Belfield Pasif Evleri-Amerika

Yapı kimliği

Belfield Pasif Evi, Amerika’da soğuk bir iklim yapısına sahip olan Pennsylvania bölgesinde bulunmaktadır. Yüksek katlı konut olarak planlanmıştır. Çevreye uyumlu kompakt bir forma sahiptir. Kâr amacı gütmeyen Raise of Hope kuruluşunca düşük gelirli ailelerin konut Resim 3.19. Hareketli panjur sistemi ve fotovoltaik paneller (URL-56)

ihtiyacını gidermek için planlanan “TownHome” projesi kapsamında geliştirilmiştir.

Buradaki amaç bölgenin uygun fiyatlı konut sektöründe enerji verimliliğini artırılması ile sürdürülebilirliği sağlamaktır. Güneşten maksimum da yararlanabilmek için evler güneye doğru en iyi şekilde şehrin gridal yapısı da izlenerek yönlendirilmiştir. Üç adet klasik teraslı sıralı şehir evinden oluşmaktadır. Bölgenin ilk Pasif Ev sertifikası almış yapısıdır (Passive House Institute, 2015b; URL-57).

Belfield Pasif Evi Projesi Plumbob LLC. Mimarlık firması tarafından Raise of Hope Vakfı için tasarlanıp Tim McDonald, Howard Steinberg, Ted Singer, Dan Magno ve JIG firması ile çalışılmıştır. Yapı 2012 yılında tamamlanıp ahşap strüktürlü sistemle inşa edilmiştir. 413 m² alana sahip olup m² başına 130 $’a mal edilmiştir. Yapılan projede cephelerde geniş açıklıklar bırakılarak insanların birbiri ile interaktif ilişki içerisinde olması sağlanmıştır.

Yapılan tasarımla binada %90 oranında enerji kullanımında düşüş meydana gelmiştir. Konut sakinleri ortalama olarak kullandıkları kadar enerjiyi çatıdaki güneş panelleriyle üretebilmektedir. Bu binalar tipik Amerikan yapılarına göre %75 daha verimlidir. Pasif Ev Standardı rehberliğinde hem uygun maliyetlerle enerji verimli yapı yapılabilmesi bakımından hem de çok aileli konut olarak barınma endüstrisinde kolaylıkla uygulanabilmesi bakımından yüksek performanslı tekrarlanabilir nitelikli geliştirilebilir bina stoğunu oluşturmuştur. Yapı 2014 Uluslararası Pasif Ev Ödülünün sahibi ve Pasif Ev Enstitüsü ABD (PHIUS) tarafından verilen Ekonomik Konut Ödülünü kazanmıştır (URL-58; URL-59).

Resim 3.20. Belfield pasif evinin görünüşü (URL-60)

Plan şeması

Kullanım alanı 1 950 m² olan sıralı evler üç kattan oluşmaktadır. Giriş katında; yaşama alanı, mutfak ve yemek yeme alanı, banyo, yatak odası, bina arkasında tek arabalık açık garaj bulunmaktadır. Birinci katta; iki adet yatak odası, çamaşır odası, banyo, ikinci katta ise yatak odası, ofis, banyo ve teknik oda bulunmaktadır.

Resim 3.21. Vaziyet planı ve yönlenmesi (URL-60)

Resim 3.22. Plan şemaları (URL-60)

İç mekân analizi ve doğal-geri dönüştürülmüş malzeme seçimi

Belfield Pasif Evi güneye yönlendirilmiş tasarım anlayışından dolayı güneş enerjisinden yararlanarak bina içerisinde doğal aydınlatmayı ve ısınmayı sağlamaktadır. Ayrıca özel gölgelendirme unsurları sayesinde yazın aşırı güneş ışığına karşı koruma sağlarken kışın maksimum ısı artışı mümkün olabilmektedir. Aynı zamanda bina cephesi dar olduğundan ısı kaybı önlenmektedir. İç mekanda renkli duvarlar ve dolaplar kullanılarak mekanda dinamizm sağlanmaktadır. Binada bambu kaplama zemin, enerji verimli gömme ışıklandırma ve enerji verimli beyaz eşyalar bulunmaktadır (McDonald,2014; URL-61).

Yapı kabuğu analizi

Strüktür

Yapıda Resim 3.24 de görüldüğü gibi modüler strüktür olarak ahşap konstrüksiyon prefabrik olarak hazırlanmış şekilde getirilerek yerinde montajla birleştirilmektedir. Cephede yırtıkların bulunmadığı alanda beton kaplama yırtıkların bulunduğu yüzeylerde ise metal kaplama tercih edilmiştir(URL-62; URL-63)

Resim 3.23. İç mekan görünüşleri-renkli duvar ve mobilya kullanımı(URL-60)

Yalıtım-ısı köprüsü-hava sızdırmazlık

Belfield Pasif Evi’nde prefabrik ahşap odacıklar fabrikada yerinde yalıtılmış ve ısı köprüleri engellenip hava sızdırmaz şeklinde hazırlanıp alana getirilmektedir. Yapılan bu strüktürel modüler tasarım sayesinde hem kompakt bir form oluşturulmuş hem de enerji verimli bir yapı elde edilmiştir. Ahşaptan yapılmış çerçeve üretim ekibinin sürekli kullandıkları 2x6 m ve 2x12 m büyüklüklerinde ana strüktür olarak planlanmıştır. Malzemeler ucuz ve hazır olduğundan seri üretime geçilmiştir. Hava bariyer katmanının detaylandırılmasını kolaylaştırmak için çerçeve sisteminin en dışına yerleştirilip nem bariyerini iki katına çıkarılmıştır. Pencerelerde dış hava bariyeri ile aynı hizada konumlandırılıp hava sızdırmazlık sağlanmıştır. Duvar ve zemin boşlukları aralarına selüloz yalıtım doldurulmuştur. Duvardaki bu dış izolasyonun üzerine birde metal panel, beton plaka ve tuğla kaplama uygulanılmıştır. Bunların aralarına ise hava alabilen fakat yağmur suyu almayan bir detay çözümü uygulanmıştır (McDonald, 2014).

Resim 3.24. Strüktürel düzenin grafik anlatımı, yalıtılmış ahşap prefabrik birimlerin taşınması ve yerleştirilmesi (URL-60)

Resim 3.25. Ahşap prefabrik yapıların fabrikada yalıtılıp yerinde hava sızdırmazlık malzemesinin uygulanışı (URL-64)

Pencereler

Yapıda üç camlı low-e özellikli, argon gazı ile doldurulmuş yüksek verimli pencere sistemi ve ısı yalıtımlı doğrama sistemi seçilerek bina enerji dengesi güçlendirilmiştir (URL-63).

Çizelge 3.8. Belfield pasif evinde yapı kabuğuna ait u değerleri (Derlenerek yazar tarafından tablolaştırılmıştır)

TERMAL KABUK U DEĞERLERİ

Dış Duvar 0,169 W/(m²K) Temel 0,097 W/(m²K)

1,6 cm Alçıpan – 14 cm Selüloz Ahşap Çerçeve – 1,6 cm Alçı Levha – 1,3 cm OSB - 5,1 cm Folyo

10,2 cm XPS İzolasyon – 1,3 CM Fermuar Paneli – 28,6 cm Yoğun Selüloz Ahşap Çerçeve -

Çatı 0,109 W/(m²K) Çerçeve 0,83 W/(m²K)

Cam 0,65 W/(m²K) Kapı 0,93 W/(m²K)

Resim 3.26. Yapının termografik ölçüm sonucu havasızdırmazlık görüntüsü (URL-65)

Resim 3.27. Pencere detayı (URL-60)

Mekanik sistem analizi

Belfield Pasif Evinde düşük enerjili Avrupa Standartlı ısıtma, soğutma, havalandırma, ev tipi sıcak su sistemleri Amerika’da mevcut olmadığından projede çalışan makine mühendisi Avrupa’dakilerden ip uçları alarak kısmen taklit edip maliyeti daha da düşürerek hava kaynaklı ısı pompası ile havalandırma sistemi tasarlamıştır. Bu sistemde piyasada satılan 900 BTU Klima ısı pompası birimi ve Enerji Geri Kazanım Vantilatörü kullanılmıştır.

Yapının son katında bulunan makine odasına yerleştirilen bu sistem aynı Avrupa’daki ısı geri kazanımlı sistem gibi çalışmaktadır.

 Merkezi ısı geri kazanımlı havalandırma ünitesi,

 Isıtma ve soğutmada ve sıcak su için kullanılan ısı pompası,

 Hava ve nem ayırma ünitesi,

 Fotovoltaik paneller,

 Verimli aydınlatma (McDonald,2014; Passive House Instıtute,2014b).

Resim 3.28. Isı geri kazanımlı havalandırma sistemi grafiksel anlatımı (URL-60)

Çizelge 3.9. Belfield pasif ev standardına göre enerji analizi (Derlenerek yazar tarafından tablolaştırılmıştır)

PH STANDARTLARINA GÖRE ENERJİ ANALİZİ

Isınma Talebi 14 kWh/m²a Havasızdırmazlık N50 0,4 1/h İlk Enerji Talebi 113 kWh/m²a Elektrik Tüketimi 4,3kWh