Türkiye’ de Uygulanan Tasarım Hesaplarının Küresel Isınma Ve Değişen İklim Koşullarına Göre Sigorta Tekniği Bakımından İncelenmesi
Türkiye, coğrafi konumu nedeni ile çeşitli iklimlerin yaşandığı bir ülkedir. Kış ayları karasal iklimin yaşandığı bölgelerde yoğun kar yağışlı geçmekte ayrıca buzlanma konusu da tehlike arz etmektedir. Ayrıca küresel ölçekte dünya üzerinde etkili olan küresel ısınma ile iklim değişikliği nedeniyle bölgesel bazda kar yükü, sel, fırtına gibi doğal afetler ve bu afetlerin etkileri giderek artmaktadır. Kar yapısı yapıların çatılarını etkileyen bir yük unsurudur.
Bu bildiride ülkemizde kullanılan/kullanılmış kar yükü hesaplamaları için standart olarak kabul edilen “ Türk Standardı (TS) 498 Yapı Elemanlarının Boyutlandırılmasında Alınacak Yüklerin Hesap Değerleri yönetmeliği irdelenmiş, yeterlilikleri üzerinde detaylı tespitler ve kabuller belirtilmiştir. Küresel ısınma etkileri ve yapı teknolojilerindeki değişiklikler nedeniyle güncelliğini yitirdiği anlaşılmıştır.
Ülkemizin doğusunda sadece binalarını dış etkilerden koruma amaçlı diye herhangi bir hesap yapılmadan inşa edilen ve genellikle taşıyıcı sistemi ahşap olan çatılar, her sene kar birikmelerinden dolayı çökmektedir. Bununla birlikte ülkemizin batı bölgesinde ise özellikle fabrikalarımızda kar yüklerinin yanlış hesaplanmasından dolayı her sene çatılarda bölgesel göçmeler gözlenmektedir. Bina çatılarının yanı sıra enerji nakil hatlarında, güneş enerji santrallerinde ve rüzgâr enerji santrallerinde de kar ağırlığına bağlı çeşitli hasarlar meydana gelmiş, oluşan bu hasarların çoğunun mühendislik / tasarım hataları sebebiyle gerçekleştiği tespit edilmiştir. Yağan kar etkisiyle meydana gelen doğrudan ve dolaylı zararlar, İş durması, kar kaybı ve sorumluluk hasarları v.s. düşünüldüğünde, hasar miktarının ne kadar ciddi boyutlara ulaştığını tahmin etmek çok da zor değildir.
Kış aylarına yaklaştığımız bu günlerde, kar yağışı ve buna bağlı etkilerin geçmiş dönemlere nazaran küresel ısınma ve iklim değişiklikleri etkileriyle artarak devam edeceği söylenebilir. Bu nedenle yoğun kar yağışı ve iklim değişikliği etkileri de gözetilerek gerekli önlemlerin şimdiden alınması ve risk analizlerinin yapılarak hasar frekansının kontrol altında tutulması sağlanmalıdır.
Bu bültende küresel ölçekte etkili olan küresel ısınma ve iklim değişikliği konularının ülkemiz üzerindeki etkileri, mühendislik hesaplama yöntemleri ve standartlarının uygunluğu / yeterliliği ve sigortacılık sektörü açısından olayların değerlendirilmesi var ise gerekli önlemlerin alınması hususunda detaylı tespitlerimize yer verilmiştir.
Küresel Isınma Nedir?
Atmosfer çeşitli gazlardan oluşur. Güneş ışınları atmosferi geçerek yeryüzünü ısıtır. Atmosferdeki CO2, CH4, N2O, O3 gibi gazlar güneşten yeryüzüne gelen ısının bir kısmını tutarak yeryüzünün belirli sıcaklık derecesinde kalmasını sağlar. Atmosferin ısıyı tutma özelliği sayesinde denizlerin, okyanusların donması önlenmiş olur. Atmosferin bu ısınma ve ısıyı tutma özelliğine sera etkisi denir.
On sekizinci yüzyılın son çeyreğinde başlayan Sanayi Devrimi ve özellikle sanayileşme ile nüfusun hızla arttığı 1950’li yıllardan itibaren insan aktivitesi ve sanayi sistemleri tarafından atmosfere çok miktarda bırakılan CO2, CH4, N2O gibi gazların aşırı sera etkisi oluşturması, yeryüzünde (atmosferin troposfer tabakasının yeryüzüne yakın bölümünde) sıcaklığın giderek artmasına neden olmaktadır. İnsanın yeryüzünde görüldüğü andan Sanayi Devrimi’ne kadarki süreçte de insan aktivitesi olmuştur. Ancak bunlar hiçbir zaman küresel ısınma dediğimiz olayı yaratacak boyutlara ulaşmamıştır. Yeryüzü sıcaklığının ve ikliminin ortaya çıkışında sera gazlarının etkisi yadsınamaz öneme sahiptir. Sera gazları, güneşten gelen ve yeryüzünden yansıyan ışınların bir kısmını tutarak, yeryüzünün insan ve diğer canlıların yaşayabileceği sıcaklık derecelerinde kalmasını sağlar. Bilhassa son 30 yıllık süreçte başta teknolojik gelişmelerin, aşırı yakıt tüketimi ve nüfus artışının da tetiklemesiyle atmosfere sera gazları salınımının artması, ozon tabakasının incelmesi gibi nedenlerle küresel ısınma olayının etkileri artarak devam etmektedir.
Küresel ısınma sadece dünyanın her bölgesinde sıcaklığın giderek artması olayı değildir. Küresel ısınma Dünyanın bir bölgesinde kavurucu sıcakların başlamasıyla orman yangınlarının hızla yayılması, çölleşmenin artması, hatta insan yaşamını bile tehlikeye sokacak düzeye ulaşması, diğer yandan aynı anda yeryüzünün bir başka bölgesinde aşırı yağışların etkisiyle her tarafın sularla kaplanması, sel felaketlerinin görülmesi, aşırı erozyon gibi doğa felaketlerinin yaşanması olayıdır.
Küresel ısınma, kutuplarda ve yüksek dağlarda birikmiş olan buzulların giderek erimesine neden olduğu için, denizlerin seviyelerinde buzulların erimesi oranında yükselme görüleceğinden Hollanda, Belçika, Danimarka, Almanya gibi ülkelerin deniz seviyesinde veya altındaki toprakları zamanla denizlerin istilasına uğrayarak, birçok doğal felaketlerin tetikleyicisi olabilecektir.
Küresel Isınmanın Yol Açtığı Doğal Etkiler
Özellikle son 30 yıllık süreçte, önceki iklim değişmelerinden çok farklı, birikimli ve birbirini etkileyerek tetikler nitelikte birçok doğa felaketine neden olan küresel ısınma olgusu ile ortaya çıkan olaylar zinciri meydana gelmektedir. Küresel ısınmanın giderek artmasına bağlı olarak sorunların devam edeceği, belirli bir kırılma noktasından sonra da geri dönüşü olmayan felaketler sonucu, insanın ve diğer canlıların geleceğinin bile tehlikeye düşeceği olasılığından söz edilmektedir.
Küresel ısınmanın neden olduğu olayların bazılarını sıralayacak olursak,
İnsan faaliyetlerinin, sanayi öncesi seviyelere göre küresel ısınmaya yaklaşık 1,0o C ölçeğinde etki ettiği tahmin edilmektedir. Küresel ısınma, şu anki oranda artmaya devam ettiği takdirde 2030 – 2052 arasında 1,5o C ye ulaşması beklenmektedir. (IPCC – 2018)
İklim Değişikliği ve Afetler Arasındaki İlişki
Son yıllarda değişim gösteren hava olayları, iklim değişikliği ve afetler arasındaki ilişki çok iyi anlaşılmıştır. Şekilde de görüldüğü gibi iklim değişikliği aşırı hava olaylarına, aşırı hava olayları da sosyo – ekonomik şartların elverişsiz olduğu yerlerde afetlere neden olmaktadır. Bu nedenle, iklim değişikliğine uyumlu çalışmalar aynı zamanda afet risklerini azaltmaya; afet risklerini azaltma çalışmaları da aynı zamanda iklim değişikliğine uyuma katkıda bulunabilmektedir. Bütün bu nedenlerden dolayı da iklim değişikliğine uyum ile afet risklerini azaltma çalışmalarının birlikte düşünülmesi gerekmektedir.
Dünya ölçeğinde 1991 – 2000 yılları arasında yaşanan doğal afetlerde hayatını kaybeden insanların ölüm nedenlerinin %90’ ı da kuvvetli meteorolojik ve hidrolojik olaylardan kaynaklanmaktadır. Avrupa’ da 1980 – 2007 yılları arasında görülen doğal afetlerin oluşum sayısı bakımından %90’ını hidro-meteorolojik afetler oluşturmaktadır.
Türkiye’deki Durum
Türkiye, tropikal fırtınalar ve aktif volkanlar hariç, dünya genelinde görülen 31 doğal afetin büyük bir kısmına açık bir ülkedir. Tüm dünyada olduğu gibi, büyük bir coğrafya ve farklı iklim bölgelerine sahip Türkiye’de de, başta kuraklık ve seller olmak üzere meteorolojik ve hidrolojik afetler oldukça sık meydana gelmekte ve ciddi can ve mal kayıplarına yol açmaktadır. 17 Ağustos ve 12 Kasım 1999 tarihlerinde 7.4 ve 7.2 büyüklüklerinde gerçekleşen büyük depremler dışında fırtına, sel, kuraklık gibi meteorolojik afetler çeşitli bölgelerde görülen doğal afetlerdir. Şekilde görüldüğü gibi ülkemizde de en sık görülen hidro-meteorolojik afetlerin sayıları dikkate alındığında fırtınalar ve sellerin baskın olduğu görülmektedir.
Küresel iklim değişikliği ve kentsel ısı adası oluşumu nedeniyle özellikle büyük kentlerde geceleri, sıcak aylardaki hava sıcaklıkları ve elektrik enerjisi tüketimi belirgin bir biçimde artmaktadır.
2019 yılı itibariyle ülkemizde kentsel ısı adaları özellikle büyük metropollerde yoğunlaşmıştır. Ekonomik gücün zayıflaması, ekonomik sebepler dolayısıyla köyden kente göçlerin artması, kentsel dönüşüm, çarpık kentleşme gibi etkenlerin öne çıkmasıyla kentsel ısı adası miktarı oldukça artmıştır. Bu durumun önüne geçilebilmesi için kırsal bölgelerde yaşam şartları ve ekonomik halin iyi duruma getirilmesi gerekmektedir. Kırsal alanda doğup – büyüyen bireylerin geçim açısından kendisine yetebilmesi, konforlu bir hayat sürebilmesi gerekmektedir. Bireylerin kendilerini geliştirerek bulundukları bölgeleri kalkındırması, göçü engelleyecek, kentlerdeki nüfus optimum seviyelere gelecek ve nihayetinde kentsel ısı adaları daha fazla artmayacaktır.
Günümüz konjonktüründe ekonomik sorunlar arttığından kentsel ısı adaları azalmayacak aksine artmaya devam edecektir.
Küresel ısınma, iklim değişiklikleri, çarpık kentleşme, büyük şehirlerde kontrolsüz popülasyon artışı, kentsel ısı adası gibi yukarıda detayları verilmiş nedenler, hasar haritasından en büyük payı alan sel / seylap hadiseleriyle sonuçlanmaktadır.
SEL / SEYLÂP:
Selin Tanımı ve Türleri
Türkiye’de depremlerin ardından en fazla ekonomik kayba neden olan afet, su baskınlarıdır. Su baskınları genel olarak iki farklı kavramla ifade edilir. Sel, ani ve şiddetli yağışların ardından oluşan, kontrolsüz bir akışa sahip ve tahrip gücü yüksek su hareketidir. Taşkın ise akarsuyun taşıdığı su miktarının çok arttığı dönemlerde, suyun akarsu yatağından taşıp çevre arazilerde göllenme durumu meydana getirmesi olayıdır. Sel afetinin diğer bir tanımı da;
Sel: Suların bulunduğu yerde yükselerek veya başka bir yerden gelip genellikle kuru olan yüzeyleri geçici olarak kaplamasına denir.
Türkiye’de sellerin ve sel felaketlerinin meydana gelmesindeki başlıca nedenleri aşağıdaki şekilde doğal ve yapay olarak ikiye ayrılır.
Doğal Nedenler:
İklim (aşırı şiddetli ve sürekli yağışlar),
Yapay nedenlere bağlı Şehir Selleri ülkemizin birinci afeti olma yolundadır. Şehirleşme nedeniyle yağışlar, kırsal alana göre çok daha hızlı bir akışa geçebilmekte ve ani sellere neden olabilmektedir. Bu ve benzeri nedenlerden dolayı son yıllarda Türkiye’nin büyük şehirlerinde görülen seller, artan sıklığı, şiddeti ve etki süresinden dolayı depremin ardından en yıkıcı ikinci doğal afet olarak afet sıralamasında yerini almıştır.
Şehir selleri, meteorolojik ve hidrolojik olayların birleşiminden oluşur. Bu faktörler çok çeşitli olup taşkın azami seviyesiyle birlikte sel tehlikesini de artırırlar. Bu yüzden yapılaşmanın olduğu çevrelerde yaşanan seller, doğal faktörlerin olduğu kadar insan kaynaklı faktörlerin de sonucu olarak görülmelidir.
Farklı rastlantısal faktörlerin bir araya gelmesi sonucu oluşan şehir selleri dört kategoriye ayrılabilir:
Kentsel bölgelerdeki seller, yukarıdaki sel türlerinden biri ya da birkaçının birleşimi şeklinde meydana gelebilir. Şehir sellerini yönetebilmek için her birinin sebepleri ve etkilerinin anlaşılması gerekmektedir.
Yukarıda bahsi geçen küresel ısınma ve buna bağlı artış gösteren sel – su baskını hadiselerinin kontrol edilebilir seviyeye gelmesi açısından uygulayıcıların akademik dünya ile birlikte çalışmaları bir gereklilik değil mecburiyettir.
En büyük örnek Trabzon ilinde bulunan Uzungöl’ de 2001 yılından bugüne artan yapılaşma, turizm sektörünün yöreye etkisi, araç girişi nedeniyle artan karbondioksit salınımı gibi hususlar bölgeye zarar vermektedir. Bölge vadi şeklinde olduğundan hem heyelan hem de su yatağıdır. Bu durum bilinmesine rağmen maddi kar amacıyla yapılan faaliyetler bilimsel veriye dayandırılmadığından gelecekteki tehlikeler göz ardı edilmiştir.
KTÜ (Karadeniz Teknik Üniversitesi) eski öğretim üyesi Jeoloji Mühendisi Prof. Dr. Osman Bektaş’ ın incelemeleri ve araştırmaları akabinde yaptığı açıklamada;
“Uzungöl’ün jeolojik yapısını bilmek ve yeni yapılacak oluşumu da bu yapıya göre düzenlemek gerekir. Toplumda ‘Uzungöl orada ve sonsuza kadar kalacak’ algısı var. Böyle bir şey yok. Tüm göllerde olduğu gibi Uzungöl’ün de tıpkı bir insan gibi ömrü var. Göllerde doğar, gelişir ve ölür. Uzungöl şu anda yaşlanma döneminde. Nasıl bir insan kendine iyi bakarsa ömrü uzun olur, Uzungöl’e de biz ne kadar iyi bakarsak ömrü o kadar uzun olur. Uzungöl’ün ömrünü sınırlayan iki temel faktör var. Birincisi önümüzdeki 50 yıldaki küresel iklim değişikliğinin sonuçları olarak, yağışlarla birlikte göle gelen su miktarı. İkincisinde Uzungöl sürekli olarak derelerin getirdiği alüvyonlarla doluyor. DSİ bu alüvyonları önlemek için setler yaptı ama önlemler yetersiz. Eninde sonunda bu göl bir şekilde dolacak. Bu konuda biz toplum olarak bilinçlenmeliyiz. Böylece gölün ömrünü uzatabiliriz. Biz bilinçsiz bir şekilde gölü kirletiyoruz. Göle atıklar atıyoruz. Göle bir takım organik maddeler giriyor ve göldeki oksijen oranını azaltarak gölün ömrünü kısaltıyor.” İfadelerini kullanmıştır.
Sigorta Sektöründe Sel
Son yıllarda artan aşırı hava olaylarının can, mal, çevre, tabi ve doğal kaynaklar, iş ve hizmet sürekliliği için oluşturduğu risklerin önümüzdeki yıllarda çok daha fazla olabileceği konusunda büyük endişeler duyulmaktadır. Bu nedenle IPCC, 2012 yılında kısa adı SREX olan “ İklim Değişikliğine Uyumu Geliştirmek için Aşırı Olayların Riskini ve Afetleri Yönetmek” adlı özel bir rapor yayınlanmıştır. Bu raporda aşırı hava olayları üzerine yapılan çalışmalar genellikle 1950 yılından başlayan zaman serileri ve afet kayıtlarına dayalı olarak yapılmakta ve özellikle aşırı hava olaylarında 1979 yılından sonra görülen değişiklikler üzerinde durulmaktadır. Örneğin, şiddetli yağış olaylarının pek çok bölgede sellere yol açarak arttığı, tropikal fırtınalarda 1970’ lerden bu yana önemli artışlar olduğuna dair bulguların varlığına işaret edilmektedir. Özetle SREX raporunda, dünyanın pek çok yerinde 1950 yılından bu yana toplanan kayıtlara göre, aşırı hava olaylarının istatistiksel anlamda önemli miktarda arttığına dair somut kanıtlar sunulmaktadır. Son 30 yılda küresel ölçekte şiddetli hava olaylarının neden olduğu sigorta ödemelerinin 20 kat arttığı belirtilen rapor ile şiddetli hava olaylarının neden olduğu kayıpların beklenenden de hızlı büyüdüğü ortaya konulmuştur.
Sigorta sektörü açısından önem taşıyan sel afetine İnşaat ALL Risk ve yangın poliçelerinde yer verilmektedir.
Verdiği zarar bakımından inşaat evresindeki maddi kayıplar daha fazla olmaktadır. Yapımı henüz tamamlanmayan yapıların sudan etkilenmesi, bittiği haline kıyasla daha büyük tahribatlar yaratmaktadır.
ALL Risk poliçeleri özelinde, bir hadisenin “ sel – seylâp “ şeklinde nitelendirilebilmesi için bazı şartların sağlanması esastır.
“Bu kloz ile poliçe şartlarında ve ekli zeyilnamelerde yer alan diğer hükümler aynen saklı kalmak şartıyla taraflar, sigortalı kıymetlerde, yağış, sel veya seylâp sonucunda meydana gelecek kayıp ve zararların ancak, söz konusu projenin çizimi ve gerçekleştirilmesi sırasında gerekli emniyet önlemlerinin alınmış olması ön koşuluyla teminata dâhil olacağını kararlaştırmışlardır.
Gerekli emniyet önlemlerinden kasıt, plan ve proje hazırlığı safhasında yapılan hesaplamalarda ve projenin uygulanması sırasında, sigortalı inşaat alanıyla ilgili olarak ve tüm sigorta süresini kapsamak üzere, 50 yıllık bir dönüşüm süresini dikkate alacak şekilde meteorolojik verilerden ve istatistiklerden yararlanılmış olmasıdır.
İnşaat sahası içinde bulunan (ister kurumuş olsun, ister sutaşısın) su yol ve yataklarındaki kum, ağaç gibi suyun akışını önleyecek engellerin, Sigortalı tarafından hemen giderilmemesi sonucu meydana gelecek kayıp ve zararlar tazmin edilmeyecektir.”
Dönüşüm süresi işin niteliğine göre farklılık göstermekle birlikte süre dikkate alınarak hidrolik hesaplamaların yapılmasında aşağıdaki yöntem kullanılmaktadır.
Q = Hacimsel Akış Hızı = Debi: Bir akışkanın aktığı izleğin herhangi bir kesitinden birim zamanda geçen akışkan hacmidir. Bir akarsuyun aktardığı su miktarını, bir boru sisteminin çeşitli noktalarında aktarılan akışkan miktarını belirlemede kullanılır
T.C. Tarım ve Orman Bakanlığı Meteoroloji Genel Müdürlüğü Web sitesinde “Maksimum Yağışlar Şiddet ve Tekerrür Analizleri” başlığı altında;
“Günümüzde can ve mal kayıplarına neden olan sel ve taşkınların kontrolü, her çeşit su yapısı (baraj, gölet, sulama ve drenaj kanalları, kanalizasyon vb.) tasarımında, taşkın kontrol işlerinin planlama ve projelendirilmesi, mevcut kaynakların optimal kullanımı göz önünde bulundurularak yapılmaktadır. Bu durum yağış değerlerinin güvenilir biçimde toplanması ve geleceğe yönelik doğru biçimde tahmin edilmesi gereğini ortaya çıkarmaktadır.
Türkiye Maksimum Yağışları ve Tekerrür Analizlerinde en az 10 yıl güvenilir gözlemi olan plüviyograflı (yazıcı yağışölçer) istasyonlarımızın yağış verileri kullanılmaktadır. Yıllık olarak standart zamanlardaki (5, 10, 15, 30 dk, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 12, 18 ve 24 saat) maksimum yağış değerleri tespit edilir. Yağış-Şiddet-Süre Tekerrür analizleri yapılarak 2, 5, 10, 25, 50 ve 100 yıllık tekerrür periyotlarında olması muhtemel yağış miktarı hesaplanır.” bilgilerine yer verilmiştir.
Bu açıklama özellikle tüm inşaat projelerinin vazgeçilmez ana unsurlarından biridir. Sigorta literatüründe “Q” olarak tanımlı kloz ve özel şartları değerlendirmek üzere hazırlanan bültenin tamamını esas almak olanaklıdır.
Projelerde Hidrolik Hesap Raporu
Ülkemizde projelerin özelliklerine göre (bulunduğu bölge – lokasyon, inşai imalat türleri, altyapı, drenaj tipleri vs.) verilerin toplanmasın ardından genel olarak rasyonel metot kullanılarak Meteoroloji Genel Müdürlüğü’nce hazırlanan rizikonun bulunduğu ile ait yağış – şiddet – süre – tekerrür eğrisi kullanılır.
Daha sonra tercihe göre en fazla 100 yıllık (n=100) tekerrür dikkate alınarak hidrolik hesaplar yapılır.
Projeye ait minimum akış hızı, hesap sonucunda %99 dolu maksimum akış hızı, boru cinsi gibi kriterler hesaplamaya dâhil edilir.
Yağış şiddet süre tekerrür eğrisinden faydalanılarak bulunan 100 yılda bir tekerrür eden yağış verileri saptanır. (T = Emniyetli yağış süresi)
Hesaplar sonucunda;
En büyük yağış belirlendikten sonra, hidrolik hesap raporundaki “YAĞIŞ (i) (mm/h)” verisinin dönüşüm süresindeki yağış miktarından fazla olması ve emniyetli tarafta kalması gerekir.
DSİ projesi olsun olmasın KGM veya diğer idarelerin büyük alanları kaplayan projelerinde hidrolik hesap raporunun proje öncesi temini hayati önem taşımaktadır.
Sorumluluk ve Çözüm
Metropol kentlerde inşai imalatlar yapılırken genelde il Büyükşehir Belediyeleri’ nin sorumlu olduğu altyapı hatlarına güvenilmekte ve proje öncesi büyük çapta araştırma yapılmamaktadır. Büyük çapta gelişen yağışlar sırasında giderek büyüyen su kütlesinin engellere takılması, akar yolunu bulmakta zorlanması sebebiyle “engeller” yani yapılar büyük hasar görmektedir. Altyapı yetersizlikleri yıllar boyunca çözülememiş, altyapı hatları güçlendirilemeden nüfus sürekli artmış ve bununla birlikte inşaat sektörü temelsiz biçimde ilerlemiştir.
Sel / seylâp hasar türünde tarafımızca incelemesi yapılan geçmiş dönem tecrübelerimiz ışığında;
Kırsal kesimde, DSİ, KGM vb. gibi idarelerin kontrolündeki işlerde işin doğası gereği arazi lokasyonundan hareketle, suyun önünde herhangi bir engel (AVM, rezidans, konut, işyeri, araç vb.) bulunmadığından, hasar miktarı büyük şehirlere kıyasla daha düşük seviyelerde tespit edilmektedir.
Büyük şehirlerde yıllardır süregelen konu altyapı yetersizliği, belediye personeli değişse bile engellenememektedir. Şehirler kurulurken ilk aşamada şehrin çıkabileceği maksimum nüfus, maksimum oturum alanı gibi etkenler ön görülüp bu amaç doğrultusunda tüm şehri kapsayacak şekilde altyapı projesi hazırlanmalı ve ilçe belediyelerin de dâhil olmasıyla eş zamanlı ilerletilmelidir. Ne yazık ki büyük şehirlerimizde nüfus istikrarlı şekilde arttığından ve çalışma alanı kısıtlandığından altyapı sorunları kalıcı biçimde çözülememektedir. Temel sorunun siyasal kararlar oluşu açık ve belirgin iken akademik dünya ve bilimden uzak her türlü faaliyetin ilk risk ortamında veya dar boğazda en önemli sorunu ortaya çıkardığı bilinen bir gerçektir. Bu gün tüm haber kanallarında sıklıkla karşılaştığımız afet ve benzer sorunların hemen hemen hiç biri doğal afet denilemez özellikler bulundurur. Dolaysıyla konunun uzmanı olan her kişi kök sebep ve gerçek nedenin ülkemiz için ne olduğunu dile getirebilir. Evrensel uygulamalardan uzak olan bir husus “ yaşanan hiç bir olaydan ders çıkarılamamasıdır.”
Büyük şehirlerde yukarıda bahsi geçen düzensiz yapılaşma, riskleri de beraberinde getirmektedir. Risk unsuru sürekli artış trendinde olduğundan riski sigortalamak daha imkânsız hale gelmektedir. Ülkemizde an itibariyle liyakat ortamı sağlanamaması, halk ihtiyaçlarının, rant ile para haline dönüşmesi gibi vahim sebepler de bu ön görümüzün gerçekleşmesinin çokta uzak olmadığının habercisidir.
Ülke olarak önce eksiklikler kabul edilmeli, sorunlar masaya yatırılmalı daha sonra sonuç odaklı çözümler geliştirilmelidir. Sonuç odaklı çözümden bahis; bilimden olabildiğince yararlanılmasıdır.
Şu ana kadar akademik personel, mesleğinde yetkin uzmanlar ile fikir birliğine varılmamış, yıllardır süregelen şekilde çarpık sistem devam etmiştir. Göstermelik ve günü geçiştiren geçici çözümler henüz kalıcı bir etki yaratacak düzeye ulaşmadığı gibi her yeni yapılan bir öncekine ek ve sonrası için felaket olmuştur.
Bu durum karşısında zaman kaybı yaşamadan tamamen ve sadece bilim ışığında, AR-GE faaliyetlerine yatırım yapılmalıdır. Aksi takdirde kontrolsüz büyüyen ülkemizi daha zorlu şartlar beklemektedir.
YÖNETMELİKLERDE BULUNAN KAR VE RÜZGÂR YÜKÜ HESAPLAMALARI / KARŞILAŞTIRMALARI
2016 yılının sonlarından itibaren ülke genelinde etkili olan yoğun kar yağışı, önemli boyutlarda hasara neden olmuştur. Aralık ayından Şubat ayına kadar, başta Marmara, Karadeniz, Akdeniz, Güneydoğu ve İç Anadolu bölgeleri olmak üzere her yerde çok sayıda kar ağırlığı hasarı meydana gelmiştir. İzmir de bile kar ağırlığı dosyaları açılmıştır…
Biriken kar kütlesi genellikle yüzey alanı fazla olan endüstriyel tesis çatılarının çökmesine neden olmuştur. Kar ağırlığına dayanamayan pazar yerleri, stadyumlar, apartman çatıları hasar görmüştür. Özellikle toplu kullanım alanlarında meydana gelen hadiseler ciddi düzeyde maddi zararın yanı sıra, can kayıplarının da yaşanmasına neden olmuştur. Peki, kar yağışı sonrası hasar gören her binada, çatıda, yapıda kök neden ön görülemeyen yoğunlukta kar yağışları mıdır? İzmir’de meydana gelen hasarlar yoğun kar yağışına bağlı olarak mı gerçekleşti?
Bina çatılarının yanı sıra enerji nakil hatlarında, güneş enerji santrallerinde ve rüzgâr enerji santrallerinde de kar ağırlığına bağlı çeşitli hasarlar meydana gelmiş, oluşan bu hasarların çoğunun mühendislik / tasarım hataları sebebiyle gerçekleştiği tespit edilmiştir. Yağan kar etkisiyle meydana gelen doğrudan ve dolaylı zararlar, İş durması, kar kaybı ve sorumluluk hasarları v.s. düşünüldüğünde, hasar miktarının ne kadar ciddi boyutlara ulaştığını tahmin etmek çok da zor değil… Bu durum, Risk Analizinin önemini bir kez daha göstermiştir. Doğru risk analizi, doğru sigortalı, doğru riziko, doğru poliçe,…, az zarar, gerçek hasar…
Son dönemde incelenen hasarlar, mevcut bazı eksiklikleri de net olarak ortaya koymuştur. Bunların başında, kar yükü hesaplamaları için standart olarak kabul edilen “ Türk Standardı (TS) 498 Yapı Elemanlarının Boyutlandırılmasında Alınacak Yüklerin Hesap Değerleri “ yönetmeliğine uyulmaması ve ilgili standardın yetersiz kalması yer almaktadır. 1997 yılında yayımlanan bu değerli dokümanın, küresel ısınma etkileri ve yapı teknolojilerindeki değişiklikler nedeniyle güncelliğini yitirdiği anlaşılmıştır. Buna ilişkin olarak tespit edilen diğer önemli husus TS 498 standartlarının dahi sağlanamamış olması, statik hesap raporları ile projelerin tasarım hataları ile dolu olmasıdır. Hatalı tasarımlar, yoğun kar yağışları ve acil müdahale yöntemlerinin hazır olmaması birleştiğinde, ortaya bu yıkımlar çıkmaktadır.
Kar ağırlığı hasarlarında önemli diğer bir konu ise, meydana gelen kar yağışlarının ve kar yoğunluklarının bölgesel olarak farklı karakteristikte olması sebebiyle etki ve şiddetlerinin de farklı olmasıdır. Trabzon’ da gerçekleşen kar ağırlığı hasarları ile Konya’ da gerçekleşen kar ağırlığı hasarlarının karakteristikleri farklılık göstermektedir. Bölgesel olarak kar yükü ile birlikte, yapılar üzerine etkili olan rüzgâr yükleri, yapı tasarımları vb. gibi hususlar söz konusu farklılıkları doğurmaktadır. Sahil bölgelerinde kar hızla erir iken iç kısımlarda günlerce bekleyebilmektedir.
Kış aylarına yaklaştığımız bu günlerde, konuya dikkat çekebilmek ve karşılaşılacak problemleri önceden bildirerek önlemlerin alınmasını sağlamak amacıyla bültenimizin bu bölümünde kar ağırlığı ve rüzgâr yükü tasarım hesaplarının incelenmesi, diğer ülkelerde kullanılan standartlar ile karşılaştırılması ve mevcut tasarım hesaplarının, küresel ısınma etkilerinin sigortacılıkta yaratacağı etkiler inceleme konusu yapılmıştır.
YÖNETMELİKLERDE BULUNAN KAR YÜKÜ HESAPLAMALARI
Türk Standartları
Türk Standartları başlığı altında TS 7046 ve TS 498-1997 yönetmelikleri hakkında bilgi verilmiştir.
TS-7046
Bu standart; 1989 yılında uygulamaya konulup, 2004 yılında Eurocode-1-3‟ün Türkçe‟ye çevrilerek yürürlüğe girmesiyle tedavülden kaldırılmıştır. Bu standart, kar yüküne ait meteorolojik veriler elde edilmesi durumunda kar yükünün tespiti yöntemlerini anlatır. Kar yükünün dağılımının ve yoğunluğunun; iklim, topografya, bina şekli, çatı termal malzemesi ve zamanın fonksiyonu olarak değiştiğini belirtir. Ayrıca bu verilerin eksikliği durumunda ihtimal teorisi ile kar yükünün tespit edilmesinin mümkün olmadığını belirtir.
TS 498-1997
Kar yükünün nasıl hesaplanacağı TS 498-1997’de belirtilmiştir. Çatı eğimini de dikkate alan Pk kar yükü bu standartta gösterilen şartlara göre hesaplanır. Standartta verilen değerler minimum değerlerdir. Mühendis yapının yerine, çatı tipine veya yapının önemine göre standartta verilen minimum yükü attırmak zorundadır.
Kar Haritası ve Kar Bölgeleri
Türkiye dört kar bölgesine ayrılmıştır. I. Bölge en az, IV. bölge en çok kar yağan bölgedir. Yönetmelikte kar bölgesi haritası ve ayrıca her il ve ilçenin kar bölge numarasını içeren çizelge vardır.
Kar Yükünün TS 498-1997 ile Hesaplanması
Hiç kar yağmayan bölgelerde veya çatı altı sıcaklığı sürekli 120 0C derecenin üstünde olan çatılarda Pk0 = 0 alınabilir. 00≤ α≤900 geçerlidir. α≤300 durumunda m=1, α≥700 durumunda m=0 alınır.
m değeri α açısına bağlı olarak aşağıdaki çizelgeden alınır
Bu açıklamaların dışında kalacak özellikli bölgeler için o yerdeki kar yağma süresi ve yüksekliğe bağlı olarak çizelgede verilen değerler, varsa meteorolojik ölçmelerden de faydalanarak artırılmalıdır.
TS 498-1997 Kar Yüklerinin Yeterliliğinin İncelenmesi:
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü’ nden Sn. Ahmet Topçu Kar Yükü ve Çöken Çatılar isimli çalışmasında TS 498-1997’ ye göre kar yüklerinin yeterliliğini incelemiştir. Doğu Karadeniz il ve ilçelerinin zemin kar yüklerinin belirlenmesi ile ilgili bir çalışmada hesaplanan kar yükü değerleri TS 498-1997 değerleri ile karşılaştırılmıştır. Bu çalışmadan alınan aşağıdaki grafikte Pko TS 498-1997 çizelge değerlerini, SL50 aynı yöre için çalışmada hesaplanan değerleri göstermektedir. Görüldüğü gibi, ilçelerin hemen tümünde, TS 498-1997 değerleri SL50 değerlerinin oldukça altındadır. Araştırmacılara göre, “Bunun nedeni olarak, TS 498’in önerdiği zemin kar yükü haritasının yeterince gerçekçi olmaması gösterilebilir.”
TS 498 ilk kez 1987 yılında yürürlüğe girmiştir. Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü veri bankasında 1968 den günümüze kadar kar ölçümleri olduğuna göre, TS 498-1987 hazırlanırken o yıllarda yeterli veri yoktur. Adı geçen çalışma ile TS 498-1997 arasındaki farkın bundan kaynaklandığı düşünülmektedir.
TS 498-1997 de ayrıca şu ifade yer almaktadır: “… çizelgede verilen değerler, varsa meteorolojik ölçmelerden de faydalanarak artırılmalıdır”. Yönetmelik bu ifade ile proje mühendisinden güncel ölçümleri dikkate almasını istemekte, ancak “meteorolojik ölçmelerden” nasıl faydalanacağının ipucunu vermemektedir.
TS 498-1997 yönetmeliğinin kar yükü ile ilgili kısmı Alman DIN 1055-1971 yönetmeliğinden alınmış olmakla birlikte, DIN 1055 de verilmiş ipucu yansıtılmamıştır. DIN 1055’e göre kar yükü basitçe,
Pk0 = 3.2 dzmax bağıntısından belirlenebilir.
Burada dzmax n (örneğin n=30) yıllık maksimum kar kalınlıklarının ortalamasıdır ve yapının inşa edileceği yere en yakın ölçüm istasyonundan alınacaktır. dzmax metre, Pko kN/m2 birimindedir. Çatı kar yükü hesap değeri çatı eğimi de dikkate alınarak (2.1) bağıntılarından hesaplanır.
Alman DIN 1055 yönetmeliğindeki açıklamadan alınan Pk0 = 3.2 dzmax bağıntısı Gumbel tip I dağılımı, % 5 olasılık ve %45 varyasyon katsayısını içerir. Ayrıca, bu bağıntıda çatıdaki kar kalınlığının zemindeki kar kalınlığına oranı dç/dz=0.8, kar birim hacim ağırlığı 2.15 kN/m3 varsayılmıştır. dç/dz=1.0 alınması ve Pk0 = 4 dzmax bağıntısının kullanılması önerilecektir. Ancak, bu bağıntıdan bulunan Pk0 değerinin TS498-1997 çizelgede verilenden küçük olması durumunda çizelge değerinin kullanılması gerekir.
YÖNETMELİKLERDE BULUNAN KAR YÜKÜ HESAPLAMALARI ve KARŞILAŞTIRILMASI
EN-1991-1-3 EuroCode Kar Yükleri
Avrupa Birliği, sınırları içerisinde bulunan ülkelerin birbirine yakın şartlarda yaşamalarını sağlamak amacıyla çalışmalar yapmaktadır. Bu çalışmalar kapsamında yapı tasarımı ve uygulamaları içinde bir standartlar serisi oluşturmuştur. Bu standartlar serisi, çelik yapıların tasarımı için de oldukça geniş ve detaylı bir kaynaktır. Bu detaylara ek olarak Avrupa ülkeleri için özel olarak deprem, kar, rüzgâr ve diğer meteorolojik verileri belirten haritalar oluşturulmuş ve standartların eklerinde kullanıcılara sunulmuştur. Emniyet katsayıları ülkeler için farklı değerler göstermektedir, ancak projelendirme sürecinde ortak standartlarda belirtilen kurallar kullanılmaktadır. Tez kapsamında Eurocode-1991-1-3 Kar Yükleri incelenmiştir.
Genel terimler
Karakteristik zemin kar yükü değeri; yıllık aşılma ihtimali %2 olan, istisnai kar yüklerini kapsamayan zemin üzerindeki kar yüküdür. Mahal rakımı; yapımı düşünülen veya zaten mevcut olan bir yapının bulunduğu alanın deniz seviyesinden ortalama yüksekliğidir. İstisnai zemin kar yükü; nadir görülen şiddetli kar yağışıyla oluşmuş, zemin üzerindeki kar tabakasının meydana getirdiği yüktür.
Coğrafi bölgeye bağlı olarak kaza eseri meydana gelmiş etkiler olarak da düşünülebilir. Karakteristik çatı kar yükü değeri; zemin kar yükünün karakteristik değerinin uygun katsayılarla çarpılmış halidir. Bu katsayıların, çatı kar yükünün zemin kar yükünü aşmayacak şekilde seçilmesi gerekmektedir. Birikmiş ve birikmemiş kar yükü olarak iki çeşit kar yükü bulunmaktadır. Birikmemiş çatı kar yükü, diğer iklim etkileri nedeniyle çatı üzerindeki kar kütlesinin yeniden dağılması öncesinde çatının şekilsel özelliklerine göre tanımlanan simetrik yüktür. Birikmiş çatı kar yükü ise rüzgâr etkilerinden dolayı kar kütlesinin tamamen veya bir bölümünün taşınması ile oluşan asimetrik yük tanımıdır. Çatı kar yükü şekil katsayısı; harici etkiler oluşmadan, çatı kar yükünün birikmemiş zemin kar yüküne oranıdır. Isı katsayısı; kar erimesine sebep olan çatıdaki ısı akımının bir fonksiyonu olarak ifade edilen ve çatı kar yükünün azaltılması için kullanılan bir katsayıdır. 20 Maruz kalma (etkime) katsayısı; ısıtılmayan binalardaki çatı kar yükünün azaltılması veya çoğaltılması ile alakalı, karakteristik zemin kar yüküne bağlı katsayıdır. İstisnai çatı kar yükü; çatıda başka bir yerden düşme gibi sonucu nadir olarak oluşan kar tabakasının meydana getirdiği yük olarak tanımlanan yük düzenlemesidir. Görüldüğü gibi Avrupa Standardı‟nda farklı kar durumları için bu durumlara uygun tanımlar bulunmaktadır.
Yönetmelik Kapsamında Çatı Kar Yükü Özellikleri
Yük tasarımında, kar kütlesinin çatılar üzerinde farklı biçimlerde toplanabileceği ihtimalleri göz önünde bulundurulmalıdır. Kar kütlesinin farklı biçimlerde toplanmasına neden olan çatı özellikleri şöyle sıralanmıştır;
Çatı şekli,
Isıl özellikler,
Yüzey pürüzlülüğü,
Çatı altında oluşan ısı miktarı,
Komşu binaların yakınlığı,
Çevre arazi yapısı,
Lokal meteorolojik iklim özellikleri, özellikle rüzgâr, sıcaklık değişkenliği, yağış (yağmur veya kar olarak) ihtimali.
Eurocode‟ a göre P “çatı kar yükü” 3 durumda belirtilmelidir:
1) Sürekli/Geçici tasarım durumları için, s=μi Ce Ct sk
2) İstisnai kar yükleri için, s = μi Ce Ct sAd
3) İstisnai kar birikmelerinin kaza eseri meydana gelmiş olan etkiler oluşturduğu kabul edilerek özel katsayıların uygulandığı durum, s = μi sk
TS 498‟de olduğu gibi Eurocode‟ da da yükün düşey olarak etkidiği ve etki alanı olarak çatının yataydaki izdüşüm alanı kabul edilmektedir. Ayrıca bu yönetmelik dâhilinde kar kütlesinin üzerine yağmur yağması veya karın bir kaç kez eriyip yeniden donması ihtimali olan bölgelerde, özellikle çatı drenaj sisteminin kar veya buz ile tıkanabileceği durumlarda çatı kar yükünün arttırılması gerektiği belirtilmektedir. Maruz kalma katsayısı Ce çatı kar yükünün belirlenmesinde kullanılmalıdır. Ce değerini seçerken bölgede daha ileride olabilecek değişimler göz önünde bulundurulmalıdır. Farklı topoğrafik bölgeler için özel değerler ifade edilmedikçe Ce değeri 1,0 alınmalıdır. çizelgede farklı topoğrafik alanlar için tavsiye edilen Ce değerleri gösterilmektedir.
Yönetmelik Kapsamında Çatı Şekil Katsayıları
Katsayılar bu standartta belirtilmiş bütün çatı tiplerinde, birikmiş veya birikmemiş kar yükü düzenlemeleri için verilmiştir. Kar yükünün artmasına neden olacak biçimde, doğrusal eğime sahip normal çatılara kıyasla daha fazla önem arz eden dış geometriye sahip çatılarda kullanılacak kar yükü şekil katsayılarına özel önem verilmesi gerektiği yönetmelikte belirtilmektedir.
Ayrıca ilgili yönetmelikte Tek Eğimli Çatılar, Çift Eğimli Çatılar, Çok Eğimli Çatılar (Şed), Silindirik Çatılar, Daha Yüksek Bir Yapıya Bitişik Veya Yakın Olan Çatılar olmak üzere 5 farklı çatı tipine ilişkin farklı ampirik formüller ile hesaplama yöntemi belirtilmektedir.
ASCE 07-10 Bölüm-7 Kar Yükleri
ASCE 07-10‟a göre kar yüklerinin tanımı da TS-498‟e göre çok farklıdır. Avrupa standardı‟nda olduğu gibi Amerikan Standardı‟nda da çatının şekline, termal durumuna, eğimine, binanın önemine göre yük durumları değişkenlik göstermektedir.
Zemin kar yükü diğer yönetmeliklerde tanımlandığı gibi meteorolojik değerlere ve belirli istatistikî hesaplamalara göre bir bölgede oluşan minimum kar yüküdür ve Pg olarak gösterilmektedir.
Düz çatılar için kar yükü;
Pf , lb/ft2 (1 lb/ft2 = 4.882 kg/m2 ) cinsinden hesaplanmaktadır.
Bu hesaplama yapılırken aşağıdaki formül kullanılmaktadır:
Pf= 0.7. Ce . Ct . Is . Pg şeklinde hesaplanmaktadır. Bu formülde bulunan;
Ce; etkime yükünü,
Ct; ısı faktörünü,
Is; bina önem katsayısını belirtmektedir.
Bu değerler yönetmelik dâhilinde bulunan belirli tablolardan elde edilebilir Yönetmelik dâhilinde minimum kar yükü tanımı bulunmaktadır. Bu tanım eğimi 15 dereceden düşük tek eğimli, kırma ve çift eğimli çatılar için ve eğimi 10 dereceden düşük silindirik çatılar için kullanılır.
Bu şartı sağlayan çatılar için formül şöyledir;
Pm= Is . Pg
Bu değer ayrı bir uniform yük değeridir; birikmiş, birikmemiş veya istisnai kar yükleri ile birlikte düşünülmesine gerek yoktur.
Yönetmelik Dâhilinde Eğimli Çatı Kar Yükleri
ASCE 07‟ye göre eğimli çatı kar yükü tanımı Ps; eğimli çatı faktörü Cs ile Pf düz çatı kar yükünün çarpımıdır. Bu yönetmelikte de diğer yönetmelikler de olduğu gibi kar yükü çatının yatay izdüşümüne etkidiği düşünülür:
Ps= Cs . Pf
Ayrıca çatının termal faktörüne göre soğuk çatı eğim faktörü veya sıcak çatı eğim faktörü de değerlendirilmelidir.
Eğimi 700 yi aşan çatılar için Cs= 0’dır.
Şed çatılarda da Cs= 1‟dir, yani eğimden dolayı herhangi bir azaltma olmaz.
Ps değeri dengeli yük olarak tanımlanan, Eurocode‟da birikmemiş yük durumuna denk gelen yük sınıfına denk gelmektedir.
Yarım yükleme ile alakalı da yönetmelikte 3 durum ile ilgili bilgi verilmektedir.
Eğer bu durumlarda ek olarak bir konsol bulunuyorsa bu da bir açıklık olarak değerlendirilmelidir ayrıca yarım yük hükümleri 2.38o veya daha eğimli çatılarda uygulanmaz.
NBCC 2010 Kanada Yönetmeliği – Kar Yükleri Hakkında Genel Bilgiler
Kanada çok soğuk ve yağışlı kışların yaşandığı bir ülkedir. Kanada‟nın bir çok bölgesinde dizayn kar yükünün çatıların yapısal analizinde en önemli faktör olduğu ve maliyeti çok etkilediği bazı kaynaklarda belirtilmektedir.
Kanada yönetmeliğinde kar yükü şu formülle bulunmaktadır:
S= Is[Ss(Cb Cw Cs Ca)+Sr]
Is= Bina önem katsayısı; Kanada, 1998 yılında yaşadığı buz fırtınası sonrasında kar yükü hesaplamalarına da bina önem katsayısı çarpanı eklenmesi gerektiğine karar vermiştir. Kamu ve okul binalarının felaket durumlarında sığınma merkezleri olarak kullanılmasından dolayı, önem katsayıları diğer binalara göre yüksektir
Ss; Zemin kar yükü değeridir. 50 yıllık istatistiklere göre hazırlanır. Cb; Kanada yönetmeliğinde bulunan temel kar yükü çarpanıdır. Rüzgârın çatıda bulunan kar tabakasını uzaklaştırma ihtimalinden ve ısınan evlerin çatılarının zeminden daha sıcak olmasından dolayı 0,8 değerini almaktadır. Ayrıca çok geniş çatılar da rüzgârın kar tabakasını azaltma oranının daha az olduğu çalışmalarla belirtilmiş ve bu konuda bir formülasyon oluşturulmuştur. Bu formülasyona göre çatı genişledikçe Ss değeri 1,0 a yaklaşmaktadır. Bu yaklaşım sadece Kanada yönetmeliğinde bulunan bir yaklaşımdır.
Cb= 1.0 – (30/lc) 2 (lc> 70m)
Lc=Karakteristik uzunluk = 2w – w 2 /L
w: Kısa yönde uzunluk, L:Uzun yönde uzunluk
Cw= Rüzgar faktörüdür. Yapının çevresi tamamen açık değilse 1.0‟den daha düşük değer alamaz; ayrıca afet sonrası kullanılacak binalarda 1.0‟den daha düşük değer alamaz.
Cs= Eğim faktörüdür. 15 dereceden daha düşük eğimli çatılarda değeri 1.0‟dır. Bu derecenin üstündeki değerlerde eğimin kaymaya neden olup olmamasına göre değişiklikler göstermektedir. 60 derecede eğim faktörü sıfırdır, 70 derecede ise çatıda karın birikebileceği düşünülmez.
Ca=Birikme faktörüdür.
Sr=Bu faktör sadece Kanada yönetmeliğinde bulunan bir faktördür. Yağmurun yağma dönemi ve yağma yoğunluğuna göre kar yüküne değişik etkileri bulunduğuna dair çalışmalar bulunmaktadır.
Kanada yönetmeliğini diğer yönetmeliklerle karşılaştıracak olursak;
Birikme faktörünün formülasyonun direkt içinde olduğunu görmekteyiz
Yağmur etkisinin de önemli olduğunu, yağmurun yavaş veya hızlı yağmasının kar yükü değerlerini değiştirdiğini görmekteyiz.
Kanada yönetmeliği ile ilgili bilgiler, ülkelerin coğrafi konumlarının meteorolojik yüklere bakış açılarına ne kadar etkili olduğunu göstermektedir. Bu tez kapsamında sadece genel bilgiler verilmiştir, ancak yoğun kar yağan bölgeler için bu hususların göz önüne alınması gerekmektedir
DEĞERLENDİRMELER
İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Mühendislik Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü’nden Sn. Ahmet Erdem HABERDAR tarafından Ocak 2015 tarihinde yayınlanan tez kapsamında her üç standart için (TS-498, EuroCode 1-3, ASCE 07-10), birikmiş ve birikmemiş kar yüklerinin, çatı eğimi açısı(α) 15o ve 31o olan, 16 metre açıklığında, 5 farklı noktasından alt taşıyıcısına mesnetli bir şed çatı modeli (vadi bölgesi eğim etkisi açısının 15o ve 31o olması durumlarına göre) ve toplamda 600m² kapalı alanı olan simetrik bir endüstri yapısı analiz edilerek irdelenmiştir.
Yapılan incelemeler sonucunda; yüklemeler neticesinde Eurocode ve ASCE yönetmeliklerinin kar birikmesi gözlenen durumlarda TS-498‟e göre daha elverişsiz durumlar oluşturduğu gözlenmiştir.
Ayrıca incelemeye konu edilen endüstri yapısına hesaplanan birikmiş kar yükleri etkitilmiş ve bu yükler üzerinden deprem analizleri ve metraj analizleri yapılmıştır. SAP2000 programı üzerinden yapılan analiz sonuçları aşağıdaki tabloda belirtilmiştir;
Çizelgede görüldüğü gibi toplam metraj TS-498 ile yapılan tasarıma göre oranlandığında Eurocode yüklerine göre yapılan tasarımda %8,8, ASCE yüklerine göre yapılan tasarımda ise %15,7 fark etmiştir. Ayrıca aşıklar karşılaştırıldığında ise bu oranlar Eurocode için %24,4 iken, ASCE için %48 fark etmiştir.
Kar yükü değerlerinin çok fazla alınması durumunda kiriş ve aşık kesitleri büyüyeceği için gayri ekonomik bir tasarım ortaya çıkacaktır, ancak yüklerin az alınması durumunda ise bölgesel veya genel göçmeler meydana gelecek ve bu durum can kaybı riskinin yanı sıra, tamir masrafları nedeniyle ekonomik olarak da ek bir maliyet oluşturacaktır. Yük yönetmeliğimiz TS-498‟de basit ve fazla ayrıntılı olmayan bir şekilde tanımlanan kar yükü, Eurocode ve ASCE 07-10‟da çok daha detaylı olarak incelenmektedir. Hatta ASCE‟de sadece kar yükünün farklı bütün durumları ile ilgili rehber kitaplar dahi bulunmaktadır. Analiz hesaplarına konu edilmese de bilgi verilen Kanada yönetmeliğinde ise yağmur yükü de yapıya kar yükü ile birlikte etkitilmektedir. Ülkemizin rakımı yüksek yerlerinde de kar yağışı yoğundur, hatta kar temizliklerinin aşırı soğuklardan veya yöntem bilgisizliğinden ötürü yapılamaması sonucu kar yükü Doğu Anadolu Bölgesi’nde kış aylarında neredeyse sabit bir yüke dönüşmektedir. Beklemiş kar ile yeni yağan karın arasında dahi birim hacim ağırlığı farkı bulunduğu dikkate alınmalı, buzlanma durumu da dâhil olmak üzere bu bölgelerde ekstra önlemler alınarak tasarım yapılmalıdır. Ülkemiz Eurocode 1-3 standardını Türkçe‟ye çevirerek bir adım atmış olmakla birlikte meteorolojik incelemelerin ve istatistikî değerlendirilmelerin daha yoğun bir şekilde yapılması ve ülkemizin de günümüzde daha kapsamlı ve detaylı bir kar yükü yönetmeliğine sahip olması gerekliliği ortadadır.
Zemin ve fay analizleri mikro ölçeklendirmeler ile yürütülürken, kar yükü gibi bir yük kavramının da olabildiğince mikro yani detaylı düzeyde incelenmesi gerekmektedir.
Sonuç itibariyle TS 498-1997 de belirtilen kar yükü hesabının günümüz şartlarına, jeolojik yapıya, mevsim değişkenliğine, küresel ısınma etkilerine karşı yetersiz kaldığı açıktır. 1997 yılında yayımlanan bu değerli dokümanın, küresel ısınma etkileri ve yapı teknolojilerindeki değişiklikler nedeniyle güncelliğini yitirdiği anlaşılmıştır.
Bu sebeple özellikle spesifik y
Ülkemizin doğusunda sadece binalarını dış etkilerden koruma amaçlı diye herhangi bir hesap yapılmadan inşa edilen ve genellikle taşıyıcı sistemi ahşap olan çatılar, her sene kar birikmelerinden dolayı çökmektedir. Bununla birlikte ülkemizin batı bölgesinde ise özellikle fabrikalarımızda kar yüklerinin yanlış hesaplanmasından dolayı her sene çatılarda bölgesel göçmeler gözlenmektedir. Bina çatılarının yanı sıra enerji nakil hatlarında, güneş enerji santrallerinde ve rüzgâr enerji santrallerinde de kar ağırlığına bağlı çeşitli hasarlar meydana gelmiş, oluşan bu hasarların çoğunun mühendislik / tasarım hataları sebebiyle gerçekleştiği tespit edilmiştir. Yağan kar etkisiyle meydana gelen doğrudan ve dolaylı zararlar, İş durması, kar kaybı ve sorumluluk hasarları v.s. düşünüldüğünde, hasar miktarının ne kadar ciddi boyutlara ulaştığını tahmin etmek çok da zor değildir.
Kış aylarına yaklaştığımız bu günlerde, kar yağışı ve buna bağlı etkilerin geçmiş dönemlere nazaran küresel ısınma ve iklim değişiklikleri etkileriyle artarak devam edeceği söylenebilir. Bu nedenle yoğun kar yağışı ve iklim değişikliği etkileri de gözetilerek gerekli önlemlerin şimdiden alınması ve risk analizlerinin yapılarak hasar frekansının kontrol altında tutulması sağlanmalıdır.
Bu bültende küresel ölçekte etkili olan küresel ısınma ve iklim değişikliği konularının ülkemiz üzerindeki etkileri, mühendislik hesaplama yöntemleri ve standartlarının uygunluğu / yeterliliği ve sigortacılık sektörü açısından olayların değerlendirilmesi var ise gerekli önlemlerin alınması hususunda detaylı tespitlerimize yer verilmiştir.
Küresel Isınma Nedir?
Atmosfer çeşitli gazlardan oluşur. Güneş ışınları atmosferi geçerek yeryüzünü ısıtır. Atmosferdeki CO2, CH4, N2O, O3 gibi gazlar güneşten yeryüzüne gelen ısının bir kısmını tutarak yeryüzünün belirli sıcaklık derecesinde kalmasını sağlar. Atmosferin ısıyı tutma özelliği sayesinde denizlerin, okyanusların donması önlenmiş olur. Atmosferin bu ısınma ve ısıyı tutma özelliğine sera etkisi denir.
On sekizinci yüzyılın son çeyreğinde başlayan Sanayi Devrimi ve özellikle sanayileşme ile nüfusun hızla arttığı 1950’li yıllardan itibaren insan aktivitesi ve sanayi sistemleri tarafından atmosfere çok miktarda bırakılan CO2, CH4, N2O gibi gazların aşırı sera etkisi oluşturması, yeryüzünde (atmosferin troposfer tabakasının yeryüzüne yakın bölümünde) sıcaklığın giderek artmasına neden olmaktadır. İnsanın yeryüzünde görüldüğü andan Sanayi Devrimi’ne kadarki süreçte de insan aktivitesi olmuştur. Ancak bunlar hiçbir zaman küresel ısınma dediğimiz olayı yaratacak boyutlara ulaşmamıştır. Yeryüzü sıcaklığının ve ikliminin ortaya çıkışında sera gazlarının etkisi yadsınamaz öneme sahiptir. Sera gazları, güneşten gelen ve yeryüzünden yansıyan ışınların bir kısmını tutarak, yeryüzünün insan ve diğer canlıların yaşayabileceği sıcaklık derecelerinde kalmasını sağlar. Bilhassa son 30 yıllık süreçte başta teknolojik gelişmelerin, aşırı yakıt tüketimi ve nüfus artışının da tetiklemesiyle atmosfere sera gazları salınımının artması, ozon tabakasının incelmesi gibi nedenlerle küresel ısınma olayının etkileri artarak devam etmektedir.
Küresel ısınma sadece dünyanın her bölgesinde sıcaklığın giderek artması olayı değildir. Küresel ısınma Dünyanın bir bölgesinde kavurucu sıcakların başlamasıyla orman yangınlarının hızla yayılması, çölleşmenin artması, hatta insan yaşamını bile tehlikeye sokacak düzeye ulaşması, diğer yandan aynı anda yeryüzünün bir başka bölgesinde aşırı yağışların etkisiyle her tarafın sularla kaplanması, sel felaketlerinin görülmesi, aşırı erozyon gibi doğa felaketlerinin yaşanması olayıdır.
Küresel ısınma, kutuplarda ve yüksek dağlarda birikmiş olan buzulların giderek erimesine neden olduğu için, denizlerin seviyelerinde buzulların erimesi oranında yükselme görüleceğinden Hollanda, Belçika, Danimarka, Almanya gibi ülkelerin deniz seviyesinde veya altındaki toprakları zamanla denizlerin istilasına uğrayarak, birçok doğal felaketlerin tetikleyicisi olabilecektir.
Küresel Isınmanın Yol Açtığı Doğal Etkiler
Özellikle son 30 yıllık süreçte, önceki iklim değişmelerinden çok farklı, birikimli ve birbirini etkileyerek tetikler nitelikte birçok doğa felaketine neden olan küresel ısınma olgusu ile ortaya çıkan olaylar zinciri meydana gelmektedir. Küresel ısınmanın giderek artmasına bağlı olarak sorunların devam edeceği, belirli bir kırılma noktasından sonra da geri dönüşü olmayan felaketler sonucu, insanın ve diğer canlıların geleceğinin bile tehlikeye düşeceği olasılığından söz edilmektedir.
Küresel ısınmanın neden olduğu olayların bazılarını sıralayacak olursak,
- Kutuplardaki ve yüksek dağlardaki buzullar küresel ısınmanın artmasına bağlı olarak erimeye devam etmektedir. Deniz seviyesi son 20 yılda 15-20 cm yükselmiştir.
- Ozon tabakası güneşten gelen ultraviyole ışınlarının çoğunu absorbe ederek bu ışınların zararlı etkilerinden canlıları korumaktadır. Atmosferin ozon tabakasının incelmesine neden olan ve insan aktiviteleri sonucu çok miktarda ortaya çıkan CFC gibi Halokarbon gazları, Ozon tabakasına göre daha fazla sera etkileri nedeniyle küresel ısınmayı artırmaktadır.
- Küresel ısınmanın iklim değişimlerine sebep olmasına bağlı olarak,
- Sel, heyelan, erozyon gibi doğa felaketlerinin artmasına neden olur. Öte yandan yavaş yağan yağmur bünyesine en çok CO2 gazını, hatta SO2 ve H2S gazlarını alıp yere düşerek atmosferdeki sera ve kirletici gazları temizlemektedir. Fakat hızlı ve aşırı yağışların atmosferdeki sera gazlarının azalmasına katkısı azdır.
- Yeryüzü ve atmosferin ısınması denizler ve okyanusların da ısınmasını sağlayarak buradaki canlı türlerinin sayısını azaltmakta, bünyesinde erimiş CO2’i atmosfere vererek küresel ısınmanın etkilerini artırmaktadır.
- Küresel ısınma, su havzalarının kapasitelerinin ve rezervlerinin azalmasına ve artan ihtiyaç sonucu çevre kirliliğinin artmasına sebep olacaktır. Çünkü su yaşam içindir. Sosyal yaşam suyun kullanılması ile de sıkı ilişki içindedir. Suyu içmek için bile bulamayan insanların, her gün yıkanması düşünülemeyeceğine göre, çevre kirliliği giderek artacaktır.
- Aşırı sıcaklık artışı nedeniyle dünyada çölleşme yaygınlaşacaktır.
- Orman yangınlarının artmasına, buralarda iklimin kuraklaşmasına dolayısıyla salgın hastalıkların yayılmasına neden olacaktır.
- Aşırı sıcak ve soğuk canlılarda kromozom sayısı ve yapısı mutasyonlarını artırarak canlıların kalıtsal yapılarının değişmesine yol açacaktır.
- Kutup Bölgelerindeki donmuş topraklar, küresel ısınma sonucu çözülmeye başlayarak binlerce yıl boyunca bünyelerinde bulunan sera gazlarını atmosfere bırakacaktır.
- Küresel ısınma, gece-gündüz sıcaklık farkını giderek azaltacaktır.
- Kasırga, hortum ve yıldırım gibi atmosfer felaketleri fazlalaşacaktır.
- Asit yağmurlarının ve birçok doğa felaketinin zincirleme oluşmasını tetikleyecektir.
- Aşırı ısınma göllerin, nehirlerin su kapasitelerini azaltacaktır.
İnsan faaliyetlerinin, sanayi öncesi seviyelere göre küresel ısınmaya yaklaşık 1,0o C ölçeğinde etki ettiği tahmin edilmektedir. Küresel ısınma, şu anki oranda artmaya devam ettiği takdirde 2030 – 2052 arasında 1,5o C ye ulaşması beklenmektedir. (IPCC – 2018)
İklim Değişikliği ve Afetler Arasındaki İlişki
Son yıllarda değişim gösteren hava olayları, iklim değişikliği ve afetler arasındaki ilişki çok iyi anlaşılmıştır. Şekilde de görüldüğü gibi iklim değişikliği aşırı hava olaylarına, aşırı hava olayları da sosyo – ekonomik şartların elverişsiz olduğu yerlerde afetlere neden olmaktadır. Bu nedenle, iklim değişikliğine uyumlu çalışmalar aynı zamanda afet risklerini azaltmaya; afet risklerini azaltma çalışmaları da aynı zamanda iklim değişikliğine uyuma katkıda bulunabilmektedir. Bütün bu nedenlerden dolayı da iklim değişikliğine uyum ile afet risklerini azaltma çalışmalarının birlikte düşünülmesi gerekmektedir.
Dünya ölçeğinde 1991 – 2000 yılları arasında yaşanan doğal afetlerde hayatını kaybeden insanların ölüm nedenlerinin %90’ ı da kuvvetli meteorolojik ve hidrolojik olaylardan kaynaklanmaktadır. Avrupa’ da 1980 – 2007 yılları arasında görülen doğal afetlerin oluşum sayısı bakımından %90’ını hidro-meteorolojik afetler oluşturmaktadır.
Türkiye’deki Durum
Türkiye, tropikal fırtınalar ve aktif volkanlar hariç, dünya genelinde görülen 31 doğal afetin büyük bir kısmına açık bir ülkedir. Tüm dünyada olduğu gibi, büyük bir coğrafya ve farklı iklim bölgelerine sahip Türkiye’de de, başta kuraklık ve seller olmak üzere meteorolojik ve hidrolojik afetler oldukça sık meydana gelmekte ve ciddi can ve mal kayıplarına yol açmaktadır. 17 Ağustos ve 12 Kasım 1999 tarihlerinde 7.4 ve 7.2 büyüklüklerinde gerçekleşen büyük depremler dışında fırtına, sel, kuraklık gibi meteorolojik afetler çeşitli bölgelerde görülen doğal afetlerdir. Şekilde görüldüğü gibi ülkemizde de en sık görülen hidro-meteorolojik afetlerin sayıları dikkate alındığında fırtınalar ve sellerin baskın olduğu görülmektedir.
Küresel iklim değişikliği ve kentsel ısı adası oluşumu nedeniyle özellikle büyük kentlerde geceleri, sıcak aylardaki hava sıcaklıkları ve elektrik enerjisi tüketimi belirgin bir biçimde artmaktadır.
2019 yılı itibariyle ülkemizde kentsel ısı adaları özellikle büyük metropollerde yoğunlaşmıştır. Ekonomik gücün zayıflaması, ekonomik sebepler dolayısıyla köyden kente göçlerin artması, kentsel dönüşüm, çarpık kentleşme gibi etkenlerin öne çıkmasıyla kentsel ısı adası miktarı oldukça artmıştır. Bu durumun önüne geçilebilmesi için kırsal bölgelerde yaşam şartları ve ekonomik halin iyi duruma getirilmesi gerekmektedir. Kırsal alanda doğup – büyüyen bireylerin geçim açısından kendisine yetebilmesi, konforlu bir hayat sürebilmesi gerekmektedir. Bireylerin kendilerini geliştirerek bulundukları bölgeleri kalkındırması, göçü engelleyecek, kentlerdeki nüfus optimum seviyelere gelecek ve nihayetinde kentsel ısı adaları daha fazla artmayacaktır.
Günümüz konjonktüründe ekonomik sorunlar arttığından kentsel ısı adaları azalmayacak aksine artmaya devam edecektir.
Küresel ısınma, iklim değişiklikleri, çarpık kentleşme, büyük şehirlerde kontrolsüz popülasyon artışı, kentsel ısı adası gibi yukarıda detayları verilmiş nedenler, hasar haritasından en büyük payı alan sel / seylap hadiseleriyle sonuçlanmaktadır.
SEL / SEYLÂP:
Selin Tanımı ve Türleri
Türkiye’de depremlerin ardından en fazla ekonomik kayba neden olan afet, su baskınlarıdır. Su baskınları genel olarak iki farklı kavramla ifade edilir. Sel, ani ve şiddetli yağışların ardından oluşan, kontrolsüz bir akışa sahip ve tahrip gücü yüksek su hareketidir. Taşkın ise akarsuyun taşıdığı su miktarının çok arttığı dönemlerde, suyun akarsu yatağından taşıp çevre arazilerde göllenme durumu meydana getirmesi olayıdır. Sel afetinin diğer bir tanımı da;
Sel: Suların bulunduğu yerde yükselerek veya başka bir yerden gelip genellikle kuru olan yüzeyleri geçici olarak kaplamasına denir.
- Yavaş Gelişen Seller; bir hafta veya daha uzun bir süre içinde oluşabilir.
- Hızlı Gelişen Seller; bir-iki gün içinde oluşabilir.
- Ani Seller; 6 saat içinde oluşabilir. Ani seller, çöller dâhil dünyanın her yerinde görülür.
- Dere ve Nehir Selleri-Taşkınlar
- Dağlık Alan-Kuru Vadi Selleri
- Şehir Selleri
- Kıyı Selleri
- Baraj Selleri olarak beşe ayrılır.
- Şiddetli yağmurlarda,
- Dereler, çaylar ve nehirler taştığında,
- Denizler büyük dalgalar ile kıyıları su altında bıraktığında,
- Karlar çabuk eridiğinde,
- Barajlar ya da setler yıkıldığında.
Türkiye’de sellerin ve sel felaketlerinin meydana gelmesindeki başlıca nedenleri aşağıdaki şekilde doğal ve yapay olarak ikiye ayrılır.
Doğal Nedenler:
İklim (aşırı şiddetli ve sürekli yağışlar),
- Topografya,
- Jeolojik yapı (heyelanlar ve toprak kaymalarının akarsularda oluşturduğu setler),
- Nehrin memba kısmından çeşitli sebeplerle harekete gecen rüsubatın mansaba intikali,
- Dere yataklarında doğal olarak büyüyen ağaç ve çalıların yatak kapasitesini daraltması.
- Yerleşim yerleri içerisinden gecen dere yataklarında yapılan yapılaşma ile dere kesitinin daraltılması,
- Dere ve sel yatağına fen ve sanat kaidelerine aykırı ve izinsiz menfez veya köprü yapımı,
- Dere ve sel yatağına tekniğine aykırı bent veya dolgu yapımı,
- Dere ve sel yatağına moloz, sanayi ve evsel atıkların atılması,
- Dere ve sel yatağına kanalizasyon şebekesi döşenmesi,
- Dere ve sel yatağının üstünün kapatılarak otopark, park, konut vb. yapılması,
- Tekniğine aykırı yol açma çalışmaları,
- Dere yataklarında kaçak kum ve çakıl alımı faaliyetleri,
- Dere ve sel yatakları ile sel tehlike bölgesinde plansız yapılaşma vb. olarak sıralanabilir.
Yapay nedenlere bağlı Şehir Selleri ülkemizin birinci afeti olma yolundadır. Şehirleşme nedeniyle yağışlar, kırsal alana göre çok daha hızlı bir akışa geçebilmekte ve ani sellere neden olabilmektedir. Bu ve benzeri nedenlerden dolayı son yıllarda Türkiye’nin büyük şehirlerinde görülen seller, artan sıklığı, şiddeti ve etki süresinden dolayı depremin ardından en yıkıcı ikinci doğal afet olarak afet sıralamasında yerini almıştır.
Şehir selleri, meteorolojik ve hidrolojik olayların birleşiminden oluşur. Bu faktörler çok çeşitli olup taşkın azami seviyesiyle birlikte sel tehlikesini de artırırlar. Bu yüzden yapılaşmanın olduğu çevrelerde yaşanan seller, doğal faktörlerin olduğu kadar insan kaynaklı faktörlerin de sonucu olarak görülmelidir.
Farklı rastlantısal faktörlerin bir araya gelmesi sonucu oluşan şehir selleri dört kategoriye ayrılabilir:
- Lokal Seller
- Akarsu (Nehir – Dere) Selleri
- Kıyı Selleri
- Ani Seller
Kentsel bölgelerdeki seller, yukarıdaki sel türlerinden biri ya da birkaçının birleşimi şeklinde meydana gelebilir. Şehir sellerini yönetebilmek için her birinin sebepleri ve etkilerinin anlaşılması gerekmektedir.
Yukarıda bahsi geçen küresel ısınma ve buna bağlı artış gösteren sel – su baskını hadiselerinin kontrol edilebilir seviyeye gelmesi açısından uygulayıcıların akademik dünya ile birlikte çalışmaları bir gereklilik değil mecburiyettir.
En büyük örnek Trabzon ilinde bulunan Uzungöl’ de 2001 yılından bugüne artan yapılaşma, turizm sektörünün yöreye etkisi, araç girişi nedeniyle artan karbondioksit salınımı gibi hususlar bölgeye zarar vermektedir. Bölge vadi şeklinde olduğundan hem heyelan hem de su yatağıdır. Bu durum bilinmesine rağmen maddi kar amacıyla yapılan faaliyetler bilimsel veriye dayandırılmadığından gelecekteki tehlikeler göz ardı edilmiştir.
KTÜ (Karadeniz Teknik Üniversitesi) eski öğretim üyesi Jeoloji Mühendisi Prof. Dr. Osman Bektaş’ ın incelemeleri ve araştırmaları akabinde yaptığı açıklamada;
“Uzungöl’ün jeolojik yapısını bilmek ve yeni yapılacak oluşumu da bu yapıya göre düzenlemek gerekir. Toplumda ‘Uzungöl orada ve sonsuza kadar kalacak’ algısı var. Böyle bir şey yok. Tüm göllerde olduğu gibi Uzungöl’ün de tıpkı bir insan gibi ömrü var. Göllerde doğar, gelişir ve ölür. Uzungöl şu anda yaşlanma döneminde. Nasıl bir insan kendine iyi bakarsa ömrü uzun olur, Uzungöl’e de biz ne kadar iyi bakarsak ömrü o kadar uzun olur. Uzungöl’ün ömrünü sınırlayan iki temel faktör var. Birincisi önümüzdeki 50 yıldaki küresel iklim değişikliğinin sonuçları olarak, yağışlarla birlikte göle gelen su miktarı. İkincisinde Uzungöl sürekli olarak derelerin getirdiği alüvyonlarla doluyor. DSİ bu alüvyonları önlemek için setler yaptı ama önlemler yetersiz. Eninde sonunda bu göl bir şekilde dolacak. Bu konuda biz toplum olarak bilinçlenmeliyiz. Böylece gölün ömrünü uzatabiliriz. Biz bilinçsiz bir şekilde gölü kirletiyoruz. Göle atıklar atıyoruz. Göle bir takım organik maddeler giriyor ve göldeki oksijen oranını azaltarak gölün ömrünü kısaltıyor.” İfadelerini kullanmıştır.
Sigorta Sektöründe Sel
Son yıllarda artan aşırı hava olaylarının can, mal, çevre, tabi ve doğal kaynaklar, iş ve hizmet sürekliliği için oluşturduğu risklerin önümüzdeki yıllarda çok daha fazla olabileceği konusunda büyük endişeler duyulmaktadır. Bu nedenle IPCC, 2012 yılında kısa adı SREX olan “ İklim Değişikliğine Uyumu Geliştirmek için Aşırı Olayların Riskini ve Afetleri Yönetmek” adlı özel bir rapor yayınlanmıştır. Bu raporda aşırı hava olayları üzerine yapılan çalışmalar genellikle 1950 yılından başlayan zaman serileri ve afet kayıtlarına dayalı olarak yapılmakta ve özellikle aşırı hava olaylarında 1979 yılından sonra görülen değişiklikler üzerinde durulmaktadır. Örneğin, şiddetli yağış olaylarının pek çok bölgede sellere yol açarak arttığı, tropikal fırtınalarda 1970’ lerden bu yana önemli artışlar olduğuna dair bulguların varlığına işaret edilmektedir. Özetle SREX raporunda, dünyanın pek çok yerinde 1950 yılından bu yana toplanan kayıtlara göre, aşırı hava olaylarının istatistiksel anlamda önemli miktarda arttığına dair somut kanıtlar sunulmaktadır. Son 30 yılda küresel ölçekte şiddetli hava olaylarının neden olduğu sigorta ödemelerinin 20 kat arttığı belirtilen rapor ile şiddetli hava olaylarının neden olduğu kayıpların beklenenden de hızlı büyüdüğü ortaya konulmuştur.
Sigorta sektörü açısından önem taşıyan sel afetine İnşaat ALL Risk ve yangın poliçelerinde yer verilmektedir.
Verdiği zarar bakımından inşaat evresindeki maddi kayıplar daha fazla olmaktadır. Yapımı henüz tamamlanmayan yapıların sudan etkilenmesi, bittiği haline kıyasla daha büyük tahribatlar yaratmaktadır.
ALL Risk poliçeleri özelinde, bir hadisenin “ sel – seylâp “ şeklinde nitelendirilebilmesi için bazı şartların sağlanması esastır.
- Saha ekspertizinde sel etkisinin göz ile tespit edilebilmesi,
- Arazi / lokasyon karakteristiği,
- Hasar tarihinde düşen yağış miktarının geçmiş yıllar yağış ortalaması verileri ile kıyaslanması,
- Proje öncesi hidrolik hesap yapılıp yapılmadığı, imalatların bu esaslara göre boyutlandırılıp / boyutlandırılmadığı,
- Altyapı sistemleri, su tahliye imalatları, drenaj yapılarının projesiyle uyumlu olup olmadığı, yapım işleri sıralamasındaki yeri
- Suyun akışını önleyecek engellerin riziko adresinde bulunup bulunmadığı,
- Hadisenin ani – beklenmedik niteliğinin teşhis edilmesi.
- Poliçede mevcut ise Kloz 110 gereklerinin sağlanıp / sağlanmadığı,
“Bu kloz ile poliçe şartlarında ve ekli zeyilnamelerde yer alan diğer hükümler aynen saklı kalmak şartıyla taraflar, sigortalı kıymetlerde, yağış, sel veya seylâp sonucunda meydana gelecek kayıp ve zararların ancak, söz konusu projenin çizimi ve gerçekleştirilmesi sırasında gerekli emniyet önlemlerinin alınmış olması ön koşuluyla teminata dâhil olacağını kararlaştırmışlardır.
Gerekli emniyet önlemlerinden kasıt, plan ve proje hazırlığı safhasında yapılan hesaplamalarda ve projenin uygulanması sırasında, sigortalı inşaat alanıyla ilgili olarak ve tüm sigorta süresini kapsamak üzere, 50 yıllık bir dönüşüm süresini dikkate alacak şekilde meteorolojik verilerden ve istatistiklerden yararlanılmış olmasıdır.
İnşaat sahası içinde bulunan (ister kurumuş olsun, ister sutaşısın) su yol ve yataklarındaki kum, ağaç gibi suyun akışını önleyecek engellerin, Sigortalı tarafından hemen giderilmemesi sonucu meydana gelecek kayıp ve zararlar tazmin edilmeyecektir.”
Dönüşüm süresi işin niteliğine göre farklılık göstermekle birlikte süre dikkate alınarak hidrolik hesaplamaların yapılmasında aşağıdaki yöntem kullanılmaktadır.
Q = Hacimsel Akış Hızı = Debi: Bir akışkanın aktığı izleğin herhangi bir kesitinden birim zamanda geçen akışkan hacmidir. Bir akarsuyun aktardığı su miktarını, bir boru sisteminin çeşitli noktalarında aktarılan akışkan miktarını belirlemede kullanılır
T.C. Tarım ve Orman Bakanlığı Meteoroloji Genel Müdürlüğü Web sitesinde “Maksimum Yağışlar Şiddet ve Tekerrür Analizleri” başlığı altında;
“Günümüzde can ve mal kayıplarına neden olan sel ve taşkınların kontrolü, her çeşit su yapısı (baraj, gölet, sulama ve drenaj kanalları, kanalizasyon vb.) tasarımında, taşkın kontrol işlerinin planlama ve projelendirilmesi, mevcut kaynakların optimal kullanımı göz önünde bulundurularak yapılmaktadır. Bu durum yağış değerlerinin güvenilir biçimde toplanması ve geleceğe yönelik doğru biçimde tahmin edilmesi gereğini ortaya çıkarmaktadır.
Türkiye Maksimum Yağışları ve Tekerrür Analizlerinde en az 10 yıl güvenilir gözlemi olan plüviyograflı (yazıcı yağışölçer) istasyonlarımızın yağış verileri kullanılmaktadır. Yıllık olarak standart zamanlardaki (5, 10, 15, 30 dk, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 12, 18 ve 24 saat) maksimum yağış değerleri tespit edilir. Yağış-Şiddet-Süre Tekerrür analizleri yapılarak 2, 5, 10, 25, 50 ve 100 yıllık tekerrür periyotlarında olması muhtemel yağış miktarı hesaplanır.” bilgilerine yer verilmiştir.
Bu açıklama özellikle tüm inşaat projelerinin vazgeçilmez ana unsurlarından biridir. Sigorta literatüründe “Q” olarak tanımlı kloz ve özel şartları değerlendirmek üzere hazırlanan bültenin tamamını esas almak olanaklıdır.
Projelerde Hidrolik Hesap Raporu
Ülkemizde projelerin özelliklerine göre (bulunduğu bölge – lokasyon, inşai imalat türleri, altyapı, drenaj tipleri vs.) verilerin toplanmasın ardından genel olarak rasyonel metot kullanılarak Meteoroloji Genel Müdürlüğü’nce hazırlanan rizikonun bulunduğu ile ait yağış – şiddet – süre – tekerrür eğrisi kullanılır.
Daha sonra tercihe göre en fazla 100 yıllık (n=100) tekerrür dikkate alınarak hidrolik hesaplar yapılır.
Projeye ait minimum akış hızı, hesap sonucunda %99 dolu maksimum akış hızı, boru cinsi gibi kriterler hesaplamaya dâhil edilir.
Yağış şiddet süre tekerrür eğrisinden faydalanılarak bulunan 100 yılda bir tekerrür eden yağış verileri saptanır. (T = Emniyetli yağış süresi)
Hesaplar sonucunda;
- Yağış süresi
- Yağış (i) (mm/h)
- Yağış şiddeti (l) (lt/sn/ha) gibi faktörler belirlenir.
En büyük yağış belirlendikten sonra, hidrolik hesap raporundaki “YAĞIŞ (i) (mm/h)” verisinin dönüşüm süresindeki yağış miktarından fazla olması ve emniyetli tarafta kalması gerekir.
DSİ projesi olsun olmasın KGM veya diğer idarelerin büyük alanları kaplayan projelerinde hidrolik hesap raporunun proje öncesi temini hayati önem taşımaktadır.
Sorumluluk ve Çözüm
Metropol kentlerde inşai imalatlar yapılırken genelde il Büyükşehir Belediyeleri’ nin sorumlu olduğu altyapı hatlarına güvenilmekte ve proje öncesi büyük çapta araştırma yapılmamaktadır. Büyük çapta gelişen yağışlar sırasında giderek büyüyen su kütlesinin engellere takılması, akar yolunu bulmakta zorlanması sebebiyle “engeller” yani yapılar büyük hasar görmektedir. Altyapı yetersizlikleri yıllar boyunca çözülememiş, altyapı hatları güçlendirilemeden nüfus sürekli artmış ve bununla birlikte inşaat sektörü temelsiz biçimde ilerlemiştir.
Sel / seylâp hasar türünde tarafımızca incelemesi yapılan geçmiş dönem tecrübelerimiz ışığında;
Kırsal kesimde, DSİ, KGM vb. gibi idarelerin kontrolündeki işlerde işin doğası gereği arazi lokasyonundan hareketle, suyun önünde herhangi bir engel (AVM, rezidans, konut, işyeri, araç vb.) bulunmadığından, hasar miktarı büyük şehirlere kıyasla daha düşük seviyelerde tespit edilmektedir.
Büyük şehirlerde yıllardır süregelen konu altyapı yetersizliği, belediye personeli değişse bile engellenememektedir. Şehirler kurulurken ilk aşamada şehrin çıkabileceği maksimum nüfus, maksimum oturum alanı gibi etkenler ön görülüp bu amaç doğrultusunda tüm şehri kapsayacak şekilde altyapı projesi hazırlanmalı ve ilçe belediyelerin de dâhil olmasıyla eş zamanlı ilerletilmelidir. Ne yazık ki büyük şehirlerimizde nüfus istikrarlı şekilde arttığından ve çalışma alanı kısıtlandığından altyapı sorunları kalıcı biçimde çözülememektedir. Temel sorunun siyasal kararlar oluşu açık ve belirgin iken akademik dünya ve bilimden uzak her türlü faaliyetin ilk risk ortamında veya dar boğazda en önemli sorunu ortaya çıkardığı bilinen bir gerçektir. Bu gün tüm haber kanallarında sıklıkla karşılaştığımız afet ve benzer sorunların hemen hemen hiç biri doğal afet denilemez özellikler bulundurur. Dolaysıyla konunun uzmanı olan her kişi kök sebep ve gerçek nedenin ülkemiz için ne olduğunu dile getirebilir. Evrensel uygulamalardan uzak olan bir husus “ yaşanan hiç bir olaydan ders çıkarılamamasıdır.”
Büyük şehirlerde yukarıda bahsi geçen düzensiz yapılaşma, riskleri de beraberinde getirmektedir. Risk unsuru sürekli artış trendinde olduğundan riski sigortalamak daha imkânsız hale gelmektedir. Ülkemizde an itibariyle liyakat ortamı sağlanamaması, halk ihtiyaçlarının, rant ile para haline dönüşmesi gibi vahim sebepler de bu ön görümüzün gerçekleşmesinin çokta uzak olmadığının habercisidir.
Ülke olarak önce eksiklikler kabul edilmeli, sorunlar masaya yatırılmalı daha sonra sonuç odaklı çözümler geliştirilmelidir. Sonuç odaklı çözümden bahis; bilimden olabildiğince yararlanılmasıdır.
Şu ana kadar akademik personel, mesleğinde yetkin uzmanlar ile fikir birliğine varılmamış, yıllardır süregelen şekilde çarpık sistem devam etmiştir. Göstermelik ve günü geçiştiren geçici çözümler henüz kalıcı bir etki yaratacak düzeye ulaşmadığı gibi her yeni yapılan bir öncekine ek ve sonrası için felaket olmuştur.
Bu durum karşısında zaman kaybı yaşamadan tamamen ve sadece bilim ışığında, AR-GE faaliyetlerine yatırım yapılmalıdır. Aksi takdirde kontrolsüz büyüyen ülkemizi daha zorlu şartlar beklemektedir.
YÖNETMELİKLERDE BULUNAN KAR VE RÜZGÂR YÜKÜ HESAPLAMALARI / KARŞILAŞTIRMALARI
2016 yılının sonlarından itibaren ülke genelinde etkili olan yoğun kar yağışı, önemli boyutlarda hasara neden olmuştur. Aralık ayından Şubat ayına kadar, başta Marmara, Karadeniz, Akdeniz, Güneydoğu ve İç Anadolu bölgeleri olmak üzere her yerde çok sayıda kar ağırlığı hasarı meydana gelmiştir. İzmir de bile kar ağırlığı dosyaları açılmıştır…
Biriken kar kütlesi genellikle yüzey alanı fazla olan endüstriyel tesis çatılarının çökmesine neden olmuştur. Kar ağırlığına dayanamayan pazar yerleri, stadyumlar, apartman çatıları hasar görmüştür. Özellikle toplu kullanım alanlarında meydana gelen hadiseler ciddi düzeyde maddi zararın yanı sıra, can kayıplarının da yaşanmasına neden olmuştur. Peki, kar yağışı sonrası hasar gören her binada, çatıda, yapıda kök neden ön görülemeyen yoğunlukta kar yağışları mıdır? İzmir’de meydana gelen hasarlar yoğun kar yağışına bağlı olarak mı gerçekleşti?
Bina çatılarının yanı sıra enerji nakil hatlarında, güneş enerji santrallerinde ve rüzgâr enerji santrallerinde de kar ağırlığına bağlı çeşitli hasarlar meydana gelmiş, oluşan bu hasarların çoğunun mühendislik / tasarım hataları sebebiyle gerçekleştiği tespit edilmiştir. Yağan kar etkisiyle meydana gelen doğrudan ve dolaylı zararlar, İş durması, kar kaybı ve sorumluluk hasarları v.s. düşünüldüğünde, hasar miktarının ne kadar ciddi boyutlara ulaştığını tahmin etmek çok da zor değil… Bu durum, Risk Analizinin önemini bir kez daha göstermiştir. Doğru risk analizi, doğru sigortalı, doğru riziko, doğru poliçe,…, az zarar, gerçek hasar…
Son dönemde incelenen hasarlar, mevcut bazı eksiklikleri de net olarak ortaya koymuştur. Bunların başında, kar yükü hesaplamaları için standart olarak kabul edilen “ Türk Standardı (TS) 498 Yapı Elemanlarının Boyutlandırılmasında Alınacak Yüklerin Hesap Değerleri “ yönetmeliğine uyulmaması ve ilgili standardın yetersiz kalması yer almaktadır. 1997 yılında yayımlanan bu değerli dokümanın, küresel ısınma etkileri ve yapı teknolojilerindeki değişiklikler nedeniyle güncelliğini yitirdiği anlaşılmıştır. Buna ilişkin olarak tespit edilen diğer önemli husus TS 498 standartlarının dahi sağlanamamış olması, statik hesap raporları ile projelerin tasarım hataları ile dolu olmasıdır. Hatalı tasarımlar, yoğun kar yağışları ve acil müdahale yöntemlerinin hazır olmaması birleştiğinde, ortaya bu yıkımlar çıkmaktadır.
Kar ağırlığı hasarlarında önemli diğer bir konu ise, meydana gelen kar yağışlarının ve kar yoğunluklarının bölgesel olarak farklı karakteristikte olması sebebiyle etki ve şiddetlerinin de farklı olmasıdır. Trabzon’ da gerçekleşen kar ağırlığı hasarları ile Konya’ da gerçekleşen kar ağırlığı hasarlarının karakteristikleri farklılık göstermektedir. Bölgesel olarak kar yükü ile birlikte, yapılar üzerine etkili olan rüzgâr yükleri, yapı tasarımları vb. gibi hususlar söz konusu farklılıkları doğurmaktadır. Sahil bölgelerinde kar hızla erir iken iç kısımlarda günlerce bekleyebilmektedir.
Kış aylarına yaklaştığımız bu günlerde, konuya dikkat çekebilmek ve karşılaşılacak problemleri önceden bildirerek önlemlerin alınmasını sağlamak amacıyla bültenimizin bu bölümünde kar ağırlığı ve rüzgâr yükü tasarım hesaplarının incelenmesi, diğer ülkelerde kullanılan standartlar ile karşılaştırılması ve mevcut tasarım hesaplarının, küresel ısınma etkilerinin sigortacılıkta yaratacağı etkiler inceleme konusu yapılmıştır.
YÖNETMELİKLERDE BULUNAN KAR YÜKÜ HESAPLAMALARI
Türk Standartları
Türk Standartları başlığı altında TS 7046 ve TS 498-1997 yönetmelikleri hakkında bilgi verilmiştir.
TS-7046
Bu standart; 1989 yılında uygulamaya konulup, 2004 yılında Eurocode-1-3‟ün Türkçe‟ye çevrilerek yürürlüğe girmesiyle tedavülden kaldırılmıştır. Bu standart, kar yüküne ait meteorolojik veriler elde edilmesi durumunda kar yükünün tespiti yöntemlerini anlatır. Kar yükünün dağılımının ve yoğunluğunun; iklim, topografya, bina şekli, çatı termal malzemesi ve zamanın fonksiyonu olarak değiştiğini belirtir. Ayrıca bu verilerin eksikliği durumunda ihtimal teorisi ile kar yükünün tespit edilmesinin mümkün olmadığını belirtir.
TS 498-1997
Kar yükünün nasıl hesaplanacağı TS 498-1997’de belirtilmiştir. Çatı eğimini de dikkate alan Pk kar yükü bu standartta gösterilen şartlara göre hesaplanır. Standartta verilen değerler minimum değerlerdir. Mühendis yapının yerine, çatı tipine veya yapının önemine göre standartta verilen minimum yükü attırmak zorundadır.
Kar Haritası ve Kar Bölgeleri
Türkiye dört kar bölgesine ayrılmıştır. I. Bölge en az, IV. bölge en çok kar yağan bölgedir. Yönetmelikte kar bölgesi haritası ve ayrıca her il ve ilçenin kar bölge numarasını içeren çizelge vardır.
Kar Yükünün TS 498-1997 ile Hesaplanması
Hiç kar yağmayan bölgelerde veya çatı altı sıcaklığı sürekli 120 0C derecenin üstünde olan çatılarda Pk0 = 0 alınabilir. 00≤ α≤900 geçerlidir. α≤300 durumunda m=1, α≥700 durumunda m=0 alınır.
m değeri α açısına bağlı olarak aşağıdaki çizelgeden alınır
Bu açıklamaların dışında kalacak özellikli bölgeler için o yerdeki kar yağma süresi ve yüksekliğe bağlı olarak çizelgede verilen değerler, varsa meteorolojik ölçmelerden de faydalanarak artırılmalıdır.
TS 498-1997 Kar Yüklerinin Yeterliliğinin İncelenmesi:
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü’ nden Sn. Ahmet Topçu Kar Yükü ve Çöken Çatılar isimli çalışmasında TS 498-1997’ ye göre kar yüklerinin yeterliliğini incelemiştir. Doğu Karadeniz il ve ilçelerinin zemin kar yüklerinin belirlenmesi ile ilgili bir çalışmada hesaplanan kar yükü değerleri TS 498-1997 değerleri ile karşılaştırılmıştır. Bu çalışmadan alınan aşağıdaki grafikte Pko TS 498-1997 çizelge değerlerini, SL50 aynı yöre için çalışmada hesaplanan değerleri göstermektedir. Görüldüğü gibi, ilçelerin hemen tümünde, TS 498-1997 değerleri SL50 değerlerinin oldukça altındadır. Araştırmacılara göre, “Bunun nedeni olarak, TS 498’in önerdiği zemin kar yükü haritasının yeterince gerçekçi olmaması gösterilebilir.”
TS 498 ilk kez 1987 yılında yürürlüğe girmiştir. Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü veri bankasında 1968 den günümüze kadar kar ölçümleri olduğuna göre, TS 498-1987 hazırlanırken o yıllarda yeterli veri yoktur. Adı geçen çalışma ile TS 498-1997 arasındaki farkın bundan kaynaklandığı düşünülmektedir.
TS 498-1997 de ayrıca şu ifade yer almaktadır: “… çizelgede verilen değerler, varsa meteorolojik ölçmelerden de faydalanarak artırılmalıdır”. Yönetmelik bu ifade ile proje mühendisinden güncel ölçümleri dikkate almasını istemekte, ancak “meteorolojik ölçmelerden” nasıl faydalanacağının ipucunu vermemektedir.
TS 498-1997 yönetmeliğinin kar yükü ile ilgili kısmı Alman DIN 1055-1971 yönetmeliğinden alınmış olmakla birlikte, DIN 1055 de verilmiş ipucu yansıtılmamıştır. DIN 1055’e göre kar yükü basitçe,
Pk0 = 3.2 dzmax bağıntısından belirlenebilir.
Burada dzmax n (örneğin n=30) yıllık maksimum kar kalınlıklarının ortalamasıdır ve yapının inşa edileceği yere en yakın ölçüm istasyonundan alınacaktır. dzmax metre, Pko kN/m2 birimindedir. Çatı kar yükü hesap değeri çatı eğimi de dikkate alınarak (2.1) bağıntılarından hesaplanır.
Alman DIN 1055 yönetmeliğindeki açıklamadan alınan Pk0 = 3.2 dzmax bağıntısı Gumbel tip I dağılımı, % 5 olasılık ve %45 varyasyon katsayısını içerir. Ayrıca, bu bağıntıda çatıdaki kar kalınlığının zemindeki kar kalınlığına oranı dç/dz=0.8, kar birim hacim ağırlığı 2.15 kN/m3 varsayılmıştır. dç/dz=1.0 alınması ve Pk0 = 4 dzmax bağıntısının kullanılması önerilecektir. Ancak, bu bağıntıdan bulunan Pk0 değerinin TS498-1997 çizelgede verilenden küçük olması durumunda çizelge değerinin kullanılması gerekir.
YÖNETMELİKLERDE BULUNAN KAR YÜKÜ HESAPLAMALARI ve KARŞILAŞTIRILMASI
EN-1991-1-3 EuroCode Kar Yükleri
Avrupa Birliği, sınırları içerisinde bulunan ülkelerin birbirine yakın şartlarda yaşamalarını sağlamak amacıyla çalışmalar yapmaktadır. Bu çalışmalar kapsamında yapı tasarımı ve uygulamaları içinde bir standartlar serisi oluşturmuştur. Bu standartlar serisi, çelik yapıların tasarımı için de oldukça geniş ve detaylı bir kaynaktır. Bu detaylara ek olarak Avrupa ülkeleri için özel olarak deprem, kar, rüzgâr ve diğer meteorolojik verileri belirten haritalar oluşturulmuş ve standartların eklerinde kullanıcılara sunulmuştur. Emniyet katsayıları ülkeler için farklı değerler göstermektedir, ancak projelendirme sürecinde ortak standartlarda belirtilen kurallar kullanılmaktadır. Tez kapsamında Eurocode-1991-1-3 Kar Yükleri incelenmiştir.
Genel terimler
Karakteristik zemin kar yükü değeri; yıllık aşılma ihtimali %2 olan, istisnai kar yüklerini kapsamayan zemin üzerindeki kar yüküdür. Mahal rakımı; yapımı düşünülen veya zaten mevcut olan bir yapının bulunduğu alanın deniz seviyesinden ortalama yüksekliğidir. İstisnai zemin kar yükü; nadir görülen şiddetli kar yağışıyla oluşmuş, zemin üzerindeki kar tabakasının meydana getirdiği yüktür.
Coğrafi bölgeye bağlı olarak kaza eseri meydana gelmiş etkiler olarak da düşünülebilir. Karakteristik çatı kar yükü değeri; zemin kar yükünün karakteristik değerinin uygun katsayılarla çarpılmış halidir. Bu katsayıların, çatı kar yükünün zemin kar yükünü aşmayacak şekilde seçilmesi gerekmektedir. Birikmiş ve birikmemiş kar yükü olarak iki çeşit kar yükü bulunmaktadır. Birikmemiş çatı kar yükü, diğer iklim etkileri nedeniyle çatı üzerindeki kar kütlesinin yeniden dağılması öncesinde çatının şekilsel özelliklerine göre tanımlanan simetrik yüktür. Birikmiş çatı kar yükü ise rüzgâr etkilerinden dolayı kar kütlesinin tamamen veya bir bölümünün taşınması ile oluşan asimetrik yük tanımıdır. Çatı kar yükü şekil katsayısı; harici etkiler oluşmadan, çatı kar yükünün birikmemiş zemin kar yüküne oranıdır. Isı katsayısı; kar erimesine sebep olan çatıdaki ısı akımının bir fonksiyonu olarak ifade edilen ve çatı kar yükünün azaltılması için kullanılan bir katsayıdır. 20 Maruz kalma (etkime) katsayısı; ısıtılmayan binalardaki çatı kar yükünün azaltılması veya çoğaltılması ile alakalı, karakteristik zemin kar yüküne bağlı katsayıdır. İstisnai çatı kar yükü; çatıda başka bir yerden düşme gibi sonucu nadir olarak oluşan kar tabakasının meydana getirdiği yük olarak tanımlanan yük düzenlemesidir. Görüldüğü gibi Avrupa Standardı‟nda farklı kar durumları için bu durumlara uygun tanımlar bulunmaktadır.
Yönetmelik Kapsamında Çatı Kar Yükü Özellikleri
Yük tasarımında, kar kütlesinin çatılar üzerinde farklı biçimlerde toplanabileceği ihtimalleri göz önünde bulundurulmalıdır. Kar kütlesinin farklı biçimlerde toplanmasına neden olan çatı özellikleri şöyle sıralanmıştır;
Çatı şekli,
Isıl özellikler,
Yüzey pürüzlülüğü,
Çatı altında oluşan ısı miktarı,
Komşu binaların yakınlığı,
Çevre arazi yapısı,
Lokal meteorolojik iklim özellikleri, özellikle rüzgâr, sıcaklık değişkenliği, yağış (yağmur veya kar olarak) ihtimali.
Eurocode‟ a göre P “çatı kar yükü” 3 durumda belirtilmelidir:
1) Sürekli/Geçici tasarım durumları için, s=μi Ce Ct sk
2) İstisnai kar yükleri için, s = μi Ce Ct sAd
3) İstisnai kar birikmelerinin kaza eseri meydana gelmiş olan etkiler oluşturduğu kabul edilerek özel katsayıların uygulandığı durum, s = μi sk
TS 498‟de olduğu gibi Eurocode‟ da da yükün düşey olarak etkidiği ve etki alanı olarak çatının yataydaki izdüşüm alanı kabul edilmektedir. Ayrıca bu yönetmelik dâhilinde kar kütlesinin üzerine yağmur yağması veya karın bir kaç kez eriyip yeniden donması ihtimali olan bölgelerde, özellikle çatı drenaj sisteminin kar veya buz ile tıkanabileceği durumlarda çatı kar yükünün arttırılması gerektiği belirtilmektedir. Maruz kalma katsayısı Ce çatı kar yükünün belirlenmesinde kullanılmalıdır. Ce değerini seçerken bölgede daha ileride olabilecek değişimler göz önünde bulundurulmalıdır. Farklı topoğrafik bölgeler için özel değerler ifade edilmedikçe Ce değeri 1,0 alınmalıdır. çizelgede farklı topoğrafik alanlar için tavsiye edilen Ce değerleri gösterilmektedir.
Yönetmelik Kapsamında Çatı Şekil Katsayıları
Katsayılar bu standartta belirtilmiş bütün çatı tiplerinde, birikmiş veya birikmemiş kar yükü düzenlemeleri için verilmiştir. Kar yükünün artmasına neden olacak biçimde, doğrusal eğime sahip normal çatılara kıyasla daha fazla önem arz eden dış geometriye sahip çatılarda kullanılacak kar yükü şekil katsayılarına özel önem verilmesi gerektiği yönetmelikte belirtilmektedir.
Ayrıca ilgili yönetmelikte Tek Eğimli Çatılar, Çift Eğimli Çatılar, Çok Eğimli Çatılar (Şed), Silindirik Çatılar, Daha Yüksek Bir Yapıya Bitişik Veya Yakın Olan Çatılar olmak üzere 5 farklı çatı tipine ilişkin farklı ampirik formüller ile hesaplama yöntemi belirtilmektedir.
ASCE 07-10 Bölüm-7 Kar Yükleri
ASCE 07-10‟a göre kar yüklerinin tanımı da TS-498‟e göre çok farklıdır. Avrupa standardı‟nda olduğu gibi Amerikan Standardı‟nda da çatının şekline, termal durumuna, eğimine, binanın önemine göre yük durumları değişkenlik göstermektedir.
Zemin kar yükü diğer yönetmeliklerde tanımlandığı gibi meteorolojik değerlere ve belirli istatistikî hesaplamalara göre bir bölgede oluşan minimum kar yüküdür ve Pg olarak gösterilmektedir.
Düz çatılar için kar yükü;
Pf , lb/ft2 (1 lb/ft2 = 4.882 kg/m2 ) cinsinden hesaplanmaktadır.
Bu hesaplama yapılırken aşağıdaki formül kullanılmaktadır:
Pf= 0.7. Ce . Ct . Is . Pg şeklinde hesaplanmaktadır. Bu formülde bulunan;
Ce; etkime yükünü,
Ct; ısı faktörünü,
Is; bina önem katsayısını belirtmektedir.
Bu değerler yönetmelik dâhilinde bulunan belirli tablolardan elde edilebilir Yönetmelik dâhilinde minimum kar yükü tanımı bulunmaktadır. Bu tanım eğimi 15 dereceden düşük tek eğimli, kırma ve çift eğimli çatılar için ve eğimi 10 dereceden düşük silindirik çatılar için kullanılır.
Bu şartı sağlayan çatılar için formül şöyledir;
Pm= Is . Pg
Bu değer ayrı bir uniform yük değeridir; birikmiş, birikmemiş veya istisnai kar yükleri ile birlikte düşünülmesine gerek yoktur.
Yönetmelik Dâhilinde Eğimli Çatı Kar Yükleri
ASCE 07‟ye göre eğimli çatı kar yükü tanımı Ps; eğimli çatı faktörü Cs ile Pf düz çatı kar yükünün çarpımıdır. Bu yönetmelikte de diğer yönetmelikler de olduğu gibi kar yükü çatının yatay izdüşümüne etkidiği düşünülür:
Ps= Cs . Pf
Ayrıca çatının termal faktörüne göre soğuk çatı eğim faktörü veya sıcak çatı eğim faktörü de değerlendirilmelidir.
Eğimi 700 yi aşan çatılar için Cs= 0’dır.
Şed çatılarda da Cs= 1‟dir, yani eğimden dolayı herhangi bir azaltma olmaz.
Ps değeri dengeli yük olarak tanımlanan, Eurocode‟da birikmemiş yük durumuna denk gelen yük sınıfına denk gelmektedir.
Yarım yükleme ile alakalı da yönetmelikte 3 durum ile ilgili bilgi verilmektedir.
Eğer bu durumlarda ek olarak bir konsol bulunuyorsa bu da bir açıklık olarak değerlendirilmelidir ayrıca yarım yük hükümleri 2.38o veya daha eğimli çatılarda uygulanmaz.
NBCC 2010 Kanada Yönetmeliği – Kar Yükleri Hakkında Genel Bilgiler
Kanada çok soğuk ve yağışlı kışların yaşandığı bir ülkedir. Kanada‟nın bir çok bölgesinde dizayn kar yükünün çatıların yapısal analizinde en önemli faktör olduğu ve maliyeti çok etkilediği bazı kaynaklarda belirtilmektedir.
Kanada yönetmeliğinde kar yükü şu formülle bulunmaktadır:
S= Is[Ss(Cb Cw Cs Ca)+Sr]
Is= Bina önem katsayısı; Kanada, 1998 yılında yaşadığı buz fırtınası sonrasında kar yükü hesaplamalarına da bina önem katsayısı çarpanı eklenmesi gerektiğine karar vermiştir. Kamu ve okul binalarının felaket durumlarında sığınma merkezleri olarak kullanılmasından dolayı, önem katsayıları diğer binalara göre yüksektir
Ss; Zemin kar yükü değeridir. 50 yıllık istatistiklere göre hazırlanır. Cb; Kanada yönetmeliğinde bulunan temel kar yükü çarpanıdır. Rüzgârın çatıda bulunan kar tabakasını uzaklaştırma ihtimalinden ve ısınan evlerin çatılarının zeminden daha sıcak olmasından dolayı 0,8 değerini almaktadır. Ayrıca çok geniş çatılar da rüzgârın kar tabakasını azaltma oranının daha az olduğu çalışmalarla belirtilmiş ve bu konuda bir formülasyon oluşturulmuştur. Bu formülasyona göre çatı genişledikçe Ss değeri 1,0 a yaklaşmaktadır. Bu yaklaşım sadece Kanada yönetmeliğinde bulunan bir yaklaşımdır.
Cb= 1.0 – (30/lc) 2 (lc> 70m)
Lc=Karakteristik uzunluk = 2w – w 2 /L
w: Kısa yönde uzunluk, L:Uzun yönde uzunluk
Cw= Rüzgar faktörüdür. Yapının çevresi tamamen açık değilse 1.0‟den daha düşük değer alamaz; ayrıca afet sonrası kullanılacak binalarda 1.0‟den daha düşük değer alamaz.
Cs= Eğim faktörüdür. 15 dereceden daha düşük eğimli çatılarda değeri 1.0‟dır. Bu derecenin üstündeki değerlerde eğimin kaymaya neden olup olmamasına göre değişiklikler göstermektedir. 60 derecede eğim faktörü sıfırdır, 70 derecede ise çatıda karın birikebileceği düşünülmez.
Ca=Birikme faktörüdür.
Sr=Bu faktör sadece Kanada yönetmeliğinde bulunan bir faktördür. Yağmurun yağma dönemi ve yağma yoğunluğuna göre kar yüküne değişik etkileri bulunduğuna dair çalışmalar bulunmaktadır.
Kanada yönetmeliğini diğer yönetmeliklerle karşılaştıracak olursak;
Birikme faktörünün formülasyonun direkt içinde olduğunu görmekteyiz
Yağmur etkisinin de önemli olduğunu, yağmurun yavaş veya hızlı yağmasının kar yükü değerlerini değiştirdiğini görmekteyiz.
Kanada yönetmeliği ile ilgili bilgiler, ülkelerin coğrafi konumlarının meteorolojik yüklere bakış açılarına ne kadar etkili olduğunu göstermektedir. Bu tez kapsamında sadece genel bilgiler verilmiştir, ancak yoğun kar yağan bölgeler için bu hususların göz önüne alınması gerekmektedir
DEĞERLENDİRMELER
İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Mühendislik Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü’nden Sn. Ahmet Erdem HABERDAR tarafından Ocak 2015 tarihinde yayınlanan tez kapsamında her üç standart için (TS-498, EuroCode 1-3, ASCE 07-10), birikmiş ve birikmemiş kar yüklerinin, çatı eğimi açısı(α) 15o ve 31o olan, 16 metre açıklığında, 5 farklı noktasından alt taşıyıcısına mesnetli bir şed çatı modeli (vadi bölgesi eğim etkisi açısının 15o ve 31o olması durumlarına göre) ve toplamda 600m² kapalı alanı olan simetrik bir endüstri yapısı analiz edilerek irdelenmiştir.
Yapılan incelemeler sonucunda; yüklemeler neticesinde Eurocode ve ASCE yönetmeliklerinin kar birikmesi gözlenen durumlarda TS-498‟e göre daha elverişsiz durumlar oluşturduğu gözlenmiştir.
Ayrıca incelemeye konu edilen endüstri yapısına hesaplanan birikmiş kar yükleri etkitilmiş ve bu yükler üzerinden deprem analizleri ve metraj analizleri yapılmıştır. SAP2000 programı üzerinden yapılan analiz sonuçları aşağıdaki tabloda belirtilmiştir;
Çizelgede görüldüğü gibi toplam metraj TS-498 ile yapılan tasarıma göre oranlandığında Eurocode yüklerine göre yapılan tasarımda %8,8, ASCE yüklerine göre yapılan tasarımda ise %15,7 fark etmiştir. Ayrıca aşıklar karşılaştırıldığında ise bu oranlar Eurocode için %24,4 iken, ASCE için %48 fark etmiştir.
Kar yükü değerlerinin çok fazla alınması durumunda kiriş ve aşık kesitleri büyüyeceği için gayri ekonomik bir tasarım ortaya çıkacaktır, ancak yüklerin az alınması durumunda ise bölgesel veya genel göçmeler meydana gelecek ve bu durum can kaybı riskinin yanı sıra, tamir masrafları nedeniyle ekonomik olarak da ek bir maliyet oluşturacaktır. Yük yönetmeliğimiz TS-498‟de basit ve fazla ayrıntılı olmayan bir şekilde tanımlanan kar yükü, Eurocode ve ASCE 07-10‟da çok daha detaylı olarak incelenmektedir. Hatta ASCE‟de sadece kar yükünün farklı bütün durumları ile ilgili rehber kitaplar dahi bulunmaktadır. Analiz hesaplarına konu edilmese de bilgi verilen Kanada yönetmeliğinde ise yağmur yükü de yapıya kar yükü ile birlikte etkitilmektedir. Ülkemizin rakımı yüksek yerlerinde de kar yağışı yoğundur, hatta kar temizliklerinin aşırı soğuklardan veya yöntem bilgisizliğinden ötürü yapılamaması sonucu kar yükü Doğu Anadolu Bölgesi’nde kış aylarında neredeyse sabit bir yüke dönüşmektedir. Beklemiş kar ile yeni yağan karın arasında dahi birim hacim ağırlığı farkı bulunduğu dikkate alınmalı, buzlanma durumu da dâhil olmak üzere bu bölgelerde ekstra önlemler alınarak tasarım yapılmalıdır. Ülkemiz Eurocode 1-3 standardını Türkçe‟ye çevirerek bir adım atmış olmakla birlikte meteorolojik incelemelerin ve istatistikî değerlendirilmelerin daha yoğun bir şekilde yapılması ve ülkemizin de günümüzde daha kapsamlı ve detaylı bir kar yükü yönetmeliğine sahip olması gerekliliği ortadadır.
Zemin ve fay analizleri mikro ölçeklendirmeler ile yürütülürken, kar yükü gibi bir yük kavramının da olabildiğince mikro yani detaylı düzeyde incelenmesi gerekmektedir.
Sonuç itibariyle TS 498-1997 de belirtilen kar yükü hesabının günümüz şartlarına, jeolojik yapıya, mevsim değişkenliğine, küresel ısınma etkilerine karşı yetersiz kaldığı açıktır. 1997 yılında yayımlanan bu değerli dokümanın, küresel ısınma etkileri ve yapı teknolojilerindeki değişiklikler nedeniyle güncelliğini yitirdiği anlaşılmıştır.
Bu sebeple özellikle spesifik y
Diğer Haberler
-
Depolamalı Enerji Santrallerinin Enerji Altyapısındaki Rolü, Risk Yapısı ve Sigorta Perspektifi
-
Güneş Enerji Santrallerinde Hasar Tipleri ve Risk Analizi Perspektifi
-
Depolamalı Enerji Santrallerinde Etkin Risklerin İncelenmesi
-
Kahramanmaraş / Pazarcık Depremlerinin Güneş Enerji Santralleri Üzerindeki Etkileri
-
TÜRK SİGORTA SEKTÖRÜ İÇİN MAKRO RİSK DEĞERLENDİRME ve 2023 YILI ÖNGÖRÜLERİ
-
Enerji Santrallerinde Artan Hırsızlık Hadiseleri Risk – Hasar Değerlendirmesi
-
Karayollarında Yapım Kriterleri, Evreleri, Yüksek Frekanslı Hasar Türleri ve Öneriler
-
ENERJİ NAKİL HATLARINDA ETKİN RİSKLERİN İNCELENMESİ
-
Doğalgaz Çevrim Santralleri ve Gaz Türbinleri
-
Prof. Dr. Osman SEVAİOĞLU anısına….
-
SİGORTA ZEKASI
-
Enerji Nakil Hatlarında Oluşan Buz ve Rüzgâr Yükünün İncelenmesi
-
Rüzgar Ölçüm Direklerinin Sigortalanmasında Olası Riskler ve Risklerin Değerlendirmeleri
-
Deprem Koasürans Uygulamaları ve Tazminat Hesaplamaları
-
Taşkın Riskinin İncelenmesi, İnşaat All Risk Klozları’ na Göre Taşkın Riskinin Değerlendirilmesi
-
Biyokütle Enerji Santralleri İşletmelerinin Sigortalanmasında Olası Riskler ve Risklerin Değerlendirmeleri
-
Çatı Tipi Güneş Enerjisi Santralleri Risk ve Hasar Uygulamaları
-
Deprem Riskinin İncelenmesi, Sigorta Sektörü Açısından Değerlendirilmesi, Marmara Modellemesi ve Öneriler