22 Haziran 2011 | TEKNİK MAKALE 90. Sayı (Mayıs - Haziran 2011)

Yrd. Doç. Dr. Ömer Ş. DENİZ MSGSÜ Mimarlık Fakültesi, Mimarlık Bölümü, Yapı Bilgisi Bilim Dalı
1. GİRİŞ
Günümüzde yapma çevrede sürdürülebilirlik endişesi, bir bina alt sistemi olan çevreleyiciye yaklaşımın yeniden gözden geçirilmesini gerektirmektedir. Çünkü bina çevreleyicisi, sürdürülebilirlik için geçerli olan birçok performans parametresini kapsamaktadır [1].
“Çevreleyici”, bir alanı veya mekânı diğer bir alan veya mekândan belirli bir amaca yönelik olarak ayıran sistem olarak tanımlanabilir. Türkiye’de yayınlanan çalışmalarda, dış ortamı iç ortamdan fiziksel olarak ayıran bina parçası için genellikle, “Building Envelope” teriminin karşılığı olan “Bina Kabuğu” terimi kullanılmaktadır. Yabancı literatürde, dış ortam ile iç ortamın yanı sıra farklı iç ortamları da ayıran sistem için genel bir terim olarak, “Building Enclosure System” (Bina Çevreleyici Sistemi) terimi kullanılmaktadır [2, 3]. Bu nedenle çalışma kapsamına giren, dış çevreyi, koşulları oluşturulmuş iç çevreden veya farklı ortamlara sahip iç çevreleri birbirinden ayıran elemanların bütünü, “Bina Çevreleyici Sistemi” olarak adlandırılmıştır.  Bu çalışmada, tasarımcılara yardımcı olmak amacıyla, mimari çizginin en önemli yapısal karşılığı olan çevreleyici (enclosure) kavramının tanıtılması, bina çevreleyici sistemine (Building Enclosure System) ilişkin temel bilgilerin ve prensiplerin sunulması amaçlanmıştır.

2. BİNA ÇEVRELEYİCİ PERFORMANSINI ETKİLEYEN FAKTÖRLER
Bina çevreleyicisinin performansı, iç ortamdan, dış ortamdan ve çevreleyicinin kendisinden kaynaklanan çeşitli faktörler tarafından etkilenir. Bu faktörler, yerçekimi, zemin, hava, su ve nem ve sıcaklık olmak üzere beş temel gruba ayrılabilir [1, 3, 4].

2.1. Dış Ortamdan Kaynaklanan Faktörler
Dış ortam faktörlerinin kaynakları, iklim, insan veya insan yapımı etkiler ve doğa veya doğal olaylar olarak sıralanabilir (Tablo 1) [3]. Çoğu arsa özellikli olan ve coğrafi bölgeler arasında oldukça farklılaşan bu faktörler, çevreleyici tasarımında önemli rol oynarlar.

2.2. İç Ortamdan Kaynaklanan Faktörler
İç ortam iskân edilen, kullanılan ve koşulları oluşturulmuş mekânlardan meydana gelir. İç ortam faktörleri, insan etkisi, doğal olayların sonucu veya iç ortamın koşullandırılması nedeniyle ortaya çıkar (Tablo 2) [3]. Bir iç ortamın koşulu, sürekli aynı biçimde devam edebileceği gibi, doğanın bir fonksiyonuna, mekan iyileştirme derecesine, iç katkı mekanizmalarına veya çevreleyicinin etkisine bağlı olarak zaman içinde değişebilir.

2.3. Bina Çevreleyicisinin Kendinden Kaynaklanan Faktörler
Bu tür faktörler, çevreleyicinin kendi bileşenlerinden olduğu kadar, çevreleyiciye bitişik bileşenlerden de kaynaklanabilir (Tablo 3) [3]. Çevreleyici, dış yüzüyle ara yüz oluşturan dış mikro iklimi etkiler. Ayrıca, ısıtma, havalandırma, iklimlendirme ekipmanları gibi iç katkı mekanizmaları tarafından sağlanan madde ve enerji girdileri de çevreleyici iç yüzünü etkiler.

3. BİNA ÇEVRELEYİCİSİNİN FONKSİYONLARI
Bina çevreleyicisi, kendini etkileyen faktörleri karşılamak amacıyla belirli fonksiyonlar üstlenir. Bu fonksiyonlar, taşıma, kontrol etme, bitirme ve dağıtma olmak üzere dört farklı grupta toplanabilir [3].

3.1. Taşıma Fonksiyonu
Çevreleyici sistem veya onu oluşturan parçaların bir kısmı, bina taşıyıcı sisteminin de parçası olabilir. Bu durumda çevreleyici, kendisini etkileyen yüklerin yanı sıra bina bütününü etkileyen yükleri de taşıyan özelliklere sahip olmalıdır. Çevreleyici, binanın taşıyıcı sistemine ait değilse sadece kendini etkileyen yükleri taşımakla görevlidir.

3.2. Kontrol Etme Fonksiyonu
Çevreleyicinin, etkili olan tüm faktörleri kontrol etmesi gerekir. İnsanlar konforlu ortamda yaşamak için, rüzgârdan, yağıştan, tozdan  vb. faktörlerden korunmaya, belirli ısı, nem ve hava akımı koşullarına, güvene, bazı zamanlarda gizliliğe (görsel, işitsel) ihtiyaç duyabilir. Dış dünyanın görünmesinden hoşlanabilir, aşırı gürültüden rahatsız olabilir, belirli zamanlarda belirli aydınlık ve karanlık koşulların, eylemleri için uygun fiziksel alanları sağlanmasını isteyebilir. Çevreleyicinin amacı, bu ihtiyaçların karşılanmasını sağlayacak kontrollü bir çevre oluşturmaktır.

3.3. Bitirme (Yüzey Oluşturma) Fonksiyonu:
Bina çevreleyicisinde hem görünüm hem de kullanım açısından belirli amaçlara uygun yüzeylere ihtiyaç duyulabilir. Bu tür ihtiyaçlar çoğunlukla yüzey kaplamaları tarafından karşılanabilir. Bir çevreleyicinin göze hoş görünmesi, mimari açıdan önemli bir özelliktir. Bu nedenle çevreleyicinin görünen bileşenleri olan kaplamaların (iç ve dış) renk, doku, biçim vb. estetik fonksiyonları karşılaması beklenir. Ayrıca, kullanıcıların fiziksel ilişki kurduğu çevreleyici bölümlerinde, kullanıcı eylemleri için güvenli ve konforlu yüzey ihtiyacı nedeniyle bitirme ve yüzey oluşturma fonksiyonu önem kazanır.

3.4. Dağıtma Fonksiyonu
Bazı durumlarda servis sistemlerinin çevreleyici vasıtasıyla dağıtımı gerekebilir. Bu tür ihtiyaçla karşılaşan bir çevreleyicinin, servis bileşenleri ile bütünleşecek şekilde tasarlanması önem kazanır. Gerektiği biçimde bu fonksiyonu karşılayamayan çevreleyiciden kırılarak, sökülerek servis bileşenleri geçirilmesi, çevreleyicinin orijinal özelliklerini kaybetmesine yol açabilir.
Tasarımcılar, belirli faktörleri uzlaştırmak üzere çevreleyici elemanlara belirli fonksiyonlar vermelidir. Çevreleyici tasarımında dikkate alınacak çevreleyici fonksiyonlarının faktörlerle olan ilişki dereceleri, faktörlerin türüne bağlı olarak değişebilir [1, 3] (Tablo 4).

4. BİNA ÇEVRELEYİCİ SİSTEM ANALİZİ
Çeşitli parçaların belirli amaçlara göre bir araya getirilmesi sonucunda gerçekleştirilen bina, tüm bu parçaların amaçlara uygun, bütünsel davranış gösterdiği bir sistem olarak dikkate alınabilir. Binayı sistem yaklaşımıyla ele alan çeşitli çalışmalarda [2, 5, 6, 7] önerilen bina alt sistemi sınıflandırmalarına dayalı olarak, bina sistemini oluşturan ve ana fonksiyonları farklı olan alt sistemler 6 grupta toplanabilir:

1.    Taşıyıcı (Structural) Sistem
2.    Çevreleyici (Enclosure) Sistem
3.    Düşey Ulaşım (Circulation) Sistemi
4.    Servis (Service) Sistemi
5.    İç Donatım (Interior) Sistemi
6.    Dış Donatım (Site) Sistemi
Binanın çevreleyici alt sistemi, her biri bina sistemi içinde farklı konumlarda yer alan çeşitli elemanlardan, elemanlar ise çeşitli katmanlardan meydana gelir.

4.1. Çevreleyici Sistem Elemanları
Bir bina alt sistemi olarak çevreleyici sistem, çevreleme alanları farklı iki ana eleman grubuna ayrılabilir (Resim 1) [2]:
- Kabuk (Envelope) Elemanları
- İç Bölme (Internal Division) Elemanları
Dış ortam ile koşulları oluşturulmuş iç ortam arasında çevreleyici görevi yapan kabuk elemanları, binada konumlanma şekline göre 3 farklı türde düzenlenebilir:
- Üst kabuk elemanları (düz çatı, eğimli çatı, çatı penceresi vb.)
- Yan kabuk elemanları (dış duvar, bodrum duvarı, dış kapı, pencere vb.)
- Alt kabuk elemanları (zemine oturan döşeme, altı açık döşeme vb.)
Farklı iç ortamları ayırarak iç çevreleme görevi yapan iç bölme elemanları ise binadaki konumlanma şekline göre 2 farklı türde düzenlenebilir:
- Yatay bölme elemanları (ara kat döşemesi, tavan vb.)
- Düşey bölme elemanları (iç duvar, iç kapı vb.)

4.2. Çevreleyici Eleman Katmanları
Binanın çevreleyici elemanları, fonksiyonları birbirinden farklı olan, belirli kurallara göre biraraya getirilen çeşitli katmanlardan (bileşenlerden, malzemelerden) meydana gelir. Fakat bazı uygulamalarda çevreleyici eleman bir katmanla da oluşturulabilmektedir (Örneğin kaplamasız yığma duvarlar).
Çevreleyici elemanların bünyesinde yer alan ana katmanlar, üstlendikleri fonksiyonları açısından genel olarak şöyle gruplanabilir:

- Taşıyıcı katmanlar
- Kaplama katmanları
- Kontrol katmanları

4.2.1. Taşıyıcı Katmanlar
Bu katmanlar, çevreleyicide taşıma fonksiyonunu üstlenen bileşenlerden/malzemelerden oluşur. Bir çevreleyicinin taşıyıcı (gövde) katmanları, yapım sistemine ve kullanılan malzemelere göre çeşitli şekillerde düzenlenebilir (Tablo 5) [1].
Doğal oluşumlu taşıyıcılar, insanların içinde barındığı en eski taşıyıcı türleridir. Dış etkenlere karşı bir miktar koruma sağlayan mağara, kaya veya ağaç bu türe örnek gösterilebilir.
Kâgir ve ahşap gibi bileşenlerle düzenlenen yığma/örme taşıyıcıların dayanım performanslarında bileşenlerin yanı sıra işçilik önemli rol oynar. Bu tür taşıyıcılar, geçmişten günümüze kadar yaygın biçimde uygulanmış, fakat modern çağda önceliğini iskelet taşıyıcılara kaptırmıştır.
İskelet taşıyıcılarda taşıma performansı, dayanıklı iskelet bileşenlerinin yanı sıra gerekli dayanıma sahip bağlantı noktaları vasıtasıyla da sağlanır. İskelet taşıyıcılar yığma taşıyıcılardan farklı olarak çoğunlukla iç ve dış kaplama bileşenlerine ihtiyaç duyar. Monolitik yüzeysel taşıyıcılar, kalınlıkları yüzeylerine oranla çok küçük olan ve gerilmelerin strüktür kesitinin orta bölgesine paralel şekilde etki yaptığı taşıyıcılardır. Üniform bir gövdeden oluşan bu taşıyıcılar, eğrilikli, düz veya katlanmış plak yüzeyler şeklinde biçimlendirilebilir.
Hava destekli taşıyıcılar, gerilmeye elverişli geçirgen olmayan bir yüzeyin ayırdığı iki uzay kesimindeki, farklı yoğunluk veya şiddetteki hava basıncından yararlanılarak kurulmuş sistemlerdir.