Ahşap Yapı Üretimi l

Ahşap Yapı Üretimi Tarihçesi

Ahşap kolay işlenebilen, hafif, dirençli, sağlam, sağlıklı, doğal, kolay ve ucuz temin edilebilen bir yapı malzemesidir. Bu nedenle yapı üretiminde çok sık kullanılmıştır. İnsanoğlunun ahşaptan yararlanma başlangıcı varoluşuyla birlikte ortaya çıkmıştır.

Ahşap yapılarda; taşıyıcı sistem oluşumlarında, duvar, döşeme ve merdiven kaplamalarında, pencere ve kapı doğramalarında, mobilya üretiminde, her türlü inşaatın kalıp ve iskelelerinde, geçit ve köprülerde kullanılmaktadır.

Yapıda kullanılan ilk malzemelerden biri olan ahşap, kullanım geçerliliğini tarihsel devinim içinde korumuştur. Avrupa’da 19. yy’da, endüstrileşmenin başlaması ve hızlı bir şekilde yaygınlaşmasıyla birlikte diğer malzemelerde olduğu gibi gerek ahşapta gerekse bu
malzemeyle üretilen yapılarda büyük teknolojik gelişmeler olmuştur. Bunun yanı sıra birinci Dünya Savaşı öncesinde ve savaş yıllarında değerli bir savaş hammaddesi olan çeliğin yapıda kullanım alanından çekilmesi, ahşabın yapılarda daha çok ve yaygın olarak kullanılması için yeni adımların atılmasına yol açmıştır.

Ahşabın yapılarda kullanımına yönelik asıl gelişme ise, ikinci dünya savaşından sonraki yıllarda gerçekleşmiştir. Daha önceden bilinen fakat yeterince geliştirilemeyen tutkallı ahşap teknolojisi, bu yıllarda yeniden gündeme gelmiştir. Kimya endüstrisindeki gelişmeler doğrultusunda bu teknoloji geliştirilmiştir. Savaş sanayi kollarında geliştirilmiş olan sıcağa ve neme dayanıklı yapay reçine tutkalları ahşap yapılarda kullanılmaya başlanmıştır.

20. yy’ın son çeyreğinde ise ahşabın diğer yapı malzemelerine oranla çevresel avantajlarının yüksek oluşu ve gelişmiş ülkelerin insan ve çevre sağlığını ön planda tutan yaklaşımları ile birlikte ahşap kullanımı büyük önem kazanmıştır. Bu süreçte İngiltere, Norveç, Finlandiya, Almanya, Fransa ve Amerika gibi gelişmiş ülkelerde ahşap araştırma merkezleri kurulmuştur. Bunu izleyen yıllarda yeni üretim sahaları açılmış ve prefabrikasyon olanakları araştırılmıştır.

Bu gelişmeler doğrultusunda, kesitleri ve uzunlukları gerekli boyutlarda yapılabilen ve istenilen herhangi bir formda tasarlanabilen ahşap elemanların üretimleri yapılmıştır. Bu bağlamda ahşabın yapı alanında kullanımı yaygınlaştırılmış, günümüzde özellikle modern binaların yapımında kullanılmaya başlanmıştır.

Türkiye’de ise durum farklılık göstermektedir. Anadolu’da 16. yy’da konut mimarisinin yapılarda ahşabın kullanılmasıyla şekillendiği görülmektedir. 16.-18. yy arası yapılan ahşap yapılarda, yapıların aynı çağın Avrupa’sındaki örneklerinden daha ileri teknik ve anlayışta olduğu bilinmektedir.

Cumhuriyet döneminde ise, ahşap yapılar yerini ekonomik nedenler, yasal zorunluluklar, nüfus artışı gibi etkenlerden dolayı diğer yapım sistemlerine bırakmıştır.

Eski dönemlerden bu yana yapı üretiminde yer alan ahşap yapılar, üstün fiziksel ve mekanik özellikleri nedeniyle günümüz yapı malzemeleri arasında önemli bir yer edinmiştir. Son dönemlerde, deprem olgusu ile iç içe olan Türkiye’de de, depreme dayanıklı olması ve uygulamasındaki büyük avantajları nedeniyle ahşap yapı uygulamaları yeniden gündeme gelmiştir.

Ahşap Yapının Özellikleri

Ahşap yapıların özellikleri; tasarım, uygulama ve kullanım olmak üzere üç ana başlıkta incelenebilir.

– Tasarım Açısından Özellikleri

Taşıyıcı sistem kurgusu ahşap ile oluşturulan yapılar, istenilen şekilde tasarlanabilme esnekliği olan, yapı elemanları kesitlerinin boyutlandırmaları sistem kurgusuna uyum sağlayacak şekilde yapılabilen ve özel ayrıntı çözümleri oluşturulabilen yapılardır.

Ahşap sistemler plan, tasarım ve hacim değişiklikleri için uygun sistemlerdir. Ahşap yapılar sökülüp, yeniden kullanılabilmekte veya sistem içinde eskiyen veya bozulan elemanlar zamanla değiştirilebilmektedir. Tümüyle sökülen ahşap yapılar ise, söküldükten sonra az bir malzeme kaybıyla yeniden kurulabilmektedir. Sökülme sırasında oluşabilecek kayıpların önlenmesi, tasarımın önceden bu doğrultuda yapılması ile sağlanabilmektedir.

– Uygulama Açısından Özellikleri

Ahşap taşıyıcı sistem elemanları, ön yapımlı olarak, atölye düzeyinde üretilebilen ve standart üretim sağlayabilen yapı elemanlarıdır. Yapı elemanlarının tamamına yakınının atölyede üretilmesi, yapının uygulamasında şantiyede çalışma süresini en aza indirmektedir. Bu nedenle ahşap yapıların üretim süresi kısa, işçiliği ise kolay olmaktadır. Atölyede üretilen sistem elemanlarının yapımı için özel alet ve makinelere gerek duyulmamaktadır. Ayrıca üretilen elemanların uygulamalarında hata riski de minimum düzeyde bulunmaktadır.

Ahşap sistemler hafif oldukları için, bu sistemlerle oluşturulan yapılar zayıf zeminler üzerine kolaylıkla uygulanabilmektedir. Uygulama yapılacak bölgelerde yapının hafifliği ve zeminin türü deprem bölgesi olan ülkelerde özellikle önem taşımaktadır.

Ayrıca ahşap sistemlerin ve sistem elemanlarının hafif olma özelliği, atölyede üretilen yapı elemanlarının şantiyeye ulaştırılmasında kolaylık sağlamakta ve ahşap yapının montajını kolaylaştırmaktadır. Genelde iskeleye veya vinçlere gerek duyulmadan, basit bir düzenekle ve çok kısa sürede sistem montajı yapılabilmektedir.

Ayrıca sistemin montaj işleminin “kuru montaj” yöntemiyle yapılması, çalışma kolaylığı getirmekte ve sistemin her mevsim rahatlıkla uygulanabilmesini sağlamaktadır.

– Kullanım Açısından Özellikleri

Ahşap yapılar birçok açıdan sağlıklı ve kullanım konforu olan yapılardır. Yapı içinde, ahşap malzemenin fiziksel özelliği olan, nefes alma ve mekan içinde bulunan havayı temizleyebilme özelliğinden dolayı, kesintisiz ve doğal bir hava değişimi sağlanmaktadır. Yapı içinde bulunabilecek nem, koku ve gazlar dışarı atılarak, ortam havası temizlenmektedir.

Ayrıca ahşap malzemenin su emicilik özelliği nedeniyle, yapı duvarlarında çok uygunsuz ortamlarda bile terleme ve damlama olmamaktadır.

Ahşap yapılarda ses yalıtımı sorunu, ahşap malzemenin oldukça iyi düzeyde ses yalıtımı yapabilmesi nedeniyle yaşanmamaktadır. Özellikle kütük evlerde, çift taraflı yapılan duvarlar sayesinde ses yalıtımı kolayca ve istenilen düzeyde sağlanabilmektedir.

Yapılarda ısı kaybı, malzemenin doğal yapısı nedeniyle çok iyi düzeyde ısı yalıtımı sağlayabilmesi nedeniyle oldukça azdır. Bu nedenle, bu yapılarda iklimsel konfor çok kolay sağlanabilmektedir. Yapılar yazın serin, kışınsa sıcak olma özelliği taşımaktadır. Mekan içinde devamlı bir ısıtmaya gerek duyulmamaktadır. Ahşap yapılar bu nedenle betonarme yapılardan 15, çelik yapılardan ise 400 kat daha iyi ısı yalıtım özelliğine sahiptir.

Ayrıca ahşap yapılarda, oda sıcaklığı ışıma yoluyla olduğundan daha yüksek derecelere ulaşabilmektedir. Örneğin, oda sıcaklığı 18-200 C iken, ışıma yoluyla 24-250 C’ye kadar çıkabilmektedir. Bu ulaşılan sıcaklık geniş ölçüde sağlıklı bir ısı değerini kapsamakta ve bu etkiler ısı maliyetlerine de yansımaktadır. Yüzey sıcaklığının hava sıcaklığıyla çabuk dengelenmesi, oda içindeki hava dolaşımının seyrini yavaşlatmaktadır. Azalan hava dolaşımı ile havada bulunan toz oranı da düşmektedir.

Ahşap sistemler şok etkisine dayanıklı ve titreşim emme özelliğine sahip sistemlerdir ve bu nedenle depreme karşı dayanıklıdır. Ayrıca yapıların hafif olması, deprem anında yatay yüklerin yapı üzerindeki etkisini azaltmaktadır. Ahşap yapıda deprem nedeniyle yıkım olsa bile, elemanların hafifliği nedeniyle can kaybı en az düzeyde olmaktadır.

Ahşap sistemler onarım ve takviye açısından uygun sistemlerdir. Zamanla eskime, nem, deprem etkisi vb. nedenlerden herhangi bir şekilde zarar görmüş ve taşıma gücü bakımından yetersiz hale gelmiş sistem bütününün veya elemanlarının onarım ve takviyeleri kolaylıkla yapılabilmektedir.

Ahşap yapılarda taşıyıcı sistem elemanları, yangın direnci yüksek olma ve yangında taşıma yeteneğini oldukça geç kaybetme özelliğine sahiptir. Taşıyıcı sistem elemanları, malzeme özellikleri nedeniyle, yangın oluşması durumunda yüzeyinde oluşan karbon tabakası nedeniyle, yangının malzeme içine doğru yayılmasını engellemektedir. Çelik sistemler, yangın sırasında 15 dakika içerisinde doğal şeklini ve taşıma yeteneğini kaybetmektedir. Aynı zamanda çelik çok iyi bir iletken olduğu için, ısının yayılmasını da hızlandırmaktadır. Betonarme sistemler, çelik sistemlerden daha iyi olmasına karşın, demir donatının beton içindeki pas payı ortadan kalktığında, inşaat demiri, çelik sistemlerdeki gibi iletken olmakta ve yaklaşık 30 dakika sonra taşıma özelliğini kaybetmektedir. Ahşap sistemler yangın sırasında en az 30 dakika direnç gösterebilmektedir. Bu süreden sonra, ahşap yapı elemanında 0.7 mm / dakika hızla kesit azalması olmaktadır. Bu nedenle tasarım yapılırken ahşap yapı elamanının kesiti arttırılarak, yangın açısından yeterli direnimi sağlamak olasıdır.

Ahşap Yapı Sistemleri

Konut üretiminde kullanılan ahşap yapı sistemleri, ahşap çerçeve sistemler, ahşap panel sistemler ve ahşap kütük sistemler olmak üzere üç ana başlıkta incelenebilir.

– Ahşap Çerçeve Sistemler

Ahşap çerçeve sistemler, taşıyıcı olan iskelet ve bu iskelet arasındaki boşlukları dolduran dolgu veya kaplama malzemesinden oluşmaktadır. İskelet taşıyıcı bölüm, yatay ve düşey kuvvetleri karşılayarak binanın ayakta kalmasını ve şekil değiştirmemesini sağlamaktadır. Dolgu bölümse, dış etkilerin iskelete zarar vermesini önleyerek yapının iç bölümünü ısı, nem ve sese karşı yalıtma görevini üstlenmektedir.

Ahşap çerçeve sistemlerin Dikme-Kiriş çerçeve ve Kaburga Çerçeve olmak üzere iki farklı sistem kurgusu vardır.

– Dikme–Kiriş Çerçeveler

Dikme-kiriş çerçeve, dikme ve kirişlerin belirli açıklıklarla konumlandırılarak, ızgara biçiminde düzenlenmesiyle oluşturulan bir sistemdir. Bu sistemde, modüler açıklık mesafeleri, planın ve katların oluşumuna güçlü bir tasarım ritmi ve disiplini katmaktadır.
Sistem kurgusu açıkça sergilenebilmekte ve vurgulanabilmektedir.

Dikme-kiriş çerçeve sistemde taşıyıcı olan elemanlar dikme ve kirişlerdir. Bu sistem kurgusunda, taşıyıcı olan veya olmayan yatay, düşey veya çapraz elemanların bir noktada veya düğüm noktasında birleştirilme şekillerine göre taşıyıcı sistem farklı şekillerde
düzenlenebilmektedir. Bu elemanların birleştirilmesinde özel çelik bağlantı elemanları kullanılmaktadır.

Taşıyıcı sistem oluşumu, belirli aralıklarla konumlandırılmış ahşap dikmeler ve bu dikmeler üzerinde yer alan kirişlerden oluşmaktadır. Dikmeler; masif, birleşik parçalardan oluşmuş veya ayrık (boşluklu) olabilmektedir. Birleşik parçalardan oluşan dikmeler yapıştırılarak veya mekanik tespit yoluyla oluşturulmaktadır. Ayrık dikmeler ise iki veya daha çok parçanın birleştirilmesiyle elde edilmektedir. Ahşap dikmeler genellikle kare veya kareye yakın kesittedir. Dikme aralıkları; mekanın oluşumuna, kullanılan döşeme sistemine ve kirişlerin türüne bağlı olarak düzenlenmektedir.

Bu sistem oluşumunda temel olarak, dikmelerin altına tekil temel uygulaması yapılabileceği gibi gerekli görülen bölgelerde, özellikle deprem bölgelerinde sürekli temel uygulaması da yapılabilmektedir.

Dikme-kiriş çerçeve döşeme sistemi, dikmeler arası açıklığın 1/15’i yüksekliğinde boyutlandırılmış ana kirişlerden oluşmaktadır. Kirişlerin genişliği, kiriş yüksekliklerinin genellikle 1/3’ü ve 1/2’si arasında değişmektedir. Döşeme tabliyesi ise, kirişlerin üzerine
ahşap tabliyenin oturtulmasıyla oluşturulmaktadır. Tabliye kalınlığının standart ölçüleri; 5, 7.5, 10, 15 ve 20 cm’dir. Genel olarak kalınlığı ise; açıklığın yaklaşık olarak 1/30’u kadardır. Kiriş açıklıklarında tabliyeler; tek açıklıklı, çift açıklıklı ve sürekli açıklıklı olarak düzenlenmektedir.

Bu tür döşeme yöntemi, sistemin yatay düzlemde stabilitesinin sağlanması açısından avantajlıdır. Fakat ses yalıtımı ve tesisat döşeminin gizlenmesi sorun oluşturabilmektedir. Bu yöntemin yanı sıra kirişli ve panel döşeme yapım yöntemleri de uygulanabilmektedir.

Dikme ve kirişli çerçevelerde taşıyıcı çerçeve elemanlarının arasında kalan duvarlar; yalıtım, bölme ve dolgu işlevlerini üstlenirler. Duvar elemanı, düşey veya yatay çerçeveler, önyapımlı karma yatay veya düşey duvar panelleri ve kapı ve pencere birimlerinden oluşmaktadır.

Bu yapım sisteminde duvar boşlukları yük taşımayan ahşap panellerle desteklenmektedir. Aynı şekilde, çatıda ve döşemede de çatı kirişleri ve döşeme kirişlerinin üst bölümlerinin kaplanmasında bu paneller kullanılmaktadır.

Dikme-kiriş çerçeve sistem oluşumunda yatay yüklere karşı gerekli önlemlerin alınması oldukça önem taşımaktadır. Bunun sağlanması için, temelden başlayarak sistemi oluşturan eleman ve parçalar birbirlerine çok iyi bir şekilde bağlanmaktadır.

Yapının stabilitesinin sağlanabilmesi için, diagonal ahşap destekler, çapraz çelik çubuklar veya ahşap rijit paneller kullanılmaktadır. Yapıda her katta stabilite için, en az üç adet düşey bağlamanın kullanılması gerekmektedir. Ayrıca yatay, düşey ve çapraz elemanların birbirlerine bağlantı yerlerinde rijitlik sağlama amacıyla metal bağlantı elemanlarının kullanılması önem taşımaktadır.

Bu sistemde strüktürel oluşum, birtakım tasarım sınırlamaları getirmektedir. Bunun yanı sıra, sistemde ana elemanların güçlü oluşu ve yapıda döşeme ve çatı çıkıntılarının yapılabilirliğinin diğer sistemlere oranla daha yüksek oluşu, sistemin sağladığı avantajlardandır.

Dünyada kullanılan dikme-kiriş çerçeve sistemle konut üretiminin temel olarak birçok farklı yapım yöntemi vardır. Yapım yöntemindeki farklılaşma, yük taşıyan elemanların ve bağlantılarının düzenlenmesindeki değişikliklere göre oluşmaktadır.

Dikmeli ve kirişli çerçeveler, dikme ve kirişlerin düzenlenme şekillerine göre değişik isimler almaktadır. Yatay ve dikey elemanların düzenlenmesine göre; dikme üstü kiriş (tek ve iki katlı), düğüm kiriş, çift kiriş ve ayrık dikme olarak dört farklı grupta isimlendirilmektedir. Bu farklılaşmada; tek başına kiriş, dikme veya her ikisi birden süreklidir veya kirişler ve dikmeler ayrık olarak düzenlenmektedir.

– Sürekli Kirişlerle Oluşturulan Çerçeveler

Sürekli kirişlerle oluşturulan çerçeveler, dikme üstü kiriş çerçeve, tek katlı ve iki katlı olarak uygulanabilmektedir. Bu yapım yönteminde kirişler, kat seviyesinde kesilen dikmeler üzerinde sürekli olarak düzenlenmektedir.

– Dikme Üstü Kiriş Çerçeve (tek katlı)

Bu yapım yönteminin tek katlı uygulamalarındaki sistem kurgusu, belirli aralıklarla konumlandırılmış dikmeler ve bu dikmelerin üzerinde yer alan sürekli ana kirişlerden oluşmaktadır. Ana kirişlerin birbirine paralel olduğu bu yapım yönteminde, ikincil kirişler
veya sistem kurgusundaki diğer kirişler, bu ana kirişlere dik yönde konumlandırılmaktadır.

Ana kiriş tipi, sistem oluşumunda belirlenen dikmeler arası açıklığa göre; masif, tabakalı veya makas biçiminde seçilmektedir. Sistem oluşumunda diğer yöndeki açıklık oranı, genelde döşeme kirişlerinin düzenlenebileceği sınırlar içinde olmaktadır. Bu tip yapım yönteminde uyulması gereken ana kural, dikmelerin ve ana kirişlerin birleşim noktalarının ve bağlantı elemanlarının gelen yükü karşılayacak ve diğer bileşenlere aktaracak yeterlilikte olmasıdır. Birleşim noktalarının bağlantılarında, genellikle çelik bağlantı elemanları kullanılmaktadır.

– Dikme Üstü Kiriş Çerçeve (iki katlı)

Bu yapım yönteminde de, ana kirişler dikmeler üzerinde sürekli olarak yer almaktadır. Diğer kirişler ise, ana kirişler üzerinde ve ana kirişlere dik yönde konumlandırılmaktadır. Sürekli kiriş yönteminin kullanıldığı yapım yöntemlerinde, dikmeler ana kirişler tarafından kesintiye uğramakta ve bir sonraki katta yeniden düzenlenmektedir.

kaynak: Mimar Elif Erkoç

GÜNÜMÜZ TEKNOLOJİSİYLE ÜRETİLEN AHŞAP KONUTLARIN TASARIM-UYGULAMA-KULLANIM ÜÇGENİNDE DEĞERLENDİRİLMESİ (İSTANBUL ÖRNEKLERİ) – Yıldız Teknik Üniversitesi 2004