Modüler Mimari Sürdürülebilirlik Hedefi ve Yüksek Teknoloji ile Geri Döndü
Prefabrikasyonda ve bina ve yapı ürünlerinin fabrika inşaatında yenilenen teknolojiyi ve buluşları özetleyen üç faktörü yazımızda bulacaksınız.
Modüler mimari COVID-19 sonrasında yeniden canlanıyor. Bazı mimarlar binayı yerinde değil, bir fabrikada inşa etmenin faydalarını uzun süredir benimsemişlerdi. Daha az malzeme israfı olması, daha ucuza mal olması, daha fazla çevre duyarlılığı ilk sayılabilen gerekçeler. Ayrıca modüler bina yapmanın bina teslimat gecikmelerini engellemesi, proje ve imalat ile daha fazla tutarlılık büyük faydalar sağlıyor. İşte bu uygulama yöntemi günümüze kadar inşaat teknikleri açısından bir aykırı değer olarak kaldı. Ama değişim süratle geliyor. Yazımızda da bunu ele alıyoruz. Elverişli bir ekonomik ortam, yeni teknolojik gelişmeler ve COVID-19 salgını ile beslenen modüler mimari, yeni ve beklenmedik şekillerde ortaya çıkıyor.
Prefabrikasyona İlgi Artıyor
Bir fabrikada bir binayı mimari ve mühendislik projeleri ile yapmak ve arazide bir araya getirmek yeni bir fikir değil. 1943'te Skidmore, Owings & Merrill, Manhattan Projesi için buna çalışmıştı hedef, birleştirilmiş çerçevelere kayan asbestli çimento panellerden günde 30 ila 40 ev monte etmekti. 2. Dünya Savaşı sona erdiğinde, federal konut sözleşmeleri gerilemişti ve SOM, şık gökdelenlere sistematik tasarım yaklaşımını uygulamaya devam etti.
Oak Ridge'de uygulanması hedeflenen bazı teknikler, bugün evlerin inşa edilişinden çok farklı değiller. Günümüzde de pencereler, kapı ve kasa işleri genellikle şantiye dışında üretilmekte ve sonra yerinde kurulmakta. Aslında, makine odaları ve HVAC sistemleri gibi tüm montajlar genellikle saha dışında inşa edilir ve yerine vinçlenirler. Bu nedenle, "prefabrikasyon" ve "modüler" gibi terimler biraz da sınırları belirsiz kavramlardır. Çünkü çağdaş binalar her zaman bir dereceye kadar saha dışı imalatı içerir.
Çağımızdaki modüler bina üreten şirketler dalgasının genellikle üç kategoriden birine uyduğunu söylenmekte:
Birincisi, RadUrban ve endüstri devi Katerra gibi tam modüler inşaat şirketleri, binaları daha verimli bir şekilde üretmek için geliştiricilerle kafa kafaya rekabet ediyor.
İkinci kategori, Amazon'dan bir ürün gibi sitenize gönderebilecekleri hazır, kullanıma hazır modüler mimari sunan şirketler var (bkz. Cover, Mighty Buildings, Haus ve Dwellito).
Üçüncü ve sonuncusu, inşaatı diğer kuruluşlara bırakırken modüler tasarım ve geliştirme sürecini kolaylaştıran Juno ve Apt gibi tasarım geliştirme firmaları.
Görünüşe göre her şirketin kendi modüler inşaatı ve inşaat sektörünü yeniden şekillendirmek için kendi stratejileri var. Bu şirketlerden bazıları kendi fabrikalarını kurarken, diğerleri inşaatı başka bir işletmeye taşıyor. Bazıları tasarım varyasyonları üreten bir mimarlık firması gibi çalışıyor, diğerleri ise standartlaştırılmış ürünler üreten otomobil şirketleri gibi çalışıyor. Bazıları, finansman ve yer seçimi konuları gibi bir projenin erken aşamalarında yer alırken, diğerleri daha çok inşaat aşamasına odaklanıyor.
Modüler bina üreten bu şirketlerin ortak noktası, son zamanlardaki üretim öncesi ilgi dalgasını yönlendiren üç temel faktördür:
Para,
Teknoloji ve
COVID-19
Geçmişte Girişimler Yeterince Hızlı Başlamadı
2017 yılında McKinsey, inşaat sektörünü "imalattan ilham alan bir seri üretim sistemine" doğru ilerletmek için 1,6 trilyon dolarlık bir fırsatı özetleyen, küresel inşaat sektörü hakkında 155 sayfalık bir rapor yayınladı. Bu, sektörün içinden gelenler için yeni bir haber değildi, ancak nakit para kazanmış yabancılar için rapor etkili bir şekilde çarpıcı bir hedef çizdi. Goss, "Değiştiğini söyleyebileceğim tek şey finansman ortamı" diyor.
Modüler yapıya akan paraya ayak uydurmak zor. Geçtiğimiz günlerde Apple ve Tesla takipçileri tarafından kurulan bir girişim olan Juno, "konutların nasıl geliştirildiğini yeniden düşünmek" konulu projeleri için 11 milyon dolar topladığını duyurdu. Kısa bir süre sonra Factory OS, Autodesk, Facebook, Google ve diğerlerinden "daha çok arabaya benzeyen" evler inşa etmek için 55 milyon dolar fon ayırdıklarını bildirdi. SHoP Architects, geçtiğimiz günlerde, bina üretimini yeniden tasarlamayı amaçlayan ayrı bir şirket olan Assembly OSM'yi başlattığını açıkladı. Katerra, prekast çerçevelerden tezgahlara kadar her şeyi yapabilen fabrikalarını finanse etmek için bir milyar dolardan fazla para ayırdı. Bunlar modüler sektörünün hızlanacağının kanıtı olarak görülebilir.
Şehir çeperinde yaşamak isteyen bir aile düşünelim, ailenin geliri uzaktan çalışma ile elede edilmekte olsun. Yani aile şehir merkezine entegre olmak zorunda değil, bu durumda kaliteli ve sürdürülebilir hedefleri olan bir modüler evde yaşamak hedef olabilir. Bu doğrultuda yeni bina yapım sürecinin sancılı ve umulmadık sonuçlarla ortaya çıkması riskine karşı, modüler, hangi tarihte oturacağınızın kesin olarak bilindiği, sürüdürülebilirlik hedefleri ile enerji ve su verimli, işletme giderleri düşük olana ve hatta akıllı bina fonksiyonları bile olan bir evi satın almak güzel bir seçenektir. Aynı bir araba, bir mobilya alır gibi ev almak fikri çok da uzak değil. Halen ABD’de bu konuda satış yapan firmalar var.
Farklı Olan: Yeni Teknoloji Nedir?
Yatırımcı sermayesi furyası ile birlikte, modüler inşaat teknolojisi son on yılda önemli ölçüde ilerlemiştir. Erken bir prefabrikasyon öncüsü olan iBuilt'in baş teknoloji sorumlusu Danil Nagy, "Modüler inşaat şirketlerinde geleneksel olarak sorun, gelişmiş üretim ve saha dışı teknoloji kullansalar da, genel olarak sektördeki küçük balonlarının içinde olmalarıdır," diyor aslen 1965 yılında Deluxe Modular olarak kuruldu.
Esasen, modüler inşaat şirketleri, geleneksel bir inşaat firması ile neredeyse birbirinin yerine geçebilir olarak görülüyordu. Genellikle tasarım aşamasından sonra bir projeye dahil olurlardı. Binanın belirli kısımlar bir fabrikada inşa edildiğinde tasarruf sağlamayacak ise yatırımcı tarafından reddedilirdi. Ancak günümüzde inşaatlarda sürüdürülebilirlik hedefleri şantiyelerde de uygulanmak zorunda bu nedenle modüler olarak yapılmış binalar inşaat kirliliği, inşaat atık yönetimi gibi konularda önemli faydalar sağlıyorlar. Bunlar da aslında fizibilitelerde bir maliyet. Her inşaatta m2’ye 12 kg geri dönüşümlü ürün çıkıyor. Modüler binalarda bunun önüne geçiliyor. Şantiyede toz, gürültü, erozyon kontrolü, bitikisel toprağın korunması vb uygulamalar için modüler yapılar çok büyük avantajlar sağlıyor. Yine en büyük çevre sorunlarından birisi şantiye alanında bitkisel toprağın kompaksiyonu ve su geçirgenliğinin yok olması. Bu şehirlerdeki sel baskınlarının önemli bir nedeni. Ayrıca sıkışmış toprağa dikilen bitkiler ne yazık ki yaşayamıyor ve kısa süre sonra ölüyor. Ankara Büyükşehir Belediyesi’nin yol ortası refüjlere diktiği ağaçların tamamının ölmesinin önemli bir nedeni de yol için sıkıştırılmış bir toprağa dikilmiş olmaları idi. Modüler bir yapı yaptığınızda doğal toprak üzerinde daha az iş makinesi çalışıyor ve toprak kompaksiyonu da engelleniyor.
Yeni teknolojiler çıktı. Teknoloji büyük ölçüde işte burada. Modüler sistemler geleneksel olarak biraz Lego'lar gibi çalışıyordu, bir bina oluşturmak için istiflenen köşeli birimlerle tasarım yapılıyordu. Bilgisayar hesaplamalı tasarımdaki son gelişmelerle, tasarımcılar artık bir derece esneklik sunan modüller oluşturabiliyorlar. Tek tip tuğlalar olmak yerine, modüller bir projeye daha iyi uyacak şekilde küçülebilir, büyüyebilir veya kesilebilir tasarımlar yapıyorlar. Bu, özellikle alanın önemli olduğu ve dikdörtgen bir kutunun mutlaka en verimli tasarımı sağlamadığı kentsel alanlar için önemli. Bu teknik, Zaha Hadid Architects gibi birçok mimarın bildiği gibi, uygulamalarda, cephe panellerini düzensiz şekilli bir binaya uyacak şekilde ayarlamak için algoritmalar kullanan hesaplama yapan tasarımcılara fırsatlar sağlıyor.
COVID-19 Sonrası Yönelim
Modüler mimariye olan ilginin arkasındaki bir diğer etken de COVID-19 salgını. Evden çalışmadaki artışla birlikte, birçok insan yaşam düzenlemelerini değiştiriyor veya yeniden düşünüyor. Modüler yapı yeni konut talebini hızlı bir şekilde karşılamanın bir yolunu sağlayabilir. Prefabrik konut konusunda uzmanlaşmış bir Yeni Zelanda firması olan Makers of Architecture'ın kurucu ortağı ve yöneticisi Beth Cameron, pandeminin başlangıcında çalışma başlangıçta yavaşlarken, insanlar görmeye başladıkça şirketinin "devasa bir iş dalgası" yaşadığını söylüyor. "Ev ortamlarını yeni bir mercekten görüyoruz.” diyor.
Bu yönelim bir şehir plancısının gösünde ilk etapta 2 farklı açıdan ele alınabiliyor. Eğer yeni yapılacak modüler ev (infill) mevcut bir şehir arazisindeyse çevre yönünden çok olumlu olabilir. Örnek vermek gerekirse şehrin merkezinde olan ve dönüşmesi gereken bir arazi var ise bu arazinin modüler modüler evler için yeniden planlanması bir çok kazanımı beraberinde getirir. Bu sayede kentte yenileme için fırsat doğar, altyapı ve ulaşım yakınlığı bakımından avantajları olduğundan emisyonlar sıfırlanabilir. Ancak şehir saçağında urban sprawl dediğimiz şekilde yağ lekesi gibi şehrin büyümesine neden olur ise doğal arazilere penetrasyon sağlar ve zarar verir.
Para, teknoloji ve piyasa koşullarının uyumlu olmasıyla, modüler mimari firmalar için, özellikle de bir fabrikada kopyalanabilen günlük projeler sunan firmalar için varoluşsal bir tehdit gibi görünebilir. Öte yandan, modüler yapı tarzını başarılı kılmak için yarışan pek çok şirket göz önüne alındığında, hangisinin başarılı olacağı henüz açık değil. Hypar’s Goss, şu anda para toplamak kolay olsa da, çalışmaya devam etmek için sürekli ve sürekli bir proje akışına ihtiyaç duyan bir fabrikayı işletmenin çok daha zor olduğunu söylüyor. "Tesla, belki de son zamanlarda bunu gerçekleştiren şirketin tek örneği," diyor. "Ve milyarlarca dolar yatırımı vardı.”
Örnek: Generate Proje Firması
Plancıların ve mimarların önünde pek çok fırsat var. 2009 yılında KieranTimberlake, bir dizi net sıfır LivingHomes geliştirmek için PlantPrefab ile bir araya geldi. Firmanın ön imalat çabaları arasında, modüler yapı üzerine ufuk açıcı bir kitap olan Refabricating Architecture (McGraw Hill, 2003) yayınladı, Pasif Ev veya LEED sertifikasyonu alabilen modüler bir tasarım sistemi olan OpenHome'u oluşturmak için Lake | Flato ve Bensonwood ile ortaklık kurdu.
Proje ekibi iklim değişikliğinin ikiz krizlerine odaklandığı bir pozisyon aldı. Çin'de büyük, tek seferlik sırasında yeni hastane projeleri oluşturmak için kullanılan tekniklerin çoğunun dünyada da daha kolay çoğaltılabilir ve sürdürülebilir binalar geliştirmek için uygulanabileceğini proje ekibi farketti. Modüler inşaatta uzmanlaşmış bir mimarlık stüdyosu olan Generate Firması bu şekilde kuruldu.
Generate, Model-C konut projesini tasarlamak ve sunmak için yakın zamanda Placetailor (Boston merkezli bir tasarım, geliştirme ve inşaat kooperatifi) ile ortaklık kurdu. Boston'daki 5 katlı, 20.000 metrekarelik bina modüler bina gibi görünmüyor. Düzensiz formda bir parselde yer alıyor. Bu yüzden özellikle fabrika kökenli modüler tasarım ve uygulama ilk başta imkansız gibi görünüyor.
Duvarlar, fabrika yapımı bir ızgara sistemi yerine arazinin sınırını izleyerek tuhaf açılarla yer alıyor. İçeride ise, daireler tek tip değil; daha ziyade, her biri eğimli dış cepheye uyacak şekilde boyutlandırılmış benzersiz bir yatak odası ve oturma odası düzeni kombinasyonu içeriyor.
Binada esnek modüller, çapraz lamine edilmiş ahşaptan yapılmış. Proje ekibi, işveren ile birlikte geliştirdikleri yazılımı kullanarak, modüllerini hızlı bir şekilde bir proje alanına yerleştirebiliyor. Projeye ait çizim setleri İmalat ve Montaj Tasarımı (DfMA) ilkelerini izleyen bir fabrikaya gönderilebiliyor.
Bu arada DfMA’yı da kısaca anlatmak isteriz. DFMA, ürünü daha geliştirme aşamasındayken dizayn ve üretimi birbirine entegre edip inceleyen bir tekniktir. Ürünün üretilebilirliğinin ve montaj edilebilirliğinin kolaylığını incelemek ve ölçmek için bir dizi nümerik değerlendirme metodu kullanılır. DFM, montaj sonrası ürünü oluşturacak parçaların (komponentlerin) kolay üretilebilirliğini tasarlama metodudur. DFMA aynı zamanda ürünün komponentlerinin niteliklerinin ve fonksiyonel özelliklerini geliştirerek üründeki parça sayının minimize edilmesini hedefler. Daha da önemlisi, DFMA basit nümerik değerlendirme metotları ile üretim ve montajdaki Yalın Üretimin 7 önemli israfının minimize edilmesini destekleyen en önemli tasarım geliştirme araçlarından biridir. StCC tarafından hazırlanan bu program, şirketlerin ürün tasarım süreçlerinde çalışan tasarımcı ve mühendislerin becerilerini geliştirmeyi amaçlarken aynı zamanda ürün geliştirme sürecine metot, proses ve üretim mühendislerini katmayı ve onlarında becerilerini geliştirmeyi hedeflemektedir. Bu sayede daha iyi tasarımın yanında daha ucuz ve daha kolay üretilebilir ürünlerin geliştirilmesi de sağlanacaktır. Görüldüğü gibi DfMA ve modüler bina konusu iç içe geçmiş bir durumda.
Generate firması, “Model-C dairelerinin ABD'deki en sürdürülebilir binalardan biri olacağına inanıyoruz" diyor. LEED Carbon Zero veya Pasif Ev standardına göre tasarlanan binanın gelecek yılın sonunda tamamlandığında net sıfır karbon seviyesinde çalışması bekleniyor. Generate’nin erken ve geç tasarım aşamalarında on projesi bulunuyor.
Örnek: Makers Mimarlık
Diğer bir örnekte, 2013’te yeni mezun olan, Wellington, Yeni Zelanda'daki üniversitede bir araya gelen üç arkadaşın girişimi Makers Mimarlık. Bu firma ise modüler bina yapım tekniğini mekandan bağımsız kılıyor.
CNC kesim kontrplak, çapraz lamine ahşap ve ahşap çerçeveden evler tasarlamak ve prefabrik üretim için bir hesaplama sistemi geliştirdiler. İlk evlerini üretmek için bir arkadaşlarının CNC tezgahlarını bir süre ödünç aldılar. Sonra kendi yazılımları ile CNC makinelerini yaptılar.
Firmanın yaklaşımı iki ayrı bölüme ayrılmış: Tasarımcılar çalışırken, İmalatçılar fabrikada CNC makinelerinde çalışıyorlar. İki birim birlikte online çalışıyor. Bunun anlamı ise çok farklı. Tasarım ekibi ve fabrika dünyanın uzak köşelerinde güvenilir bir şekilde yüksek kaliteli, sürdürülebilir, prefabrik projeler gerçekleştirebiliyorlar. Yani siz tasarımı Türkiye’de İstanbul’da yaptığınızda Ankara’daki bir üretim fabrikası eş zamanlı olarak üretime başlayabiliyor. Bu modüler mimari yazılımı sayesinde oluyor. Silikon Vadisi'nin büyük bütçeli girişim kapitalistlerinden çok uzakta, modüler inşaat çalışmalarını kendi şartlarına göre firmalar yapabiliyorlar.
Modüler inşaat ve tasarım girişimleri fütürist bir his veriyor, bir grup genç mimar, projelerin nasıl inşa edildiğini yeniden hayal etmek için teknolojiden yararlanıyor. Birçok yönden modüler yapılaşma, mimarların "usta inşaatçılar" olduğu ve tasarım ile inşaatın daha sıkı bir şekilde entegre edildiği bir zamana geri dönüyor. Burada mimar tek başına çalışamıyor. Sadece tasarımcı değil tüm mühendisliği elde eden bir proje ekibi ortak zamanlı çalışmak zorunda kalıyor. Yeşil bina uzmanları da sürecin önemli bir parçası.