Camdan Kuleler: Gökdelenler, Modern Şehirlerin Geleceği mi?

Atınızın "bir gökdelen kadar uzun" olduğunu söylediğimizi hayal edebiliyor musunuz? 1780’lerde, büyük atlar için tam olarak böyle söylüyorlardı.

Gökdelenler, mühendislik ve mimari harikasıdır, bu kesin. Son derece yüksek binalardır. Üretim, mühendislik ve hatta asansör teknolojisindeki gelişmeler, bu yüksek gökdelenleri mümkün kıldı.

Bugün, 40 kattan daha yüksek binalar gökdelen olarak kabul ediliyor. Veya 150 metreden yüksek binalar... Eğer Malezya’daki Petronas İkiz Kuleleri (452 m) veya Amerika Birleşik Devletleri’nde bulunan Özgürlük Kulesi (541 m) gibi 300 metre veya daha yüksekse “supertall” ("süper uzun") gökdelen deniyor. Hatta birkaçı, 600 metre veya daha yüksek oldukları için “megatall” ("devasa uzun") olma koşullarını bile karşılıyor! 828 metre uzunluğunda, 163 katlı, Dubai, Birleşik Arap Emirlikleri’ndeki Burj Khalifa, en yüksek gökdelen olduğu için doğal olarak “megatall” kategorisinde bir numaraya oturuyor! Neredeyse bir kilometre uzunluğunda!

Ancak Suudi Arabistan’ın Cidde kentinde inşaatı devam eden Kraliyet Kulesi (Kingdom Tower) tamamlandığında, Burj Khalifa’yı 72 metre geçerek ilk sıraya yerleşecek.

Raven

Pencereler

Ama bir şeyi fark ettiniz mi? Gökdelenlerin dış duvarları, standart evlerden çok farklı. Çoğu gökdelenin dış duvarları tonlarca pencereyle kaplı! Bu devasa yapının, cam gibi kırılgan bir materyalle kaplı olması çılgınca değil mi? Bu pencere tasarımı standart evler için pek de pratik değil çünkü evinizin duvarları, neredeyse her yapıda evin kalanını taşıma görevini üstleniyor. Eğer bir duvar, yapısal olarak kritik bir öneme sahipse, ona taşıyıcı duvar denir.

Cam, tabii ki tuğla veya beton gibi taşıyıcı bir inşaat materyali değil. Öyleyse, nasıl oluyor da bu kadar pencere bir gökdelende kullanılabiliyorken, basit bir evde kullanılamıyor?

Wikipedia

Çünkü gökdelenlerin dış duvarları, taşıyıcı duvar olacak şekilde tasarlanmamıştır. Bunun yerine “perde duvar” denilen yapıya sahiptirler. Perde duvarlar, gökdelenlerin güzel ve göz alıcı olmalarını sağlar. Ayrıca daha ekonomik olmalarını… Cam daha ucuzdur ve nispeten hafif olduğu için inşaat sırasında taşınması, diğer materyallere göre daha kolaydır. Üstelik büyük binalar tasarlanırken, aydınlatma masraflarını düşürmek ve bina sakinlerinin karanlık bir mağarada gibi hissetmemeleri için mümkün olduğunca ışık alacak şekilde olması istenir.

Işık

Işık demişken… Gökdelenlerde sıkça göreceğiniz bir başka özellik de, Nikola Tesla’nın da konakladığı ünlü Wyndham New Yorker Oteli’nde olduğu gibi; “çekme mesafesi”, yani yüksek binalarda üst katların alt katlara göre daha geriden inşa edilmesidir. Zoser Piramidi gibi yapılarda kütle merkezini alçaltarak yapısal bütünlüğün korunmasına yardım eden bu tasarım, antik dönemlerden beri kullanılmaktadır. Aslında Gize Piramitleri’nin nasıl inşa edildiğine dair teoriler de bu tasarım özelliğine, inşaatçının çekme mesafesini kullandığı ve üzerine eklemeye devam ettiğine dayandırılmıştır.

Wikipedia

Bugün, ışık için olduğu kadar, estetik için de kullanılmaktadır. Güneşin, gün doğumu veya gün batımında ne kadar uzun bir gölge yapabileceğini düşünebiliyor musunuz? Bir de çok daha büyük bir gölge yapacak, devasa bir gökdelenin arkasında yaşadığınızı düşünün! İşte bu çok büyük bir problem olacaktır.

1915’te inşa edilen Equitable Binası bu duruma iyi bir örnektir. Bina, 28.000 m² çevresini gölgeyle kapladı, diğer binaların 21. katına kadar kalıcı gölge oluşturdu ve büyük binaların 27. katına kadar karanlıkta bıraktı. Bunu önlemek için yasal düzenlemeler yapmak zorunda kaldılar. Mimarlar da, bina tasarlarken bu kurallara uymak zorundadır.

Curbed Atlanta

Gökdelenler Ne Kadar Yükseğe Çıkabilir?

Gökdelenlerin önemli karakteristiklerinden birini, inşaat tamamlandığı zaman görmeniz mümkün değildir. Gökdelenlerden önce, yüksek bir bina yapmak isteseydiniz, taşıyıcı duvarları son derece kalın yapmanız gerekirdi. Örneğin, Monadnock Binası’nın (1881) duvarları, 16 katı taşıyabilmesi için 182,88 cm kalınlığında yapılmıştır. Alt kısımdaki duvarlar neden daha kalın? Çünkü tuğlalar ağır… Eklenen her katta, alt katlara daha çok ağırlık yüklenir. Dolayısıyla tüm katların ağırlığını taşıyabilmesi için taban genişliği arttırılır, bu da çok fazla inşaat malzemesi ve değerli alanın kullanılması demektir.

Wikipedia

Mimarlar, daha yüksek binaları taşıyabilecek yapısal destekleri tasarlamaya başladığında, gökdelenler doğmuş oldu ve diğer yüksek binaları gölgede bıraktılar. Tarih boyunca, yatay ve dikey olarak yapıyı destekleyecek büyük bir kara kesitli çelik taşıyıcı ve birçok küçük boyutta çelik taşıyıcılar kullanarak inşa edildiler. Ancak Empire State Binası’nın merkezinde fazlaca yer kaplayan 4 kolonun materyal masrafını da arttırması örneğinde olduğu gibi; yapı yükseldikçe oluşan ağırlığı taşıyabilmesi için, gökdelenlerin içinde daha fazla destek olması gerekmektedir.

Wikipedia

Daha sonra 1960’ların başında, Bangladeş kökenli Amerikalı yapı mühendisi ve mimar Fazlur Rahman Khan, gökdelenlerin daha “boş” olmasını sağlayan karkas sistemini geliştirdi. Fazlur Rahman Khan, karkas sistemini şöyle tanımlamıştır:

Üç, dört veya daha fazla çerçeveden, güçlendirilmiş çerçeveden veya perde duvardan oluşan üç boyutlu bir uzay kafesin, köşelerden birleşip, temelden çıkma yaparak herhangi bir yönden gelen yanal kuvvetlere dayanıklı, dikey tüp benzeri bir yapı oluşturmasıdır.

Dolayısıyla artık gökdelenlerin, her katta yer kaplayan devasa kolonlara ihtiyacı yok. Ayrıca rüzgâr, deprem ve darbe gibi yanal kuvvetler merkeze yönlendirildiği için daha sağlam yapılara dönüştüler. Birkaç karkas sistemi tipi mevcut ama gözlemlemesi en kolay olanı, makalenin başında gösterilen ve hâlihazırda en yüksek bina olan Burj Khalifa’da da kullanılan demet tüp sistemidir.

Wikipedia

Büyük Resmi Görmek...

Bu devasa binaları doğal karşılarken, piramitler gibi antik çağlardan kalan yapılara huşu içinde ve kuşkuyla bakmaya meyilliyiz. Ancak bu antik yapılarla ilgili komplo teorilerini bir kenara bırakacak olursak, çok daha gelişmiş altyapı ve tasarıma sahip olan modern gökdelenlerin, aslında bilim ve teknolojinin sayısız getirilerinden biri olduğu gerçeğiyle yüzleşeceğiz. Eğer ki Japonya’da bulunan, depremlere dayanıklı gökdelenleri veya keşfedilen en yüksek piramitten 6 kat daha yüksek olan Burj Khalifa gibi “megatall” yapıları göz önünde bulundurursak, modern mühendisliği takdir edebiliriz.

Küçük bir arsa üzerinde bu kadar büyük alanlar yaratan bu yapılar hakkında öğrenilecek çok şey var. Alanı doğru değerlendirmenin önemi giderek artmaktadır. Çünkü 2030’a kadar kentsel alanlarda yaşayanların dünya nüfusuna oranının %60’a ulaşacağı tahmin ediliyor. Gökdelenlerin inşasının ve bakımının çok fazla enerji gerektirdiği konusunda tartışmalar mevcut ancak enerji verimliliğiyle ilgili gelişen teknoloji ve bu yapıların uzun ömürlü olmaları nedeniyle bu etkileri azalabilir.

1913’te tamamlanan Woolworth Binası gibi bazı daha eski gökdelenler bir asırdır ayakta. Bazı mimarlar ise yenilikçi yaklaşımlar öneriyor. Örneğin bu yılın başında Japonlar tarafından duyurulan ahşap gökdelen projesi “W350” belki de gökdelen yapımını evrimleştirecek yeni bir yaklaşım olacak.