Betonarme prefabrike yapım sistemlerinin ilköğretim binalarına uyabilirliğinin değerlendirilmesine yönelik kriterler
Criterions of prefabricated concrete building systems acording to evaluate their adaptability to the primary school buildings
Yazar: İLKAY MERT
Danışman: PROF.DR. YÜKSELEN AYAYDIN
Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı / Yapı Bilgisi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2001
Konu: Mimarlık = Architecture
Dizin: Betonarme prefabrike yapılar = Reinforced concrete prefabricated structures ; Okul binaları = School buildings ; Yapı sistemleri = Structure systems ; İlköğretim okulları = Primary education schools

Özet:
Sanayileşme ve demokratikleşme yolunda önemli adımlar atılan ülkemizde, çağın gelişmelerini ve sorunlarını anlamak, bunlara çözüm üretmek, kültürel değerleri geliştirmek ve toplum katılımını sağlamak için eğitim kalitesinin arttırılması konularındaki çalışmalar son on yılda büyük önem kazanmıştır. Temel eğitimin amaçlarına ulaşılabilmesi için uygun eğitim ortamları oluşturulması, gereksinimlere cevap verebilecek fiziksel, eğitsel ve sosyal çevre düzenlemelerinin geliştirilmesi gerekliliğinden yola çıkılarak ülkemizde Temel Eğitim Projesi kapsamında yeni ilköğretim binalarının yapımının gerçekleştirilmesi hedeflenmiştir. Bu proje kapsamında, yeni ilköğretim programına ve çevre koşullarına uyum sağlayabilen özgün projelelerin geliştirilmesi ve geliştirilen projelerin "az kaynakla çok ve kaliteli yapı, daha kısa inşaat süresi, daha yüksek bir eğitim standardı sağlacak yapıların yaratılması" temel hedefi doğrultusunda, 3 yıllık bir dönemde, yaklaşık 300.000 dersliği kapsayacak şekilde gerçekleştirilmesi planlanmıştır. Birinci bölümde çalışmanın amacı, yöntemi ve kapsamı ile ilgili bilgiler verilmiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde detaylı olarak irdelenen ilköğretim binaları gelişiminde, inşaat endüstrisinde de gelişmelerin yaşandığı savaş sonrasındaki dönem ilköğretim binalarında uygulanan yapım sistemleri açısından büyük önem taşımaktadır. Bu döneme kadar geleneksel yöntemlerle inşa edilen ilköğretim binaları, birkaç işçi tarafından kolayca taşınıp monte edilebilen standardize küçük bölümlerden oluşan yapım sistemleri ile yapılmaya başlanmıştır. Böylece ilköğretim yapılarının kitlesel üretimine yönelik ilk prefabrike sistemler ortaya çıkmıştır. İkinci Dünya Savaşı' ndan sonra ortaya çıkan nüfus patlaması ve eski yerleşim alanlarından şehirler yakınlarındaki yeni banliyölere olan göç yeni okulların yapımını gerektirmiştir. İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra yıkılan şehirlerin yeniden yapılandırılması için endüstrileşmiş yapım sistemleri alanındaki çalışmalara paralel olarak, okul yapılarına özgü yapım sistemlerinin geliştirilmesi çalışmaları da önem kazanmaya başlamıştır. Bu çalışmalar önceki yıllarda olduğu gibi A.B.D. ile Avrupa'da İngiltere, Fransa ve Almanya'da ağırlıklı olarak yürütülmüştür. Kurulan enstitü ve organizasyonlarda, A.B.D. ve İngiltere'de çelik yapım sistemleri, Almanya ve Fransa'da ise prefabrike betonarme yapım sistemlerinin yanı sıra ilköğretim okullarının planlamasına yönelik araştırmalar da yapılmıştır. 1950- 1970 yılları arasındaki bu dönemde prefabrike yapım sistemleri ile yapılan ilköğretim - xiv-binaları inşaatları belli bir plan ve program dahilinde gerçekleştirilmiş, kısa zamanda, yüksek inşaat standardına ulaşılmış pek çok okul binası yapılmıştır. Türkiye'de ise ilköğretim binalarının gelişimi çok yavaş bir seyir izlemiş, hatta bu gelişim 1950'li yıllardan sonra durmuş, bütün ülkede tip proje uygulamaları 50 yıl boyunca devam etmiştir. Yapım sistemi olarak ise geleneksel kagir yığma veya betonarme karkas sistemler kullanılmıştır. 1960'h yıllarda yarı prefabrike sistem uygulamaları denenmiş ancak organizasyon aksaklıkları nedeniyle bu uygulama terk edilmiştir. Türkiye'de uygulamaya koyulan sekiz yıllık temel eğitim projesinin, diğer ülkelerdeki gelişmeler de dikkate alınarak prefabrike sistemlerin ilköğretim binalarında uygulanabilirliğinin irdelenmesi gerekliliği ortaya çıkmıştır. Temel Eğitim Projesi kapsammda yapılacak okulların inşaatında Geleneksel Yapım Sistemlerinin kullanımı, inşaat süreçlerinin uzamasına neden olarak projenin tüm ülkede uygulamaya geçmesini geciktirebilir. Bu nedenle daha az iş gücü ile daha kısa sürede, daha çok ve daha ucuz yapı üretimi gerçekleştirme amacına yönelik olarak geliştirilmiş olan Prefabrike Yapım Sistemleri, ilköğretim binası üretimine uygun yapım yöntemleri olarak seçilebilir. Ancak, ilköğretim binası yapımına hız kazandırabilecek, aynı zamanda da daha kaliteli ve mimari ve işlevsel beklentilere uyumlu binaların yapımma olanak tanıyacak bu sistemler, çeşitli kısıtlama ve zorlukları da beraberinde getirmektedirler. Bu nedenle, bu çalışmada; ilköğretim binaları tasarımında belirleyici temel kriter binanın kullanımı sürecinde bina ile kullanıcı ihtiyaçları arasında uyumun sürekliliğinin sağlanması gerekliliği vurgulanmış, ilköğretim binaları yapım sistemlerinin binanın yapımı ve kullanımı sürecinde ortaya çıkabilecek mimari ve yapısal beklentilere cevap verebilme derecelerinin değerlendirilmesine yönelik kriterlerin belirlenmesi amaçlanmıştır. Çalışmada önerilen kriterler "endüstrileşmiş yapım" ve "prefabrikasyon" kavramlarını içeren "yapım sistemi", "uyabilirlik", "değişkenlik", "değişebilirlik", "çok fonksiyonluluk" ve "çeşitlilik" kavramlarını içeren "esneklik" ve "değerlendirme" kavramlarına dayalı olarak belirlenmiştir. Bu kavramlarla ilgili irdeleme çalışmanın üçüncü bölümünü oluşturmuştur. Tasarlanacak ilköğretim binalarına yönelik olarak; belirlenecek etmen grupları doğrultusunda betonarme prefabrike yapım sistemlerinin sağladığı olanakları kapsayan değerlendirme sürecine yönelik çalışma aşağıdaki adımları içermektedir: -XV-? İlköğretim Binaları Tasarım, Yapım ve Kullanım Süreçlerini Yönlendiren Etmenlerin Belirlenmesi ? Prefabrike Betonarme Yapım Sistemlerinin İlköğretim Binalarına Uyabilirliklerinin Değerlendirilmesini Yönlendirecek Kriterlerin Belirlenmesi Çalışmanın dördüncü bölümünün birinci aşamasında, ilköğretim binaları tasarımını yönlendiren etmenler üç temel grupta incelenmiştir: 1- Ülke, Bölge ve Kent Düzeyinde Alınan Makro Kararlar 2- Eğitim Yöntemleri ve Eğitim Yöntemlerinde Olası Değişimler 3- Teknolojik Olanaklar İrdelenen ilköğretim binaları tasarım, yapım ve kullanımım yönlendiren etmenlerin; a-) Master plan kararlarına b-) Tasarım kararlarına c-) Yapım sistemi seçimine d-) Yapı malzemeleri seçimine e-) Alt yapı sistemleri seçimine f-) Yapı kabuğu sistemleri seçimine etki ettiği tespit edilmiştir. Tasarımcı; yapım sisteminin, mimari ihtiyaç programlarında belirlenen mekan karakteristikleri ve çevre verileri ışığında çeşitli mimari beklentilere cevap vermesini talep etmektedir. Bu nedenle mevcut prefabrike yapım sistemlerinin ilköğretim binalarına uyabilirliğine yönelik değerlendirme kriterleri aşağıdaki şekilde belirlenmiştir. 1. Planlama Esnekliği 2. Kitlesel Düzenleme Olanağı 3. Mekan Organizasyonu Esnekliği 4. Alt Sistemlerin Bütünleştirilmesi Değerlendirme kriterlerinin irdelenmesi neticesinde bir değerlendirme tablosu veya yöntemi önerilmiştir. Çalışmanın son bölümünde ise ulaşılan sonuçlar açıklanmakta, öneri ve değerlendirmeler sunulmaktadır.

Abstract:
Studies on understanding the developments and problematic issues of new millennium and producing new solutions to respond this issues, improving cultural values, obtaining community involvement in education and improving the quality of education had become the most important issues in last twenty years trough industrialisation and democratisation in world. As a result of these developments, school architecture and building must response to changes in demographics, changes in culture and the economy, new social and environmental demands, and competition-local, national and now global. The progress of educational buildings from the beginning of the 19 century is examined in the second part of the study. The issues that have been limiting factors on the design, construction, and operation of schools in this century can be divided into two major areas: the use of building materials and systems that will deliver long life and flexibility with reduced maintenance and the design of flexible learning and teaching spaces. Primary schools have built with traditional construction methods until the Second World War. In the first decade after the war, the main attention of administrators and architects was concentrated on building of the new primary schools urgently needed because of the rising birth rate in Europe, especially in Britain, Germany and France. The early post-war answer to the problem of erecting a lot of schools quickly was the exploitation of factory production. Skilled labour, after wartime experience, was taking advantage of better working conditions in factories, and it seemed probable that a fundamental change was taking place in the building industry. The difficulties of the shortage of skilled site labour were solved by transferring to the factory as much of the construction of the school as was possible. A system of building was devised consisting of small standard parts, which could be handled by small number of men and assembled, in a short time in a variety of ways on the site. It was a system of prefabricated parts as opposed to a system of prefabricated buildings. It has been referred to as a non-traditional building method, but in fact, there has been no real break with tradition but merely a simple development of existing practice. The list of factory made components, like windows and doors, was extended to include the various parts of the structural frame, roof, walls, etc. The first experiments with this method of building did not result in a monotonous repetition of ready-made schools. On the contrary, in spite of the discipline implied in the acceptance of - xviii -a form of standardised construction, architects succeeded in producing a considerable variety of plan shapes to suit the exigencies of individual sites, with their differing contours, topography and aspect. The first non-traditional school building systems were based on a planning grid dimension. The structure has been subject to continuous development and refinement, to meet demands of increased costs. There can be no doubt that these systems are successful. Many fine schools throughout the Europe confirm this, but main lesson learned from their use is that the decision to exploit factory production was correct. During the years between 1945-1970, these systems, using steel, timber or reinforced concrete frames, clad in different ways with a variety of materials, have been developed by architects and manufacturers and have met with varying degrees of success. As better planning of the school has resulted from the changed attitude of all those concerned with its creation, so the production of the school has resulted from the changed attitude of all those concerned with its creation, so the production of a satisfactory structure required a change of attitude on the part of the architect, the specialist and the manufacturer. That change has taken place, and the result is a degree of architect/manufacturer collaboration not known before. Developments on primary school buildings in Turkey have started at the beginning of the 20 century. Standard school plan types, conventional masonry and reinforced concrete frame systems have been used during 1950's in Turkey. In 1960's, some semi-prefabricated building systems for school buildings have developed and put into practice. However, these applications have abandoned because of many organisational problems. As a result of the developments in the last decade as mentioned before, school architecture and building must response to changes in demographics, changes in culture and the economy, new social and environmental demands, and competition-local, national and now global. Thus, it is intended that improving the new educational system and building the new school buildings to respond the new requirements of this new educational system in Turkey. Primary Education Project is the first stage of studies that are related to realise these aims. Forming appropriate physical education environments, which are appropriate to educational and social environmental arrangements for Turkey is the starting point of Primary Eduction Project. In addition, realisation of new original school projects that are adaptable to new educational -xix-program and environmental conditions is another important scope of this project. At the same time, it is aimed that obtaining more efficiency, reduced site activity, and safer and faster construction in school building at this project. It is planned that building 300.000 new classrooms in three three tears. Use of prefabricated building systems on school buildings has become more important to response these demand. In order to evaluate the adaptability and applicability of concrete prefabricated building systems on school buildings, this study presents the evaluating criterions of these systems examining architectural, functional and structural requirements. Proposed evaluating criterions in the study has determined based on following three basic concepts: 1- "Building system" concept which covers "industrialised building" and "prefabrication" concepts 2- "Flexibility" concept which covers "adaptability", "changeability", "change", "multi- functionality" and "variability" 3- "Evaluation" Main body of the study consists two major parts as follows: ? Examining the factors, those are influence the process of school design, construction and use. ? Determination of the criterions those direct the evaluation process of applicability of prefabricated concrete building systems on school building. At the first part, the factors has examined in three main groups: 1- Decisions of national, regional and urban scale on school building policy 2- Educational methods and possible variations on educational methods 3- Technological applications on education and school building The main finding based on the examination of the factors is that: These factors has important influences on; a-) Main decisions of the master plans b-) Main decisions of the designc-) Selection of the building system d-) Selection of the building materials e-) Selection of the sub-building system f-) Selection of the building envelope. Architect expects that the building system which covers different solutions for the architectural requirements according to the space characteristics and the environmental values. Because of that, evaluation criterions for prefabricated concrete building systems has determined and examined as follows in the study: 1. Planning flexibility 2. Possibility of variable 3. Use flexibility 4. Integration of sub-building systems In the last part of the study, conclusions are drawn, and the need of using prefabrication on school building is presented by a number of reasons.