Kütle Ahşap, Ahşap Gökdelenlerin İnşasını Sağlıyor

Karbon Yoğun Çelik ve Betonu Değiştirmek

Modern binalar, beton ve çelik kirişler göz önünde bulundurularak inşa edilir. Bunun nedeni bu malzemelerin hem ucuz hem de tasarımı kolay olmasıdır. Ancak ciddi dezavantajları da vardır.

Beton, özellikle demirlenmiş beton, tamamen yıkılıp yeniden inşa edilmeden önce sadece birkaç on yıl dayanır. bu sorunları çözen yeni teknolojiler, örneğin kenevir veya grafen betonu, olabilir, ancak henüz küresel ölçekte uygulanabilecek kadar olgun değiller.

Dayanıklılığın yanı sıra, çelik ve çimento üretiminden kaynaklanan karbon emisyonları da ciddi bir endişe kaynağıdır. Çelik ve çimento birlikte dünyanın sera gazı emisyonlarının %158’inden sorumludur. Burada da yeşil hidrojen veya karbon içermeyen çimento teknolojisi bir seçenek olabilir, ancak olgunlaşması zaman alacaktır.

Neyse ki, bugün kullanılabilecek, karbon negatif (karbon yakalayan) yeni bir inşa yöntemi var; belki de insanlık tarafından bilinen en eski yapı malzemesi olan ahşap kullanılarak.

Ahşabın Sınırlamaları

Ahşap, binlerce yıldır dünyanın çoğu bölgesinde inşaatın temelini oluşturmuştur. Yenilenebilir bir kaynak olması ve yapısında karbon tutması nedeniyle, bugün büyük ölçekte kullanılmaya devam edilmesi mantıklı olur.

Günümüzde ahşap çoğunlukla evler ve daha küçük binalar için kullanılır. Bunun nedeni, birkaç sorunun ahşabı büyük binalar için taş ve tuğla, ardından beton ve çelik gibi diğer malzemeler karşısında tercih dışı bırakmasıdır:

• Yanıcılık, eski ahşap binaların yangına karşı son derece savunmasız olması.
  • Tüm şehirler ahşaptan yapıldığında, felaket boyutunda büyük yangınlar her zaman bir tehlike oluştururdu; örneğin 1666’da Londra’nın tamamının 4 gün süren Great Fire of London’da yanması gibi.
• Ahşap, binaların ne kadar yüksek yapılabileceğini sınırlıyor ve bu da modern şehirlerin diğer malzemeleri tercih etmesine yol açıyor.
• Çoğu eski inşaat tekniği nemi kötü yönetir, bu da ahşap yapıların küflenmesine ve çürümesine neden olur.

Dolayısıyla, ahşabın ana yapı malzemesi olarak geri dönüşü bu sorunların tümünü ele almalıdır. Neyse ki, “kütle ahşap” adlı yeni bir teknoloji tam da bunu yapıyor.

Kütle Ahşap

Temel kavramı itibarıyla, kütle ahşap yaygın kontrplakla çok benzer, ancak çok daha büyük bir ölçekte kullanılır. Bu, ahşap parçaları birbirine yapıştırıp bastırmak için çeşitli tekniklerle yapılabilir. Çapraz-lamine ahşap (CLT), güçlü yapısal bütünlüğü nedeniyle bugün kütle ahşapta genellikle kullanılan ana tekniktir.

Kaynak: Naturally Wood

Bu yöntemin temel avantajı, yüzyıllar boyunca ağaçların gerekli büyüklüğe ulaşmasını beklemeye gerek kalmadan çok büyük kirişler üretebilmesidir. Bu, hem ekonomik açıdan daha uygulanabilir olmasını sağlar hem de eski ormanların kesilmesini önler.

“Yaklaşık 30 yıl önce, Almanya ve Avusturya’daki inşaatçılar, bu kolayca temin edilebilen kerestenin büyük ahşap elemanlar haline getirilmesi tekniklerini denemeye başladılar. Daha büyük eski orman ağaçlarını kesmeye gerek kalmadan, daha küçük ahşap parçaları çivi, dübel ve yapıştırıcıyla birleştirerek büyük, güçlü ve sağlam kütleler oluşturdular.”
Knowlable Magazine

Olağanüstü Performans

Kütle ahşap teknikleri kullanılarak 50 metre (164 fit) uzunluğunda kirişler üretilebilir. Şu anda betonla yapılan zemin ve duvarlar için ise 50 santimetre kalınlığında CLT paneller kullanılabilir.

Kaynak: Stora Enso

Bu ahşap kompozitler ağırlıkça çelikten daha güçlüdür. Tek sınırlama, çelikten daha az yoğun olmalarıdır, bu yüzden daha fazla hacim gerektirir.

Bu, en yüksek kütle ahşap bina için, yapıyı destekleyen yapısal kirişlerin boyutunu azaltmak amacıyla çelik ve kütle ahşabın bir karışımının kullanıldığı anlamına gelir.

Yüksek Ahşap Bina

Günümüzde, en büyük kütle ahşap bina, 2022’de tamamlanan Milwaukee’deki 25 katlı Ascent gökdelenidir.

Kaynak: Thornton Tomasetti

Toplamda, şu anda dünya çapında sekiz kat ve üzeri 84 kütle ahşap bina inşa edilmiş ya da inşaat aşamasındadır, ayrıca 55 yeni öneri bulunmaktadır.

Şimdilik bu, ağırlıklı olarak Avrupa’da bir fenomen olup, kütle ahşap binaların %70’i bu bölgede yapılmaktadır. Kuzey Amerika’da ise çelik ve kütle ahşap hibrit binalar daha yaygındır.

Bu yönteme büyük bir ivme kazandırması muhtemel olan şey, Uluslararası Kod Konseyi (ICC) tarafından 2021’de kütle ahşap inşaatının 18 kata kadar onaylanmasıdır. ICC, dünya genelindeki inşaat yetki alanları tarafından kullanılan şablon olan Uluslararası Bina Kodu’nu yayımlamaktan sorumludur.

Bu, tek tek zahmetli özel izinler gerektiren özel bir tasarım olmaktan çıkıp, standart bir inşaat yöntemi haline gelmesini sağlamalıdır.

Kütle ahşap, endüstriyel binalarda da kullanılabilir; örneğin Microsoft (MSFT ) için CLT kullanılarak inşa edilen veri merkezleri gibi.

Yangın Güvenliği

ICC’nin yüksek kütle ahşap binalar için onay vermesindeki büyük faktör, bu yapıların yangına dayanıklı olduğunu gösteren kanıtlardı. Bu, yüksek yapılar için özellikle önemlidir; çünkü bir yangının yayılması yavaş olmalı, içerdeki kişilerin tahliye olması ve itfaiyecilerin yangını söndürmesi için zaman tanımalıdır.

Örneğin, geleneksel gökdelenlerdeki malzemelerin bir yangın sırasında üç saat ya da daha uzun süre bütünlüğünü koruması gerekir. Bu nedenle, çok yakın zamana kadar çoğu yerel güvenlik kodu, yüksek binalarda ahşap kullanımını yasaklamıştı.

Peki kütle ahşap bunu nasıl başarabilir? Çoğunlukla ahşaptan yapılmış olması, ancak başka açılardan normal bir ahşap kiriş olmaması sayesinde.

Bu, kütle ahşabı test etmek için gazlı odalarda gösterildi ya da kütle ahşap bir binanın maketine ateş yakılarak sonuçlar kaydedildi. Bu gösterimler yapıldıktan sonra ICC, malzemenin yeterince güvenli olduğunu kabul etti.

Bu, kütle ahşap parçalarının çok kalın ve aynı zamanda son derece yoğun olmasından kaynaklanır. Bu durum, yanıcılığını büyük ölçüde azaltan iki etki yaratır:

• Dış katman, iç kısmı ısının büyük bir kısmından izole eden kalın bir kömür tabakası hızla oluşturur.
• Malzemenin yoğunluğu ve kalınlığı, ahşabın çoğunun yanması için yeterli oksijeni almasını engeller.

Kütle Ahşabın Fırsatları

Kütle ahşabın temel vaadi, beton ve çelik binaların gerektirdiği sürdürülemez enerji ve kum tüketimini yenilenebilir bir kaynakla değiştirmektir. Ancak başka birkaç avantajı da vardır.

Daha Hafif Binalar

Kütle ahşap, eşdeğer kütlede çelikten daha güçlü ve betondan çok daha hafif olduğundan, çok ağır olabilecek aynı bina stili kütle ahşapla yapıldığında çok daha hafif olur.

Örneğin, Stora Enso şirketi, E4 otoyolunun üzerindeki 12 katlı bir binayı kütle ahşapla inşa etmesine olanak sağladı; bu, daha ağır bir tasarımla mümkün olmazdı.

Kaynak: Stora Enso

Termal İzolasyon

Ahşap genel olarak iyi bir termal yalıtkandır. Bu nedenle binanın enerji verimliliğini artırmaya yardımcı olabilir, ancak ek yalıtım katmanlarına olan ihtiyacı ortadan kaldırmaz.

Karbon Yakalama

Kütle ahşabın inşaat sektörünün karbon emisyonlarını azaltmadaki potansiyeline iyi bir örnek, Britanya Kolumbiyası’ndaki 18 katlı Brock Commons binasıdır.

Beton ve çelikten yapılmış benzer bir bina ile karşılaştırıldığında 2.432 metrik ton CO2 emisyonu tasarruf etti. Bu tasarruf edilen emisyonların yaklaşık dörtte biri çelik ve çimento üretiminden kaynaklanan emisyonlar, geri kalanı ise ahşabın içinde hapsedilen CO2’dir.

Uygun şekilde bakım yapılır ve/veya geri dönüştürülürse, bu şehirlerimizi kalıcı bir karbon emicisine dönüştürebilir. Bu, bozulmuş demirlenmiş beton binaların yeniden inşa edilmesi sırasında her 50-70 yılda bir yeni bir karbon emisyon döngüsü gerektiren betona kıyasla büyük bir değişikliktir.

Estetik

Genel olarak, insanlar canlı malzemenin hissini, beton ve metalin soğuk ve daha endüstriyel hissine tercih eder.

Brütalist modern mimariye karşı artan bir tepki olduğu için, daha fazla ahşap bina şehir merkezlerini daha canlı ve dostane kılabilir, bu da ilgili emlak fiyatlarında bir prim yaratabilir.

“İnsanlar çelik ve betondan bıktı ve sıkıldı. Sıcak, rahatlatıcı görünümü ve doğal varyasyonlarıyla ahşap görsel olarak daha çekici olabilir. İnsanlar gerçekten ahşaba bakmaktan keyif alıyor.”

Ted Kesik – Toronto Üniversitesi Kütle Ahşap Enstitüsü’nde Bina Bilimcisi

Kütle Ahşabın Zorlukları

Kütle ahşap, alışık olduğumuz çok katlı binalardan çok farklı olduğu için, biraz yeniden düşünmeyi gerektirir.

İnşaat Yöntemleri

Kütle ahşap öncelikle özel fabrikalarda üretildiği için, ilgili bina için kütle ahşap elemanını önceden tasarlama fırsatı sunar.

Bu, bütünleşik tasarım adı verilen daha büyük yeni inşaat modelinin bir parçasıdır. Bu modelde, mimarlar kurulumcular ve fabrikalarla birlikte çalışarak elemanların tam boyut ve şekillerinin önceden belirlenmesini sağlar.

İkea mobilyalarına benzer şekilde, bağlantı noktaları ve delikler bile ileri seviye bilgisayar kontrollü makinelerle önceden delinir veya kesilir ve binadaki gelecekteki yerlerine uyum sağlar.

Bu, çok daha ayrıntılı bir prosedür olup, nihai tasarımın mimarlarına daha fazla kontrol sağlar. Ayrıca inşaatı geleneksel iş akışı ve yöntemlere göre %40 daha hızlı hale getirebilir.

“Kütle ahşap binalar, tüm ayrı parçalar nihai bir konuma montaj için gönderilen otomobillere benzer şekilde üretilme eğilimindedir. Kütle ahşap bina sahada ortaya çıktığında, aslında aşırı büyük bir Ikea mobilyası gibidir.”
Ted Kesik – Toronto Üniversitesi Kütle Ahşap Enstitüsü’nde Bina Bilimcisi

Nem ve Böcekler

Yangından daha fazla, herhangi bir ahşap binada ciddi bir endişe, mantar veya böcekler tarafından malzemenin zarar görmesidir.

Bu nedenle, kütle ahşap binaların tasarımında nem yönetimi çok önemlidir:

• Malzeme, taşıma veya kurulum sırasında ıslanmalıdır.
• Nem birikmeyen kapsamlı bir ısı ve havalandırma sistemi binaya kurulmalıdır.
• Su hasarı riskleri (sızdıran çatı, sel) kütle ahşap bina kararı alınırken göz önünde bulundurulmalıdır.

Böcekler, ahşabın özel pestisitlerle muamele edilmesiyle de uzak tutulabilir. Ayrıca, kütle ahşabın zemine temas ettiği yerlere ağ gibi fiziksel bariyerler eklenebilir.

Sesler

Ahşap sesi çok iyi iletir, bu da yüzlerce daire veya ofisi olan büyük bir binada ciddi bir sorun haline gelebilir.

Bu, kütle ahşap kullanan mimarların ses yalıtım malzemeleri eklemek için özel bir çaba harcaması gerektiği anlamına gelir. Ayrıca duvarlar arasına boşluk ekleyerek, yükseltilmiş katlar kurarak veya akustik yalıtımı artırdığı bilinen diğer yöntemleri uygulayarak ses iletimini azaltabilirler.

Kütle Benimsenmeye Doğru İlerliyor mu?

Kütle ahşap teknolojisinin ortaya çıkması sayesinde, ahşap şehirlerimizin çoğu binasının inşasında büyük bir geri dönüş yapabilir. Daha hafif ve her açıdan daha sürdürülebilir binalar yaratabilir.

Bunun bir merak unsuru olmaktan yeni inşaatların önemli bir yüzdesine dönüşmesi için birkaç adım atılması gerekecek:

• Yeni uluslararası normları dikkate alacak şekilde yerel inşaat kodlarının reformu.
• Mimar ve inşaatçılara bu yeni malzemeyi en iyi şekilde nasıl kullanacakları konusunda eğitim verilmesi.
• Yeterli kütle ahşap üretmek için ölçekli üretim tesislerinin devreye alınması.
• Ahşabın sürdürülebilir bir şekilde yetiştirildiğini garanti eden sağlam bir sertifikasyon sisteminin sürdürülmesi.

Bunların hepsi en azından birkaç yıl sürece, ancak teknoloji hazır olduğu ve daha fazla karbon vergisi devreye girebileceği için bu, çoğu kişinin beklediğinden daha hızlı gerçekleşebilir.

Kütle Ahşaba Yatırım

Şu anda, bu teknikle uğraşan ve halka açık bir kütle ahşap üreticisi veya inşaat firması bulunmamaktadır.

Bu nedenle, ahşabın sadece bireysel evlerden daha fazlasını inşa etme geri dönüşünden yararlanmanın en iyi yolu, doğrudan malzemenin üretimine yatırım yapmaktır.

Birçok aracı kurum üzerinden ahşap ve kereste ile ilgili şirketlere yatırım yapabilirsiniz ve burada, securities.io sitesinde, ABD, Kanada, Avustralya, Birleşik Krallık ve diğer birçok ülkedeki en iyi aracı kurumlar için önerilerimizi bulabilirsiniz.

Bireysel hisse senetlerine yatırım yapmak istemiyorsanız, iShares Global Timber & Forestry ETF (WOOD) veya Invesco MSCI Global Timber ETF (CUT) gibi, ahşap ve kereste sektörüne çeşitlendirilmiş bir maruziyet sağlayacak fonlara da bakabilirsiniz.

Ahşap Şirketi

Ahşap üretimi, orman yangınları, kuraklık, böcek istilası gibi çevresel etkilere karşı son derece hassas olabileceği için, yatırımcıların mümkün olduğunca çeşitlendirilmiş bir maruziyete sahip olmaları en iyisidir.

Bu, timberland REIT’lerinin (Gayrimenkul Yatırım Ortaklıkları) halka açık bir enstrümanda büyük miktarda orman mülkiyetini bir araya getirerek sunduğu şeydir.

Weyerhaeuser Company (WY ), ABD’de listelenen en büyük Timberland REIT olup, ABD’de 10,5 milyon dönüm ve Kanada’da 14 milyon dönüm lisanslı araziye sahiptir. Ayrıca Kuzey Amerika genelinde 35 üretim tesisi bulunmaktadır.

Kaynak: Weyerhaeuser

Weyerhaeuser, kendi teknolojisi ve ağaç çeşitleriyle yeniden dikimi yöneterek sürdürülebilir ormancılık uygulamalarında lider olarak tanınmaktadır. Ayrıca, ağaç kesimi sırasında nehir kenarındaki ağaçları korumakta ve arazisinin %100’ünde sürdürülebilir ormancılık girişimi standardını uygulamakta, her yıl sadece %2 oranında orman kesmektedir.

Kaynak: Weyerhaeuser

Şirketin ölçeği, maliyeti azaltmak ve operasyonları optimize etmek için verimli prosedürler uygulamasına olanak tanır; bu da onu çok düşük maliyetli bir üretici yapar.

Kaynak: Weyerhaeuser

ABD ve Kanada pazarlarının yanı sıra, şirket odun kütüklerini çoğunlukla Japonya (%66) ve Çin (%25) gibi ülkelere de ihraç etmektedir.

Çeşitlendirilmiş coğrafyası ve ihracat kapasitesi sayesinde, şirket daha küçük rakiplerine göre tek bir yerel emlak piyasası dinamiğine karşı çok daha az hassastır.

Genel olarak, karbon emisyonlarını azaltmaya çalıştığımız sürece, ahşap ve kereste talebinin önümüzdeki dönemde artması muhtemeldir.

Weyerhaeuser gibi şirketler, artan kereste talebinden faydalanmak ve kütle ahşap üretmek isteyen yeni üreticiler için güvenilir bir tedarikçi olmak açısından mükemmel bir konumda olacaktır.