1. Yüksek Bina Kavramı

Yüksekliğin, zamana ve mekâna göre değişen göreceli bir kavram olması nedeniyle “yüksek bina” (tall building/ high-rise building) ya da “gökdelen” (skyscraper), yalnızca boyutsal açıdan tanımlanması ve ayırt edilmesi zor kavramlardır. “Tall building” antik çağlardan beri pek çok amaçla inşa edilmesine karşın, “high-rise building” geç 19. yy’dan beri bir bina tipi olarak kabul edilir (Kwon; 1993). Bu nedenle “tall building” teriminin tarihçesi “high-rise building” terimine kıyasla çok daha eskidir. “Gökdelen” adlandırmasının binalarda kullanılması ise ilk olarak 19. yy sonlarına doğru Şikago’da yapılan 12 katlı “Home Insurance Building” ile başlamıştır.

Binaların hangi yükseklik ya da kat adedinden sonra yüksek bina ya da gökdelen olarak adlandırılacağına ilişkin genel bir fikir birliği bulunmamaktadır. Bina yüksekliklerinde, açık hava yaya girişinden başlayarak, anten ve bayrak direğini ihmal ederek bina tepesine kadar olan mimari/strüktürel yükseklik esas alınır (Günel ve Ilgın; 2014a). Yüksek Binalar ve Kentsel Yaşam Konseyi (CTBUH)’ne göre, en alt düzeydeki açık hava yaya girişinden başlayarak 14 kat ve 50 metre yüksekliği ve üzerindeki binalar “yüksek bina” (tall building), 300 metre yüksekliğinin üzerindeki binalar “çok yüksek bina” (supertall building) ve 600 metre yüksekliğinin üzerindeki binalar “mega yüksek bina” (megatall building) olarak adlandırılır. Emporis Standartları’na göre, 12 kat ya da 35 metre ve üzeri yükseklikteki binalar, “yüksek bina” (high-rise), 100 metre ve üzeri yükseklikteki çok katlı binalar ise “gökdelen” (skyscraper) olarak adlandırılır. Hasol (2007), “kimi strüktür mühendislerinin de yüksek yapıyı, ‘rüzgâr yükünün, ağırlığa göre daha belirleyici etken olduğu yapı’ olarak da tanımladıklarını” belirtir. César Pelli (1982), gökdeleni çok yüksek bina olarak tanımlar ve bu tanımda, zamana ve mekâna göre değişiklik gösteren “çok” sözcüğünün altını çizer. Yaşanabilir iç mekâna sahip olmaması nedeniyle Eyfel Kulesi (Paris, 1889) gibi yapılar gökdelen olarak adlandırılmaz.

Bu makalenin yazarlarına göre, “yüksek bina” bölgesel, “gökdelen” ise küresel bir kavramdır. Yüksek bir binanın gökdelen olarak tanımlanabilmesi için yalnızca bulunduğu bölgede yüksek olması yeterli değildir; küresel olarak da gökdelen olarak tanımlanıp kabul görmesi gerekir (Günel ve Ilgın; 2014b).

1.1 Yüksek Binaların Ortaya Çıkışı ve Tarihsel Gelişimi

Yeni ve çağdaş olanın peşinde koşan mimarlar, yaşadıkları çağın sosyo-ekonomik koşullarını da tasarımlarına yansıtarak yapılı çevreleri şekillendirirler. Bu bağlamda gökdelenlerin ilk kez Şikago’da ortaya çıkışının altında da, o dönemdeki ekonomik patlama ve kentsel imar parsellerindeki değer artışının tetiklediği bir sosyal dönüşüm yatmaktadır.

İnşaat teknolojisindeki ilerleme, yüksek binaların gelişiminde, başka yapı tiplerine nazaran çok daha önemli bir rol oynamıştır. 19. yy sonlarında, asansör ve taşıyıcı metal çerçeve sisteminin bulunuşu ile başlayan yüksek bina yapımı; yeni taşıyıcı sistemler, yüksek dayanımlı beton, bina temeli ve mekanik sistemlerindeki yenilik ve gelişmeler sayesinde bir Amerikan bina tipi olarak başlayıp dünyaya yayılan gökdelenlerin yükseklik yarışını devam ettirmektedir. William Le Baron Jenny’nin tasarladığı 12 katlı, 55 metre yüksekliğindeki Home Insurance Building’in (Şikago, 1885) (Şekil 1) ilk gökdelen olduğu kabul edilir. Yapının yüksek bina yapımında çığır açmasını ve ilk gökdelen unvanını almasını sağlayan taşıyıcı metal çerçeve kullanımıdır. Home Insurance Building’den sonra, hızla devam eden yükseklik yarışında 2000’li yılların başı itibariyle 800 metre aşılarak William Le Baron Jenny’nin zamanında hayal bile edilemeyecek yüksekliklere ulaşılmıştır. Başka bir deyişle, on katlı binaların gökdelen olarak adlandırıldığı 1890’lı yıllardan yaklaşık 40 yıl sonra Empire State Building (New York, 1931) (Şekil 2) ile 100 katı, yaklaşık 100 yıl sonra da Burj Khalifa (Dubai, 2010) (Şekil 3) ile 150 katı aşmış olan gökdelenler, önceleri yalnızca Kuzey Amerika’nın (Şekil 4-5) kentsel olgusu olarak düşünülürken günümüzde başta Uzak Doğu (Şekil 6) ve Orta Doğu’da (Şekil 7) olmak üzere hemen hemen her büyük kentin siluetine girmiştir.

2. Performatif Mimarlık

21. yy mimarlığının dilini biçimlendiren iki temel kavramın öne çıktığını söylemek olanaklıdır. Bunlardan ilki, ekosistemde daha az çevresel ayakizi (environmental footprint) hedeflemiş olan “sürdürülebilir mimarlık” (sustainable architecture) arayışları, öteki ise bütün tasarım disiplinlerinde olduğu gibi mimarlık alanında da sağladığı yenilikçi yaklaşımlarla son ürünü olduğu kadar tasarım süreçlerini de yeniden ele almamızı sağlayan “sayısal tasarım ve üretim” teknolojileridir. Bu iki yaklaşımın kesişim kümesi olarak adlandırılabilecek “performatif mimarlık” ise daha sürdürülebilir bir çevre için daha iyi, daha hafif, daha etkin, daha ekonomik gibi “daha”ların tümünün “en iyilenebilmesi” (optimization) adına bütüncül bir tasarlama ve yapma biçimi olarak literatürdeki yerini almaya başlamıştır. Sürdürülebilirlik için daha çok parametrenin “en iyilenebilmesi” söz konusu olduğunda ise hesaplamalı araçların (computational tools) ve ileri teknolojinin önemi ortaya çıkmaktadır.

“Sürdürülebilir mimarlık” ürünlerinin pek çoğunu kapsayan ve Sorguç’un (2009) “sağduyulu tasarım” (good practice) olarak adlandırdığı “performatif mimarlık” son yıllarda, sayısal teknolojilerle birlikte ortaya çıkan ve her geçen gün daha çok duyduğumuz bir kavram olmakla birlikte, içeriği ve olası yeni açılımlarının henüz irdelendiğini söylemek olanaklı değildir (Sorguç ve Selçuk; 2009). Burada söz konusu edilen yalnızca tıpkı makine gibi performans/verimlilik mi yoksa performans/gösteri midir? Leatherbarrow (2005) bu sorunun yanıtını ararken “yapıların işlevi nedir ve gerçekte mimarlık ne yapar?” şeklinde bir başka soru sormaktadır. Sorusunun yanıtını da Aristo’nun “mimarlığın insan eylemlerinin ve yaşamın taklididir” şeklindeki tanımını da anımsatarak, performansı binanın teması/amacı ya da öngörüsü ve performatif mimarlığı da bunları ön plana çıkaran bir mimarlık olarak tanımlamıştır (Leatherbarrow; 2005). Malkawi (2005) ve Sasaki (2007) üretken süreçleri destekleyen analitik tekniklerin sayısal modellerin potansiyellerini artırmadaki rolüne değinirken, performansın bu modeller aracılığı ile test edilebilen ve değerlendirilebilen fiziksel ve çevresel hedeflerin bütünü olduğunu söylemektedir. Böylece mimarlık-mühendislik disiplinleri arasında hedeflenen yüksek düzeyli bütünleşme gerçekleşebilecektir. Oxman (2007, 2009) ve Marsh (2008) performansı sanal üretim (virtual prototyping) sırasında tasarıma ilişkin kritik kararların bütüncül olarak test edilebilmesi olarak ifade ederken, topoloji, parametrik tasarım, üretken süreçler gibi form arayışlarına ilişkin konu başlıkları ile ilişkilendirmektedirler. Grobman ve Neuman (2011) ise mimarinin performansı için bir manifesto olarak tanımladıkları performalizm kavramını “sayısal araçların, tasarım ve mimari tavrını belirleyerek bütünleştiren bir yüzyılda çok kişiselleşmiş bir o kadar da paylaşımcı mimarlığa ulaşma çabası” olarak görmektedirler. Onlara göre üretimin kavramsal ve uygulamalı bir modu olarak ele alınabilecek performans kavramı bireyselle kolektifin, faydacı ile simgeselin, sezgiselle rasyonelin ve duygusalla analitik olanın arakesitinde mimarlık üretme yolları olarak özetlenebilir. Bu bağlamda, bu çalışma “performatif mimarlığı”, sayısal teknolojilerden en üst düzeyde yararlanılarak “sürdürülebilirliği” bir etmenler ve sonuçlar bütünü olarak kavramakta ve verimliliğe dayalı bir tasarımsal çıkış noktası olarak tanımlanmaktadır.

2.1 Yüksek Binalarda Performans

Yapılan literatür taramasında yüksek yapılarda “performatif mimarlık”  ve “performansa dayalı tasarım” terimlerinin yapı sektörüne hizmet eden paydaş disiplinler arasında benzer anlamlarda kullanılmakta olduğu ve bu kullanımın bir kavram kargaşasına yol açabileceği görülmüştür. Özellikle yüksek yapıların tasarımında strüktür tasarımcılarının performansa yaklaşımı “yüksek yapı tasarımında en önemli konunun belirlenen performans düzeylerinin kontrolü için hangi analiz yönteminin kullanılacak olması gerektiğini” (Moehle; 2008, Binzet vd.; 2014) öncüllerken, elde edilen nicel verilerin hangi yöntemle elde edilip hangi yöntemle değerlendirileceği konusunda tanımlı standartlarla çalışmaktadırlar. Onlar için performans yapısal güvenliği tehdit eden risklerin azaltılmasına yöneliktir. Benzer şekilde mekanik – elektrik – sistem tasarımcıları (MEP Engineering) için ısıtma – havalandırma – iklimlendirme (HVAC) ile otomasyon ve algılama sistemleri gibi ana bileşenlerin verimlilik konuları başta olmak üzere akustik konfor görsel/aydınlatma konforu ya da iç hava kalitesi gibi özel alanlara da referans verebilmektedir (Hensen; 2012, Hens; 2016, Raji vd.; 2016).

Mühendislik bazlı performansa dayalı tasarım ölçütleri gerek ulusal gerekse uluslararası birçok tasarım kodu, bina kodu, standart ve yönetmeliklerle (IBC, ANSI, EN, Chinese Building Code, Türk yönetmelikleri – Deprem yönetmeliği, Yangın yönetmeliği vb.) belirlenmiştir.

Mimarlıkta ise bina performansı için geliştirilen pek çok tanımlama olmakla birlikte, Uluslararası Mimarlar Birliği (AIA) tarafından deklare edilen ve bina performansı amacını belirleyen tanımlamalar, temel olarak işlev ve çevresel etkiye yöneliktir (Ulukavak Harputlugil; 2016). Bu değişkenler arasında; yer seçimi, bina oryantasyonu, bina ve tasarım kodları ile standartları, iklim etkisi, bina formu, malzeme seçimi, strüktürel sistem, çekirdek tasarımı, strüktürel yükler (yanal yükler -rüzgâr ve deprem-, düşey yükler, ölü yükler, canlı yükler vb.), güvenlik (yapısal güvenlik, yangın güvenliği vb.), cephe tasarımı, sürdürülebilirlik (yeşil enerji, günışığı, doğal havalandırma, çevresel etki vb.) ile akustik konfor, ısıl konfor, iç (ortam) hava kalitesi, görsel konfor (aydınlatma tasarımı) gibi konular bütün binalar için düşünülmesi gereken tasarım girdileri arasındadır. Yüksek bina özelinde ise sürdürülebilir, çevre dostu, enerji etkin, strüktür etkin, cephe tasarımı, aerodinamik tasarım kararları konuları daha da önem kazanmaktadır. Bütün bu konu başlıkları altında gruplandırılabilecek ölçütler bütün ayrıntıları ile test edilerek değerlendirilmeli ve tasarım sonuçlandırılmalıdır. Burada altı çizilmesi gereken tasarımın ancak bütün bu maddelerin ve onların ayrıntılı açılımlarının birbirlerini etkileyecek, yönlendirecek ve belirleyecek olması ve doğrusal değil eşzamanlı ve koordineli bir çalışmanın sonucunda binadan beklenen performansı sağlamasıdır.

Yüksek binalar yalnızca karmaşık sistemler ya da estetik nesneler olmayıp etkileri, etkileşimleri dönüştürücü güçleri ile birlikte kentin ve kentlinin yaşamında önemli bir yere sahiptirler. Yüksek binaların yüksekliklerinin, form ve strüktürlerinin belirlenmesi ve binanın işlevini en iyi şekilde sürdürebilmesi oldukça fazla sayıda parametrenin eşzamanlı ele alınarak tasarlanması, optimizasyonu için benzeştirme yöntemlerinin kullanılması ve en önemlisi de bu değerlendirmelerin doğru bir biçimde tasarıma geri beslemeli olarak aktarılması ile olanaklıdır. Çeşitli tasarım, benzeşim, analiz, üretim ve yapım ekiplerinin koordineli bir şekilde çalışmalarını gerektiren bu süreçte mimarın rolünü salt işlevsel gereksinimlerin karşılanması ve estetik çözümlerin kurgulanmasına indirgemek günümüzün paradigmalarıyla örtüşmeyecektir.

3. Performansa Dayalı Yüksek Bina Tasarımı: Şanghay Kulesi Örneği

Şanghay-Shanghai (shàng, above) (hai, sea) kenti, doğrudan Merkezi Hükümet’e bağlı dört belediyeden biri ve Çin’in en kalabalık kentidir (Pang; 2015). “Doğunun İncisi” (Oriental Pearl) olarak da anılan kent, ticaret ve nakliye merkezidir (Wong ve diğ.; 2016). Şanghay iklimi, kuzey ve kuzeybatıdan iç Asya ve Sibirya’dan soğuk kuru hava ve güneyden ve güneydoğudan Pasifik Okyanusu’ndan sıcak nemli hava ile etkilenir. Bölge astropikal deniz muson iklimi nedeniyle genellikle nemli ve dört farklı mevsime sahiptir; sıcak bahar, sıcak yaz, soğuk sonbahar ve soğuk kış (Lau; 2015).

Şanghay’ın, 1990’ların başından itibaren dikey şehircilik odağıyla büyümekte olduğu (Lau; 2015) iddia edilse de 1930’lu yıllarda da benzer hedefler söz konusudur. 24 katlı Shanghai Park Hotel (Şanghay, 1934) (Şekil 8) 83,8 metre yüksekliği ile o yıllarda Asya’nın en yüksek binası idi. 88 katlı, 421 metre yüksekliğindeki Jin Mao Binası (Şanghay, 1999) (Şekil 9) ve 101 katlı, 492 metre yüksekliğindeki Şanghay Dünya Ticaret Merkezi (Şanghay, 2008) (Şekil 10) yapıldıkları dönemlerde dünyanın en yüksek binaları olarak literatüre girmiştir.

Kasım 2008’de yapımına başlanan ve 2015 yılında tamamlanan Şanghay Kulesi ise, Şanghay’ın finans merkezi Lujiazui yarımadasında, Huangpu Nehri’nin doğu yakası boyunca uzanan iş ve ticaret merkezi Pudong’ta bulunmaktadır. Dünyanın 2. ve Çin’in ise en yüksek binasıdır (Şekil 11-12). Kule, Çin devlet şirketlerinin oluşturduğu bir konsorsiyuma aittir. Gensler tarafından tasarlanan 632 metre yüksekliğindeki 128 katlı (5 adet bodrum kat) kule 380.000 m2’si zemin üstünde olmak üzere toplam 540.000 m² alana sahiptir. Tahmini inşaat maliyeti 2,4 milyar $ olarak ifade edilmektedir. Kule katmanlı konstrüksiyon ile inşa edilmiş, karma kullanımlı ve “sürdürülebilir” olarak nitelendirilen bir binadır (Gensler; 2010). Şanghay Kulesi, 2016 yılında Amerikan Mimarlık Ödülü’nü (American Architecture Prize) almıştır (URL 4).

Kulenin sarmal saydam formu en son teknoloji ile hedeflenen sürdürülebilirlik stratejileri ve yeni standartların örneklendirildiği kamusal alanların bir vitrini niteliğindedir. Gensler yetkilileri kuleyi tasarlarken, Pekin’in “Hutongs” ve kentin “Shikumen” adı verilen geleneksel dar sokaklı bitişik nizam evlerini (lane houses) göz önünde bulundurduklarını belirtmektedir (Xia ve diğ.; 2010). Yasal bir zorunluluk olarak arsanın yüzde 33’ü yeşil alanlara ayrılmıştır (URL 7). 9 düşey bölge şeklinde tasarlanan kulede 1. bölge lüks butiklerin, kafelerin, restoranların bulunduğu katlardır. 2-6. bölgeler her biri ayrı bir mahalle olarak çalışan büro katlarıdır. Dikey komşuluklarda, yani her 9 katta bir, hem yapının kimliğine katkıda bulunan hem de sosyalleşmeye olanak sağlayan ve aynı zamanda kentin geleneksel peyzaj ve avlu kullanımını hatırlatan, “gökyüzü lobileri” (sky lobbies) ile kullanıcılar için etkileşimli mekânlar yaratılmaya çalışılmıştır.

7. ve 8. bölgelerde beş yıldızlı bir otel, 9. ve son bölgede ise açık-kapalı gözlem güvertesi gibi kamusal alanlar bulunur (Xia ve diğ.; 2010).

3.1. Kulede Performans Arayışları Daha Yükseğe: Nehir kenarındaki yüksek yapının tasarımının başında hem mimarların hem de işveren ve yapımcıların ortak endişesi yumuşak zeminlerde çalışmak olmuştur (URL 8). Yapının 121 metre çapındaki radye temeli 1 m çapında 82 metre derinliğinde 2500 kazık üzerine inşa edilmiştir. Kazıkların yapımında 61.000 m3 beton kullanılmış ve beton dökümü kesintisiz olarak yaklaşık 63 saatte tamamlanmıştır (Şekil 13) (URL 9).

Strüktür tasarımcısı Thornton Tomasetti firması, mimari formla uyumlu basit, güvenilir ve ekonomik bir taşıyıcı sistem tasarımı geliştirmiştir. Üst üste 9 bölgeden oluşan kulenin taşıyıcı sistemi olarak 12 ila 15 katta bir betonarme çekirdeğe (30x30m) bağlanan dış desteklerden, dış destekleri birbirine bağlayan kemerlerden ve mega kompozit kolonlardan oluşan “dış destek çerçeve sistemi” (outrigger frame system) kullanılmıştır (Şekil 14, 15, 16). Dış destek çerçeve sistemleri,  temel olarak betonarme perdelerden veya çelik kafeslerden oluşturulmuş çekirdek perdeli çerçeve sistemlere  yapı yüksekliği boyunca bir ya da daha fazla düzeyde çevre kolonlarla çekirdeği birbirine bağlayan dış desteklerin eklenmesiyle geliştirilmiştir. Çelik kafes kirişler ya da betonarme kirişler dış destek (outrigger) olarak kullanılabilmektedir. Dış destekler, çekirdek perdenin çevre kolonlara dirsek şeklindeki yatay bir uzantısı olarak düşünülebilir.

Dolayısıyla bu sistem, “dirsek perdeli çerçeve sistem” olarak da adlandırılabilir. Dış destekler, normal katlardaki kullanımı engellememek amacıyla, genellikle yapı yüksekliği boyunca bir ya da daha çok düzeyde yer alan mekanik katlara yerleştirilmiştir.

Kompozit mega kolon çiftleri, ortogonal aksların sonuna yerleştirilerek 8. bölgeye kadar uzanmakta olup aradaki 45o’lik dört aksta bulunan kompozit çevre kolonlar ise 5. bölgeye kadar devam etmektedir. Kompozit mega kolonların kesitleri, bodrum katta 5,3×4,3 metre iken en üst katta 2,4×1,9 metre’ye düşmektedir.

Çelik dış destekler, iki kat derinliğinde olup bina yüksekliği boyunca 2, 4, 5, 6, 7 ve 8. bölgeler olmak üzere toplam 6 düzeyde yerleştirilmiştir. Çelik kemerler, iki kat derinliğinde ve çiftler halinde tasarlanmıştır. Diyagonal çelik kafesler ise giydirme cephe sistemini desteklemek amacıyla kullanılmaktadır. Bu malzemeler lazerli kesiciler ile inşaat alanının yakınında kurulan bir merkezde yüksek hassasiyetle üretilmiştir. Bütün bu tercihler daha hızlı ve daha ekonomik bir üretim sağlamıştır.

Daha Güçlü Rüzgârlara Karşı: Şanghay’da tayfunlara yol açabilecek düzeyde bulunan rüzgâr yüklerine karşı performatif form ve strüktürün geliştirilmesinde 3 ana karar alınmıştır: kule cephesinin asimetrisi (asymmetrical facade), daralarak yükselen kule formu (tapering shape) ve bina kütlesinin yuvarlak köşeleri (consistently rounded corners). Gensler’in tasarım ortağı olan Thornton Tomasetti ve RWDI adlı mühendislik firması yaptıkları benzeşim modellerinin yanısıra 1:85 ölçekli maketlere uygulanan rüzgâr testleri sayesinde kule yanal yüklerini yüzde 24 oranında azaltacak olan yüzde 55’lik bir daralma açısı (tapering) ve eksenel olarak 120° döndürülmüş form ve strüktürü belirlemiştir (Zhaoa; 2011) (Şekil 17). Rüzgâr yüklerindeki her yüzde 5’lik azalmanın inşaat maliyetlerinde yaklaşık 12 milyon $ tasarruf edilmesini sağladığı (Xio ve diğ.; 2010) düşünüldüğünde söz konusu teknolojileri kullanarak bina formunu belirlemenin önemi bir kez daha açığa çıkmış olacaktır (Şekil 18).

Daha Doğal Havalandırma, Daha Doğal Aydınlatma, Daha Etkin Güneş Kontrolü: Yüksek bir yapıda ısıtma ve soğutma enerjisinden tasarruf, iç mekânların doğal olarak aydınlatılması ve havalandırılması, bunların yanısıra, güneşin istenmeyen etkilerinden kaçınmak için en önemli bileşen cephelerdir (Ali; 2008). Bu anlamda en etkin cephe sistemlerinden biri olarak kabul edilen çift kabuk cephe sistemleri tıpkı termos gibi davranmakta ve binanın enerji etkinliği artmaktadır. Şanghay Kulesi’nde de bina yüzeyini sarmayalan saydam cephe, yapının doğal olarak iklimlendirilmesinin sağlanması için özel olarak tasarlanmıştır. 210.000 m2 giydirme cephe üretiminin yapıldığı yüzey sayesinde doğal olarak havalandırılan ve iç-dış arasında tampon bölge görevini üstlenen “gökyüzü lobileri” iç ortam sıcaklığını dengede tutmaktadır (Şekil 19-20). 34.000 kişi kapasitesi bulunan kulede doğal havalandırmanın önemine dikkat çeken tasarımcılar mekanik donanımları her bölgede optimum esnekliği ve maliyeti sağlayacak şekilde planlandıklarını dile getirmektedirler (URL 14). Bütün bu planlamalar sonucunda binanın yıllık karbon salımında 34.000 ton azalma sağlanacağı öngörülmektedir (URL 10).

Daha Etkin Su Kullanımı: Şanghay, su kaynakları bakımından zengin olduğu bilinen bir kenttir. Bölgenin yüzde 11’i sularla kaplıdır ve yıllık yağış miktarı 1066 mm olarak bildirilmektedir (URL 16). Bu verilere karşın tasarımcılar binanın su kullanımı konusunda da daha etkin çözümler barındırması gerektiği bilinciyle çalışmalarını yürütmüştür. Binanın sarmal formdaki çatı parapeti kulenin HVAC sisteminde kullanılmak üzere yağmur suyunu toplayacak biçimde tasarlanmıştır ve bir yağmur toplama sistemi ile bütünleştirilmiştir (URL 17). Hem toplanan yağmur suyu hem de gri su tuvaletlerde ve bahçe sulama sistemlerinde kullanılmak üzere çevrime dahil edilmektedir. Günlük 1686 m3 gri su toplanması hedeflenen binada su tasarrufu sağlayan armatürler ve teknolojiler kullanılmıştır. Böylelikle su tüketiminde yüzde 40’lık tasarruf ve yıllık 675 milyon litre gibi bir kazanç sağlanması hedeflenmiştir (URL 18), (Xia ve diğ.; 2010).

Daha Yeşil Enerji ve Rüzgâr Tribünleri: Rüzgârdan enerji üretmek amacıyla yüksek binalara rüzgâr türbinlerinin yerleştirilmesi yaklaşımı giderek yaygınlaşmaktadır. Bu yöntem bir yandan yüksek bir binanın karbon ayak izini azalttığı gibi, öte yandan bu yapı türünün görsel açıdan çevresel bir göstergesi olup, kamu üzerinde de olumlu bir etki yaratmaktadır. Şanghay Kulesi’nin bitişindeki parapetin hemen altına yerleştirilen 270 adet rüzgâr türbini (Şekil 21) ile yerinde enerji üretimi, cephe aydınlatmasında kullanılacak enerjiyi karşılamaktadır. Yıllık 350.000 kWh olarak hesaplanan bu üretim bina için gerekli bütün elektrik enerjisinin yüzde 10’u kadardır (URL19).

Yukarıda ayrıntılarıyla anlatılan bütün “daha”lar bir araya geldiğinde Şanghay Kulesi, ABD Yeşil Bina Konseyi tarafından verilen LEED Gold Sertifikası (LEED Gold Certification) ile birlikte Çin Üç Yıldızlı Yeşil Bina Tasarımı Etiketi’ne (China Green Building Three Star Rating) kolaylıkla ulaşmıştır. Bütün bu özellikleri ile de iki sertifikaya sahip en yüksek binadır. Gösterdiği performans açısından bazı özellikleri özetlenerek şöyle sıralanabilir:

• Benzer bir yükseklikteki geleneksel bir tasarıma göre yüzde 25 daha az yapısal çelik kullanılmış ve sonuç olarak, ABD malzeme maliyetlerine göre 58 milyon $ tasarruf edilmiştir.
• Isıtma-soğutma gereksinimini azaltmak için sıcaklık değişimlerine tolerans gösterebilecek yalıtımlı çift kabuk cam cephe tasarlanmıştır.
• Çift kabuk cephenin dış katmanında rüzgâr, yağmur ve güneşi filtreleyen lamine cam kullanılırken, iç katmanda güneş kontrollü düşük salımlı (low-e) cam kullanılmıştır. Bu sayede doğal havalandırma ve soğutma sağlanmaktadır.
• Bina cephesi içinde yer alan gökyüzü lobileri termal bir tampon bölge oluşturmakta ve iç hava kalitesini artırmaktadır.
• Isıtma ve havalandırma sistemlerinde kullanılmak üzere binanın bitiş parapetinde yağmur suyu toplanmaktadır. Toplanan yağmur suları ve gri su geri dönüşüm sistemlerinin kullanımıyla ve akıllı armatür teknolojileri ile kulenin toplam su tüketiminin yüzde 40 oranında azaltılması planlanmaktadır.
• Kulenin 124. katına kurulan 270 adet rüzgâr türbini ile yılda 350.000 kWh elektrik üretimi amaçlanmıştır.

Sonuç

Bütün yapılı çevreler ve özellikle yüksek binalar, çevreyi önemli ölçüde etkilemekte ve değiştirmektedir. Binaların, ulusal enerjinin büyük kısmını tüketerek sera gazı salımlarına da neden olduğu düşünüldüğünde çevreye yaptığı etkinin boyutları daha net anlaşılabilir. Bu nedenle mimarlık disiplininde sürdürülebilirliğe ilişkin her yeni paradigmatik söylem ve uygulama önem kazanmaktadır. Özellikle sayısal tasarım ve üretim teknolojilerinin sağladığı işbirliği olanakları ile gerçekleştirilen performatif mimarlık arayışları sürdürülebilirlik konusunda 21. yy’ın dilini şekillendirmeye de başlamıştır.

Bu bağlamda, daha yükseğe ulaşma kaygısı, rüzgârla şekillenen aerodinamik bina formu, doğal havalandırma-aydınlatma ve etkin güneş kullanımı, su tasarrufu, yeşil enerji kullanımı ve özellikle rüzgâr enerjisinin binayla bütünleştirilmesi gibi önemli konuların dikkatle üzerinde durulduğu Şanghay Kulesi, 21. yy’ın gelmiş olduğu teknolojik düzeyin bütün özelliklerini yansıtan bir örnek olarak, ortaya koymuş olduğu performans arayışları ile literatürdeki yerini almıştır. Bu arayışlarla ulaşılan sonuçlar son derece önemli olup mimarlık platformlarında konuşulup tartışılmaya değerdir.

Kuşkusuz ki elde edilen bu değerler, tasarımcıların “performansa” yönelik yoğun araştırma ve geliştirme faaliyetleri ile elde edilmiştir. Bu kadar karmaşık ve meydan okuyucu bir yapının bütün paydaşlarla yüksek düzeyde işbirliği içinde tasarlandığı ve bu koordinasyonun özellikle BIM (Building Information Modelling) sayesinde yapılabildiğinin altı çizilmelidir.

Kaynaklar

• Ali, M. M.; Armstrong, P. J.; “Overview of Sustainable Design Factors in High-Rise Office Buildings”, CTBUH 8th World Congress, Tall and Green: Typology for a Sustainable Urban Future, 3-5 March, Dubai, s.282-291, 2008.
• Binzet, S.; Tüzün, C.; Erdik, M.; “Performance Based Design of a High Rise Building Based on Istanbul Tall Building Seismic Code” 2nd European Earthquake Conference on Engineering and Seismology, İstanbul, 25-29 Agu 2014.
• BS 536 Studies on Tall Building: Design Consideration, ODTÜ Mimarlık Fakültesi, Mimarlık Bölümü, Yüksek Lisans/Doktora dersi, 2011-2012 Güz Dönemi.
• Denoon, R.; Cochran, B.; Banks, D.; Wood, G.; “Harvesting Wind Power from Tall Buildings”, CTBUH 8th World Congress, Tall and Green: Typology for a Sustainable Urban Future, 3-5 Mart, Dubai, s.320-327, 2008.
• CTBUH, “Council on Tall Buildings and Urban Habitat”, Illinois Institute of Technology, S. R. Crown Hall, 3360 South State Street, Chicago, Illinois, USA, www.ctbuh.org.
• Emporis, Emporis Corporation, A Global Building Information Company, Theodor-Heuss-Allee 2, 60486 Frankfurt, Germany, www.emporis.com.
• Gensler, Gensler Design Update – Shanghai Tower, http://du.gensler.com/vol6/shanghai-tower/, 2010.
• Grobman, Y. J.; Neuman, E.; “Performalism: form and performance in digital architecture”, Routledge, 2011.
• Günel, M. H.; Ilgın, H. E.; “Tall Buildings: Structural System and Aerodynamic Form”, Routledge, 2014a.
• Günel, M. H.; Ilgın, H. E.; “Yüksek Binalar: Taşıyıcı Sistem&Aerodinamik Form”, Ortadoğu Teknik Üniversitesi, Publication of Faculty of Architecture, Ankara, 2014b.
• Hasol, D.; “Yüksek, Daha Yüksek, En Yüksek!”, Mimarist, No:24, 2007.
• Hens, H. S.; “Applied Building Physics: Ambient Conditions”, Building Performance and Material Properties, John Wiley&Sons, 2016.
• Hensen, J. L.; Lamberts, R.; “Building performance simulation for design and operation”, Routledge, 2012.
• Kwon, J., “American Skyscraper and Their Influence on The Development of Korean Highrise Office Buildings”, Doktora Tezi, Texas A&M University, Texas, 1993.
• Lau, L. G., “Sustainable High-rise Construction in Shanghai”, Master Tezi, Instituto Superior Técnico, Lisbon, 2015.
• Leatherbarrow, D.; “Architecture’s Unscripted Performance” Kolarevic, B.; Malkawi, A.; (Ed.) Performative Architecture: Beyond Instrumentality, Spon Press, Londra, 2005.
• Malkawi, A. M.; “Performance simulation: research and tools”, in Performative Architecture: Beyond Instrumentality, Kolarevic, B.; Malkawi, A.; (Ed.), s.85-96, Spon Press, London, 2005.
• Marsh, A.; “Generative and performative design: a challenging new role for modern architects”, The Oxford Conference, Wit Press, 2008.
• Moehle, J. P.; “Performance-Based Seismic Design of Tall Buildings in the US”, 14th World Conference on Earthquake Engineering (CD), Beijing, China 2008 Oct 12.
• Oxman, R.; Hammer, R.; Ben, A. S.; “Performative Design in Architecture”, Predicting the Futures, ECAADE07, s.227-234, Frankfurt, 2007.
• Oxman, R.; “Performative Design: A Performance-Based Model of Digital Architectural Design”, Environment and Planning B: Planning and Design, 36(6), s.1026-1037, 2009.
• Pang, F. Y.; “Shanghai”, https://prezi.com/vdiajavvn607/shanghai, 2015.
• Pelli, C.; “Skyscrapers”, Perspecta, Yale University Journal, C.18, s.134-147, 1982.
• Post, N. M.; “Shear Innovation”, ENR: Engineering News-Record, Vol. 265 Issue 2, 2010.
• Raji, B.; Tenpierik, M. J.; Van Den Dobbelsteen, A.; “An Assessment of Energy-Saving Solutions for the Envelope Design of High-Rise Buildings in Temperate Climates: A Case Study in Tthe Netherlands”, Energy and Buildings. 124:210-21, 2016.
• Sasaki, M.; “Morphogenesis of Flux Structure”, Architectural Association, London, 2007.
• Shams, S.; Mahmud, K.; Al-Amin, Md.; “A Comparative Analysis of Building Materials for Sustainable Construction vith Emphasis on Co2 Reduction”, Int. J. Environment and Sustainable Development, 2011, Vol. 10, 4, 2011.
• Sorguç, A.; Selçuk, S.; “Sürdürülebilirlik için Performatif Mimarlık”, Uluslararası Ekolojik Mimarlık ve Planlama Sempozyumu, s.132-136, 2009.
• Sorguç, A.; Uluslararası Yapı/Turkeybuild 2009 İstanbul Fuarı, Mimarlar Odası İstanbul Büyükkent Şubesi’nin “Ekolojik Yapı Tasarımında Malzeme, Teknoloji ve Çevre” sempozyumunda gerçekleştirdiği konuşma, 2009.
• Su, J.; Xia, Y.; Chen, L.; Zhao, X.; Zhan, Q.; Xu, Y.; Ding, J.; Xiong, H.; Ma, R.; Lv, X.; Chen, A.; “Long-Term Structural Performance Monitoring System for the Shanghai Tower”, J Civil Struct Health Monit, 3:49–61, 2013.
• Wong, P.; Lin, M.; Jackson, J.; “Best-Performing Cities CHINA 2016-The Nation’s Most Successful Economies”, Milken Institute http://best-cities-china.org/best-performing-cities-china-2016.pdf, 2016.
• Wood, A.; (Ed.). “100 of the World’s Tallest Buildings: CTBUH”, s.19, 54, Images Publishing, 2015.
• Xia, J.; Poon, D.; Mass, C. D.; “Case Study: Shanghai Tower”, CTBUH Journal, Issue:2, s.12-18, 2010.
• Zhang, Q.; Yang, B.; Liu, T.; Li, H.; Lv, J.; “Structural Health Monitoring of Shanghai Tower Considering Time-dependent Effects”, International Journal of High-rise Buildings, March 2015, Vol.4, No.1, 2015.
• Zhaoa, X.; Ding, J. M.; Suna, H. H.; “Structural Design of Shanghai Tower for Wind Loads”, Procedia Engineering 14 (2011): s.1759-1767.
• Ulukavak, H. G.; “Enerji Verimli Bina Tasarım Stratejileri”, Binalarda Enerji Verimliliğinin Artırılması İçin Teknik Yardım Projesi, 2016

https://www.csb.gov.tr/db/meslekihizmetler/ustmenu/ustmenu845.pdf

URL 01. http://www.shanghaidaily.com/newsimage/2014/11/28/020141128161427.jpg

URL 02. http://www.som.com/FILE/12519/jin_mao_collage.jpg

URL 03. https://www.kpf.com/projects/shanghai-world-financial-center

URL 04. https://architectureprize.com/winners-2016/winner.php?id=2569

URL 05. http://assets.inhabitat.com/wp-content/blogs.dir/1/files/2016/01/Shanghai-Tower-Gensler-7.jpg

URL 06. http://du.gensler.com/vol5/shanghai-tower/images/desktop/bg_hero/bkgd-ShanghaiRising-1024×768.jpg

URL 07. http://www.archdaily.com/229454/in-progress-shanghai-tower-gensler

URL 08. Extreme Engineering Shanghai Tower – Documentary, https://www.youtube.com/watch?v=RAWvqjhkt3c

URL 09. http://du.gensler.com/vol5/shanghai-tower/#/scaling-new-heights

URL 10. http://www.josre.org/wp-content/uploads/2012/10/Shanghai-Tower-in-China-Tall-and-near-net-Zero.pdf

URL 11. http://damassets.autodesk.net/content/dam/autodesk/www/gallery/images/shanghai-tower/asymmetry-taper/shanghai-tower-asymmetry-taper-2-large-1067×800.jpg

URL 12. http://www.autodesk.com/gallery/exhibits/currently-on-display/shanghai-tower

URL 13. http://www.stefano-andreani.com/wp-content/uploads/2014/11/MIT_Page_04.jpg

URL 14. http://du.gensler.com/vol5/shanghai-tower/#/vertical-community

URL 15. http://blogs.stthomas.edu/realestate/files/2013/08/Shanghai-Tower-atriums.jpg

URL 16. https://tr.climate-data.org/location/5582/

URL 17. http://www.go-green.ae/greenstory_view.php?storyid=936

URL 18. https://www.gensler.com/uploads/documents/Shanghai_Tower_12_22_2010.pdf

URL 19. http://www.telegraph.co.uk/travel/destinations/asia/china/shanghai/articles/inside-shanghai-tower-observation-viewing-platform/

URL 20. https://www.architectural-review.com/pictures/2000x2000fit/9/1/3/1456913_Shanghai_tower_gensler06.jpg

URL 21. http://www.architecturaldigest.com/nyc-city-guide

URL 22. http://www.huffingtonpost.com/news/chicago-around-town/

URL 23. https://tr.wikipedia.org/wiki/Hong_Kong

*Tamraz Kazımov, Mimar

Gazi Üniversitesi Mimarlik Bölümü

Yüksek Lisans Öğrencisi

**Semra Arslan Selçuk, Yrd. Doç. Dr.

Gazi Üniversitesi Mimarlık Fakültesi

***Hüseyin Emre Ilgın, Y. Mimar

ODTÜ Mimarlık Bölümü Doktora Öğrencisi