SAYDAM GİYDİRME CEPHELER Neslihan ONAT GÜZEL, Yrd. Doç ...

SAYDAM GİYDİRME CEPHELERNeslihan ONAT GÜZEL, Yrd. Doç.Dr.Dokuz Eylül Üniversitesi, Mimarlık Fakültesi, Mimarlık BölümüTel: 0 232 412 84 91Fax: 0 232 453 29 86Email: neslihan.guzel@deu.edu.trÖZET20 yüzyılın başlarından itibaren malzeme ve yapı teknolojisinde gerçekleşengelişmelere paralel olarak ortaya çıkan cam cepheler hafif olmaları, estetik görünümleri,üretim ve montajlarının kolay olması, dış iklim koşullarına dayanaklıkları nedeniyle kısazamanda, özellikle yüksek yapılarda vazgeçilmez bir yapı kabuğu haline gelmişlerdir.Bu çalışmada gelişmiş transparan/saydam giydirme cephe sistemlerinin taşıyıcılıközellikleri, bağlantı noktaları ve kullanılan malzemeler incelenecektir. Böylelikle,ülkemizde yeni uygulanan bu cephe sistemlerinin tasarımcılara yön vermesidüşünülmüştür.1. GİRİŞİnsanoğlu var olduğu günden beri yaşadığı mekanın konfor anlayışını arttırmak vegeliştirmek için çalışmıştır. Önceleri mağara vb. doğal oluşumlardan yararlanan insanlarzamanla bunu geliştirerek kendisine alternatif yaşama alanları oluşturmuştur. Bu oluşumlabirlikte yaşam alanlarını dış koşullardan koruyan kabuk kavramı da önem kazanmıştır.İlk kabuklar ve cephelere bakıldığında ahşap ve taş malzemenin ağırlıklı kullanıldığıgörülmektedir. Endüstri devrimiyle birlikte çelik ve camın kullanımının artması cephekavramına yeni bir anlam kazandırmıştır. Bununla birlikte daha saydam ve geniş camcepheler ortaya çıkmıştır. Ancak camın güneş karşısında yeterli direnç gösterememesi vemetal malzemenin iletkenliğinin fazla oluşu, mekanların konfor koşulları açısından yeterlideğerlerini sağlayamadığını göstermiştir. Yapı kabuğu, yapıların mimari biçimlerinin yanısıra dış çevre koşulları ve işlevlerine bağlı olarak, bina içinde uygun fiziksel ortamınyaratılmasında önemli bir rol oynamaktadır. Bu durum giydirme cephelerin gelişimineneden olmuştur.Giydirme cephe; sadece kendi yükünü taşıyan ve taşıyıcı sisteme her katta bağlanan dışduvar olarak tanımlanabilir. Giydirme cepheler, bina taşıyıcı sisteminden bağımsız olupbina dış yüzeylerine giydirilen, ancak yükünü ileten elemanlardan oluşan, binanın dışortam ile ilişkisini iki yönlü bir filtre görevi görerek sağlayan, taşıyıcı olmayan dış örtüsistemleridir [1]. Giydirme cepheler çoğunlukla taşıyıcı sistemin önüne asılırlar. Dışyükleri ve kendi ağırlıklarını bağlantı noktalarından yapının strüktür sistemine aktarırlar.

Giydirme cepheler; kendi kendini taşıyan, kendi ağırlığını ve rüzgar yükünü taşıyıcısisteme, ayarlanabilir bağlantılar ile ileten, yalıtım ve koruma sağlayan, modülerkoordinasyon ilkeleriyle uyum içinde tasarlanan ve yapının dış yüzüne uygulanan, ince,hafif, saydam, yarı saydam veya opak yüzeylerin değişik oranlarda birleşmesindenoluşmuş yapı dış kabuğudur. İşte bu kabuğun tamamen saydam bir cephe oluşmasınısağlayan sistemlere Transparan Giydirme Cephe Sistemleri denmektedir. Transparan cephekavramı dilimize İngilizce ‘Transparent Wall’ tanımlamasından geçmiştir. Bu cepheler,noktasal bağlantı elemanları ile birleşmiş cam yüzeylerin belirli bir taşıyıcı sistemebağlanması ile oluşan sistemin yüklerini yapının strüktür sistemine aktarması aracılığıylaçalışırlar. Cam malzemenin cephelerde daha fazla kullanılmaya başlanması ve taşıyıcıolarak potansiyelinin geliştirilmesi ve bilgisayar programları ile yapılan çözümlemelersaydam cephe sistemlerinin gelişmesine olanak sağlamıştır. Saydam cephe sistemleri ilkolarak 80’li yıllarda Pilkington cam firmasının Arup şirketi ile ortak gerçekleştirdiğiFarnborough ofis binasında ve Norman Foster ile Pilkington firmasının beraber çalıştıklarıSwindon Renault fabrikasında gerçekleştirilmiştir.2. SAYDAM GİYDİRME CEPHELERİN SINIFLANDIRILMASITasarımcıların iç mekanı dışa yansıtma istekleri ve camın yapılarda daha fazlakullanılmaya başlanması giydirme cephe sistemlerinde şeffaflığın öne çıkmasınısağlamıştır. Saydam giydirme cepheleri taşıyıcılık açısından aşağıdaki gibi sınıflandırmakmümkündür:1. Taşıyıcısı çelik profillerden oluşan saydam giydirme cepheler. Pilon taşıyıcılı sistemler. Kafes-kiriş taşıyıcılı sistemler. Kablo destekli çelik profillerden oluşan sistemler2. Taşıyıcısı kablo sistemlerden oluşan saydam giydirme cepheler.Yatay kablo sistemler. Düşey kablo sistemler3. Taşıyıcısı cam elemanlardan oluşan saydam giydirme cepheler2.1. Taşıyıcısı Çelik Profillerden Oluşan Saydam Giydirme CephelerCephede kullanılan taşıyıcı elemanların çelik malzemeli profillerden oluştuğu saydamgiydirme cephelerdir. Bu sistemde yükler, cam giydirme cephe yüzeyinin arkasındabulunan çelik profillerden oluşmuş taşıyıcı elemanlara aktarılır. Çelik profillerin kesitleri,öngörülen rüzgar deprem ve cam yüklerine göre hesap yoluyla bulunmaktadır. Dört adetlevha camın birleşmesi ile kurulan bu sistemde birleşim elemanları olan spider bağlantılarcepheye gelen rüzgar yüklerini çerçeveye aktarırlar. Kullanılan cam elemanlartemperlenmiş ya da lamine cam panellerden olabilirler [2]. Ancak lamine cam levhalardaha çok doğrudan rüzgar yüklemesine maruz kalmayacak noktalarda tercihedilmektedirler.Cephenin montajında ilk olarak çelik taşıyıcılar terazisinde döşemeler arasına bağlanır.Daha sonra spider tutucular çelik taşıyıcı sisteme monte edilir. Cam levhalar tutucularabağlanır ve cam aralarına EPDM conta ve silikon uygulanır. Burada önemli olan nokta iki

cam arasındaki mesafenin eşit olması ve cam yüzeylerinin aynı düşey düzlemde kalmasınısağlamaktır. Bu da spider tutucuların üzerinde bulunan ayarlarla cam levhalar ileri, geri,sol, sağ oynatılarak ince ayar yapılmaktadır. Bu gurup saydam giydirme cepheler; pilontaşıyıcılı ve kafes-kiriş taşıyıcılı, kablo destekli çelik profilli sistemler olmak üzere üçeayrılmaktadır.2.1.1. Pilon taşıyıcılı sistemlerŞekil 1. Pilon taşıyıcılı saydam giydirme cephesistemi, aksonometriPilon taşıyıcılı sistemler, yalnızca tek birana taşıyıcıdan oluşan saydam giydirmecephelerdir. Genelde yuvarlak kesitli çelikprofillerin kullanıldığı görülmekle beraberkare kesitli profillerin de kullanılmasımümkündür (Şekil 1 ve Şekil 2). Pilontaşıyıcının et kalınlığı ve çapı, camlevhaların ve rüzgarın yükleri hesaplanarakseçilmektedir [3]. Dikkat edilmesi gerekennokta kullanılacak olan çelik malzemeninkalitesidir. Ülkemizde Cr-Ni (Krom-Nikel)304 kalite paslanmaz çelik profillerkullanılmaktadır. Çeliğin kalitesi taşımakapasitesi ve bakım giderlerinietkilemektedir.Pilon taşıyıcılı saydam giydirmecephelerin olumlu yönlerini şu şekildesıralamak mümkündür:. Diğer sistemlere göre uygulaması dahapratik ve basittir.. İmalat süresi daha kısadır. Yüksek olmayan uygulamalarda daha incekesitli profiller kullanılabilmesi sebebiyletasarımcılara daha şeffaf cepheler yaratmaolanağı sunmaktadır.. Paslanmaz çelik profillerin yanı sıra,Şekil 2. Pilon taşıyıcılı saydam giydirme cephesistemi, planelostatik boyalı, sıcak daldırma galvanizliçelik profillerde kullanılabilmektedir.. Saydam giydirme cepheler arasında en düşük maliyete sahip olanıdır.. Kare, yuvarlak, I kesitli veya özel hazırlanmış çelik profiller kullanılabilmektedir.. Bakım giderleri düşüktür.. Olası arıza durumlarında sistemin onarılması daha kolaydır.Pilon taşıyıcılı saydam giydirme cephelerin olumsuz yönleri ise şu şekilde sıralamakmümkündür:. Taşıyıcısının pilon olması nedeniyle yüksek yapılarda kullanılması maliyetli vegüçtür.

. Yüksek yapılarda uygulanması durumunda daha büyük kesitli profillerin kullanılmasıgerektiğinden hem tasarımcıların kurgulamak istediği cam cephe perspektifini etkilemektehem de gayri ekonomik bir kesit vermektedir.. Özellikle köşe birleşim detaylarında hassas uygulama gerektirmektedir.2.1.2. Kafes kiriş taşıyıcılı sistemlerTaşıyıcı elemanı kafes kiriş yapıelemanlarından oluşan saydam giydirmecephelerdir. Temel özellikleri taşıyıcıelemanları düzlem veya uzay kafesşeklindedir.Bu uygulama çok katlı yüksek binalardave daha fazla yük söz konusu olancephelerde uygulanmaktadır. Düzlem veyauzay kafes taşıyıcılar; cephe yüksekliğine,cam ağırlığına ve rüzgar yüklerine bağlıolarak şekillenir ve hesaplanır. BuŞekil 3 Kafes kiriş taşıyıcılı saydam giydirme cephehesaplamalara göre tasarlanan kafes kiriştaşıyıcılar fabrikada imal edildikten sonrayapım yerine götürülür ve montajı yapılır (Şekil 3).Kafes-kiriş taşıyıcılı saydam giydirme cephelerin olumlu yönlerini şu şekilde sıralamakmümkündür:. Düzlem veya uzay kafes olmaları sebebiyle daha fazla yük taşıma kapasiteleri vardır.. Büyük cam yüzey ve yükseklik gerektiğinde kullanımı uygundur.. Paslanmaz çelik profillerin yanı sıra, elostatik boyalı, sıcak daldırma galvanizli çelikprofillerde kullanılabilmektedir.. Kafes kiriş taşıyıcılarda kare, daire, I kesitli veya özel şekillendirilmiş profillerkullanılabilmektedir.Kafes-kiriş taşıyıcılı saydam giydirme cephelerin olumsuz yönleri ise şöyledir:. Düzlem veya uzay kafes taşıyıcıların öncelikle fabrikalarda hazırlanıp şantiyenakilleri ve montajları söz konusudur. Bu nedenle zaman olarak daha uzun bir yapımsüresine sahiptir.. Pilon taşıyıcılı sisteme göre daha karmaşık bir uygulamadır.. Pilon taşıyıcılı sisteme göre kalifiye eleman gereksinimi şarttır ve daha maliyetli biruygulamadır.2.1.3. Kablo destekli çelik profillerden oluşan sistemlerBu sistem, Pilkington cam firması tarafından yapılan uygulamalarda ‘İkincil gergisistemli asıl makas’ olarak tanımlanmaktadır (Şekil 4). Sistemin avantajı saydamlığın buyöntemle daha fazla sağlanabilmesidir. Buna karşın maliyeti daha yüksektir. Ancak

sistemin kurulumu daha hızlıdır. Bu durum,maliyetin dengelenmesi açısından olumlubir girdi olarak değerlendirilebilir.Sistemin düşey ve yatay taşıyıcılarıbağlandıktan sonra çelik profil veya çelikhalat olabilen gergilerin taşıyıcı sistememontajı yapılır [4]. Bu sistemde kullanılangergiler spider cam tutucuları taşımaktakullanılabileceği gibi cephe taşıyıcısisteminin kurgusunda da uygulanabilir. Buolanak tasarımcılara özgün cephelerkurgulama şansı vermektedir (Şekil 5).Kablo destekli çelik profilli taşıyıcılısaydam giydirme cephelerin olumlu yönlerişöyledir:Şekil 4 Kablo destekli çelik profilli sistem. Hızlı montaj yapılabilmesi sebebiylezamandan tasarruf sağlar. Yüksek cam cephelerin gerektiğidurumlarda pilon sistemi destekleyerekçözüm getirebilmektedir.. Gergi elemanları çelik profillerdenolabileceği gibi çelik halatlardan daoluşabilir.. Kablo ile sistemin desteklenmesi mimariaçıdan görsel zenginlik ve mekana esneklikkazandırmaktadır.Kablo destekli çelik profilli taşıyıcılısaydam giydirme cephelerin olumsuzyönlerini şu şekilde sıralamak mümkündür:. Gergi destekli olması nedeniyle dahakarmaşık yapıya sahiptir.. Uygulaması diğer sistemlere göre dahahassas ve maliyetlidir.Şekil 5 Kablo destekli çelik profilli sistem

2.2. Taşıyıcısı Kablo Sistemlerden OluşanSaydam Giydirme CephelerŞekil 6. Yatay kablo taşıyıcılı sistemKablo kiriş sistemde giydirme cephe,yatay veya düşey yönde kurgulanan kablopayandalarla desteklenebilmektedir. Kablopayanda sistemi parabol şeklinde iki anakablodan oluşur. Bu kablolar çeşitliçaplarda olabilirler. Bunlar germe vebağlama için germe donanımı ve çataluçlarla iki yanda yer alan taşıyıcı kolonlaradesteklenir veya yan duvarlara ankreedilebilir [5]. Kablo kirişler ana çerçeveniniçine yatay yerleştirilirler. Kablo payandaiçindeki destekler camı, kablo payandayagöre olması gereken yerde tutarlar. Budestekler cam parçanın tam arkasında vekablo kirişler ile bağlantılarının olduğunoktada yatay menteşelerleyerleştirilmişlerdir. Bu durum, cam ilekirişler arasında, cama paralel yönlerdeyatay bir serbestlik sağlar. Genellikle kablokirişlere kiriş başına 2 ton kadar bir öngerilme verilir.2.2.1. Yatay kablo sistemlerCamlı kısım tarafından payandayauygulanan yüklerin payanda düzlemindekalacağı garanti değildir. Bu yüklerin yatayolduğu farz edilmesine rağmen yapımsırasındaki hatalar yüzünden payandalar tamolarak yatay olmayabilirler. Kablolarındingil etrafında dönmesini engellemek içinyalnızca camla bağlantılarındaneklemlendirilmişlerdir (Şekil 6). Böyleliklecam düzlemin kendisi olası herhangi birdönmeyi önler. Kabloların gergin olması dapayanda düzleminin yatay pozisyondakalmasını sağlar. Kablolar ön gerilmesürecinde uzarlar ve bu uzama azaltılabilir.Şekil 7. Düşey kablo taşıyıcılı sistemTeller birbirinden mümkün olduğuncauzakta yan yana yatıncaya kadar gerilirler.İnşa yerinde kablo payanda kurulumları yer seviyesinde bir maketin üzerinde öncedenkurulur. Kabloların üzerinde kullanılan alan destekleri için gerekli her türlü aletle uyumluolan bir kurulum sırası vardır.Tüm bunların birbirinden uzaklığı hesaplara göre belirlenir. Kabloların ön gerilimsırasındaki uzamaları da dikkate alınır ve en son uzunluğu tam olarak belirlenir. Daha

sonra kablolar kablo mengeneleri ile desteklere kurulur ve kablolarla desteklerden oluşantüm kurulum inşa edilerek kalıptan yapılmış çekicilerle bekleyen ana yapı çerçevesinekaynaklanır. Ön gerilme, kablolar gerildikçe kısalan yüksek manevralı hidrolik manivelaaletleriyle tamamlanır. Gerilme de germe donanımları kullanılarak sağlanır. Bu süreçistenilen ön gerilme seviyesine ulaşıncaya kadar tekrarlanır. Ön gerilme gerçekleşincekablo payandalar cam takılıncaya kadar hareketsiz tutulur. Kaymalara karşı çeşitliönlemler alınması gerekmektedir. İki kabloyu dönüm noktalarında güvenlik halkaları birarada tutar ve cam yerine yerleştirilinceye kadar kirişleri geçici bir sürtüktür yerinde tutar[5].2.2.2. Düşey kablo sistemlerBu sistemde cepheye gelen yükler cam panellerin arkasında kalan düşey kablotaşıyıcılara aktarılır. Taşıyıcılar yatay şekilde uygulanan yöntemle benzer taşımaperformansları gösterirler. Düşey gerilmiş kablolar en üstte bir taşıyıcıya bağlanabilirler(Şekil 7). Bu taşıyıcı kimi zaman çatı da olabilmektedir. Alt noktada ise zeminebağlanırlar. Germe kirişleri tarafından desteklenen cam paneller önemli kirişsaplamalarında cam levhalar arasında yer sağlayacak geniş diferansiyel hareketleregereksinim duyarlar. Spider tutuculara benzer ‘planer’ denilen dökme olarak üretilenbağlantı elemanlarının dönme kapasiteleri bu hareketlere imkan sağlar. Planer elemanlar,genellikle rüzgar yüklerini transfer eden kiriş düğüm noktalarıyla aynı hizada üretilmişbağlantı noktalarıdır. Düşey yük ya üstteki cam levha tarafından karşılanır ya da tipikolarak cam levhanın ağırlığının planer elemanın kapasitesini aştığı durumlarda askıçubukları tarafından taşınır. Bazı durumlarda ağırlık düşey gerilme kirişine aktarılabilir.Şekil 8 Düşey kablo taşıyıcı sistemlerde bağlantı noktalarıGenellikle cam kabuğun destek sistemi ana gerilme sisteminden ayrı olarak tasarlanır.Gerilme kabloları, yüksek gerilmeli kablolar veya paslanmaz çelik çubuklardan oluşur.Paslanmaz çelik çubukların kafes kirişleri her düğüm noktasında camı tutan elemanlardabulunan klemenslerle veya kiriş elemanlar arasındaki dövme veya fabrikasyon olançubuklara bağlanırlar (Şekil 8) [5].

2.3. Taşıyıcısı Cam Elemanlardan OluşanSaydam Giydirme CephelerGüçlendirilmiş tabakalı camelemanlardan oluşan bu sistemin en önemliyapım nedeni, görselliği en üst düzeyeçıkarabilmesidir (Şekil 9). Spider tutuculargibi cam kabuğu bağlayan konstrüktifelemanlar, belirli aralıkta düşey olarakdizilmiş cam malzemeden taşıyıcılarabağlanırlar.Şekil 9 Taşıyıcı cam destekli saydam giydirmecephelerAncak bu bağlantılarda daha öncekiyöntemlerde söz edilen ara elamanlara gerekyoktur. Bunun yerine spider bağlantıelemanı iki cam levhayı birleştirecek şekildetasarlanmıştır (Şekil 10).Cam destek tüm cephe boyunca devametmek zorunda değildir. Sadece cepheninçatı ile birleştiği noktada veya sadececephenin zemin seviyesi ile birleştiğinoktada kullanılabilir. Ayrıca mümkün olanen iyi saydamlığı elde etmek ve camtaşıyıcıları takviye etmek amacıyla kablogergilerden yararlanılabilir [6].Şekil 10 Taşıyıcı cam destekli saydam giydirmecepheler birleşim noktalarıSONUÇGiydirme cepheler yapıları kabuk olaraksarar, yapıyı dış etkilerden mümkünolduğunca koruyan yapı elemanlarıdır.Giydirme cephe teknolojileri yapımalzemelerinin ve teknolojilerinin gelişmesine bağlı olarak, her geçen gün gelişmekte vedeğişmektedir.Giydirme cephenin ilk uygulamalarından bu güne kadar geçen süre içinde kullanılanmalzemeler ve uygulamadaki öncelikler değişmiştir. Günümüzde yapının görselliği artmışve tasarımcıların daha geniş cam yüzey yaratma arzuları saydam giydirme cephesistemlerinin doğmasına neden olmuştur. Son yıllarda tasarımcılar camı taşıyıcı anlamdada kullanmaya başlamışlardır. Giydirme cephelerin metal kiriş ve kolonlarladesteklenmesinin yanı sıra strüktürel cam malzemenin taşıyıcı olarak kullanımı dayaygınlaşmıştır.Saydam giydirme cephe sistemleri, cam cephe yaratmak isteyen tasarımcılarınyoğunlukla kullandığı giydirme cephe sistemi olarak karşımıza çıkmaktadır. Görselliğinfazla olduğu bu cephe sisteminde dikkat edilmesi gereken nokta saydamlığı sağlarkenmekan konforunu da göz ardı etmemek gerektiğidir.

KAYNAKLAR[1] Hasol, D., (2005 ), Mimarlık Sözlüğü, Yapı Endüstri Merkezi, İstanbul[2] Schittich, C., Staib, G., (1999), Glass Construction Manual, Birkhouser, Germany.[3] Compagno, A., (1996), Intelligent Glass Façades, Birkhouser, Germany[4] Loughran, P., (2003), Falling Glass, Birkhouser, Germany[5] Behling, S., Behling, S., (2000), Glass: Structure and Technology in Architecture,Prestel, Germany.[6] Rice, P., (2001), Structural Glass, Spon, London, England.[7] http:// www.structuralglazingltd.co.uk[8] http:// www.stainedglassdesigns.com