnızca standartları karşılamakla kalmadı, aynı zamanda çok katlı ahşap yapılarda güvenliğin artırılabileceğini de gösterdi. Bu önlemler, yerel yetkililerin binanın güvenliğini onaylamasında kritik rol oynadı ve ahşap yapıların geleneksel betonarme ve çelik sistemlerle rekabet edebileceğini kanıtladı. Ayrıca, bu uygulamalar sektöre örnek teşkil edecek şekilde belgelenerek gelecekteki projeler için bir kılavuz niteliği kazandı.

Dersler ve Gelecek Etkiler

Ascent projesi, sadece yüksekliğiyle değil, tasarımı, mühendisliği ve inşaat süreciyle de çığır açtı. Proje boyunca elde edilen bulgular, modern masif ahşap yapıların nelere kadir olduğunu gösterdi. Özellikle hibrit yapısal sistemlerin potansiyeli, ileri düzey prefabrikasyonun inşaat süresine etkisi ve yangın güvenliği gibi konular, sektörde daha önce görülmemiş düzeyde test edilmiş oldu.

Bu proje sayesinde, ahşap yapılar artık yalnızca düşük katlı binalar için düşünülmemeye başlandı. Aynı zamanda kamu otoriteleriyle yürütülen yoğun iş birlikleri sayesinde düzenleyici kurumların da bu tür yapılara yaklaşımı daha esnek ve çözüm odaklı hâle geldi. Ascent, sadece bir yapı değil, bir paradigma değişiminin ilk temsilcisi olarak görülüyor.

Sahadaki betonarme yapının tümü 2016 sonbaharında tamamlandı. Kiracılar için ofis alanları, yerinde döküm, düz plak beton döşeme sistemiyle inşa edildi. Plaklar kenarlarda daralmıyor, bunun yerine süneklik için uçlarda ekstra donatı bulunuyordu. Her beton döşeme, kalıplama için sabit çelik platformlarla birlikte gelen vinçle yerleştirilmişti; böylece zeminde ön montaj yapılmasına gerek kalmadı.

Çelik cephe ve çerçeve, alışılmışın dışında bir şekilde eş zamanlı olarak inşa edildi. Genelde cepheler, taşıyıcı çelik yapı tamamlandıktan sonra monte edilir. Fakat burada, döşemelerin kenarlarına bağlantı yapılan cephe sistemi, dış çerçeveye bağımsız olarak bağlandı. Bu yöntem, cephelerin yük taşıyıcı sisteme yük bindirmemesini sağladı.

Dış çelik çerçeve, cepheyle birlikte, üst katlara çıkıldıkça ilerledi. Bu çelik kirişler, geçici desteklerle döşemeye sabitlenmeden önce vinçle yerleştirildi. Kirişler, zemin döşemesiyle bağlantı noktalarında sabitlenerek stabilite sağlandı. Böylece cephe ve dış çerçeve, iç taşıyıcı sistemden bağımsız bir şekilde yukarı doğru uzatılabildi.

İç taşıyıcı sistem, geleneksel şekilde inşa edildi: merkezdeki çekirdek ve kolonlar yükseldikçe, ara döşemeler ardışık olarak döküldü. Ancak dış çerçeve ve cephe, bu yapıdan tamamen bağımsız ilerleyerek, yapım sürecini hızlandırdı ve koordinasyonu kolaylaştırdı. Bu yaklaşım sayesinde, cephe sisteminin montajı, iç mekan tamamlamalarına müdahale etmeden yürütülebildi.

Binanın en üst katlarında, yapısal çelik daha yoğun kullanıldı. Özellikle mekanik katlar ve çatı alanında, geleneksel çelik çerçeve sistemi tercih edildi. Bu alanlarda, büyük açıklıklar ve ekipman yükleri nedeniyle, betonarme yerine çelik yapı tercih edilmişti. Çatıda, çeşitli mekanik sistemler ve servis ekipmanları için geniş alanlar bırakıldı; bu da binanın altyapı esnekliğini artırdı.

İnşaat süresince, lojistik önemli bir zorluktu. Hudson Yards gibi yoğun bir alanda, malzeme teslimatı ve inşaat ekiplerinin koordinasyonu, detaylı bir planlama gerektiriyordu. Zamanlama çizelgeleri sıkı tutuldu, teslimatlar saatlik olarak planlandı ve dikey taşıma sistemleri (asansörler ve vinçler) maksimum verimle çalışacak şekilde yönetildi.

Sonuçta, 10 Hudson Yards, modern gökdelen inşaatında eşzamanlı sistemlerin nasıl entegre edilebileceğini gösteren başarılı bir örnek oldu. Betonarme çekirdek, dış çerçeveyle eş zamanlı inşa edildi; bu da binanın yapım süresini kısalttı, koordinasyonu kolaylaştırdı ve güvenliği artırdı. Yangın güvenliği, cephe montajı ve yapı sistemleri açısından yapılan yenilikler, gelecekteki projeler için de ilham verici nitelikte.

2021 IBC daha uzun kütle ahşap binalar için bir yol açmış olsa da, kütle ahşap elemanların maruz kalmasına ilişkin ek sınırlamalar olsa da, Ascent ABD’de yüksek kütle ahşap inşaatın geleceği için bir emsal oluşturmaktadır. New Land‘in öngörüsü ve tasarım ekibinin yenilikçi detaylandırma, malzeme testi ve şehir yetkilileriyle işbirliği, projeye özgü, performansa dayalı bir tasarım yaklaşımıyla, ticari olarak uygulanabilir yüksek katlı bir bina geliştirmek için kütle ahşap kullanılabileceğini göstermiştir.

Milwaukee Belediye Binası‘nda olduğu gibi, Ascent‘in de dünyanın en yüksek binası olma konumunu uzun süre koruması pek olası değil -özellikle de daha yüksek yeni ahşap binaların duyurulmuş olması nedeniyle. Yine de Ascent, ileri görüşlülük, adanmışlık ve işbirliği yapma isteğiyle nelerin mümkün olabileceğinin bir kanıtı olarak varlığını sürdürecektir.

Bu içeriği beğendiyseniz lütfen çevrenizle paylaşınız…