Pasif İklimlendiremediklerimizden misiniz?

BM Dünya Meteoroloji Örgütü’ne göre insanlığın şahit olduğu, gelmiş geçmiş en sıcak haftayı geride bıraktık. 4, 5 ve 6 Temmuz’da arka arkaya kırılan küresel ortalama sıcaklık rekorları, 1850’lerde ölçümlerin başlamasından bu yana en yüksek değerlerde seyrediyor (6 Temmuz 2023, ortalama 17.23 ^OC). Ayrıca, Leipzig Üniversitesi’nden araştırmacılar, sıcaklıkların en son 120 bin yıl kadar önce gezegenin atlattığı ılıman (interglacial) dönemde bu kadar yükseldiğini iddia ediyor. Okyanus sıcaklıkları da yine 2023’te, nisan ayı itibarıyla rekor seviyelere ulaşmıştı.

Küresel ısınma, iklim krizi, sera gazları, El Nino derken, uzmanlar artık bu sıcaklara alışmamız gerektiği, bundan sonraki yıllarda ortalamaların artarak devam edeceği ve 2050 yılına geldiğimizde normal kabul edileceği konusunda neredeyse hemfikir. Yükselen sıcaklıkların insan sağlığı ve yaşam alanları yanı sıra, ekosistemler ve biyoçeşitlilik üzerinde de doğrudan ve dolaylı etkileri var. Uluslararası Enerji Ajansı’nın Mayıs 2018 tarihli raporunda soğutma amaçlı enerji kullanımının, toplam enerji tüketiminin %20’sini oluşturduğu söyleniyor. Bu enerjinin büyük ölçüde fosil yakıtlarla sağlandığı düşünülürse, sıcaklıklar arttıkça daha fazla sera gazı salımına yol açacak enerji tüketiminin de artacağı ve sorunun ‘‘pozitif geribesleme’’ yoluyla daha da büyüyeceği öngörülebilir.

Oysa ki, fosil yakıtlar hayatımıza bu kadar girmeden önce, içinde bulunduğumuz çevre koşullarını en iyi ve en verimli biçimde kullanmak için birçok yöntem geliştirmiştik. Su, rüzgâr, güneş, gölge gibi doğal etkenleri avantajımıza çevirerek, yalnızca ‘‘pasif’’ yöntemlerle, hiç enerji tüketmeden ısınma ve soğutma gibi ihtiyaçlarımızı karşılayabiliyorduk. Sanayii Devrimi’nin getirdiği teknolojik ilerleme ile birlikte ucuz fosil yakıtlara bağımlı hayat tarzlarına alıştıktan sonra ise, bu yöntemlerin çoğunu büyük ölçüde geride bıraktık ve yaşamlarımızı bitmeyen bir mücadeleye dönüştürdük. Hatta düşük teknolojili pasif yaklaşımları ‘‘geri kalmışlık’’ ile eş tutmaya başladığımız dahi söylenebilir. Fakat son yıllarda iklim krizinin etkilerini çok daha ciddi ölçüde görmeye ve fosil yakıtları eskisi gibi hunharca tüketmemenin önemini de yaşamaya başladık. Çok eskilerden beri var olan akılcı, sağduyulu, pasif yaklaşımların yeniden ele alındığını, gerektiği durumda ve ölçüde uygun teknolojilerle birleştirerek enerji verimliliği yüksek yaşam alanları ve yapılar oluşturabileceğimizi gösteren örneklerin çoğalmaya başladığını da görüyoruz. Bu yazıda, binalarda ısınma ve soğutma ihtiyacını asgari düzeye indiren veya tamamen ortadan kaldıran pasif iklimlendirme örneklerinden bazılarını tanıtacağız.

‘‘Pasif tasarımlar’’ enerji tüketimini asgari düzeye indiren, yerel iklim koşullarını avantaja çevirerek binaların konfor düzeyini artıran bir yaklaşımlar bütünü olarak tanımlanabilir. Amaç, çeşitli teknolojiler ve/veya tasarım öğeleri sayesinde yerel iklim koşullarını en iyi şekilde kullanarak enerji tüketimine ihtiyacı ortadan kaldırmaktır. Bu da şu anlama gelir: Her coğrafyada ve her iklimde kullanılabilecek sihirli bir tasarım yoktur; sıcak, kurak, nemli, soğuk her iklim için tasarım yöntemleri farklıdır. Fakat, her iklime uygun yöntemler vardır ve bunların tümünün temelinde geçerli bazı ilkeler yatar. Örneğin,

• Yerleşim: Pasif solar tasarımlardan faydalanmanın ön koşulu, doğru yerleşimdir. Kuzey yarımküredeki ılıman iklimlerde pasif tasarımlardan maksimum düzeyde yararlanmak için, yapının uzun ekseni doğu-batı ekseninde yerleştirilmeli, pencerelerin büyük çoğunluğu güney cephesinde olmalı, özellikle batı ve kuzey cephelerde mümkün olduğunca açıklık bırakılmamalıdır.
• Pasif Havalandırma: Hakim rüzgâr yönüne göre yerleştirilen pencereler sayesinde yapının içinde çapraz hava akımı sağlamak veya “termal bacalar” yoluyla yapı içinde biriken sıcak havayı çatı seviyesinden dışarı atmak. Yöntem ne olursa olsun, temel amaç “ısı kaybını artırmak” ve böylece iç-dış sıcaklıkları dengelemektir.

• Gölge: Yapının bulunduğu coğrafi koordinatlara göre ayarlanan çatı saçağı uzunlukları, yakıcı yaz güneşini yapının içine almayacak, kış güneşini ise maksimum düzeyde alacak biçimde ayarlanır. Hatta, açılır-kapanır saçaklar ile mevsimsel farklara göre ayarlanabilen mekanik sistemler de kullanılabilir. Yapıya vuran istenmeyen güneş ışınlarını yapının dışında engellemek, içeride engellemekten, yani pencereleri içeriden örten perdelere kıyasla her zaman daha etkilidir. Yaz-kış güneş hareketlerine göre yapının dışında stratejik noktalara dikilen ağaç ve çalılar sayesinde oluşturulan peyzaj düzenlemesi de gölge etkisini artırabilir, rüzgârı istediğiniz pencerelere yönlendirebilir ve böylece yazın yapı içindeki serinliği artırır. Bu yaklaşımlar bütününe genel olarak “ısı kazanımını önlemek” adı verilir.

• Termal Kütle: Taş, toprak, tuğla, betonarme gibi yoğunluğu yüksek malzemeler ısıyı tutar ve sonra yavaş yavaş geri bırakır. Özellikle pasif ısıtma için belirli koşul ve oranlarda kullanılan bu yöntem, termal kütlenin depoladığı fazla ısıyı iç sıcaklıkları etkilemeden dışarı atmak amacıyla kullanıldığında pasif serinletme işlevi de görebilir. Örneğin, termal kütle işlevi gören zemin, altındaki topraktan yalıtılmadığı zaman biriktirdiği fazla ısıyı toprağa iletebilir ve iç alanın serin kalmasını sağlar.

• Yalıtım: Yalıtım katsayısı yüksek yapı malzemeleri, soğuk rüzgârlara açık ve/veya sürekli gölgede kalan cephelerde kullanıldığı zaman yapının içinde kazanılan ısının veya serinliğin kaybını önleyebilir.
• Çatılar: Bir yapının güneş ışınlarına en fazla maruz kalan kısmı çatısı olduğu için, yalıtım değeri yüksek malzemeler kullanmak özellikle çatılarda önem kazanır. Bunun için pahalı veya insan sağlığına, çevreye zararlı malzemelere alternatif, geleneksel yöntemlerden ilham alan teknikler de var, örneğin yeşil çatılar veya toprak çatılar.

Bu teknikler elbette çoğaltılabilir ve detaylandırılabilir. Unutulmaması gereken şeylerden biri, inşaatı tamamlanmış, cepheleri ve detayları bitmiş bir yapıda bu tip değişiklikler yapmanın imkânsız veya pahalı, neticede pek de “ekolojik” olmayan uygulamalar gerektireceğidir. Yani pasif solar tasarımlar, adı üstünde, yapının tasarım aşamasında ele alındığı sürece gerçek anlamda “yeşil” olabilir.

Ayrıca, tasarım öğelerinin yanı sıra basit elektrikli tavan vantilatörlerinin serinletici etkisini de unutmamak lazım. Bunlar, yapı içindeki hava akışını klimalara göre çok daha etkin sağlar. Avustralya’da yürütülen bir araştırmada, tavan vantilatörleri sayesinde klima kullanımının %75’e kadar azaltılabileceği belirlenmiştir.

Rajkumari Ratnavati Kız Okulu, Rajasthan, Hindistan

Hindistan’ın Thar Çölü’ndeki Jaisalmer şehrinde inşa edilen bu okul, birçok açıdan bir mucizeler tasarımı olarak düşünülüyor. Tüm tasarım sürecinde yerel iklim koşulları (50 ^OC’ye varan sıcaklıklar) göz önüne alınmış, yapı malzemesi olarak yerel kum taşı kullanıldığı için düşük karbon ayak izine sahip, aynı zamanda terasa gölge yapan PV güneş panelleri sayesinde enerji ihtiyacını karşılayabiliyor, mimari formlar sayesinde kum fırtınalarından fazla etkilenmiyor, doğal hava akımlarını en iyi biçimde değerlendirerek kapalı alanları serin tutuyor, termal kütleyi doğru kullanarak toprakla ısı alışverişi sağlıyor ve her yıl 350.000 litre yağmur suyu toplayarak yeraltında depolamasının yanı sıra, tüm bu soğutma uygulamaları için elektrik tüketen klimalar kullanılmıyor. Bu teknik başarının yanı sıra, kadınlar arasında okuma yazma düzeyinin çok düşük olduğu bir bölgede 400’den fazla kız çocuğuna eğitim veriliyor, geleneksel el işleri öğretiliyor, kütüphane, müze ve sahne sanatları için ayrı alanlara sahip bir kompleks içinde uzun vadeli ekonomik kalkınma için sürdürülebilir bir model oluşturuyor.

Rüzgâr Kapanları

Özellikle İran’da yüzlerce yıldır rüzgâr hasadı için kullanılan bu yapılar, karasal iklimde hem kışın hem de yazın evi yaşanabilir sıcaklıklarda tutmak için geliştirilmiş. Baskın rüzgâr yönüne göre konumlandırılmış bir veya daha fazla hava girişi olan bu kuleler yaşam alanı içinde hava akımı yaratıyor hem çapraz havalandırma hem de baca etkisiyle iç sıcaklıkları makul seviyelerde tutuyor (iç ve dış sıcaklıklar arasında 10 ^OC’ye kadar fark gözlemlenmiş).

Ayrıca, gıdaları daha uzun süre taze tutmak için de kullanılıyor. İşlevsel özellikleri yanı sıra estetik açıdan da kendine has bir mimari etkisi var. İran başta olmak üzere neredeyse tüm ortadoğu ülkelerinde benzerleri görülen bu kapanlar, son yıllarda mimarların yeniden ilgisini çekmeye başladı. İlk hangi coğrafyada ortaya çıktığı konusunda ise İran ve Mısır birbiriyle yarışıyor.

Modern anlamda “pasif” evlerin ilk denemeleri ise, ciddi bir petrol krizi yaşanan 1970’li yıllarda görülmeye başladı. Çok az veya neredeyse hiç enerji tüketmeden kendini ısıtabilen ve soğutabilen bu yapılar, zaman içinde teknolojik ilerlemelerle birlikte oldukça karmaşık hesaplar ve yeni yapı malzemeleriyle desteklendi ve zamanla ‘‘Passivhaus’’, ‘‘LEED’’, ‘‘PHIUS’’ ve benzeri enerji verimliliği standartları ve sertifikasyonlarına evrilerek günümüze ulaştı. Fakat, temelde pasif solar tasarım gözetilerek inşa edilen bir ev, ne kadar modern teknolojiler kullanılırsa kullanılsın, yüzlerce ve binlerce yıl öncesinden bu yana insanların gözlemlerine dayanarak kabul edilmiş lokal iklim koşullarına paralel bakış açılarını temeline oturtmalıdır. Ancak bu sayede gerçek anlamda ‘‘yeşil’’ veya ‘‘ekolojik’’ olabilir, çünkü tüm ekolojik tasarım yöntemlerinin kalbinde doğayla inatlaşmadan, mevcut koşulları avantaja çevirme ihtiyacı yatar.