Endüstri 4.0’ın gereği olan dijitalleşmenin getirdiği avantajlar inşaat sektörünü kabuk değiştirmeye, uluslararası piyasada daha rekabetçi olabilmek için yeni teknolojileri kullanarak maliyetleri düşürmeye zorlamakta. Yapı elemanlarının fabrikalarda imal edilmesi gerek kalite kontrol gerek nakliye gerekse de sürat açısından önemli avantajlar getiriyor. Bu da teknik olarak, inşaat sektörünün daha fazla çelik kullanımını yapı elemanlarının endüstri ürünü haline gelmesini ve sonuç olarak modüler yapıları kaçınılmaz hale getirmekte.
Teknik nedenlerin yanında, sosyal ihtiyaçların değişmesiyle birlikte, çeliğin defalarca geri dönüştürülebilir bir malzeme olmasından kaynaklanan çevreci özelliğini ve sürdürülebilirliğini de göz önüne aldığımızda, çelik ve modüler yapılar inşaat sektörünün zorunlu geleceği olarak karşımıza çıkıyor. DORÇE CEO’su Süheyla Çebi Karahan bu süreci “Gelişen teknoloji ve malzemelerle geleneksel inşaat yapım yöntemleri kabuk değiştirerek prefabrik çelik modüler inşaatlara evriliyor.” sözleriyle yorumluyor.
DORÇE hakkında kısaca genel bilgi verebilir misiniz?
Prefabrik modüler çelik yapılar konusunda; üretim, ihracat ve uluslararası müteahhitlik faaliyetleriyle, Türkiye’nin global markalarından biri olan DORÇE Prefabrik Yapı ve İnşaat Sanayi Ticaret A.Ş., sektörün öncü ve ilk kurulan şirketlerinden birisidir.
DORÇE, her türlü ihtiyacı karşılamaya yönelik Prefabrik Modüler yapıları; mühendislik, tedarik, üretim, lojistik, montaj, altyapı ve üstyapı işleri, test ve devreye alma dâhil tüm aşamalarıyla tamamen kendi bünyesindeki mühendisler ile anahtar teslim olarak aynı anda uluslararası farklı coğrafi bölgelerde, ağır iklim şartları altında hızlıca mobilize olarak tamamlamaktadır. DORÇE, 40 yıllık tecrübesi ile yerel ve uluslararası kalite standartları kapsamında faaliyet gösteren Avrupa’nın en büyük prefabrik çelik yapı üretim tesisine sahiptir. Mühendislik ve Müteahhitlik Hizmetleri ile Prefabrik Modüler Çelik Yapılar inşa etmektedir. Dünya çapında, petrol doğalgaz, enerji, maden, rafineri, inşaat ve savunma sanayi sektörlerine, devlet makamlarına (bakanlıklar, valilikleri, elçilikler, vb.) uluslararası örgütlere ve kâr amacı gütmeyen kurumlara projeler gerçekleştirmektedir.
DORÇE, Yapı Bilgi Modellemesi (BIM) ile; tasarım, üretim inşaat ve işletme faaliyetlerini, geleneksel yöntemlerin yanı sıra çağımızın gerektirdiği şekilde Modern İnşaat Yöntemleri (MMC - Modern Methods of Construction) ve Üretim & Montaj için Tasarım (DFMA - Design for Manufacturing and Assembly) ile gerçekleştirerek, bir projenin tüm yaşam döngüsünü kurum içinde yönetmektedir.
Türkiye ve Dünya genelinde modüler inşaat algısı hakkında ne düşünüyorsunuz?
Türkiye’de Prefabrik modüler yapılar denildiği zaman akla ilk gelen genelde tek veya çift katlı portatif (taşınabilen) kabinler, şantiyelerde işçi yaşam alanları olarak kullanılan tek tip konteynerler, deprem, kitlesel yer değiştirme hareketleri vb. doğal afetler ve acil durumlar sonrası kurulan ve o anki ihtiyaçları karşılamaya yönelik binalar veya panel sistemli özel mülk olarak tasarlanan villalardır.
Dünya genelinde ise, hızlı kentleşmenin yaşandığı gelişmekte olan ve İngiltere, Avustralya, Kanada, ABD gibi gelişmiş ülkelerde Modern İnşaat Yöntemleri (MMC - Modern Methods of Construction) kapsamında geliştirilen modüler yapı sistemlerine birçok sektörde rastlanmaktadır.
Prefabrik modüler yapılar, gelişen teknolojilerle birlikte çok katlı olarak, hastane, AVM, sosyal ve lüks konutlar, idari yapılar, oteller, yurtlar, okul, klinik vb. binaların inşasında kullanılmaktadır.
ETKİLİ BİR MÜHENDİSLİK METODOLOJİSİ
Modern İnşaat Yöntemleri (MMC - Modern Methods of Construction) nedir?
Modern İnşaat Yöntemleri (MMC - Modern Methods of Construction) terimi, günümüz koşullarında inşaat sektöründe beliren yeni ihtiyaçlara yönelik olarak, inşaat süresinin ve maliyetinin düşürülmesine olanak tanıyan yapı sistemidir. Bilgisayar kontrollü saha dışı (off-site) imalat teknikleri, yazılımlar ile planlama, tasarım, gelişen teknoloji ve yenilikçi malzemelerin bir araya getirilmesiyle inşaatın kabuk değiştirmesi ve endüstrileşmesidir.
Modern İnşaat Yöntemleri‘nin (MMC) diğer hayati bileşeni ise Üretim ve Montaj için Tasarım (DfMA – Design for Manufacturing and Assembly) ve Endüstrileşmiş İnşaat Yöntemleri için Tasarımdır (DIMC – Designing for Industrialized Methods of Construction). Ürünün yaşam döngüsünün erken tasarım aşamalarından itibaren hem parçalarının imalat kolaylığına hem de bu parçaların nihai ürüne basitleştirilmiş montajına öncelik vererek, pazara sunma süresini ve tüm projenin toplam maliyetlerini azaltmaya odaklanan bir mühendislik metodolojisidir.
Prefabrik İnşaat (Prefabricated Construction), Modüler İnşaat (Modular Construction), Hacimsel İnşaat (Volumetric Construction), Konteyner Modüllü İnşaat (Containerized Construction), Endüstriyel İnşaat (Industrial Construction) gibi terimler sektörde sıkça kullanılmaktadır. Bu terimler, Modern İnşaat Yöntemleri (MMC - Modern Methods of Construction) ile Saha Dışı İnşaatı (Off-Site Construction) temsil eder.
Saha Dışı İnşaat (Off-Site Construction): Kalıcı bir yapının hızlı ve verimli bir şekilde inşa edilmesini desteklemek için yapı elemanlarının nihai kurulu konumlarından farklı bir yerde (endüstriyel tesis) planlaması, tasarımı, imalatı ve inşaat sahasında montajı anlamına gelir. Bu tür yapı elemanları saha dışında endüstriyel tesislerde prefabrik olarak tüm bileşenleriyle birlikte üretilebilir; şantiyeye nakledilebilir veya üretilen prefabrik elemanlar şantiyede bir bütün haline getirilebilir ve ardından son konumlarına taşınabilir. Saha dışı inşaat, entegre bir planlama ve tedarik zinciri optimizasyonu stratejisiyle karakterize edilir.
Endüstriyel İnşaat: Saha dışı inşaatın türlerinden biri olan Endüstriyel İnşaat (Industrial Construction), daha yenilikçi teknikler ve süreçler kullanan ve yapısal bileşenlerin bir endüstriyel tesiste üretildiği, son konumuna taşınarak orada monte edilmesini tanımlayan bir diğer terimidir. Endüstriyel İnşaat, tasarım ve üretim süreçlerinin otomasyonla gerçekleştirildiği bir süreci vurgular.
Prefabrikasyon: Bir yapının bileşenlerinin bir fabrikada veya başka bir üretim sahasında birleştirilmesi ve tüm montajların veya alt montajların, yapının yerleştirileceği inşaat sahasına taşınması uygulamasıdır. Terim bu süreci, ana hammaddelerin inşaatın gerçekleştirildiği şantiyeye nakledilmesi ile gerçekleşen geleneksel inşaat pratiğinden ayırmak için kullanılır.
Modüler Yapılar: Kullanılabilir mekanlar çevreleyen ve aynı zamanda yapının strüktürünü oluşturan, volümetrik yapı modüllerinin kullanıldığı yapılardır. Modüler yapılar özellikle oteller, okullar ve öğrenci yurtları gibi eğitim ve sağlık yapıları için son yıllarda popüler bir yapım metodoljisidir. Bunun en önemli nedenleri, birçok benzer boyutlu modülün üretimi ile elde edilebilen ölçek ekonomisi ve azaltılmış şantiye inşaat süresinin özel faydasıdır.
Volümetrik Yapılar: Volümetrik modüler üniteler, ek bir üst yapıya ihtiyaç duymadan eksiksiz binalar oluşturmak için birbirine bağlanabilen büyük yapı elemanlarıdır. Volümetrik yapıların üretiminin başarısı ve çekiciliği, birimlerin ve tasarımın tekrarlanabilirliğinde yatmaktadır.
Modüller; çelik, ahşap veya betonarme döşemelere sahip olabilir; elektrik, sıhhi tesisat, ısıtma, kapılar, pencereler ve bitiş elemanlarıyla önceden donatılabilir. Fabrikadan çıkmadan önce devreye alınabilmeleri sayesinde, uygunsuzlukların en aza indirilmesine ve kalite kontrolün yüksek seviyede olmasına olanak sağlanır. Üniteler daha sonra şantiyeye taşınır ve hazırlanan temeller üzerindeki konumlarına dikkatlice yerleştirilir.
Panel Sistemler: Paneller kullanılabilir alanı sınırlayan düzlemsel yapı elemanlarıdır. Pencere, kapı ve/veya diğer entegre yapı elemanları içerebildikleri gibi açık çerçeveli (açık panel) veya kaplamalı (kapalı panel) olabilirler. Sahaya düz paketler olarak taşınırlar.
Hibrit Prefabrikasyon: Birden fazla yapım yönteminin (volümetrik, panel sistem ve ağır çelik gibi) bir arada kullanıldığı modern inşaat yöntemidir.
Konteyner Binalar: Yük konteynerlerinin geri dönüştürülerek inşaat endüstrisine kazandırılması amacıyla modifiye edilmiş ünitelerin bir araya getirilmesi ile ortaya çıkmış bir kavramdır. Günümüzde sadece yük konteynerleri olarak değil yalnız bu amaca hizmet etmek üzere üretilmiş üniteleri (konteyner) ve de bu ünitelerin bir araya getirilmesiyle oluşturulan binaları anlatmak için kullanılmaktadır.
Pod: Önceden tefriş edilmiş ve sıhhi tesisatı yapılmış, şantiyeye teslim edilen ve kullanıma hazır anahtar teslimi ünitelerdir. Bu üniteler tasarım aşamasında planlandığı takdirde geleneksel olarak inşa edilmiş herhangi bir projede kullanılabilirler.
Modüler ıslak hacim podları, inşa edilmekte olan birçok ıslak hacmin genellikle birbirinin aynısı olduğu otel ve konut projeleri için özellikle değer yaratmaktadır.
Hafif Çelik Prefabrik Yapılar: Soğuk şekillendirilmiş çelik profiller kullanılarak üretilen yapısal çerçevelerin veya elemanların taşıyıcı sistemi oluşturduğu yapı türleridir. Bu çerçeveler veya profiller, taşıyıcı dış ve iç duvarlar, yük taşımayan bölme duvarlar, zemin kirişleri, perde duvarları, çatı makasları ve aşıklar dâhil olmak üzere bir yapıda gereksinim duyulan tüm noktalarda kullanılabilirler.
Ön Üretimli (pre-engineered) Ağır Çelik Yapılar: 20. yüzyılın başında imalat tasarımının yapılmadığı, çelik elemanların inşaat sahasında boyutlandırıldığı ve genellikle kaynak ile birleştirildiği ilk yapı yönteminin terk edilerek, tasarımların ve boyutlu imalatların endüstriyel tesislerde yapılması ile ortaya çıkan bir kavramdır. Bu modern yapım yöntemi, genelde hazır profillerle oluşturulan tekrarlı çerçeveler kullanılarak geniş açıklık ve yüksekliğin önemli olduğu yapılarda tercih edilmektedir.
PREFABRİK MODÜLER ÇELİK YAPILAR DEPREME DAYANIKLIDIR
Prefabrik Çelik Modüler yapıların avantajları nelerdir?
Prefabrik modüler çelik yapıların inşaat sektörü için sunduğu avantajlardan bazılarını sıralayacak olursak;
Depreme Dayanım: Prefabrik modüler çelik yapılar farklı bölgelerin zemin yapısına uygun şekilde tasarlandığında deprem anında esnek ve hafif yapısı ile eğilir, deforme olur ancak yıkılması zordur.
Çelik yapılarda yapı ağırlığı, betonarme yapılara göre yaklaşık %50 daha az olduğundan yapıya etkiyen deprem kuvveti aynı oranda azalacaktır. Süneklik, elastik davranışın üzerindeki şekil değiştirmelerde enerji yutma yeteneği sağlandığından bu özellik dinamik yükler altında önem kazanmaktadır. Tekrarlı yüklemeler altında betonarme yapının tek yönlü ve sınırlı olan enerji yutma yeteneği her tekrarda azalarak bozulur; deformasyon oluşmadan kırılma gerçekleşir. Çelik yapıda ise elastik sınırlar aşıldığında, bir başka deyişle beklenenin üzerinde yükler yapıya etkilediğinde, çelik yapı elemanları yüksek şekil değiştirme kapasiteleri sayesinde öncelikle şekil değiştirir ve deforme olur. Şekil değiştirme esnasında oluşan enerji yutulur ve etkileyen yükler altında yapı ayakta kalır.
Daha Düşük Karbon Ayak İzi – Yüksek Dayanımlı Yapısal Çeliklerin Kullanımı Karbon Ayak İzini Küçültür: Prefabrik Modüler Çelik Binalar, önceden tasarlanmış olması, inşaatın daha kısa sürede yapılması, ekipman çalışma sürelerinin kısalması kullanılan tüm malzemelerin dönüştürülebilir olması ve atıkların az olması gibi nedenlerle düşük karbon ayak izine sahiptir.
Nihai Yeşil Malzeme Çelik ve Geri Dönüşüm: Bir binanın “yeşil” kabul edilebilmesinin iki yolu vardır. İlki, malzemelerin işletme maliyetlerine yardımcı olma şekli, ikincisi ise kullanılan malzemelerin çevresel etkiyi nasıl azalttığıdır. Çelik kullanım sonunda defalarca geri dönüştürülebilen ve gücünü kaybetmeyen yegâne yapı malzemelerinden biridir.
Çevre Dostu ve Trafiğe Etkisi: Prefabrik modüler çelik binaların sürdürebilirliğine katkı sağlayan bir diğer unsur ise prefabrik modüler inşaat sürecinin çoğunluğu saha dışında (off-site) / ön-üretimli olarak gerçekleşmesidir. Projenin çevreye ve sahaya olan olumsuz etkileri önemli ölçüde minimize edilmektedir. Böylece, sahada ihtiyaç duyulan araç ve ağır ekipman sayısı, kullanımı azalırken daha az çevre kirliliği ve iş güvenliğinin artması gibi kazanımlar da ortaya çıkar.
Daha Kısa İnşaat Süresi: Prefabrik modüler çelik yapıların en önemli avantajlarından biri de inşaatın geleneksel yöntemlere göre daha kısa sürede tamamlanabilmesidir.
Emniyet ve Güvenlik: Prefabrik modüler yapılar, iş ve işçi güvenliği açısından değerlendirildiğinde de önemli avantajlar sağlamaktadır. Kapalı üretim tesislerinde gerçekleştirilen üretime bağlı olarak iş kazası riski önemli ölçüde azalır.
İklim Koşulları: Güncel teknolojiler ve yeni malzemelerle prefabrik modüler çelik yapılar, her türlü mevsim koşuluna uygun olarak üretilebilmektedir. Yapılarda kullanılan iç yalıtım malzemeleri, projenin gerçekleştirildiği coğrafyanın iklim koşullarına uygun olarak seçilir. Örneğin, Dorçe’nin tasarlayıp ürettiği prefabrik modüler çelik yapılar Sibirya’daki -50 derecelerden, Afrika’daki +50 derecelere kadar dayanıklı ve sürdürülebilir yapılardır.
Taşınabilir ve Sökülüp Yeniden Kurulabilir Yapılar: Prefabrik Modüler Çelik yapılar, fabrika ortamında üretilerek sahaya sevk edilir. Montajı tamamlandıktan ve gerektiği süre boyunca kullanıldıktan sonra farklı lokasyonlarda tekrar kullanılmak için sökülüp taşınabilen ve tekrar kullanılabilen yapı sistemleridir.
Tak & Çalıştır (Plug & Play): Bir binanın üretiminden nihai montajına kadar tamamen fabrika ortamında tamamlanmasına, sıhhi ve elektrik tesisatları gibi son bağlantı hatlarının hazır şekilde bir veya birkaç ‘modül’ olarak herhangi bir bölgeye gönderilmesine olanak tanıyan yapı sistemidir. Her modül inşa edilmiş ve önceden tamamlanmış, iç ve dış kaplama elemanları duvar panelleri çatı, döşeme, banyolar, mutfak ekipmanları, aydınlatma ile tam olarak donatılmış bir şekilde sahaya sevk edilir. Modüller, sahaya sevk edildikten sonra kullanım amacına göre tek başına ya da birleştirilerek anında kullanıma hazır olmaktadır.
Afet Sonrası Acil Müdahalelerde: Modüler yapılar, deprem ve doğal felaketler sonrası aciliyet ve zaman faktörü de göz önünde bulundurulduğunda, insani yardımların en kısa sürede karşılanmasına katkı sağlar.
Dorçe, 1999 Marmara Depremi, 2003 İran Bam Depremi 2011 Van depremi ve 2020 Elâzığ Depremi gibi birçok deprem sonrası, AFAD, Birleşmiş Milletler, JICA gibi kurumlar aracılığıyla afet yönetiminde aktif olarak yer alarak projeler tamamlamış, yardım ve bağışlarda bulunmuştur.
Türkiye’de modüler çelik yapıların gelişmesi ve yaygınlaşması için nelerin yapılması gerektiğini düşünüyorsunuz?
Modüler çelik yapılar, Türkiye’de özellikle son zamanlarda daha fazla ilgi toplayan bir konu olmakla birlikte, Dünya genelinde uzun zamandır tartışılıp geliştirilen ve özellikle son on yıldır da başarılı örneklerini görmeye başladığımız bir yapım yöntemidir. Her teknolojik gelişmede olduğu üzere, bu yeniliğin de hayatımıza doğru ve etkin bir şekilde girmesi için gerek kamu, gerek üniversiteler, gerek sivil toplum örgütleri gerekse de özel sektöre düşen görevler bulunmaktadır. Bilindiği üzere Türkiye’de henüz çeliğin ana yapı elemanı olarak kullanımı bile yeterli seviyede değildir. Hafif çelik ise TUCSA’nın katkılarıyla, uzun uğraşlar sonunda yönetmeliklerde kendine yer bulabilmiş durumda ancak o da aşağıda açıklanan sebeplerle henüz istenilen seviyede bulunmamaktadır.
Yönetmelikler: Resmî Gazete’nin 18 Mart 2018 tarihli ve 30364 Sayılı Mükerrer sayısında, “Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği” ile “Türkiye Deprem Tehlike Haritası ve Parametre Değerleri Hakkında Bakanlar Kurulu Kararı” yayınlanmıştır. 1 Ocak 2019 tarihinde yürürlüğe giren bu yönetmelikle birlikte depreme dayanıklı yapı tasarımı ile ilgili birçok madde değişmiş ve özellikle betonarme ve çelik yapı tasarımı ile ilgili esaslar yurt dışında farklı ülkelerde kullanılan muadil yönetmeliklerle uyumlu bir hale getirilmiştir. Yine bu yönetmelikle hafif çelik yapı tasarımı da kapsam içerisinde değerlendirilmiş ve bu yapı türlerine de ilişkin çeşitli tasarım kriterleri belirlenmiştir. Ancak hafif çelik yapılarla ilgili yönetmelik muadil yönetmeliklerden kısmen farklılaşmış ve daha muhafazakâr bir yaklaşım sergilemiştir. Örneğin en yüksek risk barındıracak şekilde sismik özelliklere sahip benzer iki yerde yapılacak hafif çelik binalar, A.B.D ve Meksika da yapılırsa 19,8 m yükseklik sınırına (yaklaşık 6 kat) göre yapılabilirken, Türkiye’de 7 m (yaklaşık 2 kat) sınırı ile karşılaşmaktadır. Kanada da ise bu sınır 15 m ve 20 m (detaya göre farklılaşarak) olarak belirlenmiştir. Japonya ve diğer benzer deprem ülkelerinde de yine benzer yükseklik sınırları ile karşılaşılmaktadır.
Buradan da görüleceği üzere hafif çelik yapım yöntemleri, özellikle kentsel dönüşüm için kullanılabilecek 5-6 katlı konut yapılarında çok ciddi bir alternatif sunarken önüne yönetmelikler çıkmaktadır. Bu bağlamda mevcut yönetmeliğin revizyona girmesi gerektiği açıktır. AFAD tarafından 2007 Deprem Yönetmeliğinin güncelleme çalışmaları başlatıldığında Türk Yapısal Çelik Derneği’nin 2011 yılında “Yönetmeliğe Hafif Çelik Yapılar Bölümünün eklenmesi” önerisi uzun görüşmelerden sonra kabul edilmiştir. Bu bölümün hazırlanması için kurulan komisyonun çoğunluğu Prof. Dr. Gülay Altay Başkanlığındaki TUCSA Hafif Çelik Yapılar Teknik Komitesi üyelerinden oluşmuştur. İlk defa bu konuda bir yönetmelik hazırlandığından emniyetli tarafta kalmak için Koordinasyon Kurulu tarafından uluslararası standartların çok ötesinde sınırlamalar getirmiştir. Sektörün gelişimini ve dünya ile entegrasyonunu olumsuz yönde etkileyen bu sınırlamaların zaman içinde bilimsel zemine oturacağını ümit ediyoruz.
Ayrıca, TUCSA’nın 2006 yılında başlatmış olduğu girişimler sonunda Şubat 2016’da “Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapım Esaslarına Dair Yönetmelik” yayımlanmış, takiben “Hafif Çelik Yapıların Tasarım, Hesap ve Yapım Esaslarına Dair Yönetmelik” taslağı için çalışmalara da Çevre ve Şehircilik Bakanlığı ile koordineli olarak başlanmıştır. Bu yönetmeliğin de hazırlanması sektör için önem arz etmektedir.
Öneriler: Açıklanan rakamlara göre, Türkiye’de yaklaşık 1 milyon yeni konut deprem bölgelerinde halkın kullanımına sunulmuş ancak halen değişimi ya da güçlendirilmesi gereken 6,5 milyon konut bulunmaktadır. Bu yapıların tamamının kısa bir sürede yeniden yapılması gerek ekonomik gerekse de sosyo-kültürel sebeplerle olası olmasa da hem mevcut yapı stoğunun değişimi hem de halen konut açığının bulunması sebebiyle yeni konut yapılarına ihtiyaç duyulacağı açıktır.
Yeniden yapımına karar verilen yapılar için az katlı yapılarda ivedilikle, çok katlı yapılarda ise mevcut yönetmeliğin revize edilmesi ile hafif çelik yapı alternatifi mutlaka değerlendirilmelidir.
Çok katlı yapılarda çelik ya da betonarme çekirdek etrafına yapılacak hafif çelik yapı sistemi önerisi, yönetmeliğin mevcut haliyle kullanılabilecek bir seçenek olarak karşımıza çıkmaktadır.
Toplu Konut İdaresi Başkanlığı (TOKİ) güncel yönetmelikler gereğince, Elâzığ, Malatya, Van, Adıyaman, Manisa Çanakkale, İzmir gibi depremin yoğun olabileceği bölgelerde Köy Evleri Projelerini hafif çelik prefabrik yapım sistemiyle tek katlı ve 2 katlı olarak tamamlamaktadır.