Deeply High Takımı ve Solar Decathlon
Deeply High© takımı, 2019 yılında Fas’ta gerçekleşen Solar Decathlon Afrika’da (SDA19) tanışan 2 rakip takım olan Bosphorus© ve Afkirataterre© tarafından kurulmuştur. Aynı sürdürülebilir gelecek vizyonunu paylaşan bu iki takım, SDA19 yarışması sonrasında İTÜ’nün mekanik/enerji ve sürdürülebilirlik alanlarındaki uzmanlığı ile THL’nin mimari ve inşaat alanlarındaki uzmanlığını birleştirerek, “herkes için erişilebilir, doğadan ilham alan, sürdürülebilir yaşam alanları” oluşturma hedefiyle disiplinlerarası, uluslararası ve bütünleşik bir tasarım ortaya koymak üzere, Solar Decathlon Avrupa 21/22 (SDE21/22) yarışması etkinliğinde bir araya gelmiştir.
Yapılı çevrenin büyük bir bölümünü oluşturan ve dünya enerji sarfiyatının üçte ikisinden fazlasına neden olan kentlerimiz küresel CO2 salımının %70’inden sorumludur. Gelecek nesiller için yaşanabilir ortam koşullarını sağlamak üzere, sürdürülebilir kentsel dönüşümle kentlerde iklim değişikliğine yönelik adımların bir an önce atılması gerektiği konusunda uluslararası bir kabul ortamı oluşmuştur. Arzu edilen sürdürülebilir yaşam alanlarının oluşturulması için mevcut yapı stokunda acil kentsel dönüşüm ihtiyaçları, başta tasarım ve mühendislik olmak üzere tüm disiplinlerce üzerinde çalışılan bir konudur. Yapılı çevrede gerçekleştirilecek sürdürülebilir tasarım ve mühendislik müdahalelerinin, yalnızca toplam sera gazı salımlarını değil, aynı zamanda toplumun her kesimi için ekonomik karşılanabilirliği ve sosyal sürdürülebilirliği de dikkate alması gerektiği göz önünde bulundurulmaktadır.
İstanbul Teknik Üniversitesi (İTÜ) ve Lübeck Uygulamalı Bilimler Üniversitesi (THL) öğrenci ve akademisyenlerinin yanı sıra, alanında yetkin profesyonellerden oluşan Deeply High© takımı, iki yıllık proje geliştirme çalışmalarının ardından, 20 Mayıs-26 Haziran 2022 tarihleri arasında Almanya’nın Wuppertal kentinde düzenlenen Solar Decathlon Avrupa 21/22 (SDE21/22) yarışması etkinliğine katılmıştır. Bu etkinlik, sürdürülebilir kentsel dönüşüme katkıda bulunma, sürdürülebilir ve iklim değişimine dayanıklı yapılı çevrelerin yeniden inşasında olumlu etki yaratabilecek projeleri geliştirme ve bu düşünce sistematiğiyle kurgulanmış projelere ulaşılabilecek bir bilgi bankası oluşturarak, dünya kentleri üzerinde kullanılabilecek örnekleri sunmayı hedeflemektedir.
Deeply High© takımı, 2019 yılında Fas’ta gerçekleşen Solar Decathlon Africa’da (SDA19) tanışan 2 rakip takım olan Bosphorus© ve Afkirataterre© tarafından kurulmuştur. Aynı sürdürülebilir gelecek vizyonunu paylaşan bu iki takım, SDA19 yarışması sonrasında İTÜ’nün mekanik/enerji ve sürdürülebilirlik alanlarındaki uzmanlığı ile THL’nin mimari ve inşaat alanlarındaki uzmanlığını birleştirerek, “herkes için erişilebilir, doğadan ilham alan, sürdürülebilir yaşam alanları” oluşturma hedefiyle disiplinlerarası, uluslararası ve bütünleşik bir tasarım ortaya koymak üzere, Solar Decathlon Avrupa 21/22 (SDE21/22) yarışması etkinliğinde bir araya gelmiştir.
Bu sene tamamlanan SDE21/22 etkinliğinin iki ülkeli birliktelikle kurulan tek takımı olan Deeply High©, etkinlik takvimi boyunca tamamladığı çalışmalarla yarışma koşullarını başarıyla yerine getirmiştir. Wuppertal Mirke Quarter’da kurulan kampüste, Avrupa’nın 10 farklı ülkesinden gelen takımların inşa ettiği 15 demo evinden biri olan kendi takım evini kullanıma hazır hale getirerek, etkinlik boyunca kamuya açık sergileme sürecinde yer almıştır.
Deeply High© Takımının Sürdürülebirlik Vizyonu
İlki Amerika’da –diğerleri Afrika, Çin, Avrupa, Latin Amerika ve Karayipler ve Ortadoğu– olmak üzere dünyada 7 ayrı coğrafyada gerçekleşen Solar Decathlon yarışması etkinleri, sürdürülebilir konut ve yaşam alanlarının oluşturulmasında “tasarla-yap-işlet (design-build-operate)” görev alanları kapsamında kurgulanmıştır. Takımlar (diğer mimari tasarım yarışmalarından farklı olarak) sadece evlerini tasarlamakla ve projelendirmekle kalmaz, aynı zamanda projelerini inşa etmek ve işletmek zorundadır. Diğer Solar Decathlon yarışmalarının ardından ilk defa SDE 21/22’de, takımlardan, bu görevi kentsel yapılı çevre üzerinde projelendirmeleri istenmiştir. Wuppertal-Almanya yarışmasında düşey (addition of storey) ve yatay (horizontal extension) eklentiler yoluyla yapı yenileme (renovation) ve mevcut doku boşluklarında yeni yapı uygulamaları (closing gaps) başlıklarındaki farklı kentsel doku yoğunlaştırma stratejilerinden birini seçen SDE 21/22 takımları projelerini inşa etmişlerdir. Bu stratejilerin takım projelerinden, kentlerin ve mevcut yapılı çevrelerin mevcut altyapılarını geliştirerek, sürdürülebilir gelişme hedefi için kurgulaması beklenmiştir. Böylelikle takımlar, daha önceki Solar Decathlon yarışmalarında olduğu gibi yapılaşmamış bir alanda yeni bina inşa etmek yerine, mevcut yapı stokunun üzerine inşa edilecek eklentiler yoluyla yeni, enerji etkin ve sürdürülebilir yaşam alanları tasarlamış oldular.
Deeply High©takımı, yarışmanın “tasarla” aşamasında, Almanya’nın Kiel şehrindeki mevcut yapı stokunu yıkıp yenisini yapma yöntemi yerine, enerji etkin ve çevre dostu yenileme çözümlerinin düşey (addition of storey) seçeneğine yönelmiştir.
Takım, mevcut yapı stoku içerisindeki iki yapı bloku üzerinde, düşeyde eklenti (yeni kat ekleme) seçeneğiyle, sürdürülebilir ve bütüncül bir planlama yaklaşımını benimsemiştir. Bu yaklaşımla takım, yarışmaya sunduğu Kiel projesinde, kent-banliyö-kır (Almanca deyimiyle Stadt, Rand, Land) ilişkisi içerisinde, gerektiğinde farklı kentsel kurguya sahip yörelerde ve hatta iklimlerde değişen ölçeklerde uygulanabilecek bir çözüm hedeflemiştir. Bu hedefte, geri dönüşüm potansiyeli yüksek yerel malzemeyi kullanmak, tasarımın kullanılabilirliğini geliştirmek, kent bahçeciliği gibi permakültür uygulamalarını sunmak, yaya hareketliliğini teşvik eden ulaşım çözümlerini iyileştirmek, yenilikçi tasarım ve mühendislik uygulamalarıyla her adımda karbon ve su ayak izini azaltmak ilke olarak benimsenmiştir. Sonuç olarak, Deeply High© takımı, farklı coğrafya ve konumlara uyum sağlayabilme yeteneğine sahip bir çözüm önerisi ortaya koyarken, bu uygulanabilir temel yaklaşımın, kent kurgularında ortaya çıkaracağı etkinin farkında olarak yola çıkmıştır.
Takımın Almanya’nın Kiel kenti için geliştirdiği konsept ev projesinde mekanik, enerji ve havalandırma gereksinimleri, akıllı bir sistem tarafından yönetilen çeşitli aktif, pasif ve karma stratejilerle karşılanmaktadır. Sadece fotovoltaik/güneş paneli gibi standartlaşmış yenilenebilir enerji çözümlerini değil, mikro-yosun teknolojisi gibi yenilikçi ve sürdürülebilir enerji çözümleri de projede yer almaktadır. Takım tarafından geliştirilen mikro-yosun mimarisi (algaetecture) gündelik yaşam alışkanlıklarımızın doğurduğu sorunlardan birkaçı olan ve bugünlerde iklim krizi olarak yaşadığımız çok katmanlı problemler için de çözüm sunmaktadır. Bu yenilikçi teknolojiyle sadece karbon ayak izinin değil, aynı zamanda su ayak izinin de azaltılması ve hava kalitesinin artması gibi ek çözümlerin de bulunması sağlanmaktadır. Kent içerisinde tasarlanan bu modelle, ilk üründen son ürüne kadar sistemin tam bir döngüsel yaklaşım içerisinde kalması mümkün kılınmıştır.
Herkes İçin Erişilebilir, Ulaşılabilir, Doğadan İlham Alan, Sürdürülebilir Yaşam Alanları
Oluşturmak Deeply High© takımı, yarışmanın “inşa et” (building challenge) aşaması için, Mayıs ayında Wuppertal kentinde Mirke Quarter kampüsünde inşa sürecine başlamış ve takımın proje tasarımını yansıtan demo konut biriminin (Housing Demostration Unit) inşaatı 02 Haziran’da tamamlanmıştır. Yarışma etkinlik programının final etkinliği ise, 10 Haziran 2022’de halka ve jüri değerlendirmesine açık olarak sergilenmiştir. Demo konut birimi, mimari yol gösterici fikirleri temsil eden, Kiel’de oluşturulan projenin yenilikçi çözümlerini en iyi yansıtan çatı katı olarak seçilmiş ve tasarımın tam bir kesiti aktarılmıştır.
“Sürdürülebilirliğin arkasındaki fikri anlamadan sürdürülebilir bir gelecek inşa edilemeyeceğine inanan Deeply High© takımı, sürdürülebilir gelecek fikrini anlatmak için farklı etkinlikler düzenlemiş, İTÜ’nün farklı bölüm ve programlarının eğitim ve araştırma alanlarında konu tartışılmış, iletişim ve sosyal farkındalık alanında da birtakım görevler gerçekleştirmiştir.”
Konsept projede yer alan ve demo konut birimi olarak inşa edilen yapı, güneşe bakan duvarı için, “dikey enerji bahçesi” (vertical energy garden) olarak adlandırılan pasif bir ısınma sistemi uygulaması içermektedir. Yapının güneş ışınımından daha fazla yararlanabilmesi için, pencere pervazlarının sökülerek pencerelerin değiştirilmesi ve diğer bazı detaylarla, mevcut binanın enerji etkin hale getirilmesi önerilmiştir. Dikey enerji bahçesi, pasif olarak güneşten enerji toplayan ve ısıtma için enerji tüketimi ihtiyacını azaltan, ayarlanabilir küçük seralar oluşturmanın zarif bir yolu olarak düşünülmüştür.
Dikey enerji bahçelerinde estetik ve sosyal sınırlar; daha az güneş ve ışık alan alt katlarda daha geniş kesitte, daha fazla güneş ve ışık alan üst katlarda ise daha dar kesitte tasarlanarak dengelenmiştir. Ek olarak, bu küçük enerji bahçesi, zemin kattaki dairelere cömert bir özel açık alan da sunmaktadır. Yüksek teknolojili bina içi iklimlendirme sistemleri yerine kullanılan bir diğer düşük teknolojili sistem, düşük ve yüksek basınç prensiplerini içeren doğal iklimlendirme ilkeleriyle çalışan ve ev içinde sürekli temiz hava sirkülasyonu sağlayan baca sistemidir. Demo konut biriminde de uygulanan bu çözüm, –Covid-19 salgını nedeniyle– iyi bir iç mekân hava kalitesine sahip olmak için havalandırmanın önemine dikkat çekmektedir.
Deeply High© takımının tasarım ve uygulama stratejisi, mekanik havalandırma cihazları kullanmadan binanın farklı alanları arasındaki basınç farklılıklarından yararlanarak iç mekândaki temiz havayı hareket ettirmektir. Bunun için, iç mekân şartlarına göre, kullanım alanında pozitif ve negatif basınç bölgelerini gözeten bir iç mekân tasarımı uygulanmıştır. Bu uygulama için, mimari projedeki kullanım alanlarında belli basınç bölgelerini incelemek amacıyla İTÜ Makina Mühendisliği Bölümü laboratuvarında analizler yapılmıştır.
Projeye dahil edilen bir diğer pasif sistem ise, dış ortam sıcaklığındaki dalgalanmaların etkilerini azaltarak iç ortam sıcaklığını standart hale getirmek için, yıl boyu süren ve nispeten sabit kalan toprak sıcaklığından faydalanan pasif jeotermal ısıtma-soğutma sistemidir. Kentsel uygulamalarda farklı nedenlerle hafife alınmış olsa da, jeotermal ısı önemli bir enerji kaynağıdır. Özellikle Wuppertal ve Kiel kentlerinin (tüm yıl boyunca 13-14°C civarında kalan) sıcaklıkları için uygun “Az Teknoloji: Öncelikli” (LowTech: First) fikri, projedeki mühendislik uygulamalarının temelini oluşturmaktadır. Bu nedenle, Deeply High© takımı basit, yenilenebilir, sağlıklı malzemeler ve teknikleri göz önünde bulundurarak, mimari tasarım ve mühendislikle mümkün olan en iyi iç mekân iklimlendirmesini sağlamaya çalışmıştır.
Ayrıca enerji tüketimini azaltmak için, tasarımda faz değiştiren malzemeler de kullanılmaktadır. Adından da anlaşılacağı üzere, faz değiştiren malzeme, sıcaklığa bağlı olarak fiziksel halini değiştirmektedir. Bu geçişler sırasında malzeme, çevredeki ortamdan ısı alır veya ortama ısı verir. Bu prensibe dayalı olarak geliştirilen sistem, özellikle gece saatlerinde ısıtma için enerji talebini azaltmak üzere kısa süreli enerji depolamayı mümkün kılmaktadır. Yerden ısıtmayı kullanmak üzere, bir güneş enerjisi paneli tarafından desteklenen ve ısıtma sisteminde daha düşük sıcaklıktaki su dağıtıldığı için diğer ısıtma alternatiflerine göre ekonomik olduğu düşünülen bir ısı pompası önerilmiştir.
Takım, konutun iç tasarımında da herkes için erişilebilirliğe odaklanmıştır. Konsept projede ve demo konut biriminde, konut iç tasarımının, toplumun dezavantajlı bireyleri tarafından rahatlıkla kullanabilmesi hedeflenmiştir. Mobilyalar, böylesine geniş bir grubun ihtiyaçlarına cevap vermek ve alandan tasarruf sağlamak üzere, çeşitli şekillerde isteğe göre düzenlenebilmektedir. Temel olarak, herkes tarafından kullanılabilecek açık ve esnek bir oda konsepti planlanmıştır. Örneğin, mobilya birimleri kolayca yeniden düzenlenebilir ve masa ve mutfak dolaplarının yükseklikleri kullanıcı tarafından yeniden ayarlanabilmektedir.
Deeply High© tasarımında ek olarak, kentsel bahçecilik ve kent/ev içi çiftçilik, permakültür tasarımı, yağmur suyu hasadı, toprak restorasyonu, organik atıklar için kompost ve enerji sistemlerini entegre eden çok işlevli bir çatı tasarlanarak önerilmiştir. Bu öneriyle, kentsel ısı adası etkisiyle mücadele, güneş enerjisini yakalamak için yüzey oluşturma, mikro-iklim koşullarını düzenleyen yeşil çatı uygulaması, yağmur suyu toplama sistemi ve yağmura karşı koruma sağlama uygulamaları, çatı çiftliği (rooftop garden) tasarımıyla aktarılmıştır.
Takım, ulaşım ve kentsel hareketlilik vizyonunu “paylaşım” temelli bir anlayışla oluşturmuştur. Bu anlayışta; toplu taşıma, bisiklet, scooter ve araç paylaşımı gibi ulaşım seçenekleri önerilmiştir. Takımın tasarımındaki bütünleşik altyapı ve iklim dostu kentsel ulaşım ve hareketlilik hedeflerinin, başarılı bir kentsel dönüşümün sadece kentler için değil, aynı zamanda birçok farklı bölge (kent-banliyö-kır) için de gerekli olduğunu vurgulanmıştır.
Sürdürülebilir Yarınlar İçin Geçmişin Bilgeliğini ve Bugünün Teknolojisini Birleştirmek
Sürdürülebilirliğin arkasındaki fikri anlamadan sürdürülebilir bir gelecek inşa edilemeyeceğine inanan Deeply High© takımı, sürdürülebilir gelecek fikrini anlatmak için farklı etkinlikler düzenlemiş, İTÜ’nün farklı bölüm ve programlarının eğitim ve araştırma alanlarında konu tartışılmış, iletişim ve sosyal farkındalık alanında da birtakım görevler gerçekleştirmiştir.
Takım yarışma sürecine başladığı 2021 yılından beri, dijital iletişim araçlarını aktif kullanarak; sürdürülebilir, ekolojik, enerji etkin binalar ve yapılı çevre hakkında instagram, youtube, facebook ve LinkedIn hesapları üzerinden toplumu bilinçlendiren içerikler paylaşmıştır. Özel sektör iş birliğiyle “Dünya’nın ve Ekosistemlerin Değişimi”, “Çevre Bilimi”, “Çevre Teknolojileri”, “Döngüsel Ekonomi ve Sürdürülebilir Gelişmeler” hakkında 8-10 dakikalık, toplam 48 video içeriği tasarlanmış ve bu video serisi, ekosistemin bir parçası olarak çevre ve sürdürülebilirlik hakkında farkındalık oluşturmak üzere farklı platformlarda yayınlanmıştır.
Bunlara ek olarak, ekibin bir alt çalışma grubu, deneysel bir süreç takip ederek; parametrik tasarım ilkelerini iklim değişikliği ve sonuçlarıyla ilişkilendirerek, ilgili verileri ve özellikle mikro-yosunların dünya tarihi boyunca atmosferik bileşim üzerindeki önemini, deneysel süreçlerden elde edilen çıktılarla aktarmaya çalışmıştır. Çalışmalar halka açık alanda (Hebebühne Mirker Str. 62, 42105 Wuppertal, Almanya) 11-19 Haziran tarihleri arasında, “Alg Dünyasına Hoş Geldiniz” manifestosuyla, kamuoyuyla paylaşmıştır. “Hebebühne” sergi alanının eski bir benzin istasyonu olmasıyla anlamlı bağlar kurulmuş ve “mikro-yosunlar”ın büyümesi ve gelişmesi örneği üzerinden, eski yaşam alışkanlıklarının ve etkilerinin Deeply High© takımının yenilikçi yaklaşımlarıyla aşılabileceği vurgulanmıştır.
Deeply High© İTÜ, Türkiye ve THL, Almanya Deeply High© takımının tüm üyelerine SDE 21/22 serüvenin tümünde gösterdikleri çaba, özveri ve çabalar için teşekkür ederiz. Proje takımı ve yarışma süreciyle ilgili detaylı bilgilere https://deeply-high.eu/index.htm sayfasından ulaşabilirsiniz.
Dr. Öğr. Üyesi Murat Çakan, İTÜ Makine Fakültesi
Prof. Dr. T. Kerem Koramaz, İTÜ Makine Fakültesi
Ilgin Eldeş, Y. Mimar
Mehmet Cılızlar, Moleküler Biyolog
Melike Ersoy, Y. Peyzaj Mimarı