BIM ve Prefabrik Yapılarla Bir Gökdelende Sürdürülebilir Bir Şehir Yaratmak

Günümüzdeki ortalama bir şehir sakini aynı anda birden fazla görevin üstesinden gelmekte ustalaşmıştır ve dünyanın en gelişmiş şehirleri, modern hayatın ihtiyacını karşılayan çok yüksek katlı ve farklı kullanımlara imkan veren binalar vasıtasıyla göklere doğru uzandıkça, gökdelenlerin kendileri de aynı anda birden fazla görev üstlenmeye başlamıştır. Şehrin ufuk çizgisini genişleten gökdelenler, kentsel alanlara ve şehir sakinlerine bağlantılı hizmetler sunuyorlar ve minimal bir alan kullanıyorlar. Ayrıca, gökdelenler iyi inşa edilirse, minimal kaynaklar da kullanıyorlar.

Ancak iş yerlerini, mağazaları, lüks daireleri ve beş yıldızlı bir oteli destekleyebilecek sürdürülebilir bir yapıyı nasıl inşa edersiniz? Bir bina aynı zamanda sürdürülebilir ve gösterişli olabilir mi? Çin’in en büyük dördüncü şehri olan Tianjin’deki Binhai Yeni Bölgede yer alan Tianjin Chow Tai Fook Finans Merkezi, aslında gökdelen içine kurulmuş bir şehirdir.

China Construction Eighth Engineering Division Corp. Ltd.’nin (CCEED) bugüne kadarki en büyük projesi olan bu bina, 530 metre yükseklikte, 103 katlı ve kendine özgü kavisli kule cephe özelliğine sahiptir. Sürdürülebilirlik alanında sektör lideri olan CCEED, BIM (Yapı Bilgi Modellemesi) teknolojisini ve şantiye dışında prefabrik inşaatı kullanarak, kaynakları korudu ve atıkları en aza indirdi.

CCEED, gökdelen projesiyle Çin’in en önemli iki yapı ve mühendislik ödülü olan Luban ve Zhan Tianyou Ödüllerini almayı, ayrıca projenin ömrünü etkileyen endişelere neden olan tasarım, inşaat ve bakım/operasyon olmak üzere sürdürülebilirliğin üç alanında LEED Altın Sertifikası standartlarına ulaşmayı amaçlıyor. Autodesk 2017 AEC (Mimarlık, Mühendislik, İnşaat) Mükemmellik Ödülleri inşaat kategorisinde birinciliği kazanan projenin 2019’un sonbaharında tamamlanacağı tahmin ediliyor.

Sınırları Aşan Yapılar

Karma kullanımlı “Gökdelen içine kurulu bir şehir” oluşturmanın baş döndürücü sistem gereksinimleriyle yapı tasarımını koordine etmek için, CCEED’nin 100 kişiyi aşan BIM tasarım ekibi, özel bir bulut sunucusunda depolanan merkezi bir model oluşturdu. Bu model yaklaşık 1.000 BIM modeli ve 184.504 bileşen gerektiriyordu, bu nedenle tek bir platformun oluşturulması, tüm küresel paydaş ekiplerle çok daha etkili bir inşaat sürecini mümkün kılmıştır.

Gökdelen alanındaki kariyerine 2000 yılında başlayan, inşaat alanında deneyimli CCEED Proje Yöneticisi Su Yawu, “Tianjin Chow Tai Fook Finans Merkezinin inşaatı, Amerika Birleşik Devletleri, Birleşik Krallık, Hong Kong ve diğer ülkelerden gelen tasarımcıların yer aldığı uluslararası bir projedir,” diyor.

Yawu, “Eskiden, proje planlama için Excel dosyalarını ve proje dosyalarını diğer bileşenlerle birleştirmek gibi geleneksel bir inşa yaklaşımı kullanıyorduk,” diye ekliyor. Ancak bu ölçeklerdeki bir proje için BIM, birbirinden çok uzaklarda bulunan ekiplerin yerel inşaat şirketleriyle koordinasyon kurabilmesini, modeli kolayca okuyup anlayabilmesini, verileri daha az hatayla ve gerçek zamanda paylaşabilmesini sağlıyor.

Prefabrike ve Sürdürülebilir

Bu proje, hiçbir tasarım değişikliğine, depolamaya ya da inşaat alanında yeniden çalışma yapılmasına izin vermediğinden, plana bağlı kalmak için şantiye dışındaki imalathaneyle kusursuz bir koordinasyon gerektiriyordu. CCEED tasarım ekibi, LEED Altın Sertifikasını almak için, sürdürülebilir yapıdaki beş yıldızlı bir otelin içini 2.000 malzeme türüyle donatma gibi zorlukları göğüsledi. BIM’i kullanarak bileşenleri çizimlere göre kusursuz bir şekilde prefabrikasyon yapabilen ekip, malzeme atıklarını ve malzemelerin şantiyede kesilmesi işlemini bu şekilde önleyebilmiştir.

Ekip, takibi geliştirmek için teçhizat ayrıntılarını, bakım kayıtlarını ve malzeme sertifikalarını içeren taranabilir Hızlı Yanıt (Karekod) kodları kullandı. Her model bileşeni, bir karekodla takip edilir; 2.950 kod, tamamı otomatikleştirilmiş ve bulutta yönetilen büyük teçhizat ve prefabrike işlem bileşenlerini takip eder.

“Ekipler bir karekodla kendi yönetim bilgilerini projenin geometri bilgisine bağlayabiliyorlar,” diyen Su şunları ekliyor: “Ekipler bilgileri eşleyebiliyorlar, bu da onların BIM platformuna daha kolayca düzeltmeler girmesini sağlıyor.”

Sanal Gerçeklikle Mekanları Hayal Etmek

BIM modelinden alınan bilgiler kullanılarak oluşturulan ileri araçlar ve teknoloji, projenin her aşamasında yer aldı. Boru destek noktalarını belirlemek ve montaj hassasiyetini iyileştirmek için kablolama robotları kullanılırken, muhtemel tehlikeleri anlamaları ve bunları nasıl önleyeceklerini öğrenmeleri için, ekip çalışanlarından 3.000’ini eğitmek üzere sanal gerçeklik kullanıldı. Sanal gerçeklik simülasyonlarında, çok büyük yüksekliklerden düşmek ve büyük bir nesnenin çarpması gibi örneklerle inşaat emniyetinin önemine dikkat çekildi.

Proje Yöneticisi Su Yawu, şantiyede elde edilmiş bir lazer taramasını inceliyor. Kaynak: China Construction Eighth Engineering Division.CCEED ayrıca, otel ve daire kompleksinin dekorasyon şablonları gibi tasarım öğelerini test etmek için de sanal gerçekliği kullandı. Bu sayede tasarımcılar ve mal sahipleri, bitmiş mekanda sanal olarak yürüyerek, çeşitli malzeme ve tasarım şemalarını deneyimlediler.

Senkronize Kalmak

İmalattan montaja kadar tüm proje oluşturma bilgisi entegre ve günceldir. İnşaat ekibi, mevcut şantiyeyi BIM modeliyle karşılaştırmak için sahada üç boyutlu tarama yapabilir, ardından fiziksel şantiyenin Coğrafi Bilgi Sistemi (GIS) takibiyle eşlenmesi gerekiyorsa, modelde değişiklikler yapabilir. Bu ayarlamaların yapılabilmesi için insansız hava araçları her gün şantiyenin fotoğraflarını çeker.

Binanın perde duvarı için, Revit’in genişletme eklentisi Dynamo, üç boyutlu koordinatlarını alarak tasarım sürecinin geometrik bileşenlerinin otomatikleşmesine yardımcı oldu, bu da hem süreci hızlandırdı hem de hassasiyeti artırdı. Su Yawu, “Konum verilerini almak için bu tasarımı kullandık, ardından perde duvar paneli geometrisi otomatik olarak oluşturuldu. Ardından bu bilgiyi Revit‘e aktardık ve cephenin BIM modelini oluşturmak için bu bilgileri montaj parametresi olarak kullandık,” diyor.

Karmaşık Sistemlere Yakından Bakış

Tasarım ve inşaat ekiplerine kılavuzluk eden BIM süreci, binanın işletilmesi ve bakımı için de kullanılmaya devam edecek. Su Yawu, “Kule tamamlandıktan sonra ekip, BIM yapı modelini projenin sahibine verecek,” diyor.

Binanın şık konik şekli, rüzgar yüklerini azaltacak ve yapısal verimliliği en üst seviyeye çıkaracak. Kaynak: China Construction Eighth Engineering Division.

CCEED bunu mümkün hale getirmek amacıyla, BIM modelindeki mevcut ayrıntıların miktarını belirten LOD (Gelişim Seviyesi) 400’ü kullandı. LOD 400, birçok eleman için fazlasıyla yeterli olsa da mekanik, elektrik ve borulama gibi bazı karmaşık sistemler için, işletme parametrelerini dahil etmek için LOD 500 kullanıldı.

“Mal sahibinin, işletme ve bakım süreçlerindeki bilgileri kullanabilmesi için modelin bir kısmının LOD 500’de olması gerekiyor,” diyor Su. LOD 500’de model, sahada teyit edilir ve müşterilerin, inşaat tamamlandıktan sonra kullanabileceği bilgileri içerir. Bu, kuledeki çeşitli işletmeler için özellikle faydalı olacaktır.

Çok farklı türde mekanlar tasarlayan bir ekibin birçok inşaat zorluğuyla karşılaşmış olması şaşırtıcı değildi; ancak her şeyi kapsayan bir platforma sahip olmak, ayarlamaların bugüne kadar sorunsuz bir şekilde yapılmasını sağladı. Örneğin bodrum katın, “birçok mekanik, elektrik ve pompalama sisteminin bir araya geldiği yer” olduğunu dile getiren Su şunu söylüyor: “Tek bir katta 100’den fazla farklı mekanik sistem bulunuyor, bu nedenle ekip inşaat sürecini uzatmak zorunda kaldı.”

İnşaatın Geleceği

Su, gelecekteki inşaat projelerinde, inşaat işçileri ve taşeronlar dahil tüm paydaşların entegre BIM modelleriyle çalışması gerekeceğini düşünüyor. “Bu yaklaşım, Çin’de ve tüm dünyada insanların binaları ve gökdelenleri inşa etme şeklini değiştirecek,” diyor Su.

Tianjin Chow Tai Fook Finans Merkezi gibi projeler, hedeflenen son kullanıcılar için yeni bir yaşam biçimi ve çoklu görev hayal ediyor. Genişlemek için hâlâ çok fazla alan var, özellikle dikey düzlemde ve bunun çevre pahasına olması gerekmiyor. Dikkatli bir planlama ve yeni teknolojiler, CCEED gibi şirketlerin modern bir yaklaşımı benimsemesini sağlıyor ve bu da içinde akıllı insanların yaşayıp kaynaşmasını sağlayan çok yüksek katlı yapıların geliştirilmesiyle sonuçlanıyor.