ASMA GERME MEMBRAN SİSTEMLER

İsmail Sarıay, Y.Mimar
ASMA GERME MEMBRAN SİSTEMLER
İnsanoğlu, temel gereksinimlerinden olan barınma ve korunma ihtiyaçlarını
giderebilmek için önceleri doğanın sunduğu imkanları kullanmıştır. Zamanla doğanın
ihtiyaçlarına cevap verememesi sonucu gereksinimlerini karşılamak üzere, doğayı taklit
ederek çeşitli barınaklar inşa etmiştir. Yüzyıllar önce Mezopotamya’ da kerpicin, Sibirya
ve Kuzey Almanya’ da hayvan derileri ve mamut kemiklerinin barınak yapmak amacıyla
kullanıldığı bilinmektedir. İnsanlar zamanla doğada bol bulunan taş ve ahşap malzemenin
farkına vararak yaşadıkları binaları, fiziksel güvenlik isteklerini tatmin eden bu ağır ve
rijit malzemelerden inşa etme yoluna gitmişlerdir.
Resim –1 Çadır
Yerleşik düzene geçiş ve daha sağlam yapı malzemelerinin bulunuşu çadıra verilen
önemi azaltmıştır. Örgü dokuma malzemenin veya hayvan derilerinin kullanıldığı bu tip
barınaklar ve örtüler hafif ve kolay kurulup-sökülebilen, iklim değişikliklerine kolay
uyum sağlayabilen yapılara ihtiyaç duyan göçebe kavimlerde kullanılmaya devam
edilmiştir.
Resim –2, Yurt Çadırı;
Resim –3, Bedevi Çadırı;
Resim –4, Moğol Çadırı
Resim –5, Kızılderili Çadırı
İngiltere’ de başlayıp, daha sonra Avrupa ve Kuzey Amerika’ ya yayılan Endüstri
Devrimi, iplik eğirme, pamuk, yün ve keten ürünlerini dokumada, makineleşmeyi
getirmiştir. Daha dayanıklı kabloların ve membran malzemelerinin üretilebilmesi, seri
üretim sonucu maliyetlerin azalması, sergi, sirk gibi yeni kullanımlara yönelik geniş
alanları örtme ihtiyacı gibi nedenler çekmeye çalışan membran malzemeli üst örtülerin
yapımında gelişmelere yol açmıştır
Resim –6, Sergi Holü;
Resim –7, Sergi Holü
Endüstri Devrimi ile II. Dünya Savaşı arasındaki süreçte örgü dokuma membran
malzemeli örtüler ve yapılar; sirklerde, havacılık alanında; balon, zeplin ve hangarlarda,
küçük çaplı hastane ve depo işlevli yapılarda kullanım bulmuştur.
Resim –8, Askeri Çadırlar;
Resim –9, Zeplin Hangarı
Resim –10, Depo
Resim –11, Sirk
II. Dünya Savaşı’ ndan sonra asma-germe membran üst örtülerin kullanımı askeri
alanda karargahlarda, radar ve haberleşme merkezlerinde, üniversite kampüslerinde, spor
tesislerinde, uluslararası bina sergilerinde, turizm tesislerinde, yani kısa süreli-geçici üst
örtülerin yada açık sistemlerde gölgeleme amaçlı kullanımın gerektiği alanlarda çok
yaygınlaşmıştır.
Resim –12, Radar
Membran yapıların 1950’li yıllarda kullanılmaya başlanması ile birlikte bazı mimari
çevrelerce bu yapıların güçlü ve daimi yapı inşası için uygun olmadığı, yanmaz ve
yalıtkan olmadığı için yapı inşasında kullanılamayacağı ve inşa edilen yapıların bina
sayılamayacağı iddia edilmiştir.
Frei Otto’nun 1950’li yıllarda kullanabildiği malzemeler ve teknoloji ile geçebildiği
açıklıklar ve oluşturduğu strüktürlerin ömürleri sınırlı idi. Günümüzde ise, kimya ve
tekstil sanayi alanındaki teknolojilerin gelişimi sonrası, özellikle sentetik liflerden
dokunan membran üst örtülerle elde edilen sonuçlar mimarlık ve mühendislik açısından
muhteşemdir. Artık 25 yıldan daha uzun ömürlü ve ateşe dayanıklı örgü dokuma
membran malzemeler üretilebilmektedir.
Resim –13, Federal Almanya Bahçe Sergisi, 1955
Resim –12, Müzik Sahnesi, Köln, 1957
Ayrıca P.T.F.E. kaplı cam lifi dokuma membran üst örtünün ilk defa 1973 yılında
Amerika’ da La Verne Üniversitesi Öğrenci Merkezi’ndeki kullanımı ile membranların
sadece açık sistemlerde gölgeleme amaçlı değil, kapalı sistem ve hacimlerde de
kullanılabileceği ispatlanmıştır.
Resim –15, La Verne Üniversitesi Öğrenci Merkezi
Örgü dokuma membran malzemeli üst örtülerin diğer yapı malzemelerinin kullanıldığı
taşıyıcı sistem ve formlara tercih edilmelerinin başlıca nedenleri şu şekilde sıralanabilir:
 Açık sistemlerde gölgeleme amaçlı kullanılabildikleri gibi; kapalı mekan üst örtüsü
olarak da görsel estetiği vurgulayıcı biçimde yapılarda kullanılabilmektedir.
Resim –16, F.C. Stuttgart Stadyumu
 Örgü dokuma membranlar, çelik karkas, betonarme karkas, uzay kafes gibi var olan
güncel taşıyıcı sistem örneklerinin elvermediği düşsel formlar ve mekanlar
tasarlamaya imkan vermektedir. Geometrik formları ve yapıları neredeyse sınırsız
şekil özellikleri sağlar. Ankara’ da yeni yapılan Türkiye Jokey Kulübü’ ne ait yeni
Ankara Hipodromu’ nun (Resim 17) etkileyici üst örtüsü, Suudi Arabistan’ daki Kral
Fahd Stadyumu (Resim 18), Hong Kong Şehir Stadyumu (Resim 19), 1992’ yılında
İspanya’ nın Sevilla Kenti’ nde düzenlenen Expo92’ deki Almanya Pavyonu (Resim
20) ve giriş kapıları (Resim 21-22) gibi çarpıcı yapılar bunun en iyi örnekleridir.
Resim 17 T.J.K. Ankara Hipodromu
Resim 18 Kral Fahd Stadyumu
Resim 19 Hong Kong Stadyumu
Resim 21 Expo92 Kuzey Giriş Kapısı
Resim 20 Expo92 Almanya Pavyonu
Resim 22 Expo92 Doğu Giriş Kapısı
 Örgü dokuma membranları dış fiziki etkilerden korumak için kullanılan yüzey
kaplama malzemeleri ve koruyucu film tabakalarında kullanılan malzemelerin içeriği
ile membran üst örtüye yarı şeffaflık özelliği kazandırılabilmektedir. Bu özellikteki
membranların kullanıldığı yapılar yarı şeffaflık özelliği ile günün her saatinde
atmosferin aydınlığından maksimum derecede yararlanabilmektedir. Amerika’ nın
Denver Kenti’ ndeki Uluslararası Denver Havaalanı Terminali’ nde kullanılan
membranların yarı şeffaflık özelliği ile yapay aydınlatmanın getirdiği maliyet
düşürülerek ekonomi sağlanmıştır (Resim 23-24-25). Ayrıca dolaylı aydınlatmanın
tercih edildiği sergi yapılarında da kullanımı oldukça yaygındır.
Resim 23 Denver Havaalanı dış görünüş
Resim 24-25 Denver Havaalanı iç görünüş
 Örgü dokuma membran örtülerin kullanıldığı yapılar, Anadolu, Orta Doğu,
Akdeniz, Asya gibi bölgelerde ve çadır yapı örneklerinin yaygın olduğu Amerika,
İngiltere gibi ülkelerde mimariye getirdiği sembolik çağrışım özelliğinden dolayı
tercih edilmektedir. İzmir’ deki yeni otobüs terminalinde İzmir’ e has palmiyelere
çağrışım yapmak amacı ile yeşil renkte membran üst örtü kullanılmıştır (Resim 26).
İngiltere’ nin Londra Kenti’ ndeki Lord’ s Kriket Sahası’ nın yeni ek tribünlerinin üst
örtüsü eski büyük İngiliz Otağlarına çağrışım yapmaktadır (Resim 27). Ayrıca Suudi
Arabistan’ da da çöl çadırlarını ve İslami formları çağrıştıran örgü dokuma ve
pnömatik membran strüktürlere rastlanmaktadır.
Resim 26 İzmir Otobüs Terminali
Resim 27 Lord’ s Kriket Sahası
 Soğuk iklimli bölgelerde iki katlı membran uygulaması (iç membran tabaka+hava
boşluğu+dış membran tabaka) ile % 50’ lere varan bir yakıt ekonomisi ve uygun
iklimlendirme sağlanmaktadır. Bu özelliği sayesinde Amerika’ daki büyük spor
domlarında çok yaygın bir kullanım görmektedir. Örneğin Georgia Arenası GeorgiaAmerika (Resim 28-29), İzuma Dom-Japonya (Resim 30).
Resim 28 Georgia Arena dış
Resim 29 Georgia Arena diç
Resim 30 İzuma Dom
 Örgü dokuma membranların kullanıldığı strüktürler geometrileri gereği minimum
yüzeyli, ters eğrilikli, eğri yüzeysel, yüksek dayanımlı formlardır. Örgü dokuma
membranların sağlamlıkları geometrilerinin sahip olduğu zıt yönlü çift eğriliklerden
(antisinklastik) ileri gelmektedir
Resim 31 Antisinklastik Membran Formlar
 Dokuma membran malzemenin kullanıldığı üst örtüler malzemeleri gereği hafif
yapılardır. Hafifliklerinden dolayı üst örtünün oturduğu kolon gibi alt taşıyıcılar
hafiflemekte ve en kesitleri daralmaktadır. Bu sayede temel yapıları da küçülmektedir.
Buda genel yapı maliyetini düşüren bir unsur olmaktadır.
 Bu tür yapılar mimar ve mühendislerin ideali olan strüktürel etkinliği (geçilen
alanın üst örtünün ağırlığına oranı) en iyi sağlayan strüktürlerdir.
Resim 32 Millenium Dom
 Membran strüktürlerin ana elemanları olan ve yüksek yüklere dayanıklı kablolar,
dokuma membranlar ve taşıyıcı elemanlar yüksek teknolojileri gereği düşük maliyetli
değildirler. Ancak demir, çelik, beton ve betonarme gibi malzemeler kullanılarak
geliştirilmiş konvansiyonel ve endüstrileşmiş yapım sistemleri ile yapılan yapılara
göre; kolay kurulup-sökülebilme, katlanıp depolanabilme ve taşınabilme, çok kısa
sürede uygulanabilme gibi avantajlara sahiptirler. Bunun en iyi örneği yeni İzmir
Otobüs Terminali yapısında yaşanmıştır. İlk önce betonarme kabuk sistem olarak
tasarlanan üst örtü; şantiyede yapılabilirlik, uygulanabilirlik ve montaj sürecinin
kısalığı gibi avantajlar getirmesi nedeni ile çelik elemanların ve örgü dokuma
membranların birleşimi olan çekme gerilmesine çalışan bir üst örtü ile değiştirilmiştir.
Yapılan irdeleme sonucu, üst örtünün inşa edilen son halinin (9.5t.) tasarlanan ilk
halinden (304t.) 32 kat daha hafif olduğu; betonarme kabuk üst örtü modülünün
toplam malzeme ve işçilik giderinin 1996 yılı verilerine göre 5.302.800.000TL.’ lik
maliyeti ile membran üst örtü modülünün 3.015.000.000TL.’ lik toplam malzeme ve
işçilik giderinden fazla olduğu; betonarme kabuk üst örtünün yapımı için 26 veya 13
aylık zaman dilimleri gerekirken, membran üst örtünün yapımı için 1.5 aylık bir
zaman diliminin gerektiği görülmektedir. Bu veriler geniş alanların örtülmesinde
çekmeye çalışan asma-germe membran taşıyıcı sistemlerin strüktürel etkinlik ve süreç
açısından geliştirilmiş konvansiyonel yapım sistemi ile yapılmış betonarme karkas
taşıyıcı üst örtülerden daha avantajlı olduğunu göstermektedir. Mimarların
tasarımlarında geniş alanların örtülmesinde daha gerçekçi ve ekonomik çözümlere
ulaşmaları için bu kriterleri dikkate almaları gerekmektedir.
Resim 33Prefabrik Betonarme Palmiye
Resim 34 Uzay Kafes Palmiye
Resim 35 Çelik ve Membran Palmiye
Son kırk yılda yeni malzemelerin gelişimi ve yapı sektöründe yeni teknolojilerin yer
alması ile, üst örtüler ve taşıyıcı sistemlerde yeni biçimsel formlarla ve hafif malzeme
ile daha fazla mesafe geçilmesi alanında gözle görülür bir başarı sağlanmıştır.
Membran malzemelerin gelişmesinin yeni olduğu 1950 ve 1960’ lı yıllara kıyasla
günümüzde daha uzun ömürlü, dış fiziki etkilere ve yangına dayanıklı, yüksek
performanslı membran malzemeler üretilmektedir. Daha dayanıklı ve daha etkin
performanslı malzemelerin bulunması da çok olasıdır. Bugün membran malzemelerin
strüktürel performansları, geometrileri ve statik özellikleri çok daha iyi anlaşılmıştır.
Malzemeleri esnek ve bükülebilir olan ve eğilme rijitliği göstermeyen, hem taşıma
hem de örtme görevi gören, çekmeye çalışan yüzeysel taşıyıcılık özelliğine sahip
membran malzemeli üst örtüler tek başlarına veya diğer malzemeler ve yapım sistemleri
ile beraber kullanımları sonucu büyük ve geniş faaliyet alanlarına sahiptir.
Tasarımcıların kendine olan güven ve bilgileri arttıkça asma-germe membran
sistemlerin mimarideki kullanımları ile ilgili potansiyelleri de kesinlikle artacak ve çok
geniş alanlara yayılacaktır.
KAYNAKLAR
Berger, H. (1996), Light Structures, Structures of Light, Berlin: Birkhauser Verlag
Demirci, C. (1999, Mayıs 24). (Kişisel görüşme), İzmir
Drew, P. (1976), Frei Otto-Form und Konstruktion, Stuttgart: Verlag Gerd Hatje
Jenkins, D. (1987), Architecture in Detail - Mound Stand Lord’s Cricket Ground,
London :
Kronenburg, R. (1995), Houses in Motion -the genesis, history and development of
the portable building-, London: Academy Editions
Özgümüş, M. (1999, Temmuz 21). (Kişisel görüşme), İzmir
Rasch, B., Otto F. (1995), Finding Form, Münich: Edition Axel Menges
Robbins, T. (1996), Engineering a New Architecture, New Haven and London: Yale
University Press
Sarıay, İsmail (1999), Membranların Malzeme ve Konstrüksiyon Özellikleri Açısından
Mimari Formun Oluşumundaki Yeri ve Konvansiyonel Yapım Sistemiyle Yapılmış
Kagir Malzemeli Yapı Örneği ile Karşılaştırılması, Dokuz Eylül Üniversitesi Fen
Bilimleri Fakültesi Basılmamış Yüksek Lisans Tezi, İzmir

Download Report