İşte İnşaatlarda Daha Yeşil Bir Gelecek İçin Canlı Laboratuvar İşlevi Gören Akıllı Bina!

Bir zamanlar “geleceğin binalarını” teşhir halinde görmek isteyenler soluğu her yıl düzenlenen Dünya Fuarlarında alırdı. Dünyanın dört bir yanından gelen ziyaretçiler, fütürist örneklerle bezeli ülke pavyonlarına uğrar, inşaat sektörünün yarınlara dönük neler planladığına ağızları açık bir halde bakarlardı.

Bugün ise çevreye yönelik endişeler insanoğlunun ilerleme heyecanını dizginleyip dengeliyor. İnşaat sektörünün bir zamanlar Space Needle gibi veya uçan daire benzeri gözlem kulelerine imza atmış liderleri, bugün binaları daha yeşil kılacak ve sakinlerinin ihtiyaçlarını daha fazla gözetecek inovasyonlara odaklanmış durumdalar. Bir başka ifadeyle, inşaatçılar artık büyük resmi görmek için daha küçük detayları düşünme gereğini hissediyorlar.

Nitekim, yüksek performanslı yalıtım ve bina giydirme alanında dünya lideri olan Kingspan firması tarafından gerçekleştirilen bir sektör araştırması, zihniyet dünyasındaki bu evrim ihtiyacını doğrular nitelikte. Araştırmaya göre, bina inşaatı ve işletimlerinde kullanılan enerji, küresel enerji kullanımının %36’sını oluşturuyor. İnşaat sektörünün enerji kaynaklı karbondioksit salımlarında %39’luk bir paya sahip olduğu ve katı atık sahalarına giden atığın küresel ölçekte %30’unun yine inşaatlardan kaynaklandığı yine aynı araştırma kapsamında ulaşılmış sonuçlardan bazıları.

Canlı Laboratuvar Ortamı

Kingspan firmasının daha yeşil bir gelecek taahhüdü çerçevesinde, 10 milyon avro tutarında bir yatırım ile inşa ettiği küresel inovasyon merkezi IKON, tasarım ve inşaat sürecinde bu araştırmanın bulgularını epeyce dert edinmiş. Dublin’in kuzeyindeki, göllerle ve nehirlerle çevrili Cavan bölgesinde 2019 yılında hizmete giren IKON, bugün inşaat sektörü için adeta bir “canlı laboratuvar” işlevi gören akıllı bina. Zira, yeni malzemelerin enerji tasarrufu özelliklerini ölçüp sınamak isteyen mühendislere bu merkezde gerçek hayat ortamı ve mükemmel deney imkânları sunuluyor.

Kingspan’in İnovasyon’dan Sorumlu Başkanı Mike Stenson, “IKON gibi bir akıllı bina yapmamızın ardında yatan temel düşünce, gelişkin malzemelerle ilgili araştırmaları dijital teknolojiyle bir araya getirmekti. Bu şekilde, tepeden tırnağa dijital ve sürdürülebilir bir bina ortaya çıkarabileceğimizi düşünüyorduk,” diyor.

IKON’da enerji tüketimini ölçmeyi sağlayan çok sayıda sensör kullanıldığını belirten Stenson, sözlerine devamla şunları söylüyor: “Sürdürülebilir uygulamaları temel alan bir çalışma alanı yaratmak istediğimiz için, doğal aydınlatmadan yararlanıyor, yağmur suyundan, güneş panellerinden ve çevresel kaygıları giderebilecek benzeri başka unsurlardan istifade ediyoruz.”

Sürdürülebilir Hedefler

Kingspan’in sürdürülebilirliğe odaklanmış bir firma olması, “doğrudan yenilenebilir enerji kullanımını 10 yıl içinde %60’a çıkarmak” şeklinde belirlediği vizyonuna ulaşmada destekleyici bir rol oynuyor. Şirket, 2030 yılına kadar da imalat sürecindeki karbon salımını sıfırlamayı, yani “net sıfır karbon” hedefine ulaşmayı umuyor.

Kingspan’ın Küresel Sürdürülebilirlikten Sorumlu Başkanı Bianca Wong ise, “İnşaat karbon-yoğun bir sektör,” diyerek başladığı sözlerini şu ifadelerle sürdürüyor: “Üreticiler olarak, bu sorunun üstesinden gelmede hepimiz sorumluluk almalıyız. Biz IKON ile böylesi bir sorumluluğun gereğini yapmaya çalışıyoruz. Burada öğrendiklerimiz, karbon salımını sıfırlama taahhüdümüze sadık kalıp bir gün bu hedefe varmamıza yardımcı olacak. Nihayetinde de müşterilerimizi inşa edecekleri binalarda net sıfır karbon değerine ulaşmalarına katkıda bulunacak.”

IKON’un binası, geri dönüştürülmüş (ve geri dönüştürülebilir) malzemeler kullanılarak inşa edilmiş. Tasarım aşamasında, binanın enerji modellemesi üzerinde de çeşitli çalışmalar gerçekleştirilmiş. Stenson, “Örneğin, çatıdaki güneş panelleri binanın enerji ihtiyacının %35’ini karşılayacak ölçüde güç üretiyor,” diyor. “Binanın otoparkında elektrikli arabalar için şarj istasyonları bulunuyor. Hatta yağmur suyunu geri kazanım sistemi sayesinde tuvaletlerde ve temizlikte kullanmamız da mümkün oluyor.”

Binanın yalıtımında da aynı anlayışın hâkim olduğu görülüyor. Geri dönüştürülmüş plastik şişelerin yalıtım sağlamak amacıyla kullanıldığı yapı sayesinde şirket her yıl 300 ila 400 milyon plastik şişeyi geri dönüştürmeyi planlıyor.

Dijital İlham

Merkez aynı zamanda Kingspan’in Dijital Dönüşüm Ekibi’ne de ev sahipliği yapıyor. Şirketin nasıl daha akıllı ürünler tasarlayabileceğini, Endüstri 4.0’a nasıl hazırlanabileceğini düşünen ekip, yeni binalar yaratırken “önce modelle” yaklaşımıyla uyum içinde nasıl ilerlenebileceğini de araştırıyor.

Ekibe göre, IKON inşaata dair bazı önemli soruların ortaya atılabileceği mükemmel bir ortam sunuyor: Artırılmış gerçeklik, sanal gerçeklik ve Nesnelerin İnterneti (IoT) bina yönetiminde nasıl bir rol oynayacak? Yapay zekâ ve Büyük Veri mimari tasarımı nasıl dönüştürecek? Bu ve benzeri sorulara merkezin çalışmaları ile yanıtlar aranıyor.

Kingspan, teknoloji alanında kurduğu ortaklıklar ve kendi araştırmalarıyla, IKON’u dünyanın Seviye 5 olgunluk sertifikasına sahip ilk dijital ikizi yapmayı planlıyor. Bu amaçla Autodesk Forge gibi nispeten yakın tarihlerde geliştirilmiş teknolojilere başvuran Kingspan, IKON’un zengin 3B BIM (Yapı Bilgi Modellemesi) verilerinden hareketle binanın performansını görselleştirmek için IoT üzerinden birbiriyle ilişkili bilgi işlem cihazları ve video kameralardan yararlanıyor. Böylelikle enerjiyi temel hizmetleri kullanan bina sakinlerinin sayısına, yani “doluluk oranına duyarlı” şekilde sarf edebilecek bir bina ortaya çıkarılmış.

Veriye Dayalı İnşaat

Kingspan’in BIM Stratejisinden Sorumlu Başkanı Brian Glancy, “Örneğin, insanlara, davranış biçimlerine ve günün içinde bulunulan zaman dilimine bağlı olarak değişen verileri anonim bir şekilde toplayabiliyoruz,” diyor. “Bu sayede, performansa ihtiyaç duyulan ortamlarda yüksek performans sunabilen ürünlere yönelik fikirleri hayata geçirme imkânı buluyoruz. İnşaatlarımızı bina sakinlerinin davranış verilerinden hareketle ve onların ihtiyaçlarını karşılayacak şekilde tasarlamakla da, mesela daha şimdiden yalıtım performansını geliştiriyor ve böylece daha fazla alan kazanabiliyoruz.”

Glancy, bina verilerine ne kadar çok hâkim olunursa, HVAC (Heating Ventilating and Air Conditioning – Isıtma, Havalandırma ve İklimlendirme) sistemleri ile sıhhi tesisat sistemlerinin insan faaliyetlerine o ölçüde duyarlı kılınabileceği düşüncesinde. Bunu başarmak için IKON’da, Autodesk tarafından geliştirilmiş bir bilgisayarlı takip sistemi devreye alınmış. Sistem, kullanıcıların kişisel verilerin mahremiyetine yönelik kaygılarını en baştan giderecek şekilde, verilerin anonimliği güvence altına alınarak tasarlanmış. Kingspan ekibi, henüz araştırma ve geliştirme aşamasında olsa da, bu sistemi bina sakinlerinin anonimleştirilmiş görüntülerle bilgi sistemlerine yansıtılan davranışlarını hassas bir şekilde tahlil etmekte kullanıyor.

İnsan faaliyetlerini veriler üzerinden tanımlayan ve enerji tüketimlerini bina içindeki oda ya da kata bağlı olarak ölçebilen veya insanların bir mekânı sosyal açıdan nasıl kullandığını tahlil edebilen Kingspan, bu sayede inşaat sektörünün, bina sakinlerine yönelik simülasyon modellerini daha gelişkin bir şekilde oluşturmasına yardımcı olmayı umuyor. Zira bu modellerin, en nihayetinde daha konforlu, daha sağlıklı ve daha üretken, aynı zamanda daha fazla enerji tasarrufu sağlayan binaların yapımına hizmet edeceği düşünülüyor.

Öğrenen Akıllı Bina

Kingspan’ın İnovasyondan Sorumlu Başkanı Stenson’a göre, IKON’un veri kullanımına dair bu alışılmışın dışındaki yaklaşımı ve çevreye duyarlı malzemeleri temel alması, bunun yanı sıra yapının bir “canlı laboratuvar” işlevi taşıyor olması, hem şirketin hem de inşaat sektörünün inovasyon çabalarına önümüzdeki yıllarda güç veriyor olacak.

Ekibin araştırmaları, binaların davranışsal ve çevresel verilerden hareketle proaktif karşılıklar vermede, bir gün makine öğrenimi algoritmalarından da yararlanabileceğini gösteriyor. Bu şekilde, çağdaş, birbirine bağlı altyapı sistemleri bina sakinleri için daha konforlu ve daha verimli bir ortam sağlarken enerji kullanımını da en aza indirebilecek gibi görünüyor.

Kingspan, gerek yürüttüğü araştırmalarda elde ettiği bulgularla gerekse de teknolojik ortaklıklar kurarak IKON’u dünyanın Seviye 5 olgunluk sertifikasına sahip ilk dijital ikizi yapmayı planlıyor. Kaynak: Kingspan.

Kingspan ekibi bina sakinlerinin gün içindeki hareketlerinin çözümlenmesi sayesinde yakın bir gelecekte daha akıllı ve enerji açısından daha verimli binaların ortaya çıkacağını umuyor. Kaynak: Kingspan.

IKON’un bu amaçla veri kullanımının, inşaat sektörünün döngüsel ekonomiye katkısını artırabileceği de unutulmamalı. Zira, binaların demonte edilmesinden ya da yenilenmesinden sorumlu şirketler, hiper-ayrıntılı verilere erişir erişmez, o yapıda hangi malzemelerin ve bileşenlerin kullanıldığını ve nerelere yerleştirildiğini tam olarak bileceklerdir. Bu bilgiler sayesinde de malzemelerin geri kazanımı kolaylaşacağı gibi, yıkım alanlarına da atık sahası olarak değil zengin bir malzeme kaynağı gözüyle de bakılabilecektir.

Stenson, “IKON, bina ve tasarım yazılımlarını canlı bir ortamda denememizi, güneş enerjisi gibi alanlarda ilerlenecek yeni istikametler keşfetmemizi ve erişim denetimini geliştirmemizi sağlayan bir akıllı bina oldu. Üstelik bunların hepsi değişen ortam verilerine uygun şekilde gerçekleşiyor,” diyor ve umutla ekliyor: “Üstelik sanırım henüz bu işin daha çok başındayız.”