ODTÜ-TÜKAM, Yüksek Performanslı Kızılay Ar-Ge Merkez Binası
GİRİŞ
ODTÜ- Mimarlık Fakültesi Mimarlık, Araştırma, Tasarım, Planlama ve Uygulama Merkezi (MATPUM)?un temel çalışma alanı, bina ölçeğinden kent ölçeğine ve ötesine uzanan geniş bir yelpazede mimarlık, tasarım, planlama ve uygulamayı kapsamaktadır. 2006 yılında Mimarlık Fakültesi Dekanı Prof. Dr. Haluk Pamir tarafından kurulan ve Başkanlığı Doç. Dr. Melih Pınarcıoğlu tarafından yürütülen ODTÜ-MATPUM, kısa geçmişine rağmen birçok önemli ve çevreye duyarlı proje gerçekleştirmiştir.
Binanın genel görünümleri Şekil 1?de verilmiştir. Bu bina şu anda devam etmekte olan AB FP6 HEGEL Poli-jenerasyon projesine ev sahipliği yapmaktadır. Bu projede 120 kWe ve 175 kWısı kapasitesinde doğal gazlı bir motordan oluşan ısı ve güç sistemi ve ikinci aşamada 27 kWe daha fazla güç üretecek bir buhar motorundan oluşmaktadır. Bu sistem ısı güç ve absorpsyonlu sistemle soğuk üretecektir. MATPUM Binası?nın tasarım, inşaat ve işletim süreci de, sağlanan destekler ölçüsünde ?Enerji Verimli Bina? kavramına en uygun yapılardan birisidir. MATPUM Binası, 2008 Mart ayında, Yapı Endüstri Merkezi tarafından düzenlenen mimari tasarım yarışmasında diğer özelliklerinin yanısıra, ?enerji verimli-etkin tasarım ve uygulama? başarısıyla birçok önemli proje arasında birinci olmuştur. Bu kez Kızılay için ODTÜ arazisi içinde, MATPUM un yanında yapımına başladığı TÜKAM Türk Kızılayı Araştırma Merkezi Binası, "enerji verimliliği" yönünden, Türkiye?nin "çevre dostu" yapılarından birisi olmaya adaydır.
AB HEGEL FP 6 POLİ-JENERASYON PROJESİ
Bu projede 120 kW elektrik gücünde ve 95oC sıcaklıkta ve 175 kW ısı gücünde ısı üretecektir. Sistemde doğal gaz motoru ve sonraki aşamada monte edilecek olan bir buhar motoru ile ek elektrik gücü elde edilirken ısı miktarı azalacaktır. Bu şekilde enerji kalitesi daha fazla olan elektrik ve ısı oranı yaklaşık bir olacaktır. Teknik bilgiler aşağıda özetlenmiş olup, sitem görüntüleri ve süreç prensipleri Şekil 3 ve 4?te gösterilmiştir.
ODTÜ-KIZILAY AR-GE BİNASI: TÜKAM
Ülkemizde binlerce yıldır devam etmiş olan kadim ?Anadolu Mimarlığı?na saygıyı ve ?Anadolu Güneş Mimarlığı?nın geliştirilmesi çabalarını sürdüren ODTÜ-MATPUM, bu projede de Doç. Dr. Abdi Güzer ile çalıştı. Projeye Prof. Dr. Haluk Pamir, Doç. Dr. Melih Pınarcıoğlu, ODTÜ-MATPUM Enerji Danışmanı ve EDSM Enerji Genel Müdürü Arif Künar ve Kızılay, İzocam, MESA, GMD Müşavirlik, Güral Alüminyum vb. diğer kişi ve kuruluşlar büyük katkıda bulunmuştur.
Binanın yapımında en fazla yalıtımı sağlayacak tuğlalar ve yalıtım malzemeleri kullanıldığı için, daha tasarım ve inşaat aşamasında, binanın enerji gereksinimi en az yüzde 65 oranında azaltılmıştır. 370 m2 lik bu binada, en başta güneş mimarisi tasarımından ve iyi yapılmış yalıtımından dolayı çok az gerekecek olan elektrik enerjisi, çatıda ve duvarlarda kullanılabilen şeffaf pencere tipi 3 KWe gücündeki güneş gözelerinden (fotovoltaik paneller) ve çatıya konulacak düşey eksenli 400We gücündeki rüzgar türbininden elde edilecektir.
Şimdiye kadar güneş panelleri çatıların üzerine konan ayrı sistemlerdi. Bu binada, şeffaf pencere şeklinde güneş panelleri çatıda kullanılacaktır. Bu camların içinde elektrik hücreleri olacaktır. Binanın estetiği bozulmadan, güneşin ışığı engellenmeden, aynı zamanda elektrik de üretilecektir. Bu çok yeni bir fotovoltaik teknolojisidir. 2010-2015?ten sonra binalar, bu şeffaf güneş panelleri ile entegre olarak tasarlanacaktır. Güney yönündeki bina yüzeylerinde bütün cephe bu güneş pencereleri ile kaplanacak, bu pencereler aynı zamanda elektrik üretecektir. ODTÜ?deki uygulama ise, Türkiye?de ilk örneklerden birisi olacaktır. Bu uygulama ile mimarlara, bina estetiğini bozmadan şeffaf güneş poovoltaik paneller nasıl kullanılır örneklenmiş olacaktır. Güneş fotovoltaik paneller, ilk yatırım maliyetlerinin biraz pahalı olması ve mimarların estetik kaygıları nedeniyle, maalesef henüz yaygın olarak kullanılmıyor. Ama artık renkli olanları ve tamamen binaya, çatıya entegre olan şeffaf fotovoltaik güneş panel sistemleri de giderek yaygınlaşıyor. Böylece, binanın yüzey kullanılabilirliği artarken, mimari estetikle de örtüşme sağlanıyor. Bu sistemler şu anda pahalı gibi görünmesine karşın, ?ömür boyu maliyet hesabı? yapılırsa, ayrıca çevreye duyarlılığın, sosyal sorumluluğumuzun bir parçası olarak enerji krizi ve küresel ısınmaya çözüm olmaları nedeniyle mimarlar tarafından, her projede estetik-fonksiyon ve yenilenebilir enerji entegrasyonunu sağlamak üzere kullanılmalıdır.
Çok soğuk ve sıcak havalarda binanın tasarımı, konumu, trombe duvarı, özel yalıtımının yeterli olmaması olasılığına karşın, toprak kaynaklı küçük bir ısı pompası da kullanılacaktır. Toprağa dikey olarak açılacak olan 3 adet 80 m?lik sondaj ve sondajın içinden geçirilecek yaklaşık 500 m uzunluğundaki borunun içindeki sıvı ile, yazın ve kışın toprağın 10 derecelik ısısını kullanarak konfor amaçlı ısıtma ve soğutma sağlanabilecektir. Toprak kaynaklı ısı pompasının verimi-COP değeri 4 ila 5 arasında olacaktır. Bina üst katının aydınlatması, çatıdaki hem şeffaf güneş panelinden gelen doğal ışıkla hem de tasarımından kaynaklı kuzey cephesinde kullanılan geniş camlardan sağlanacaktır. Yine binanın ortasında yer alan geniş merdiven boşluğu ile yukarıdan gelen doğal ışıkla aydınlanacak olan alt katın karanlık olabilecek köşesi ise, doğrudan güneş ışığını kullanan ?gün ışığı bacası? ile aydınlatılacaktır. Özellikle gündüz ve güneşli günlerde, mümkün olduğunca elektrikli aydınlatma hiç yapılmayacaktır. Gerekirse ve gece kullanımları için de, şu anda en az enerjiyle en verimli aydınlatma sağlayan ?led?li lambalar kullanılacaktır.
Çim çatıdaki yağmur suları ve lavabolardan toplanan gri sular, aşağıda 3 tonluk bir tankta tesisatla toplanacak ve daha sonra bahçe sulamasında, ayrıca yapılacak olan 2. su tesisatı sayesinde de, tekrar tuvaletlerde kullanılacaktır. Çim çatı sayesinde hem doğal yalıtım sağlanacak, yağmur sularının toplanması daha kolay olacak hem de ODTÜ?nün yeşil alanlarıyla bütünlük sağlamış olunacaktır. Şu anda inşası son aşamaya gelmiş bulunan bina Şekil 2?de görülmektedir. Bu binanın daha da performanslı ve verimli olmasını sağlamak amacı ile ODTÜ MATPUM Binası ile tesisat ve fonksyon anlamında tümleştirilmiştir. MATPUM binasındaki poli-jenerasyon sistemi bu binaya elektrik enerjisi ve yazın soğutma amaçlı kullanılmak üzere ısı sağlayarak ve kışın da aynı işlevi sürdürerek aşı, ilac ve benzeri soğuk hava deposuna gerek duyan malzemenin soğutma ihtiyacını karşılayarak tümleşik sistem yüksek verimli çok az karbon salımlı bir üçlü üretim sistemine dönüşecektir.
Bu az sayıdaki küçük ama, çok önemli deneysel uygulamalar, ülkemizde değişik iklim bölgelerine, çevre dostu-yerel malzeme olanaklarına, geleneksel mimari öğelerimize en uygun enerji verimli-etkin-çevre dostu binalar, konutlar, iş-merkezleri, alışveriş merkezleri, toplukonutlar yapılmasına öncülük edecektir. Ayrıca,
- Enerji kaynak tasarrufu ve çevrenin korunması sağlanacak,
- Küresel iklim değişikliği yavaşlatılacak ve karbon vergisi yükümlülüğü azaltılacak,
- Enerjide dışa bağımlılık ve yeni enerji yatırımları azaltılacak, enerji arz güvenliğine katkı sağlanacak. Örneğin her yıl yaklaşık olarak 10 milyar $ lik enerji ithalatı için döviz harcanmamış olacak,
- Konut, işletme sahiplerinin hem daha az enerji kullanmaları ve doğrudan kullandıkları enerjiye daha az para ödemeleri sağlanacak, hem de yasa-yönetmelikler çıkarsa devlete fazla ürettikleri elektriği satarak gelir kazanmaları sağlanacak,
- Enerji talebinin ve enerji fiyatlarının düşürülmesi sağlanacak,
- Bu konularda ar-ge ve bilimsel-teknolojik gelişme ve uygulamalar hızlanacak,
- Enerji, çevre ve verimlilik sektöründe ulusal kalite ve standartların oluşması sağlanacak,
- Çarpan etkisi sağlanarak istihdam, yatırım ve yeni servis sektörleri yaratılacak,
- Ayrıca, enerji verimli sistemlerin kullanımın artırılmasıyla, sistem fiyatlarının düşürülmesi, ekonomik olmaları ve yaygınlaştırılmaları sağlanacaktır.
ODTÜ-MATPUM bu çalışmalarının dışında, LEED, BREEAM gibi uluslar arası yeşil bina sertifikalarının ülkemiz koşullarına uyarlanmış ulusal bir ?yeşil bina sertifikasyonu? çalışmalarına, buna benzer üniversite içindeki yeşil bina projelerine, TOKİ?ye benzer standartlar oluşturma konularında destek vermektedir. Çünkü binalarda enerji verimliliğinin başlangıcı, en baştan binanın tasarım ve proje aşamasıdır. Enerji verimliliği artışının yüksek olması, önemli ölçüde doğru tasarlanmış mimari proje ve inşaat standartlarına, malzemelerine bağlıdır. Bu aşamada öncelikle binanın konumu, formu ve dış cephesinin fiziksel özellikleri v.s. binanın optimum enerji performansını sağlayacak şekilde belirlenmelidir.
Bu kapsamda, AB tarafından 2002 yılında yayımlanan, Türkiye?de de Aralık 2008 yayınlanmış, ancak 5 Aralık 2009 da yürürlüğe girecek olan -enerji verimli binaların yapılmasını zorunlu kılacak- ?Bina Enerji Performans Yönetmeliği?nin ülkemiz şartlarına uyumlaştırılması ve uygulanması çalışmalarında bütün ilgili birimler, en başta Bayındırlık Bakanlığı, Enerji Bakanlığı, EİE, TÜBİTAK-MAM, TTGV, TMMOB, TOKİ, İNTES, ODTÜ-MATPUM, Üniversitelerin ilgili bölümleri, TTMD, İZODER, ÇETBİK vb. kuruşlar ivedilikle işbirliğine gitmelidirler.
