Riedberg Pasif Ev Okulu-Almanya

Yapı kimliği

Riedberg Pasif Ev Okulu, Almanya’da sıcak-ılıman bir iklim yapısına sahip olan Frankfurt kentinin Reidberg bölgesinde bulunmaktadır. Almanya’nın Frankfurt bölgesindeki ilk Pasif Ev Okul Sertifikasını almış yapısıdır. Yapı pasif bir okul binası olarak planlanmıştır.

Çevreye uyumlu kompakt bir forma sahiptir (URL-31).

Reidberg Pasif Ev Okul Projesi 4a Architekten firması tarafından tasarlanıp, danışman ve enerji yöneticisi olarak Hochbauamt Stadt, Frankfurt Municipal Works Service ile çalışılmıştır. 2001-2004 yılları arasında yapımı tamamlanan binanın sahibi Frankfurt Eğitim Müdürlüğüdür. Yapının müteahhitliğini ve inşaat hizmetlerini Stadtschulamt Stadt Frankfurt

ve ICZR yüklenmiş ve Deutsche Bundesstiftung Umwelt finansı sağlamıştır. Görüldüğü üzere tasarım çok disiplinli ve enerji uzmanlarının olduğu bir ekiple sürdürülmüş. Maliyet olarak kendi kendini 10-20 yıl sonra amorti edilebileceği düşünülmüştür. Betonarme olarak tasarlanmış bina, 8 758 m² alana sahip olup 17 milyon €’ya mal edilmiştir. Yapının 600 m²’si fotovoltaik panellerle kaplıdır. Yalıtılmış çatı pencereleri bulunmaktadır (Bretzke, 2011). 30 yıl içerisindeki CO2 tasarrufu %30’un üzerindedir. Projenin özel detay çözümleri ile birlikte iki yıllık enerji ve soğuk su tüketimi, okul girişi çevresindeki hava değişimi, iç hava kalitesi, dış ortam koşullarına kıyasla sınıf içerisindeki sıcaklık değişimi, don bariyeri gibi kriterler Pasif Ev Enstitüsü tarafından ölçülüp değerlendirilmiştir. Pasif ev standardına uygun olarak tasarlanan okul yapısı geleneksel bir yapıya kıyasla enerji maliyetinde %90’a varan tasarruf sağlamıştır (URL-32), (Bretzke,2015).

Plan şeması

Oturum alanı 8 785 m² olan yapının 6100 m²’si okul ve anaokuluna, 1 600 m²’si spor salonuna ayrılmıştır. Toplam metrekarenin 5 541 m²’si enerji referans alanı (ısıtmalı net taban alanı) içerisine oturmaktadır. Üç katlı U şeklinde planlanmış yapıda Resim 3.2 ’e görüldüğü gibi;

 Güney kanatta ana okulu

 Kuzey ve Batı kanatta ilkokul

 Orta kısmında projenin tasarımından oluşmuş doğal avluya bakan spor salonu yer almaktadır.

16 sınıf ve 400 ilkokul öğrencisi, yaklaşık ebeveynleri ile 120 anaokulu öğrencisi ve 50 çalışan kapasiteli bir okuldur. At nalı formundan dolayı oyun alanı ve okul bahçesi korunaklı ve güvenlikli bir mekan halini almış diğer okul mekan örgütlenmeleri tarafından sarılmıştır (Bretzke, 2015).

Resim 3.1. Riedberg pasif ev-okulunun görünümü (URL-32)

İç mekan analizi ve doğal-geri dönüştürülmüş malzeme seçimi

Reidberg Pasif Ev Okulu güneş enerjisini verimli kullanan bir yapı olarak tasarlanmıştır. Bu enerji daha çok sınıfların doğal aydınlatılması ve ısıtılmasında kullanılmaktadır. Gereksiz gün ışığını uzaklaştırma, gerekli olanının sınıf içerisindeki derinliklere girebilmesi ve havalandırmaya yardımcı olabilmek için lentolar küçültülmüş, yerine kapakçıklar yerleştirilmiş ve opak parmaklıklar uygulanmıştır. Günışığını sağlamak için kullanılan dış jaluzilerse belirli bir açıyla yerleştirilmiş olup otomatik kontrol edilebildiği gibi anahtar yardımıyla manuel olarak da kullanılabilmektedir. Tavan ve duvar yüzeyleri ise hem termal depolama olarak kullanılmış hem de gürültü kontrol standartlarına uyularak tasarlandığı için akustiği sağlamıştır (Şengezer, 2011).

Resim 3.2. Plan şeması-kesit (URL-33)

Resim 3.3. İç mekan görünümleri (URL-31)

Yapı kabuğu analizi

Strüktür

Yapıda prefabrik beton paneller kullanılmış, cephelerse renkli parlak tuğlalardan yapılmıştır.

Binanın sağlam yapısı aynı zamanda ısı depolayan termal kütle olarak kurgulanmıştır. Asma tavanlar, iç mekandaki termal değişimi engellemektedir. Aynı zamanda akustik, delikli tavan malzemeleri kullanılarak sağlanmaya çalışılmış ve hava kanalları da burada konumlandırılmıştır (URL-31).

Yalıtım-ısı köprüsü-hava sızdırmazlık

Riedberg Pasif Ev Okulunda kışın ve yazın termal koruma için temeller ve dış duvarlarda ahşap alüminyumdan oluşan 50 cm kalınlığında plaka bulunmaktadır. Isı köprülerini engellemek için 28 cm kalınlığında mineral yün yalıtımıyla izolasyon sağlanmış ve lifli çimento panoları ile havalandırmalı cepheli perde duvar oluşturulmuştur. Tepe ışıklığında yoğuşmayı önlemek için termal koruyucu cam kullanılıp arka havalandırma ile yalıtım tabakası direkt olarak uygulanmıştır. Arazinin eğimli yapısından dolayı oluşan 11 m’lik yükseklik farkı nedeniyle zemin döşemesi altındaki yalıtımdan kaçınılmış bunun yerine (istinat duvarı gibi) don duvarı uzatılmış ve yalıtılmıştır. Yalıtılmış bu bariyer duvar birleşim yerlerindeki doğacak olan ısı köprülerini azaltmıştır. Yatay zemin üzerine 15 cm’lik yalıtım uygulanmıştır (Bretzke, 2015; URL-31).

Resim 3.4. Temel yalıtım uygulaması-bağlantı detayı (URL-34)

Pencereler

Yapıda üç camlı yüksek verimli pencere sistemi ve ısı yalıtımlı doğrama sistemi seçilerek bina enerji dengesi güçlendirilmiştir. Ayrıca yoğuşmayı önlemek için yalıtılmış tepe pencereleri bulunmaktadır (URL-31).

Çizelge 3.2. Reidberg Pasif Okulu’nda yapı kabuğuna ait u değerleri (Derlenerek yazar tarafından tablolaştırılmıştır)

TERMAL KABUK U DEĞERLERİ

Dış Duvar 0,17 W/(m²K) Çatı 0,11 W/(m²K)

20 cm Beton – 28 cm Mineral Yün Yalıtım Eğimli İzolasyonlu Düz Çatı – 28 cm Betonarme Tavan – En Az 30 cm Yalıtım

Cam 0,6 W/(m²K) Çerçeve 0,8 W/(m²K)

Temel 0,21 W/(m²K)

0,5 cm Linolyum – 1,25 cm Alçıpan – 2x1,5 cm Alçıpan Elyaf Tahta – 2 cm Darbe Ses Yalıtımı – 10 cm EPS 0,35 – 1,25 cm Alçıpan – 4 cm Kil Seviyelendirme Bloğu – 50 cm Betonarme – Toprak izolasyonu Geliştirilerek Isı Koruma Artırıldı

Mekanik sistem analizi

Riedberg Pasif Ev Okulunda mekanik sistem olarak;

 Gece Havalandırması: Sınıflar yüksek iç ve dış ısı yüküne sahiptir. Bunun bir kısmını içerisinde bulunan kişilerden (25 öğrenci) bir kısmını ise pencerelerden almaktadır. Gün boyunca ısı depolanır gece havalandırması ile uzaklaştırılır. Her sınıf için iki otomatik gece havalandırma kapakçığı bulunur. Bunlar pasif gece havalandırma için koridorlara doğru hava akışını sağlamaktadır. Bunun yanısıra yaz bypassı (hava değişim sistemi) aracılığı ile aktif gece havalandırması sağlanabilir.

 Pelet Kazanı: Binanın ısıtması tam otomatik ahşap pelet kazanlarıyla sağlanmaktadır.

Radyatörler, havalandırma ile ısıtıcı bobinler olmadan ısı iyileştirmesi, sıcaklık sensörleri, bireysel oda düzenlemesine olanak sağlayan kolay kullanımlı ısıtma talebini karşılamaktadır.

Resim 3.5. Pencere detayı (URL-31)

 Isı Geri Kazanımlı Havalandırma Sistemi: 21 700 m³ /h kapasiteli altı havalandırma sistemi ve yüksek verimli ısı geri kazanım sistemiyle donatılmıştır. PHI ya göre %73 olan verimli ısı geri kazanım oranı %84 olarak ölçülmüştür. Temiz hava, ters akış/çapraz akışlı ısı değiştiricili sistemde ısıtılır ve odaya üflenir.Aynı zamanda içerideki havayı dışarı atan egzoz havalandırma sistemi de bulunur. Hacimsel akış regülatörü, CO2 ve karışık gaz sensörleri bulunmaktadır.

 Havalandırma, güneş koruma, havalandırma kapakları, termostatlar, denetleyiciler her odadan kontrol edilebilir.

 Aydınlatma: Hareket ve ışık sensörleri ile koridorlarda aydınlatma kontrolü, sınıf aydınlatması her derste merkezi kontrolör tarafından kapatılır ve bireysel olarak açılabilir.

 Sıcak su: Sıcak su sadece ihtiyaç duyulan miktarla sınırlıdır. Öğrenci banyo ve temizlik odalarında sadece soğuk su bulunur. Merkezi ısıtma sisteminden uzakta bulunan kullanıcı tesislerinde ekonomik nedenlerden ötürü elektrikli su ısıtıcıları ile enerji tasarrufu sağlanmıştır. Sıcak su merkezi ısıtma sistemine yakın olan mutfak, spor salonu gibi alanlarda yaygın olarak kullanılır. (Bretzke,2015)

 PV Panel: 4 000 m²’lik çatı alanına sahip okul spor salonun 600 m²’si fotovoltaik panellerle kaplıdır. (Bretzke, 2011; Bretzke, 2015).

Resim 3.6. Hareketli havalandırma ve aydınlatma panjurları-havalandırma sistemi (URL-35)

Çizelge 3.3. Reidberg Pasif Ev Okul Standardına Göre Enerji Analizi (Derlenerek yazar tarafından tablolaştırılmıştır)

PH STANDARTLARINA GÖRE ENERJİ ANALİZİ

Isınma Talebi 15 kWh/m²a Havasızdırmazlık N50 0,44 1/h İlk Enerji Talebi 59 kWh/m²a Elektrik Tüketimi 11 kWh Elektrik İçin İlk Enerji Talebinin Paylaşımı: 33 kWh