Döşeme Strüktürü ve Taşıyıcılığı

Amaç, fonksiyon ve birçok faktör yeşil çatı projesi tasarımının belirlenmesine etki etmektedir. Ancak yeşil çatının görselliğinin tamamlanmasından önce, yeşil çatı tasarımcıları; çatının strüktürel gereksinimini ve yük kapasitesini belirlemesi gerekmektedir (Luckett, 2009). Taşıyıcılık herhangi bir yeşil çatı sistemi için en önemli unsurlar arasındadır (Snodgrass, 2006). Bir mühendislik arka planı olmadan

çatı yük taşıma kapasitesi hesaplanırken zorlanılabilmektedir. Yeşil çatı tasarımcılarının çoğu yapı bilgisine sahip mühendis olmasa da, çatı yük sınırlamaları ve aşırı yükleme sonuçlarının farkında olmaları gerekmektedir. Bir yeşil çatı tasarımcısı yapının en azından strüktürü hakkında temel bir anlayışa sahip olmalı ve çatı için önerilen ilave yüklere nasıl karar verildiğini bilmesi gerekmektedir (Osmundson, 1999). Bu süreç nitelikli bir yapı mühendisinin projeye dahil olmasını gerektirmektedir. Yeni inşaat projeleri için strüktürün yeşil çatıyı destekleyebilecek şekilde öngörülmesi gerekmektedir. Ancak mevcut binalar için yeşil çatılar genellikle strüktür sınırlamalarına dayalı olarak tasarlanmalıdır (Luckett, 2009).

Mevcut bir çatıda yapısal değerlendirme yapmak için en kolay yöntem; binanın mevcut planlarını incelemektir (Luckett, 2009). Yapı mühendisi binanın orijinal çizimlerini gözden geçirmeli, yeşil çatı yükünü karşılamak için gerekli yük ayarını tespit etmelidir (Snodgrass, 2006). Eski yapılar da ise planlara nadiren ulaşılabilmektedir. Ulaşılamadığı durumlarda ise mühendis çatının strüktürel analizini yapmaya ihtiyaç duyacaktır. Burada en zor aşama yeşil çatı tasarımında yatmaktadır. Yani yeşil çatı ile çatı strüktür kapasitesinin bütünlüğü son derece önemlidir. Birçok yeşil çatı projesi bu noktada iflas etmektedir (Luckett, 2009).

Mevcut bir bina üzerinde kurulum olacaksa, mühendis ya yapı için yeşil çatı tasarımını onaylayacak ya da yapısal iyileştirmeler için bir rapor hazırlayacaktır. Eğer yeşil çatı sisteminin strüktürel gereksinimi; yapının kapasitesi üzerinde veya strüktür maliyeti bütçeyi zorluyor ise; yeşil çatı, ağırlığı azaltmak için tekrar tasarlanmalıdır (Luckett, 2009).

Eğer proje yeni ise; mühendis toplam yükü karşılayabilmek için, strüktürü tasarlayabilmektedir (Luckett, 2009). İdeal olarak yeni yapılarda; yeşil çatı özellikle yapı tasarım aşamasında göz önünde bulundurularak tasarlanmalıdır. Bir yeşil çatı daha önceden tasarım planına dahil edilirse, maliyeti daha az olabilmektedir. Mevcut bir yapının yeşil çatı için güçlendirilmesi, yeni yapılan ve üzerinde yeşil çatı bulunan bir tasarımdan çok daha pahalı olabilmektedir (Snodgrass, 2006). Eğer ağırlık ve

bütçe konularında bir uzlaşma sağlanamazsa yeşil çatı projesi gerçekleştirilemeyecektir (Luckett, 2009).

Yük gereksinimleri ise aşağıdaki ek unsurlara göre çeşitlilik göstermektedir. Yeşil çatı strüktürü mevcut veya yeni ise, düz veya eğimli bir yüzeye yönelik olup olmadığı, kar, yağmur ve rüzgar gibi yerel iklim şartları, yetişme ortamının derinliği ve kompozisyonu (yapısı) iyi düşünülmelidir. Yapı mühendisleri yükleri iki genel perspektife göre değerlendirirler. Canlı (hareketli) ve ölü yüklerdir (Snodgrass, 2006).

Yönetmeliklerde yapıların hareketli yükleri belirlenmiştir. Bunlar kar yükü, rüzgar yükü ve binanın performansı için gerekli emniyet faktörleridir. Hareketli yükler ayrıca insan trafiğini de içermektedir, mobilya veya bakım ekipmanları gibi geçici yükleme ve doğadaki geçici başka yükler.. (Snodgrass, 2006). Yeşil çatı bir kamusal toplanma alanı olmadığı zamanda, hareketli yükler yeşil çatının strüktürel gereksinimleri açısından daha az karmaşık bir durum oluşturmaktadır (Luckett, 2009).

Ölü yükler ise çatının kendi ağırlığını içermektedir. Çatı katmanları dahil çatı yapısını oluşturan herhangi bir kalıcı eleman ile birlikte, ısıtma soğutma için kalıcı mekanik tesisat yükleri düşünülmelidir (Snodgrass, 2006). Kısacası çatı bahçesinde (yeşil çatıda) kullanılan her daimi malzeme ek bir ölü yüktür (Osmundson, 1999). Sonuç olarak yeşil çatılar hem canlı hem ölü yüklere dayanacak şekilde tasarlanmış olmalıdırlar (Snodgrass, 2006).

Çatının yük kapasitesini etkileyen en önemli faktör ise nemli (ıslak) toprağın her metre küpteki ağırlığıdır (Learned, 2007). Yük hesaplanması sırasında, ortamın sıkıştırılmış olup olmadığı ve ne derece nemli olduğu gibi durumlar düşünüldüğünde yeşil çatı malzemelerinin ağırlığına da bağlı olarak yüklerin önemli ölçüde değişeceğinin unutulmaması gerekir (Dunnett ve Kingsbury, 2008).

Yapının yükleme hesaplaması, yeşil çatı sisteminin suya doyma noktasındaki ağırlığı göz önüne alınarak yapılmalıdır. Yeşil çatı sistemi tamamen suya doyduğunda, çatı strüktürüne etki eden bir ölü yük parçası olarak düşünülebilir. Doymuş yeşil çatı sisteminden akan fazla su ise hareketli yükün bir bölümü olarak düşünülebilmektedir. Kar yükü de bir hareketli yük parçası olarak kabul edilmelidir. Mühendis, yeşil çatı bileşenlerini de kapsayacak şekilde yapısal ölü yükün yanı sıra beklenen hareketli yükü de hesaplar (Luckett, 2009).

Mevcut bir çatı, yeşil çatıya dönüştürüldüğünde ise tasarım şu anki çatının yük taşıma kapasitesinden dolayı oldukça sınırlı düzeyde yapılabilmektedir. Bir başka seçenek ise binanın taşıyıcı sisteminde iyileştirme yapılmasıdır ki bu yüksek miktarda yatırım gerektirebilmektedir (Learned, 2007). Mevcut betonarme veya çelik bir yapı açısından düşünüldüğünde, bahçe tasarımcısının; bilgili, becerikli ve yaratıcı olması durumunda genellikle çatı bahçesinin gerektirdiği yükleri bu yapılar karşılayabilmektedir (Osmundson, 1999)(Şekil 3.3).

Şekil 3.3 Yer altı otoparkı, Dubai (Green Roof Manual, 2009)

Yeni inşaatlarda ve proje güçlendirmede; bina konstrüksiyonu ve malzeme seçimi tüm projenin başarılı olup olmayacağı konusunda çok önemli rol oynamaktadır (Snodgrass, 2006). Yeşil çatı projelerinde karşılaşılan strüktürlerin en yaygın türleri

betonarme, ön yapım beton plakalar, çelik ve çelik-beton kompozit malzemelerdir (Cantor, 2008). Döşeme malzemesi ne olursa olsun, yeni yapılacak veya rehabilite edilecek yapının yük taşıma kapasitesi araştırılmalıdır (Forbes, 2010). İlave yüklere karşı verdiği taşıma kapasitesinden dolayı genellikle en uygun döşeme strüktürü betonarmedir (Weiler ve Scholz-Barth, 2009). Beton yüzey üzerine yapılan yeşil çatılar, yeşil çatı projeleri için en iyi örnektirler (Snodgrass, 2006).

Kontraplak (ahşap panel), Kuzey Amerika’da çatıda en yaygın olarak kullanılan malzemedir. Beton veya metalden daha az strüktürel güce sahiptir, ticari projelerin en tercih edilen malzemesidir. Ahşap panellerin bu yüzden yeşil çatıyı desteklemek için ek desteğe ihtiyaçları vardır (Snodgrass, 2006).

Ahşap karkas yapılar ise; çelik ve betonarme binalara göre daha az yapısal güce sahip olup bu sınırlama çatıya uygulanan ağırlığa doğrudan yansımaktadır. Genel olarak ahşap yapıların yeşil çatıları kutulu ya da saksı bitkileri, ahşap zemin kaplaması ve emniyet korkulukları ile sınırlı kalmaktadır (Osmundson, 1999).