Çelik Yapılar ve Sürdürülebilirlik

Çelik Yapılar ve Sürdürülebilirlik
Ö. Selçuk Özdil
Türk Yapısal Çelik Derneği
Yönetim Kurulu Üyesi
Türk Yapısal Çelik Derneği
I
Çelik Yapı Üretici,
Yüklenici ve Montajcıları
II
Çelik Yapı Tasarımcı,
Danışman ve Denetçileri
Kurucu Üyeler
Akademisyenler
III
IV
Yapısal Çelik Üretici, Servis Çelik Yapı Malzemeleri
Merkezi ve Satıcıları
Üretici, Servis Merkezi ve
Satıcıları
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

Ormansızlaştırma
22%
Yapı
28%



Endüstri
28%
Taşıma
22%
% 50 Kaynakların
Kullanımı
% 50 Atıklar
% 35 Enerji
% 35 CO2 salımları
REDEVCO goes green-WHY?
İklim Değişikliği
Sürdürülebilir Yapılaşma
Doğa
 Toplum
 Ekonomi

Doğa
Sürdürülebilir
Yapılaşma
Doğa
Ekonomi
ToplumToplum
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
Kiracılar
“Biz
isteriz ama yok!”
Yatırımcılar
İnşaatçılar
“Biz böyle yatırımlar yapmak
istesek de talep yok!”
“Biz yapabiliriz ama
mal sahipleri istemez”
Mal sahipleri
“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
Yüksek Fırın
– Yeniden kullanım
EAO
– Geri dönüşüm
Çelik sonsuz defa geri
dönüştürülebilir
Demir
Cevheri
Çelik kalite yükseltilerek
dönüştürülebilir
Çelik Yapısal Ürünler
Yapılar
Hurda
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

Çelik Yapılar akıllı modüler
tasarımla sökülüp yeniden
kurulabilir

Münih havaalanı otoparkı 1972
– Neuss 1995, Gross Gerau
1996

Christ Binası Hannover
– 2000
– Volkenroda şapel
– Aachen laboratuar
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




Diamond of Istanbul
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
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
Çelik Yapılar – Yaratıcık ve
Estetik
Kanyon Alışveriş Merkezi
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
80
İşletme
70
60
50
40
30
20
10
0
Tasarım
İnşaat
Sökme
Yapının Toplam Maliyeti
90
İşletme
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Tasarım
İnşaat
Sökme
Yapının Toplam Maliyeti
İşletme
70
60
50
40
30
20
10
0
İnşaat
Tasarım
Sökme
Çelik Yaşam Döngüsü
EOL
Geri dönüşüm=%95
1t
çelik
5%
Y=verim
0,95·Y·0,6 t CO2
EOL
0,95·Yt
çelik
0,95·(0,95 Y)
2,1t CO2 / 1t çelik
0,05·(0,95 Y)
0,95·(0,95·0,6Y) Yt CO2
EOL
0,95·(0,95·Y) Yt
çelik
GWP =
2,1 + 0,95 · Y · 0,6 + 0,95² · 0,6 · Y² + ...
1 + 0,95 · Y + 0,95² · Y² + ...
0,8 t CO2 / t steel
Y=0,95
Sustainability - Principles and calculation method
Optimized steel solutions
Design tools
Karşılaştırma Örneği
Yapısı - 4 kat
Yükler: Zati yükler
= 1kN/m²
İşletme yükü = 3,5kN/m²
Ana Kiriş Açıklığı = 7,5m
Ofis
Ara kirişler
12m
Ana Kirişler
7,5m
30m
Çözüm A = Çelik
Çözüm B = BA
9 10
IPEA 330
S355
BA
(C20/25)
58cm
8/20
4 25
30cm
Karşılaştırma – Sera Etkisi
Potansiyeli
Çözüm B = BA
Çözüm A = Çelik
9 10
IPEA 330
BA
(C20/25)
S355
58cm
8/20
4 25
SEP
: Sera Etkisi Potansiyeli (ton CO2 ed)
30cm
YDS
YDS
Çelik Beton
30
Taşıma
Demir
20
24,34
ton CO2 ed
15
10
11,09
ton CO2 ed
5
Üretim
ve
İşeleme
YDS
(kredi)
Beton
ton CO2 eq
Taşıma
25
Üretim
ve
Bitirme
Karşılaştırma – Temel Enerji
Tüketimi
Çözüm A = Çelik
Çözüm B = Beton
9 10
IPEA 330
S355
BA
(C20/25)
58cm
8/20
4 25
: (Giga Joule)
30cm
YDS
YDS
Çelik Beton
300
250
Taşıma
Taşıma
251,09
GJ
150
Demir
200
172,8
GJ
100
Beton
GJ
TET
50
Üretim
ve
İşleme
YDS
Kredi
Üretim
ve
Bitirme
Yaşam Döngü Değerlendirmesi
Kiriş Uygulaması
Aynı yükleri daha az malzeme ile
taşımak
L = 14.4m, a = 2.4m
100
100
100%
90
80
70
100
100%
90
80
70
60
45%
50
40
40
30
30
20
20
10
10
10
0
0
0
40
30
20
19%
Steel beam S235
14%
Steel beam S460
Ağırlık
Concrete beam
Steel beam S235
61%
70
50
50
100%
80
63%
60
60
85%
90
Steel beam S460
Concrete beam
Sera Gazları Salımı
= CO2 ed
Steel beam S235
Steel beam S460
Concrete beam
Enerji Tüketimi
Yaşam Döngü Değerlendirmesi
Kolon Uygulaması
sk = 3.5m
Daha az kütle = Daha küçük Karbon Ayakizi
100
100
100%
90
100%
100
80
80
80
57%
60
60
43%
50
50
60
40
27%
40
30
30
14%
20
20
110%
100%
70
70
40
90
120
83%
20
10
10
0
0
0
Steel S235
Steel S460
Ağırlık
Concrete
Steel S235
Steel S460
Concrete
Sera Gazları Salımı
= CO2 ed
Steel S235
Steel S460
Concrete
Enerji Tüketimi
Petek Kirişler Malzeme ve
Hacim Kullanımında Ekonomi
Sağlar
Aynı yapı yüksekliğinde daha fazla kat
CO2 salımı -%25
Petek Kiriş Üretimi
Kesim N°1
Hson
=1,5 H
HINITIAL
ılk
Kesim N°2
Değişken Kesitli Petek
Kirişler
Oxycutting N°2
Oxycutting N°1
Sustainability
Optimized steel solutions - Cellular beam - Tapered
Design tools
Değişken Kesitli Petek Kiriş
Uygulaması
Sabit gözler
Değişken gözler
Petek Kirişler - Angelina
Angelina™
ACB
22,5cm
Petek Kirişler - Angelina
Parker
Petek Kirişler - Eğrisel
Petek Kirişler Yangın
Dayanımı
Kompozit Döşeme Tasarımı
Çıplak Ara
Kirişler
Korunmuş Ana
Kirişler
Kompozit Döşeme Yangın
Deneyi
[°C]
1200
1000
842
800
945
1006
1049
1110
600
400
t [min]
200
0
120
0
30
60
90
ISO-834 Yangın Eğrisi
180
Yangın Deneyi Sonuçları
R > 120 dakika
Vertical displacement [mm]
500
450
400
350
34 cm
after fire
300
250
200
Test
Simulation
150
100
50
Rebars: 300 °C
0
0
20
40
60
80
100
120
140 ...
Time [min]
300 °C
1040 °C
Yangın Güvenli Çelik Yapılar

ISO standard yangın
yüküne karşı 2 saat
dayanım
Tevfik Seno Arda Anadolu Lisesi – İzmit
1:1 Bina Yangın Deneyleri
Centre
ArcelorMittal
Liège
Yangın Güvenli Çelik Yapılar
ArcelorMittal Office building in Esch: Luxembourg
Kompozit Köprü Kirişi
Üretimi
Çelik BA Kompozit Köprü Uygulaması
Bridge at Vigaun, Austria
Çelik Geleceğin En Sürdürülebilir
Yapı Malzemesidir

Çelik
Yapılar

Yapısal
Çeliklerin
Yeniden
Kullanımı
Yapısal
Çelik
Üretimi


Hurda
Geri Dönüşümü
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