|
AHŞAP KARKAS KONUTLARDA
KONTRPLAK KULLANIMI
Onur Önal: “Ahşap karkas sisteme ülkemizde
ancak üzücü deprem felaketi sonucu bir ilgi uyanmış olması düşündürücüdür.
Yapısal, mimari, ekonomik, toplumsal anlamda artı değerler sunan bu
yapı sistemi ve malzemesinin doğru kullanımının yaşam kalitemizi
arttıracağı açıktır. ”
A.B.D., Kanada, Japonya, Yeni Zelanda gibi ülkelerde
konutların büyük çoğunluğunu oluşturan, Avrupa’da özellikle
kuzey ülkelerinde ciddi kullanım alanı bulunan ahşap karkas sisteme
ülkemizde ancak üzücü deprem felaketi sonucu bir ilgi uyanmış
olması düşündürücüdür. Yapısal, mimari, ekonomik, toplumsal
anlamda artı değerler sunan bu yapı sistemi ve malzemesinin doğru
kullanımının yaşam kalitemizi arttıracağı açıktır. Ahşap
karkas yapılarda dikme ve kirişlere monte edilen ahşap levhaların
mukavemet (ölü, canlı, deprem yükleri), hijyen, termal, dayanıklılık
(suya, dış etkenlere ,yangına), işlenebilme, hydrotermal, akustik
gibi özellikleri de konutun sunduğu yaşam kalitesinde büyük öneme
sahiptir. Tablo 1’de bazı yapısal panellerin çeşitli özelliklerinin
karşılaştırması yer almaktadır.
Mukavemet özellikleri
Kontrplak mukavemet özellikleri diğer ahşap
panellerden daha iyidir. Hatta huş kontrplak (hardwood) örneğinde
olduğu gibi ağırlık/mukavemet oranı olarak metalden bile iyi sonuçlar
verebilmektedir. İğne yapraklı kontrplak (softwoodplywood)
yeterli mukavemeti ve ekonomisi ile ahşap konutlarda geniş bir kullanım
alanı bulmaktadır. Detaylı mukavemet verileri, örneğin Finlandiya
Kontrplak Birliği’nin yayımladığı “Finlandiya Kontrplak El
Kitabı”nda bulunabilir.
Kalınlık Panel Ağırlığı Sehim
(Deformasyon):
Huş kontrplak 12 mm.
8.4 kg/m2
5.6 mm.
Alüminyum
6.5 mm. 17.4 kg/m2 5.6
mm.
Çelik
4.9 mm. 38.2 kg/m2
5.6 mm.
- basit mesnetlenmiş tek açıklıklı plaka, açıklık
1000 mm., düzgün yayılı yük 500 N/m2
Tablo 2 – Kontrplak ve metal karşılaştırma
Deprem
güvenliği
Ahşap karkas yapılar hafif olmaları, sünek bağlantıları,
yapı geometrisindeki düzgünlüğü sebebiyle depreme dayanıklı yapılardır.
Son 35 yıl içinde yapılan araştırmalarda görülmüştür ki; Kuzey
Amerika, Yeni Zelanda ve Japonya’da büyüklüğü Richter ölçeğine
göre 5.7 ila 8.4 arasında değişen 7 büyük depremde 300.000 den
fazla platform tipi ahşap karkas ev etkilenmiş olmasına rağmen ölü
sayısı toplamda sadece 34’tür (Karacabeyli, Forintek 2000). Ancak
“Ahşap ev hangi durumda olursa olsun depreme dayanıklıdır.”
demek, bilimsel görüşten uzaktır. Her yapı sisteminde olduğu gibi
ahşap karkas yapılarda da deprem yüklerini kapsayan yapısal tasarım
gereklidir. Günümüzde bu alanda standartların ve kodların yetersiz
olduğu ülkemiz için, Kuzey Amerika deneyiminden de yararlanılan
“Eurocode” iyi bir örnek oluşturmaktadır. Avrupa kıtasında ahşap
yapıların tasarımı Eurocode 5 ’te, yapılarda deprem dayanımı
ise Eurocode 8 ’de standart hale getirilmiştir. Ahşap karkas yapılarda
yanal deprem yüklerine karşı dikmelere çivilenen kontrplak perde
duvarlar etkili bir tasarım şeklidir. Bu perde duvarlar yüksek yanal
kesme kuvvetlerine dirençli, metal bağlantılar ise genel olarak
enerji soğuran sünek yapıdadır. Deprem esnasında yapıların
esneyip, yıkılmadan deformasyon gösterebilmeleri (süneklik) aranılan
bir özelliktir. Bu sayede yapının enerji soğurma kapasitesi artar.
Deprem tasarımında taşıyıcı sistemin mukavemetinden öte, enerji
soğurma kapasitesi üzerine eğilmek doğru olacaktır. Eurocode 8’de
ahşap yapılar sismik yükler altında enerji soğurma kapasitelerine göre
aşağıdaki gibi sınıflara ayrılmıştır :
Sınıf A : Enerji soğurmayan yapılar
(q=1, mekanik bağlantısı olmayan yapılar,
mafsallı kemerler, rijit bağlantısı olan konsollar)
Sınıf B : Enerji soğurma kapasitesi düşük yapılar
(q=1.5, az mekanik bağlantısı olan yapılar, yarı-rijit bağlantısı
olan konsollar)
Sınıf C : Enerji soğurma kapasitesi orta yapılar
(q=2, karkas yapılar, yarı-rijit bağlantıları olan kiriş-kolon yapılar,
kütük evler, alçı panel perde duvarlar (Ceccotti&Karacabeyli
1998))
Sınıf D : Enerji soğurma kapasitesi iyi yapılar
(q=3, ahşap bazlı panellerin ve mekanik bağlantı elemanlarının
kullanıldığı perde duvarlar, örn. platform tipi ahşap karkas)
Eurocode 8’de perde duvarlarda kullanılacak ahşap
panellerin minimum gerekleri :
- Kontrplak panellerin minimum kalınlığı 9
mm.’dir
- Yonga levha panellerin minimum yoğunluğu 650
kg/m3’tür.
- Yonga levha ve sunta panellerin minimum kalınlığı
13 mm.’dir.
Ahşap panellerin dikmelere bağlandığı perde
duvarlarda çivi, vida gibi metal bağlantıların deformasyon
yeteneklerinden (sünekliklerinden) faydalanabilmek için panelden
kolayca ayrılmamaları ve duvar sisteminde “narin” (zayıf)
tasarlanmaları gereklidir. Kontrplak panel aynı kalınlıktaki diğer
ahşap panellerden daha mukavimdir ve çiviyi sıyrılmadan tutar. Kırılmalara,
çatlamalara meydan vermeden kenarına yakın çivilenebilir. Kolay işlenir
ve düzgün kesilir.
Ahşap karkas konutların hafif olmaları, deprem
esnasında ortalama zemin ivmelenmesi ile kütle çarpımı sonucu oluşan
yanal kuvvetlerin az olmasına sebep vermektedir. Ahşap mukavemet/ağırlık
oranı yüksek bir yapı malzemesidir. (bkz. Tablo 2)
Dayanıklılık
özellikleri
Dış şartlara dayanıklı tutkal ile yapıştırılan
iğne yapraklı (softwood) kontrplağın rutubet dayanımı diğer ahşap
panellere kıyasla daha iyidir. Ahşap panellerin kullanılabileceği
ortamlar servis sınıflarına göre belirlenmiş olup aşağıdaki
gibidir :
Servis sınıf 1 : Kuru ortamlar
Servis sınıf 2 : Nemli ortamlar (dışarıda çatı
altı)
Servis sınıf 3 : Islak ortamlar (dış ortamlar)
Eurocode 5’te kontrplak paneller (su kontrplağı)
her üç servis sınıfında da kullanılmaya uygundur. Yonga levhalar,
bazı özellikteki yönlendirilmiş yonga levhalar (OSB) ve suntalar 1.
ve 2. servis sınıflarına uygundur. Bazı alçı paneller ise sadece
servis sınıf 1’de kullanılabilir. Platform tipi ahşap karkas konutlarda, döşeme
kirişlerinin üzerine monte edilen ahşap paneller bir üst katın
duvarlarının inşaasında bir çalışma platformu olarak kullanılmaktadır.
Bundan dolayı ahşap panel inşaat sırasında iklim şartlarına maruz
kalmaktadır ve dış ortama dayanıklı olmalıdır. Örneğin WISA“-Spruce
ladin (iğne yapraklı) kontrplakta hava koşullarına, suya ve
kaynamaya dayanıklı fenolik reçine yapıştırıcı (WBP) kullanılmaktadır.
Yapıştırma işlemi BS 6566:1985. Type WBP, DIN 68705, BFU 100, CTB
865-869 ve SFS-EN 314-2 standartlarını karşılamaktadır.
Ahşap yanabilmesine rağmen, yanmayan pekçok
malzemeye karşı daha iyi yangın dayanımına sahiptir. Yanan yüzeyde
oluşan karbon tabakası, ateşin iç katlara yayılmasını azaltır.
Kontrplak yavaş, doğrusal ve tahmin edilebilir bir hızla yanar,
(dakikada 0.6 mm.), bu sayede yangına dayanıklılık gerektiren yapılarda
kullanılabilir. Çıplak ateş karşısında 270 0C’ de yanma başlar.
400 0C’nin üstünde aniden alev alır. Bu özellikler çeşitli
kaplamalar ya da empregnasyon ile geliştirilebilir. Isıya bağlı ebat
değişimi yok olarak alınabilir. –200 0C’ ile + 120 0C’ arasında
özellikleri değişmeden kullanılabilir (Finlandiya Kontrplak El Kitabı).
Hijyenik
özellikleri
Ahşabın doğallığıyla, görünümüyle, sıcaklığıyla,
nefes alıp vermesiyle insan sağlığına olumlu katkıları
bilinmektedir. Ahşap panellerde kullanılan kimyasallardan yayılan
emisyonların belli sınırlarda olması gerekmektedir.
Finlandiya İklim ve Ev İçi Hava Kalitesi Kurumu
sınıflandırmasına göre M1 en iyi olmak üzere, yüzey malzemeleri
M1, M2 ve M3 olarak ayrılmıştır. M1 sınıfına göre :
- Uçucu organik bileşimler toplam yayımı (TVOC)
< 0.2 mg/m2 saat
- Formaldehid (H2CO) yayımı < 0.05 mg/m2 saat
- Amonyak (NH3) yayımı < 0.03 mg/m2 saat
- Kanserojen bileşimler yayımı < 0.005 mg/m2
saat
- Kokusuz malzeme
WISA huş, ladin ve fenolik film kaplı
kontrplakları, M1 sınıfına dahildir. M1 sınıfındaki malzemelerin
kullanılması ev içi saf iklim kalitesini garantiler.
Özellikle Kuzey Amerika’da dış ortamlara uygun
(exterior) kontrplak dış duvarlarda rüzgar bariyeri olarak kullanılmaktadır.
İskandinav ülkelerinin ağır kış şartlarına yönelik yapılan araştırmalar
sonucu görülmüştür ki; iğne yapraklı ladin kontrplağın buhar geçirgenliği
(kg/s m Pa) İsveç ve Norveç’in "rüzgar bariyeri"
gereklerini karşılamaktadır ve yönlendirilmiş yonga levhadan (OSB)
daha iyidir (büyüktür). Ahşap hydrotermal özelliği sayesinde ortamın
nem oranını dengeler. Boşluklu ahşap duvarlar ve boşluklarında kullanılan
izolasyon malzemeleri ile ahşap konutlarda yüksek ısı tasarrufu sağlanmaktadır.
Ahşap mükemmel bir elektrik yalıtkanıdır, çevrede elektrik alanları
oluşturmaz.
"Nordic Wood" projesi - Çok katlı ahşap
karkas konutlar : "Nordic Wood" projesi yaklaşık 5 sene
önce başlamıştır. Günümüzde bütün Kuzey Avrupa ülkelerinde çok
katlı ahşap karkas konutlar inşaa edilmektedir. Proje kapsamında İsveç,
Norveç, Finlandiya ve Danimarka’da pekçok pilot inşaatlar yapılmış;
ayrıca ahşap endüstrisi, üniversiteler, araştırma enstitüleri ve
inşaat firmalarının iş birliği ile araştırma & geliştirme çalışmaları
sürdürülmüştür. Finlandiya Ahşap Enstitüsü üyesi olan Schauman
Wood Oy projeye başından beri katılmaktadır. Araştırmalar sonucu söylenebilir
ki ladin (iğne yapraklı-conifer) kontrplak kalın bir kaplama altına
serildiğinde veya diğer kaplamaların altında yapılarda çok iyi
performans vermektedir. Örnek olarak çatı kaplaması (shingle,
kiremit) altında, yüzer parke veya döşeme altında, iç duvarlarda
ve tavanda diğer bir panelin altında (örn. alçı panel, ahşap
kaplama), betonarme döşeme altında sandviç yapılarda vb. "İğne
yapraklı ladin kontrplak kullanımı ile neler elde edilebilir?"
sorusuna kısaca "daha üstün dayanıklılık ve kalite"
cevabı verilebilir. Buna iyi yapısal mukavemet, uzun ömürlü çözümler,
iyi rutubet dayanımı, sağlığa zararlı emisyonlar olmaması, yapının
ve binanın genel rijitliği eklenebilir. Sonuç olarak ahşap konutlarda yapısal
beklentiler arttıkça, daha fazla kontrplak kullanılacaktır.
Finlandiya
açık ahşap yapı sistemi
Amerikan platform sistemine benzer sistem
Finlandiya’da son birkaç sene içinde geliştirilmiştir ve
prefabrike ahşap ürünlerinin kullanımını baz almaktadır. Standart
karkas elemanları ve prefabrike parçalar şantiyede "kat
kat" üstüne kolayca monte edilir. Yapı her seferinde bir kat
olmak üzere yükselir. Zemine veya ara döşeme kirişleri üstüne
yerleştirilen platform üzerinde duvarlar yatay olarak imal edildikten
sonra dikey olarak yerine monte edilir. Diğer kat için ara döşeme
kirişleri duvarın üzerine, kirişlerin üzerine de döşeme paneli
yerleştirilir. Ara kat bir üst katın inşaat platformu olarak kullanılır.
Dış ve iç duvarlarda "9 x 1200 x 2750 mm."
ebatlarda, döşemede "18 x 2400 x 1200 mm." ebatlarda tüm
kenarlar lamba-zıvana, çatıda "15 x 2700 x 1200 mm."
ebatlarda uzun kenarlar lamba-zıvana WISA-Spruce ladin ağacı
kontrplak paneller, sistemin parçalarındandır. "Açık"
kelimesi sistemin gerekli eğitimden sonra tüm uygulayıcılar için
serbest olduğu anlamına gelmektedir. Aynı zamanda tedarikçiler arasında
rekabete, bilgi alışverişine, gelecek olası değişikliklere ve alt
sistemler ile yan-parçaların entegrasyonuna açıktır. Finlandiya’lı UPM-Kymmene grubu üyesi olan
Schauman Wood yıllık 800,000 m3 üretimi ile Avrupa’nın en büyük
kontrplak üreticisidir. WISA‚ markalı kontrplakları pazarlayan
Schauman Wood, kontrplak endüstrisinin ve ürününün geliştirilmesinde
önemli bir rol oynamaktadır. Diğer firmalar, üniversiteler ve enstitülerle
işbirliği yaparak pek çok araştırma ve geliştirme projesinde aktif
rol almakta, özellikle kontrplak olmak üzere ahşap türevli
panellerin kullanımına yönelik çalışmalar yapmaktadır.
Yararlanılan
kaynaklar
Kolu K.- Schauman Wood, Wooden panels in
residential building, Rakennustekniikka 2000
Dr. Toratti T. - VTT Building and Transport,
Sesimic Design of Timber Structures, December 2000
Finlandiya Kontrplak El Kitabı - Finlandiya
Kontrplak Birliği 1991
Viljakainen M.- Finnish Wood Research , Finnish
Open Wood Building System, April 2000
WISA Yapı Kontrplakları - RT Katalog
Karacabeyli E., Rainer H. – Forintek, Performance
of North American Platform-Frame Wood
Construction in Earthquakes, COST E5 Workshop on
Seismic Behaviour of Timber Structures. September 2000 Venice Italy.
Eurocode 8 (1994) ENV 1998-1-1. Design Provisions
for earthquake resistant structures. European
prestandard. TC250 of
CEN, Brussels, Belgium
Eurocode 5 (1995) ENV 1995-1-1. Design of timber
structures. European prestandard. TC250 of CEN,
Brussels, Belgium.
|
