Depreme Meydan Okuyan Güç: Hafif Çelik Sistemler

Türkiye’nin inşaat sektörü, sürekli gelişen teknolojiye ayak uydururken, coğrafyamızın en büyük gerçeği olan depremlere karşı güvenli, hızlı ve ekonomik çözümler arıyor. İşte bu arayışın en önemli yanıtlarından biri: Hafif Çelik Yapı sistemleri.

Bu sistemin teknik temeli, Soğuk Şekillendirilmiş Çelik (CFS) Profillerden oluşur. Bu ince, ancak son derece güçlü malzeme, esasında otomotiv, raylı sistemler ve uçak sanayilerinden inşaat sektörüne aktarılmış endüstriyel bir üründür. Son yıllarda, bu Hafif Çelik Sistem (CFS profillerinin kullanıldığı bir çerçeve sistemi), özellikle 1-2 katlı tek aile konutlarının inşasında hem dünyada hem de Türkiye’de hızla yaygınlaşmıştır.

Bu tür yeni nesil yapı sistemleri, sunduğu hızlı inşaat ve yüksek dayanıklılık özellikleri sayesinde geleneksel yöntemlere güçlü bir alternatif sunmaktadır. Peki, Hafif Çelik Yapılar, ülkemizde acil ihtiyaç halinde afet sonrası konut sorununa çözüm getirebilir mi?

Hafif Çelik Sistem Neden Depreme Dayanıklı ve Hızlıdır?

Hafif Çelik Sistem, yapısal özelliklerini geleneksel ahşap çerçeve sistemlerinden (özellikle “Balloon frame” sisteminden) esinlenerek almıştır. Ancak çeliğin üstün özelliklerini kullanarak çığır açmıştır.

Hafif çelik yapıların öne çıkan temel avantajları, onu afet sonrası çözümler için kritik kılmaktadır:

• Depreme Dayanıklılık: Bir yapı sistemi ne kadar hafifse, deprem etkilerini o kadar az alır. Hafif Çelik Sistem, hafifliği sayesinde deprem etkilerine karşı dirençlidir. Çelik ayrıca esnek, güçlü ve hafif olması nedeniyle deprem bölgeleri için çok uygun bir malzemedir.
• Hızlı Üretim ve Montaj: Profiller, bilgisayarlı sistemlerle (CAD/CAM) fabrikada yüksek hassasiyetle üretilir. Bu endüstriyel üretim, şantiyede hata payını minimuma indirir ve kurulum süresini kısaltarak hızlı inşaat süreci sağlar. Panel sistemi kullanıldığında, tek veya çift katlı bir evin inşaatı şantiyede birkaç hafta sürer.
• Taşınabilirlik ve Stoklama: Sistem hafif olduğu için elemanlar kolaylıkla kaldırılabilir ve taşınabilir. Bu özellikler, afet sonrası konut çözümleri için kritik olan kolay stoklanabilme imkanını sunar.
• Geri Dönüştürülebilirlik: Hafif çelik elemanlar, %100 oranında geri dönüştürülebilir yapıdadır.

Türkiye’de Afet Sonrası Barınma Sorununa Cevap

Türkiye, 1999 İzmit Körfezi depreminden sonra, geleneksel betonarme sistemlerin eleştirilmesiyle birlikte, yeni depreme dayanıklı sistemlere ilgi duymuştur. Bu dönemde pazara giren Hafif Çelik Sistem, afet sonrası konut sorununa pratik, esnek ve uygun maliyetli bir alternatif arayışıyla örtüşmüştür.

Mimari bir çalışmada, Hafif Çelik Sistemin özelliklerinin (hafiflik, kesin ölçümlendirme, hızlı ve kolay montaj, saklanmaya uygunluk) geçici barınma için aranan hayati gereksinimlerle (düşük maliyet, sökülüp takılabilirlik, esneklik) tam olarak örtüştüğü ortaya konmuştur.

Hızlı ve Modüler Konut Senaryosu

Afet sonrası konut projesinin konsepti, konutların afet yaşandıktan sonra değil, önceden üretilip stratejik noktalarda stoklanmasını temel almıştır.

• Stoklama ve Taşıma: Yapı elemanları, hızlı taşıma sağlamak amacıyla Türkiye’nin ana yol akslarına yakın belirlenen dört farklı noktada paketlenerek stoklanır. Paketlerin boyutu, standart tırların taşıma boyutlarına uygun olacak şekilde tasarlanır (İç boyutlar: 2.4 m x 12.0 m x 2.4 m).
• Sökülebilir Temel: Geçici yerleşim alanlarında kalıcı bir iz bırakmamak için, geleneksel temel sistemi yerine, vinç yardımıyla yerleştirilebilen prefabrik beton modüler bloklar temel sistemi olarak önerilmiştir. Bu detay, sistemi yerden yükselterek nem ve su sızıntısı sorunlarını engeller.
• Acil Kurulum Süresi: Çalışma, acil durumlarda ilk geçici konut birimlerinin montajının en fazla 48 saatte tamamlanabilmesini hedeflemiştir. Normal montajın ise en fazla 12 günde bitirilmesi hedeflenir.
• Basit Montaj: Hafif çelik elemanlar çok hafiftir; duvar panelleri yaklaşık 20-25 kg ağırlığındadır. Bu elemanlar, yalnızca bir veya iki kişi tarafından taşınabilir ve basit bağlantı elemanları (self-tapping screws) kullanılarak hızla monte edilebilir. Montaj, boyalı bağlantı noktaları ve talimat kağıtları yardımıyla kalifiye olmayan işçiler veya gönüllüler tarafından bile yapılabilir.
• Çok Amaçlı Kullanım: Başlangıçta acil barınma için yurt (dormitory) olarak kurulan ilk bloklar, projenin tamamlanmasının ardından depo, okul, klinik, çamaşırhane veya sosyal tesislere dönüştürülebilir.

Güvenlik ve Konfor Detayları

Hafif Çelik Sistemin kullanıldığı bu projede, konfor koşulları ve yapısal güvenlik detaylarına özen gösterilmiştir:

• Deprem Güvenliği: Hafif Çelik Sistem, hafifliği sayesinde depreme dayanıklı konut çözümü olarak pazarlanır. Yapısal elemanlar, rüzgar gibi yanal yüklere karşı ek çapraz takviye elemanları (bracing elements) ile desteklenir.
• Isı İzolasyonu: Soğuk şekillendirilmiş çelik, yüksek ısı iletkenliği nedeniyle ısı köprüleri oluşturabilir. Bu sorunu çözmek için, konutlar dışarıdan polistiren köpük (60 mm kalınlığında) içeren panellerle kaplanmıştır. Yapılan hesaplamalar, 60 mm polistiren yalıtımın, Türkiye’nin soğuk iklim bölgeleri için bile yeterli ısı konforu sağladığını göstermiştir.
• Neme Karşı Koruma: Konut birimleri, nemi ve yer altı suyunu engellemek amacıyla yerden yüksek modüler temel blokları üzerine oturtulur. Ayrıca, çatı ve temel bağlantılarında su buharı dengeleyici yalıtım katmanları kullanılmıştır.
• Yangın Güvenliği: Çelik yanmaz bir malzeme olsa da, CFS profilleri yüksek sıcaklıklarda mukavemetini kaybetme riski taşır ($180^{\circ}C$ civarında). Projede, iç kaplamada alçıpan (plasterboard) kullanılarak yangın koruması sağlanmıştır. En önemli önlem, 1-2 katlı bu yapılardan acil durumda hızla tahliye olunabilmesidir.

Maliyet ve Ağırlıkta Rakipsiz Üstünlük

Hafif Çelik Yapıların ekonomikliği, afet sonrası çözümler için en önemli kriterdir. Yapılan maliyet ve ağırlık karşılaştırması, bu sistemin rekabet gücünü ortaya koymuştur:

• Maliyet Üstünlüğü: Hafif Çelik Sistem ile tasarlanan konut projesinin metrekare maliyeti, 1999 depreminden sonra İzmit Derince’de kullanılan konteyner tipi konutların metrekare maliyetinden daha düşük hesaplanmıştır. (Hafif Çelik Proje: 165.6 $/m²; Konteyner: 213.8 $/m²).
• Ağırlık Üstünlüğü: Hafif Çelik Yapı projesi metrekarede yaklaşık 79.82 kg ağırlığa sahipken, konteyner tip konutlar 95.24 kg ağırlığa sahiptir. Bu hafiflik, deprem direncini artırmanın yanı sıra, hızlı inşaat ve lojistik açıdan üstünlük sağlar.
• Lojistik Avantajı: Konteynerler, hacimli oldukları için büyük alan kaplar ve taşınmaları vinç gerektirir. Oysa Hafif Çelik Sistem birimleri, sökülüp paketlenebilir ve stoklanabilir olması sayesinde lojistik açıdan üstündür.

Hafif Çelik Sistemlerin Türkiye’deki Geleceği ve Yeni Kullanım Alanları

Türkiye’de Hafif Çelik Sistem pazarı, 1999 depreminden sonra hızla gelişmiştir. Bu sistem, günümüzde 1-2 katlı konutlar, sanayi binaları ve mevcut yapıların üzerine ek kat çözümleri (attic additions) ile sınırlı kullanılmaktadır.

Ancak bu sistemin sunduğu potansiyel, daha geniş kullanım alanlarına kapı açmaktadır:

• Çok Katlı Yapılar: İngiltere gibi ülkelerdeki örneklerde, Hafif Çelik Sistem, yapısal çelik destek elemanlarıyla birleştirilerek 5-6 katlı apartman bloklarında kullanılmıştır. Bu, yoğun kentsel alanlarda hızlı inşaat ve modüler konut için büyük bir potansiyeldir.
• Ek Kat Çözümleri: Hafif çelik malzeme, mevcut yapılara minimum ek yük bindirdiği için, mevcut binaların üzerine çatı katı veya ek kat eklemek için ideal bir çözümdür.
• Restorasyon ve İyileştirme: Hafif Çelik Sistem, iç mekan bölmeleri, çardak (canopy) ve restorasyon projelerinde de kullanılabilir.

Hafif Çelik Sistem, sağladığı ekonomik, hızlı inşaat ve depreme dayanıklı konut çözümleriyle, Türkiye’nin inşaat sektöründe dönüşümün anahtarını elinde tutmaktadır. Bu sistemlerin yaygınlaşması, gelecekteki afetlere karşı hazırlıklı olmamızda ve yaşam alanlarımızın güvenliğini artırmada kritik bir rol oynayacaktır.

Referanslar

1. Terim, B. (2004). A Study on “Temporary Post Disaster Housing Unit” Constructed with -Light Gauge Steel Framing- (LGSF) System. (Yüksek Lisans Tezi, İzmir Institute of Technology).
2. Baradan, B. (2002). “Geçici Afet Konutunun Yapım Sistemleri Açısından İncelenmesi” (Yüksek Lisans Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi).
3. Çıkış, Ş., Düzgün, M., & Eyüce, Ö. (2004). Tez .