Çelik yapılar ve sürdürülebilirlik
TRANSCRIPT
Çelik Yapılar ve Sürdürülebilirlik
Ö. Selçuk Özdil
Türk Yapısal Çelik DerneğiYönetim Kurulu Üyesi
Türk Yapısal Çelik Derneği
I
Çelik Yapı Üretici, Yüklenici ve Montajcıları
II
Çelik Yapı Tasarımcı, Danışman ve Denetçileri
IIIYapısal Çelik Üretici, Servis Merkezi ve Satıcıları
IV
Çelik Yapı Malzemeleri Üretici, Servis Merkezi ve Satıcıları
Kurucu ÜyelerAkademisyenler
TYÇD Çalışmaları
Çelik Yapıların tanıtılması ve yagınlaştırılması için çalışır– Seminerler, eğitim programları– Öğrenci klübü, geziler, yarışmalar– Proje yarışmaları (ECCS Yarışması, ProSteel
Öğrenci Yarışması)– Yayınlar: Dergi (Çelik Yapılar), Kitaplar
Şartname (TS EN 1090-2), Yeterlik Belgelendirme (TUCSAmark v3.0)
Uluslararası çalışma (ECCS) ve toplantılar (SSCS 2010)
Çelik Yapılar Dergisi
TUCSAmark – Yeterlilik Belgesi
TYÇD – Web Sitesi
www.tucsa.org
TUCSA – EECS / SSCS 2010
Küresel CO2 Salımları
% 50 Kaynakların Kullanımı
% 50 Atıklar
% 35 Enerji
% 35 CO2 salımları
Yapı
28%
Taşıma
22%
Ormansızlaştırma
22%
Endüstri
28%
REDEVCO goes green-WHY?
İklim Değişikliği
Sürdürülebilir Yapılaşma
Doğa
Toplum
Ekonomi
Doğa
ToplumEkonomi
SürdürülebilirYapılaşma
Doğa
Toplum
Ekonomi
Sürdürülebilir Yapılaşma -Doğa
İklim Değişikliği
– Karbon Salımları
Enerji Tüketimi
Kaynak kullanımı
Atıklar
Geri kazanım
Türlerin ve Çeşitliliğin Korunması
Sürdürülebilir Yapılaşma -Toplum
Barınma, korunma, sağlık
Gelişme
Konfor
Estetik
Sürdürülebilir Yapılaşma -Ekonomi
Yaşam döngü maliyeti
Kullanımda İşlevsellik, Esneklik, Verimlilik
Portföy değerinin korunması
Yeniden kullanım
Geri kazanım
Ekotasarım
Yeşil Binalar – Piyasa Kısır Döngüsü
Yatırımcılar
“Biz böyle yatırımlar yapmakistesek de talep yok!”
Kiracılar
“Biz isteriz ama yok!”
İnşaatçılar
“Biz yapabiliriz amamal sahipleri istemez”
Malsahipleri
“Biz de isteriz ama yatırımcılar fazla para ödemez”
Çözüm Bireyden Başlıyor
Çelik Üretimi Sırasında Kaynaklar Korunur
Çelik dünyada ekonomik olarak geri kazanımı en yüksek malzeme
– Yapısal çelikte 99%!
Geri kazanılan çelik 100%yeniden kullanılıyor
– Yeniden kullanım
– Geri dönüşüm
Çelik sonsuz defa geri dönüştürülebilir
Çelik kalite yükseltilerek dönüştürülebilir
EAO
Yüksek Fırın
Hurda
Yapılar
Çelik Yapısal Ürünler
Demir Cevheri YeK
Çelik Yapılar – Toplumsal Sürdürülebilirlik içindir
Çok daha az atık
Daha az gürültü, toz, şantiye alanı
Daha az rahatsızlık ve trafik yükü
Yüksek güvenlik
Üstün konfor
Çelik Yapılar Enerji Verimlidir
Çelik Yapılar ısı yalıtım çözümlerini kullandığı için enerji kayıpları ciddi ölçüde azalır.
En uygun ısıl kütle etkisi çelik / beton bileşik döşemelerle elde edilebilir.
Passiv House SIEEB – Beijing, CNY
Ekotasarım=Yeniden Kullanım=İkinci Hayat
Münih havaalanı otoparkı 1972
– Neuss 1995, Gross Gerau 1996
Christ Binası Hannover
– 2000
– Volkenroda şapel
– Aachen laboratuar
Çelik Yapılar akıllı modüler tasarımla sökülüp yeniden kurulabilir
Ekotasarım Çelik Yapılar için İkinci Hayat
1958 Brüksel
2008 Prag (CZ)
1958 Brüksel
2008 Breendonk (B)
Yüksek Dayanımlı Çelikler Malzeme Kullanımını Azaltır
CO2 Salımı
Ağırlık
Çelik Yapılar – Küçük Karbon Ayakizi
Yüksek Dayanımlı Yapısal Çeliklerin Kullanımı Karbon Ayak İzini Küçültür
BA Çekirdek, kompozit döşemeler, çelik kolonlar
Yapı kütlesi %50 daha az
İmalat, Taşıma, Montajda daha az enerji kullanımı
Diamond of Istanbul
Yüksek Dayanımlı Çelikler Hızlı ve Güvenli Yapılar
Çelik Yapılar endüstriyel olarak atölylerde üretilir
Şantiye’de kalifiye işcilerce monte edilir
Yapı üretimi çok hızlı gerçekleşir
Çalışmalar endüstriyel standartlarda güvenlik kurallarına göre yapılr Hilton Doubletree Hotel
Kanyon Alışveriş Merkezi
Çelik Yapılar – Yaratıcık ve Estetik
Çelik Geri Dönüşümünde Kalite Yükseltilir
Çelik Beton
YDD – Yaşam Döngü Değerlendirmesi
Yapı Malzemelerinin tüm yaşam döngüsünde doğaya etkisi: beşikten-mezara
– Hammadde çıkarılması ve işlenmesi
– Yapı Malzemeleri üretimi
– Kullanım ve yeniden kullanım
– Kullanım sonu geri kazanım dahil
Metod ISO 14040-44 2006
Çevresel etki değerlendirmesi
– Sera Etkisi Potansiyeli ton CO2 eşdeğeri (tCO2ed)
– Temel Enerji Tüketimi Giga Joule (GJ)
Yapının Toplam Maliyeti
Tasarım İnşaat
İşletme
Sökme
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Yapının Toplam Maliyeti
Tasarım İnşaat
İşletme
Sökme0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Yapının Toplam Maliyeti
Tasarım
İnşaat
İşletme
Sökme
0
10
20
30
40
50
60
70
1tçelik
2,1t CO2 / 1t çelik
Y=verim
2,1GWP =
1
+ ...
+ ...
+ 0,95 · Y · 0,6
+ 0,95 · Y
+ 0,95² · 0,6 · Y²
+ 0,95² · Y²Y=0,95
0,8 t CO2 / t steel
5%
Ge
ri d
ön
üşü
m=
%95
EOL
EOL
0,95·Y·0,6 t CO2
0,95·Yt
çelik
0,05·(0,95 Y)
0,9
5·(
0,9
5 Y
)
EOL
0,95·(0,95·0,6Y) Yt CO2
0,95·(0,95·Y) Yt
çelik
Sustainability - Principles and calculation method Optimized steel solutions Design tools
Çelik Yaşam Döngüsü
Ofis Yapısı - 4 kat
Yükler: Zati yükler = 1kN/m²
İşletme yükü = 3,5kN/m²
Ana Kiriş Açıklığı = 7,5m
Ara kirişler
Ana Kirişler
30m
12m
7,5m
Çözüm A = Çelik Çözüm B = BA
IPEA 330 S355 BA
(C20/25)
30cm
58cm
9 10
8/20
4 25
Karşılaştırma Örneği
SEP : Sera Etkisi Potansiyeli (ton CO2 ed)
5
10
15
20
25
30
ton
CO
2eq
Taşıma
YDS
(kredi)
11,09
ton CO2 ed
24,34
ton CO2 ed
Beto
n
Dem
ir
Taşıma
YDS
Çelik
YDS
Beton
Çözüm A = Çelik
IPEA 330 S355
Çözüm B = BA
BA
(C20/25)
30cm
58cm
9 10
8/20
4 25
Üretim
ve
İşeleme
Üretim
ve
Bitirme
Karşılaştırma – Sera Etkisi Potansiyeli
TET : (Giga Joule)
Taşıma
Üretim
ve
İşleme
YDS
Kredi
172,8
GJ
251,09
GJ
Beto
nD
em
ir
Taşıma
YDS
Çelik
YDS
Beton
50
100
150
200
250
300
GJ
Çözüm A = Çelik
IPEA 330 S355
Çözüm B = Beton
BA
(C20/25)
30cm
58cm
9 10
8/20
4 25
Üretim
ve
Bitirme
Karşılaştırma – Temel Enerji Tüketimi
L = 14.4m, a = 2.4m
19%14%
100%
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Steel beam S235 Steel beam S460 Concrete beam
63%
45%
100%
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Steel beam S235 Steel beam S460 Concrete beam
85%
61%
100%
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Steel beam S235 Steel beam S460 Concrete beam
AğırlıkSera Gazları Salımı
= CO2 edEnerji Tüketimi
Yaşam Döngü DeğerlendirmesiKiriş Uygulaması
Aynı yükleri daha az malzeme ile taşımak
27%
14%
100%
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Steel S235 Steel S460 Concrete
sk
= 3
.5m
Ağırlık
83%
43%
100%
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Steel S235 Steel S460 Concrete
110%
57%
100%
0
20
40
60
80
100
120
Steel S235 Steel S460 Concrete
Daha az kütle = Daha küçük Karbon Ayakizi
Yaşam Döngü DeğerlendirmesiKolon Uygulaması
Sera Gazları Salımı
= CO2 edEnerji Tüketimi
Aynı yapı yüksekliğinde daha fazla kat
CO2 salımı -%25
Petek Kirişler Malzeme ve Hacim Kullanımında Ekonomi Sağlar
Kesim N°2
HINITIAL
Kesim N°1Hson
=1,5 Hılk
Petek Kiriş Üretimi
Oxycutting N°1
Oxycutting N°2
Sustainability Optimized steel solutions - Cellular beam - Tapered Design tools
Değişken Kesitli Petek Kirişler
Sabit gözler Değişken gözler
Değişken Kesitli Petek Kiriş Uygulaması
ACB
Angelina™
22,5cm
Petek Kirişler - Angelina
ParkerPetek Kirişler - Angelina
Petek Kirişler - Eğrisel
Petek Kirişler Yangın Dayanımı
Çıplak Ara
Kirişler
Korunmuş Ana
Kirişler
Kompozit Döşeme Tasarımı
ISO-834 Yangın Eğrisi
0
200
400
600
800
1000
1200
0 30 60
[°C]
90
120180
t [min]
1110
9451006 1049
842
Kompozit Döşeme Yangın Deneyi
1040 °C
300 °C
Rebars: 300 °C0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
0 20 40 60 80 100
Time [min]
Vert
ical dis
pla
cem
ent [m
m]
120 140 ...
34 cm
after fire
Test
Simulation
Yangın Deneyi Sonuçları
R > 120 dakika
Tevfik Seno Arda Anadolu Lisesi – İzmit
Yangın Güvenli Çelik Yapılar
ISO standard yangın yüküne karşı 2 saat dayanım
Centre
ArcelorMittal
Liège
1:1 Bina Yangın Deneyleri
Yangın Güvenli Çelik Yapılar
ArcelorMittal Office building in Esch: Luxembourg
Kompozit Köprü Kirişi Üretimi
Çelik BA Kompozit Köprü Uygulaması
Bridge at Vigaun, Austria
Çelik
Yapılar
Yapısal
Çeliklerin
Yeniden
Kullanımı
Hurda
Geri Dönüşümü
Yapısal
Çelik
Üretimi
Çelik Geleceğin En Sürdürülebilir Yapı Malzemesidir
Çelik sürdürülebilirlikle ilgili tüm Avrupa Normlarıyle uyumludur.
Çelik dünyanın en çok geri kazanılan ve dönüştürülen malzemesidir
Çelik ekonomik olarak sürekli geri dönüştürülebilir
Geri dönüşümde çelik kalitesi yükseltilebilir