Çelik Yapılar ve Sürdürülebilirlik

Ö. Selçuk Özdil

Türk Yapısal Çelik DerneğiYönetim Kurulu Üyesi

Türk Yapısal Çelik Derneği

I

Çelik Yapı Üretici, Yüklenici ve Montajcıları

II

Çelik Yapı Tasarımcı, Danışman ve Denetçileri

IIIYapısal Çelik Üretici, Servis Merkezi ve Satıcıları

IV

Çelik Yapı Malzemeleri Üretici, Servis Merkezi ve Satıcıları

Kurucu ÜyelerAkademisyenler

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

% 50 Kaynakların Kullanımı

% 50 Atıklar

% 35 Enerji

% 35 CO2 salımları

Yapı

28%

Taşıma

22%

Ormansızlaştırma

22%

Endüstri

28%

REDEVCO goes green-WHY?

İklim Değişikliği

Sürdürülebilir Yapılaşma

Doğa

Toplum

Ekonomi

Doğa

ToplumEkonomi

SürdürülebilirYapılaşma

Doğa

Toplum

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

Yatırımcılar

“Biz böyle yatırımlar yapmakistesek de talep yok!”

Kiracılar

“Biz isteriz ama yok!”

İnşaatçılar

“Biz yapabiliriz amamal sahipleri istemez”

Malsahipleri

“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

– Yeniden kullanım

– Geri dönüşüm

Çelik sonsuz defa geri dönüştürülebilir

Çelik kalite yükseltilerek dönüştürülebilir

EAO

Yüksek Fırın

Hurda

Yapılar

Çelik Yapısal Ürünler

Demir Cevheri 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

Münih havaalanı otoparkı 1972

– Neuss 1995, Gross Gerau 1996

Christ Binası Hannover

– 2000

– Volkenroda şapel

– Aachen laboratuar

Çelik Yapılar akıllı modüler tasarımla sökülüp yeniden kurulabilir

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

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

Diamond of Istanbul

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

Kanyon Alışveriş Merkezi

Çelik Yapılar – Yaratıcık ve Estetik

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

Tasarım İnşaat

İşletme

Sökme

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Yapının Toplam Maliyeti

Tasarım İnşaat

İşletme

Sökme0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Yapının Toplam Maliyeti

Tasarım

İnşaat

İşletme

Sökme

0

10

20

30

40

50

60

70

1tçelik

2,1t CO2 / 1t çelik

Y=verim

2,1GWP =

1

+ ...

+ ...

+ 0,95 · Y · 0,6

+ 0,95 · Y

+ 0,95² · 0,6 · Y²

+ 0,95² · Y²Y=0,95

0,8 t CO2 / t steel

5%

Ge

ri d

ön

üşü

m=

%95

EOL

EOL

0,95·Y·0,6 t CO2

0,95·Yt

çelik

0,05·(0,95 Y)

0,9

5·(

0,9

5 Y

)

EOL

0,95·(0,95·0,6Y) Yt CO2

0,95·(0,95·Y) Yt

çelik

Sustainability - Principles and calculation method Optimized steel solutions Design tools

Çelik Yaşam Döngüsü

Ofis Yapısı - 4 kat

Yükler: Zati yükler = 1kN/m²

İşletme yükü = 3,5kN/m²

Ana Kiriş Açıklığı = 7,5m

Ara kirişler

Ana Kirişler

30m

12m

7,5m

Çözüm A = Çelik Çözüm B = BA

IPEA 330 S355 BA

(C20/25)

30cm

58cm

9 10

8/20

4 25

Karşılaştırma Örneği

SEP : Sera Etkisi Potansiyeli (ton CO2 ed)

5

10

15

20

25

30

ton

CO

2eq

Taşıma

YDS

(kredi)

11,09

ton CO2 ed

24,34

ton CO2 ed

Beto

n

Dem

ir

Taşıma

YDS

Çelik

YDS

Beton

Çözüm A = Çelik

IPEA 330 S355

Çözüm B = BA

BA

(C20/25)

30cm

58cm

9 10

8/20

4 25

Üretim

ve

İşeleme

Üretim

ve

Bitirme

Karşılaştırma – Sera Etkisi Potansiyeli

TET : (Giga Joule)

Taşıma

Üretim

ve

İşleme

YDS

Kredi

172,8

GJ

251,09

GJ

Beto

nD

em

ir

Taşıma

YDS

Çelik

YDS

Beton

50

100

150

200

250

300

GJ

Çözüm A = Çelik

IPEA 330 S355

Çözüm B = Beton

BA

(C20/25)

30cm

58cm

9 10

8/20

4 25

Üretim

ve

Bitirme

Karşılaştırma – Temel Enerji Tüketimi

L = 14.4m, a = 2.4m

19%14%

100%

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Steel beam S235 Steel beam S460 Concrete beam

63%

45%

100%

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Steel beam S235 Steel beam S460 Concrete beam

85%

61%

100%

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Steel beam S235 Steel beam S460 Concrete beam

AğırlıkSera Gazları Salımı

= CO2 edEnerji Tüketimi

Yaşam Döngü DeğerlendirmesiKiriş Uygulaması

Aynı yükleri daha az malzeme ile taşımak

27%

14%

100%

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Steel S235 Steel S460 Concrete

sk

= 3

.5m

Ağırlık

83%

43%

100%

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Steel S235 Steel S460 Concrete

110%

57%

100%

0

20

40

60

80

100

120

Steel S235 Steel S460 Concrete

Daha az kütle = Daha küçük Karbon Ayakizi

Yaşam Döngü DeğerlendirmesiKolon Uygulaması

Sera Gazları Salımı

= CO2 edEnerji Tüketimi

Aynı yapı yüksekliğinde daha fazla kat

CO2 salımı -%25

Petek Kirişler Malzeme ve Hacim Kullanımında Ekonomi Sağlar

Kesim N°2

HINITIAL

Kesim N°1Hson

=1,5 Hılk

Petek Kiriş Üretimi

Oxycutting N°1

Oxycutting N°2

Sustainability Optimized steel solutions - Cellular beam - Tapered Design tools

Değişken Kesitli Petek Kirişler

Sabit gözler Değişken gözler

Değişken Kesitli Petek Kiriş Uygulaması

ACB

Angelina™

22,5cm

Petek Kirişler - Angelina

ParkerPetek Kirişler - Angelina

Petek Kirişler - Eğrisel

Petek Kirişler Yangın Dayanımı

Çıplak Ara

Kirişler

Korunmuş Ana

Kirişler

Kompozit Döşeme Tasarımı

ISO-834 Yangın Eğrisi

0

200

400

600

800

1000

1200

0 30 60

[°C]

90

120180

t [min]

1110

9451006 1049

842

Kompozit Döşeme Yangın Deneyi

1040 °C

300 °C

Rebars: 300 °C0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 20 40 60 80 100

Time [min]

Vert

ical dis

pla

cem

ent [m

m]

120 140 ...

34 cm

after fire

Test

Simulation

Yangın Deneyi Sonuçları

R > 120 dakika

Tevfik Seno Arda Anadolu Lisesi – İzmit

Yangın Güvenli Çelik Yapılar

ISO standard yangın yüküne karşı 2 saat dayanım

Centre

ArcelorMittal

Liège

1:1 Bina Yangın Deneyleri

Yangın Güvenli Çelik Yapılar

ArcelorMittal Office building in Esch: Luxembourg

Kompozit Köprü Kirişi Üretimi

Çelik BA Kompozit Köprü Uygulaması

Bridge at Vigaun, Austria

Çelik

Yapılar

Yapısal

Çeliklerin

Yeniden

Kullanımı

Hurda

Geri Dönüşümü

Yapısal

Çelik

Üretimi

Çelik Geleceğin En Sürdürülebilir Yapı Malzemesidir

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