​Eğitim Yapılarının Tasarımında Sürdürülebilirliğin Temel İlkeleri

Sürdürülebilirliğin taşıdığı önemi çocuklara erken yaşlardan itibaren tanıtabilmek için izlenecek en etkili yollardan biri, okulların konuyla ilgili teorik bilgilerin deneyimlenebildiği bir laboratuvar olarak değerlendirilmesidir. Eğitim yapılarının topluma sürdürülebilirlik konusunda bilinç kazandıracak semboller olarak tasarlanması bu açıdan ayrı bir değer taşımaktadır.

Sürdürülebilirliğin taşıdığı önemi çocuklara erken yaşlardan itibaren tanıtabilmek için izlenecek en etkili yollardan biri okulların konuyla ilgili teorik bilgilerin deneyimlenebildiği bir laboratuvar olarak değerlendirilmesidir. Eğitim yapılarının topluma sürdürülebilirlik konusunda bilinç kazandıracak semboller olarak tasarlanması bu açıdan ayrı bir değer taşımaktadır.

Bu çalışmada, eğitim yapılarının tasarımında sürdürülebilirlik açısından değerlendirilmesi gereken temel konular ele alınarak tasarımcılara ışık tutabilmek amaçlanmakta; doğal ışıktan yararlanma, ısıtma, soğutma ve havalandırma yöntemleri, rüzgar enerjisi, su koruma ve malzeme seçimi kapsamında sürdürülebilir okul tasarımının gerekliliklerinden söz edilmektedir.

1- Öğrenme Aracı Olarak Eğitim Yapıları

Okulların sahip olması istenen çevresel koşulların tanımlandığı son yıllardaki çalışmalarda, sürdürülebilir tasarımın önemine dikkat çekilmektedir. Okulların, termal olarak konforlu; temiz hava, gün ışığı ve manzarayla ilişki kurulan; öğrenmeyi destekleyen akustik koşullara sahip; spor olanakları sağlayan; çevreyi bir öğrenme kaynağı olarak kullanabilen; iyi içme suyu elde edebilen; arkadaşlığı ve sosyal gelişimi destekleyen sosyal olanaklar sağlayan; bireysel güvenliğe duyarlı bir şekilde tasarlanması gerektiği vurgulanmaktadır (Murphy ve Thorne 2010). Sürdürülebilir tasarım örnekleri olarak gösterilen eğitim yapılarının, belirtilen kazanımlar dışında, çevreye ilettikleri mesajlar aracılığıyla toplumda konuya ilişkin farkındalık yaratmaları da önemlidir. Örneğin, okullarda enerji etkinliği sağlayan sistemlerin kullanılması, çevreyle dostluk, enerji koruma ve kullanımı ile ilgili çocuklara yapılan anlatımları desteklemektedir. Bu açıdan ısıtma, soğutma ve havalandırma sistemlerinde yer verilen elemanların bir bölümünün açıkta tutulması; fotovoltaik panellerin gizlenmesi yerine, görünür farklı yerlere yerleştirilmesi ve ayrıca bu sistemle kazanılan enerjinin izlenmesi için bir takip sisteminin sağlanması gibi uygulamalara önem verilmektedir (Taylor 2009, Prakash ve Fielding 2007). Aşağıda (Şekil 1) grafik bir anlatımla okullarda kullanılması önerilen bu anlayış ifade edilmektedir.

Kısacası, okullar, geri dönüşüm olanaklarının, yenilenebilir enerji sistemlerinin kullanımı gibi farklı açılardan, yapısal olarak öğrencilerde sürdürülebilirlikle ilgili farkındalık yaratıp, bu konudaki öğretileri destekler hale geldiğinde, teoriden pratiğe uzanacak yeni deneyimlerin oluşumuna destek sağlamaktadır.

2. Eğitim Yapıları Tasarımında Sürdürülebilirlik

Sürdürülebilir tasarım, kentsel ölçekli karar alma süreçlerinden bir yapı materyalinin üretim biçiminin seçimine kadar, farklı düzeylerde ele alınması gereken konu başlıklarından oluşmakla birlikte, bu çalışmada konu okul tasarımı açısından ele alınmakta, eğitim yapılarının öğrenme aracı haline gelmesinde rol oynayan temel ilkelere yer verilerek, doğal ışıktan yararlanma, ısıtma, soğutma ve havalandırma yöntemleri, rüzgar enerjisi, su koruma ve malzeme seçimi kapsamında tasarımcılara yol gösterici olabilecek konular incelenmektedir.

2.1. Gün Işığı Kullanımı

Okullarda, öğrenme kalitesi üzerinde en etkili elemanın gün ışığı olduğu vurgulanmaktadır. Gün ışığından yararlanılması, zamanının büyük bölümünü okulda geçiren çocuklar için, zihinsel etkinlik ve psikolojik açıdan önem taşımaktadır. Bir çalışmada iyi gün ışığı alan sınıflarda çocukların matematik çalışmasında %20, okumada ise %26 oranında daha hızlı oldukları ifade edilmektedir (Murphy ve Thorne 2010). Bir başka kapsamlı çalışmada, çatıdan ve pencerelerden doğal ışık alan sınıflardaki öğrencilerin en az ışık alan sınıflardakilere göre okumada %19, standart testlerde ise %20 oranında daha başarılı olduğu tanımlanmaktadır (Gelfand ve Freed 2010). Bu kapsamda, pencere boyutlarının mekana göre belirlenmesi ve ışık rafları gibi detaylar kullanılarak gün ışığı alımını arttıracak çözümler sağlanması gerektiği belirtilmektedir (Şekil 2). Okul binaları içine pencereler, tepe ışıklıkları, ışık rafları gibi çeşitli yollarla alınan gün ışığının kontrol edilmesi için ayarlanabilir panjurların kullanımı önerilirken, burada da ışık miktarının düşürülmemesi gerektiğine dikkat çekilmektedir (Prakash ve Fielding 2007, Olds 2001, Halliday 2010, Walden 2009).

Gün ışığından yararlanılması, binalardaki elektrik ve ısıtma için gereken enerji kullanımının azaltılması açısından da önem taşımaktadır. Küçük yapılarda güneş enerjisi temelli sistemler tek başına yeterlilik sağlamaktadır. Fotovoltaik kapasitenin arttırılması için kanopi, gölgelik gibi farklı yüzeylerden, çatıya entegre edilebilen ya da sererek uygulanan ince filmlerden yararlanmak mümkündür (Prakash ve Fielding 2007, Anderson 2008, Halliday 2010).

2.2. Isıtma ve Soğutma için Yöntemler

Termal konforun sağlanmasında, genel enerji talebini pasif sistemler aracılığıyla minimize edebilmek amaçlanmalıdır. Bu çerçevede, bina kabuğunun ısıtma gereksinimini en aza düşürmesi, bağlamın (oryantasyon, altyapı, yerleşim düzen ve mikroiklim) en iyi nasıl kullanılabileceğinin araştırılması, yakıt olarak en az kirletici olanın seçilmesi ve ısı gereksiniminin minimize edilmesi önemlidir (Yudelson 2007). Isıtma ve soğutma sağlayan pasif bir sistem, toprak ısısından yararlanan ve kışın ve yazın kullanması önerilen jeotermal uygulamalardır. Eğitim yapılarında ön ısıtma ve soğutma amacıyla kanal sisteminden yararlanılan çeşitli örnekler verilebilir. Örneğin, Norveç’te Gaia Architects tarafından tasarlanan ve 2003 yılında hayata geçirilen Vanse Kindergarten’de havanın yer altındaki kanal yoluyla alınmasıyla kışın ön ısıtma, yazın da ön soğutma sağlanmıştır (Şekil 3) (Halliday 2010).

Pasif standartların uygulanması düzeyinde bir ileri adım ısıtma olmayan sistemlerin uygulanmasıdır. Yapının kullanım düzeyi ve beden ısısının ortam sıcaklığı üzerindeki etkisinin dikkate alındığı bu sistemde çok iyi düzeyde izolasyonun, hava sızdırmaz yapımın, kontrol edilebilir havalandırmanın sağlanması ve gün ışığından yararlanmak için yerleşim kararlarına büyük bir önem verilmesi gerekmektedir (Şekil 4). Weetabix School, öğrencilerin temel ısı kaynağı olarak kabul edildiği ve ek ısı kaynağının kullanılmadığı bir örnektir (Halliday 2010).

Eğitim yapılarında radyatör yerine döşeme altı ısıtma önerilmektedir. Radyatörlerin boyut olarak görece daha küçük olmasının, ısının yüksek derecede elde edilmesini gerektirmesi karşısında, döşeme altından ısıtma, geniş bir alanın ısı yayarak ısının düşük sıcaklıkta tutulmasına olanak tanımaktadır (Anderson 2006, 2008). Isıtma sistemlerinin çalışabilmesi için gereken enerjinin temininde yenilenebilir kaynaklardan yararlanılması gerektiği de vurgulanmaktadır.

2.3. Havalandırma

Okul tasarımında enerji etkinliğinin sağlanması ve konforun maksimize edilmesi için uygun havalandırma sistemi kullanılmalıdır. Bu açıdan, kontrol edilir, pencere ve çatıyla ilişkili pasif havalandırma sistemleri düzenlenebilmektedir. Yetersiz havalandırılan ortamlarda uçucu organik bileşikler, karbondioksit, ozon, karbonmonoksit gibi gazların yükselmesi söz konudur. Bunun, öğrencilerin konsantrasyonlarını ve performanslarının düşüren, uyuşukluğa ve günün sonunda daha fazla yorgun hissedilmesine neden olan bir sorun olduğu belirtilmektedir (Murphy ve Thorne 2010, Halliday 2010, Walden 2009). Okul binalarında havalandırma gereksiniminin saptanması için yapılan teknik hesaplamalara ek olarak, bazı basit kriterler bulunmaktadır. Sınıflardaki havalandırma seçenekleri tek yüzeyde tek açıklık, tek yüzeyde alt ve üst kotta iki açıklık, karşılıklı havalandırma ve farklı yüksekliklerde karşılıklı havalandırma, baca etkisi, koridor/atrium yoluyla birkaç sınıfa sağlanan baca etkisi ve çatıda kullanılan açıklıklar olarak kategorize edilmektedir. Havalandırma için karşılıklı bir yöntem tercih edildiğinde, sınıf derinliğinin, sınıf yüksekliğinin en çok 5 katı kadar, tek yüzey kullanıldığında ise en çok 2.5 katı kadar yapılabileceği belirtilmektedir. Açıklık boyutlarına ilişkin olarak ise, yaz aylarında tek yüzeyden havalandırma kullanıldığında döşeme alanının en az %5’i, karşılıklı havalandırmada ise her bir yüzeyde en az %1 olmak üzere, toplamda döşeme alanının en az %2’si kadar bir açıklık yapılmasının zorunlu olduğu ifade edilmektedir (Şekil 6).2

2.4 Rüzgar Enerjisi

Yenilenebilir bir enerji kaynağı olarak rüzgar enerjisinden, bağımsız şekilde ya da bir bina ya entegre edilerek yararlanılabilmektedir. Küçük türbinler için, elektrik şebekesine bağlantı yapılmadan büyük bataryalarla bağlantı kurulabilmekte ve enerji depo edilebilmekte, sıcak suyun elde edilmesi gibi farklı kullanım alternatifleri uygulanabilmektedir (Anderson 2008). Daha önce de belirtildiği üzere, sürdürülebilir tasarımların kendisi, toplum açısından bilinç kazandıran bir örnek teşkil etmektedir. Rüzgar enerjisinin küçük ölçekli uygulamalarda kullanılması da bu kapsamda etkili bir uygulama olarak görülmektedir (Yudelson 2007). Yenilenebilir enerjiye ilişkin bilincin geliştirilmesinde, okullarda ve çevresel eğitim merkezlerinde ilgi çekici görülen rüzgar türbinlerinin kullanılarak bir öğrenme aracı oluşturulması olanaklıdır.

2.5. Su Koruma

Sürdürülebilirlik çerçevesinde tasarımlarda su korumaya duyarlı yaklaşımlar geliştirilmesi beklenmektedir. Bu açıdan yağmur suyunun depolanması, iklimleme oluşturan bir havuzdan yararlanılması, tuvaletlerde sifon suyu olarak gri suyun kullanılabilmesi gibi farklı uygulamalar yapılabileceği ifade edilmektedir. Ayrıca su tüketimini minimize etmek amacıyla düşük akışlı klozetler, kuru pisuarlar gibi farklı tasarımlar da yapılmaktadır. Yağmur suyunun depolanması görülebilir bir şekilde tasarlandığında ve bu suyun bahçe sulama için kullanıldığı çocuklar tarafından görüldüğünde, bu uygulama sürdürülebilirlik eğitiminin bir parçası haline gelmektedir (Gelfand ve Freed 2010). Aşağıdaki şekilde bu anlayışla uygulanabilecek bir sistemin grafik olarak anlatımı görülmektedir (Şekil 7).

2.6. Malzeme Seçimi

İç mekan hava kalitesinde oluşan kirlilik, büyük ölçüde havalandırma sistemlerinden ve malzeme kullanımlarından kaynaklanmaktadır. Günümüzde malzeme çeşitliliği çok fazladır. 20. yüzyılın başında 50 malzeme mevcutken, 21. yüzyıl başında yapı endüstrisinde 55.000 malzemenin kullanıldığı, ayrıca 1950’lerden sonra oluşan, toksisite içeren bina malzemesi sayısının 25.000’lere ulaştığı ifade edilmektedir (Şekil 5) (Halliday 2010).

Malzemelerin sağlık açısından taşıdığı riskler sebebiyle tercih konusuna önem verilmelidir. Malzemeler, uçucu organik bileşikler olarak (VOCs) tanımlanan, karbon temelli kimyasallar, örneğin vinilklorür, benzen, formaldehit, toluen gibi bileşikler içermemelidir, çünkü bu bileşikler normal oda sıcaklığında gaz haline geçerek sağlığı tehdit etmesi sebebiyle zararlıdır. Örneğin, formaldehit, havada milyonda 0.1 oranında bulunduğunda, göz yaşarması, gözde ve burunda yanma, öksürük, göğüste basınç hissi, ciltte döküntü gibi etkiler yaratabilmektedir. Ayrıca, uzun dönemde kanser riski ve astım atağını tetikleme durumuna neden olarak görülmektedir. Buna karşın, boya, plastik ürün, kağıt, tekstil, halı, mdf, izolasyon için kullanılan köpükler, mobilya gibi pek çok üretim alanında formaldehit kullanılmaktadır. Solventin beyin hasarı, kanser, renk körlüğü gibi riskler taşıdığı belirtilmektedir (Yudelson 2007, Halliday 2010). Çocukların yetişkinlere oranla gelişim aşamalarının farklılığı nedeniyle daha büyük bir miktar havayı solunumda kullanıyor olmasına bağlı olarak, özelikle çocukların bulunduğu mekanlar için bu olumsuz etkilerden uzak kalmak ayrı bir önem taşımaktadır (Murphy ve Thorne 2010).

Okul tasarımında enerji etkinliğinin sağlanması ve konforun maksimize edilmesi için uygun havalandırma sistemi kullanılmalıdır. Bu açıdan, kontrol edilir, pencere ve çatıyla ilişkili pasif havalandırma sistemleri düzenlenebilmektedir.

Uçucu organik bileşikler içeren bir yapı malzemesine karşılık olarak zararlı olmayan eşdeğer malzemeyi bulmak olanaklıdır. Örneğin, köpük izolasyon yerine selüloz izolasyon, duvar kağıdı yerine doğal su bazlı emülsiyon boyalar, mdf yerine doğal ahşap; döşemelerde mantar, bambu, linolyum döşeme kaplamaları; halı olarak da yün halılar; duvar kağıtları arasında vinil ürünler yerine geri dönüşümlü kağıt olduğuna ilişkin logosu bulunanlar tercih edilmelidir. Yapıştırıcıların solvent ve formaldehit içermemesine dikkat edilmelidir. Kullanım sürecinde toksik katkı maddelerini sızdırması ve bir yanma durumunda ağır metaller, zararlı gazlar ortaya çıkarması nedeniyle yapı malzemelerinde PVC içeren ürünler kullanılmamalıdır (Murphy ve Thorne 2010, Yudelson 2007, Anderson 2008, Halliday 2010). Son yıllarda, tercih edilen bir malzeme tarımsal içerikli panellerdir. Bunlardan biri olan ve “Cardboard” olarak tanımlanan doğal ve geri dönüşümlü paneller günümüzde okullarda da çok kullanılmaktadır. Yanma ve nemde dayanımını kaybetme durumuna karşı, koruyucu, toksik olmayan kimyasal kaplayıcılar uygulanmakta ve geri dönüşümlü plastik filmlerle su korunumu sağlanabilmektedir (Halliday 2010). Aşağıdaki örnekte (Şekil 6), taşıyıcı tüp ve cephe kaplaması olarak “cardboard” kullanılan bir sınıf görülmektedir.

Türkiye’den sertifika alan projeler arasında eğitim kurumlarının bulunması, bu çalışmada da önemi belirtilen, okul binalarının sürdürülebilirliğin önemini öğrencilere aktaran modeller olma yönündeki bakış açısının ülkemizde de gelişmekte olduğunu göstermesi açısından sevindiricidir.

Bir malzemenin sağlık açısından gaz salınımı dışında önem verilen bir niteliği nem konusundaki davranışıdır. Bu açıdan, hidroskopik, yani havadaki nem yükselince nemi emen, hava kuruyunca nemi ortama bırakan (ahşap, alçı, tekstiller, neme açık olan boyalar gibi) materyaller kullanılmalıdır (Olds 2001). Hidroskopik materyallerin, iç mekandaki nemin kontrolünde mekanik havalandırmaya göre dokuz kat daha etkili olduğu kanıtlanmıştır.3 Günümüzün geniş çaplı malzeme skalası içerisinde uygun özellikteki ürünlerin kapsamlı olarak araştırılması gerekmektedir.

3. Değerlendirme

Günümüzde, sürdürülebilirlik bilincinin gelişiminde BREEAM, LEED, NABERS gibi kurumların değerlendirmelerinin önem taşıdığı görülmektedir. Bu oluşumların, henüz amaçlanılan etki düzeyine ulaşılamasa da, sürdürülebilir tasarım konusunda tasarım ekiplerini cesaretlendirdiği belirtilmektedir. Türkiye’den sertifika alan projeler arasında eğitim kurumlarının bulunması, bu çalışmada da önemi belirtilen, okul binalarının sürdürülebilirliğin önemini öğrencilere aktaran modeller olma yönündeki bakış açısının ülkemizde de gelişmekte olduğunu göstermesi açısından sevindiricidir. Örneğin, İstanbul Tuzla’da 2014 yılında eğitime başlayan Piri Reis Üniversitesi, BREEAM tarafından “Çok İyi” olarak sertifikalandırılmış ilk kampüs projesidir (Şekil 11). Proje, sürdürülebilir tasarımın temel ilkelerini öğrencilere tanıtan bir öğrenme aracı olarak tanımlanabilir.

Pekçok araştırmada sürdürülebilirlik ilkeleriyle şekillenmiş yapılardan, özellikle de okullardan bir öğrenme kaynağı olarak yararlanılabileceği vurgulanmaktadır. Bu kapsamda, ülkemizde de kamusal bir bilincin sağlanabilmesi açısından, eğitim yapılarının tasarımına önem verilmelidir. Böylece, sürdürülebilir okul tasarımı için rehberlerin oluşturulması, okullar için örnek projelerin geliştirilmesi gibi çeşitli kanallarla, geleceğin tasarımcı ve mühendislerine sürdürülebilirlik bilincini küçük yaşlarda tanıtabilmek mümkün olacaktır. Bu hedefin benimsenmesinin, alanın gelişimine önemli katkılarda bulunacağı açıktır.