Sürdürülebilirlik ve Döngüsel Ekonomi: BIM’in Rolü
Bahriye İlhan Jones, Hakan Yaman ■ Doğal kaynakların önemli bir tüketicisi olan inşaat sektörü, verimliliği artırmak ve atığı azaltmak için kullanılan süreçlerin, bileşenlerin ve sistemlerin geliştirilmesi ihtiyacının farkındadır. Bu tür bir iyileştirmenin tedarik zincirinde çok çeşitli fırsatlar yaratacağı düşünülebilir. Örneğin, üreticilerin yeniden kullanılabilen veya başka bir amaçla kullanılabilen ürünler tasarlaması gibi. Ancak bireysel olarak sektörde yer alan paydaşların bu değişime nasıl ayak uyduracağıyla ilgili genel bir söylem henüz oluşmamıştır. Her ne kadar inşaat sektörünün yapısı dönüşüm için engeller oluştursa da sektör içinde ve/veya dışında geliştirilen yeni yaklaşımlar ve teknolojiler değişim sürecine yardımcı olmaktadır. İnşaat sektöründe bir süreç yeniliği olarak tanımlayabileceğimiz
Yapı Bilgi Modellemesi (BIM), sağladığı çevresel, sosyal ve ekonomik faydalar yönünden sürdürülebilirliğe büyük ölçüde katkıda bulunmaktadır. Enerji, çevre, teknoloji, işletme ve sosyal bilimler gibi geniş bir alanı kapsayan sürdürülebilirlik, ekosistemin dengede kalması için işlerin doğru yapılmasının hedeflenmesidir. Sürdürülebilirlik esas itibarıyla birbirleriyle yarışan ve çelişen teknolojik ve ekonomik gelişme ihtiyacı ile yaşadığımız çevreyi koruma ihtiyacının uyum içinde karşılanması ile ilgilenir.
Tüm yaşam alanlarının ve bu alanları yaşanabilir kılan altyapının yaratıcısı olarak inşaat sektörünün ürün ve süreçler açısından sürdürülebilir çözümler benimsemesi gerekliliği her geçen gün tüm çıplaklığı ile gözler önüne serilmekte. Mümkün olduğunca çok kaynağın yeniden kullanımını, geridönüşümünü amaçlayan bir model olarak döngüsel ekonomi anlayışı ile inşaat sektörünün ürünleri, daha sürdürülebilir bir yapılı/yapma çevre içinde karşımıza çıkabilir. Bu yazı, bina yaşam döngüsünün her bir aşamasında BIM kullanımının, sürdürülebilirlik ve döngüsel ekonomi bağlamında etkileri konusuna odaklanıyor.
Döngüsel ekonomi kavramı
Ekonomik büyümeyi kaynak tüketiminden ayırmayı hedefleyen döngüsel ekonomi kavramı, inşaat sektöründe ihtiyaç duyulan değişiklikleri hayata geçirme şansı sunuyor. Ürünlerin daha dayanıklı, onarılabilir, yenilenebilir, yeniden kullanılabilir ve sökülebilir şekilde tasarlanarak üretilmesini amaç edinerek, kaynak israfını en aza indirecek şekilde malzeme ve bileşenlerin maksimum faydada kullanılmasını hedefliyor. Döngüsel ekonomi, malzeme üretimi kavramını doğrusal modelden kapalı döngülere dönüştürmeyi amaçlıyor. Döngüsel ekonomide üretimin mantığı, hammaddeden yeni mallar üretmek yerine yeteri kadar üretmeye odaklanıyor. Stahel (2016) yeteri kadar üretimi şu şekilde açıklıyor:
“Elinizden geleni yeniden kullanın, yeniden kullanılamayanı geridönüştürün, kırılanları onarın, onarılmayanı yeniden üretin”.
Burada temel amaç, bir ürünün yaşam döngüsünün her noktasında bir malzemenin değerini en üst düzeye çıkarmaktır.
Basitçe anlatmak gerekirse, doğrusal bir ekonomide işlediğimiz hammaddeleri kullanımdan sonra atılan bir ürüne dönüştürürken, döngüsel bir ekonomide tüm bu hammaddelerin döngüleri kapatılır (Resim 1). Döngüsel ekonomiye geçiş, yalnızca doğrusal ekonominin olumsuz etkilerini azaltmakla kalmayıp, uzun vadeli direnç oluşturan, iş ve ekonomik fırsatlar sunan ve toplumsal ve çevresel faydalar sağlayan sistematik bir değişimi temsil eder (Ellen MacArthur Foundation, 2020, s. 20).
Yeni bir düşünme biçimi olarak döngüsel ekonomi, geleceğimizi, toplumlarımızı ve ekonomilerimizi nasıl organize etmemiz gerektiğiyle ilgilenip sürdürülebilirliğin ötesine geçer. Aşağıdaki ilkeler, döngüsel ekonomi kavramının merkezinde yer almaktadır (Pitt ve Heinemeyer, 2015, s. 245).
• Sistem düşüncesi: Parçaların bir bütün olarak birbirlerini nasıl etkilediğini ve bütünün parçalarla ilişkisini anlama yeteneğidir. Doğrusal bir model olma eğiliminde olan problem çözmenin aksine, problemlerle başa çıkmada bütüncül bir yaklaşım olarak düşünen sistemler.
• Beşikten beşiğe felsefesi: Her türlü ürünün ömürlerinin sonunda gerçekten geridönüştürülebilecek şekilde tasarımı ve üretimi olarak tanımlanabilir, geridönüştürülen veya dünyaya geri gönderilen her şeyle doğanın döngüsünü taklit eder. Hem malzemelere hem de kullanıldıkları sistemlere uygulanan bir tasarım stratejisidir.
• Performans ekonomisi: Malzemelerin veya enerjinin doğrudan kullanımından çok, stokun bakımı ve kullanılmasına odaklanır.
• Biyomimikri, bir başka deyişle doğal sistemlerden ilham alarak çözüm getirme esastır.
İnşaat sektörü ve döngüsel ekonomi Dünyanın en büyük hammadde tüketicisi olan inşaat sektörü, küresel karbon emisyonlarının yaklaşık %40’ına
yol açmakta (World GBC, Global
Status Report 2017). İnşaatın dünya kaynaklarının kullanım şekli üzerindeki etkisini ve yapım, kullanım ve yapım sonrası süreçlerdeki enerji kullanımını ve israfı düşündüğümüzde, sektör atıklarla nasıl başedebilir sorusu öne çıkıyor. Düşünme ve çalışma şeklindeki küçük iyileştirmeler bile sürdürülebilirlik üzerinde önemli etkilere sahip olabilir. Malzemelerin yeniden kullanımına ve geridönüştürülmesine odaklanılarak verimlilik sağlanabilir. Kapalı döngü prensibi benimsenmek suretiyle ürünün kullanım ömrü sonu düşünülerek tasarlanması sayesinde maliyet etkin faydaların yanısıra enerji etkin çözümler de elde edilebilir (Resim 2).
Döngüsel ekonomi, bütünsel bir yaklaşımla tüm paydaşları, yapı bileşenlerinin değerini maksimize etme ve bunu sürdürmedeki rollerinin etkisini değerlendirmeye davet eder. Değer zinciri boyunca işbirliği ihtiyacı çok önemlidir. Malzemelerin ve bileşenlerin yeniden kullanılmak üzere tasarlanmış olması, atıkları değerli bir kaynak haline getirmek suretiyle ekonomiyi de canlandırır. Kaynak verimliliği ile birlikte sürdürülebilir tasarım, yapım, kullanım ve yok etme süreçleri benimsendiğinde, yapılı çevre ürettiği atık miktarını önemli ölçüde azaltabilir. Sürdürülebilirlik ve döngüsel ekonominin inşaat sektörüne adaptasyonu için uzun ömürlülük, kalite ve uyarlanabilirlik ilkelerinin tasarımın ilk aşamalarından itibaren sonuç ürüne -örneğin binaya- yerleştirilmesi gerekir. Daha sağlam ve kaliteli malzemelerin/ bileşenlerin bakımı daha kolaydır ve minimum katkı ile sözkonusu ürünlerin yenilenmeleri mümkündür. Böylesi bir yaklaşım, başlangıçta ilk yatırım maliyetlerini yükseltse de ürünün yaşam döngüsü boyunca sağlayacağı tasarruf düşünüldüğünde, yalnızca yükleniciler için değil son kullanıcılar için de faydalı olacaktır.
Bu noktada sorulması gereken soru şu: Enerji kullanımı, kirliliğin azaltılması, gelişmiş atık yönetimi gibi farklı alanlarda ciddi çevresel, toplumsal ve ekonomik faydalar sağlayabilen döngüsel ekonomi inşaat sektöründe neden tam anlamıyla uygulanamıyor?
Mali durumdaki belirsizlikler, ürün kullanım ömrü sonu sorunlarının dikkate alınmaması, kullanım ömrü sonu bakımından tasarımdaki eksiklikler, ilgi eksikliği, binaların karmaşıklığı, parçalanmış tedarik zinciri, yaşam döngüsünün sonunda düşük malzeme/ ürün değeri, döngüsel ekonomi bilgisinin eksikliği ve tedarik zinciri boyunca sınırlı farkındalık gibi faktörler inşaat sektöründe döngüsel ekonominin benimsenmesindeki engeller olarak karşımıza çıkıyor (Adams vd., 2017, s. 19).
BIM ile döngüsel ekonomi mümkün mü?
Yapı Bilgi Modellemesi döngüsel ekonominin inşaat sektörüne adaptasyonunu mümkün kılacak ve daha muhtemel hale getirecek olan teknolojidir. BIM yapılı çevre için döngüsel bir ekonomi geliştirmede kilit bir rol üstlenebilir. İnşa edilecek ya da edilmiş bir tesisin kapsamlı dijital temsiline izin veren BIM teknolojisi, sadece tasarım ve yapım süreçlerini kolaylaştırmakla kalmayıp uzun vadeli varlık yönetimine olanak sağlar ve nihayetinde yapılı çevrede doğal kaynakların tüketimini azaltabilir. BIM ve sürdürülebilir inşaat arasındaki üç temel bağlantı; (1) tasarım aşamasında daha fazla şeffaflık, (2) tasarım ve yapım aşamalarında daha fazla verimlilik ve
(3) işletme aşamasında daha fazla kontrol olarak sıralanabilir. Resim 3’te bina yaşam döngüsünün tüm aşamaları döngüsel ekonomi ve BIM perspektifinden ele alınmaktadır.
BIM’in performans analizi araçları ile entegrasyonu, tasarımcılara sürecin erken aşamalarında tasarım alternatifleri hakkında geri bildirim sağlayarak optimum tasarım elde etme şansı sunuyor. Bina oryantasyonu, bina kitlesi, günışığı ve enerji modellemesi gibi çeşitli analizler tasarımın ilk evrelerinde kullanılarak farklı alternatif karşılaştırmaları yapılabiliyor. BIM’i tasarım disiplinleri arasında etkili bir işbirliği sağlayıcısı olarak kullanmak, zaman kayıplarının önüne geçerken, farklı uzmanların sürecin başından itibaren eşgüdüm içinde çalışması bir binanın ömrü boyunca enerji, çevre ve ekonomi açısından optimizasyon sağlayabiliyor. Üretici firma ürün verilerinin BIM veritabanında mevcut olması, yönetmeliklere uygunluğun tam olarak kontrolünü sağlama bakımından paydaşlara yardımcı olurken, yapım hatalarını en aza indirerek yapı üretim sürecinin daha hızlı ve güvenli olmasını
sağlıyor. Tasarım ve yapım süreçlerinin entegrasyonunu kolaylaştıran BIM, yapım aşamalarının görselleştirilmesi ile süre yönetimine destek oluyor.
Yapım öncesi yapılan çakışma testleri sayesinde olası hataların önüne geçiliyor. Yapı elemanlarına ve bileşenlerine ait geometrik olmayan bilgileri de bünyesinde barındırabildiğinden daha etkin maliyet yönetimi, kaynak yönetimi ve iş güvenliği sağlıyor. Şantiye dışı üretimi kolaylaştırması sayesinde inşaat sahasındaki hareketliliği azaltarak hatalı ve aşırı siparişin önüne geçiyor ve süreç daha az atıkla sonuçlanıyor. As-built modelleri ile kullanım aşamasında bina performansını izleme ve kaydetme yoluyla tesis yönetimi ve bakımı için gerekli verilere kolaylıkla ulaşılmasını sağlıyor. İşletme sırasında yapılan değişiklik, düzenleme ve yenilemeler ile ilgili tüm verileri saklayarak ve kullanıma sunarak kullanıcı konforu, enerji verimliliği ve alan yönetimi gibi konularda sürdürülebilirliği maksimum seviyeye ulaştırıyor. Bina ömrünün tamamlanması aşamasında da dijital dokümantasyon ile doğru bir malzeme ve bileşen listesi sunarak sürecin daha sürdürülebilir şekilde yürütülmesine yardımcı olabiliyor. Söküm ve yıkım sırasında değerli bileşenlerin nerede olduğu bilinirse, sözkonusu bileşenlerin yeniden kullanılması veya geridönüştürülmesi sağlanabiliyor.
Sektör olarak daha sürdürülebilir hale gelmek, kaynakları verimli kullanmak ve büyümeyi korumak için karşılaşılan zorlukları aşmak üzere gerek akademik gerekse uygulamaya yönelik çalışmalar sürmektedir. Daha döngüsel bir yaklaşımla kullanılan kaynakların geridönüşümünü ve yeniden kullanımını artırmak ve atık miktarını azaltmak sektördeki sürdürülebilirliğin sağlanması için esastır. Çoğu zaman binalar yapım aşamasından sonra bitmiş ve kalıcı olarak görülür, halbuki uzun bir fiziksel ömre sahip olan binaların işlevsel ömürlerini en üst seviyeye çıkarmak için esnek tasarımlar sunulmalıdır.
İnşaat sektörünün çevreye olan negatif etkilerinin mümkün olduğunca azaltılması için konu, sistem yaklaşımı ile ele alınarak bina parçalarının kolaylıkla değiştirebilmesi, uyarlanabilmesi ve yenilenebilmesi gerekmektedir. Teknolojik ve yenilikçi bir çözüm olarak BIM, sağladığı faydalar nedeniyle “yıkımdan yeniden kullanıma” diye tanımlayabileceğimiz bu sürecin en büyük destekçilerindendir.
■ Bahriye İlhan Jones, Dr.Öğr.Üyesi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Mimarlık Fakültesi. Hakan Yaman, Prof.Dr., İstanbul Teknik Üniversitesi, Mimarlık Fakültesi.
Kaynaklar:
Adams, K.T., Osmani, M., Thorpe, T., Thornback, J., “Circular economy in construction: current awareness, challenges and enablers”, Proceedings of the Institution of Civil Engineers: Waste and Resource Management, 170:1, Thomas Telford Ltd., Şubat 2017, s. 15-24. Ellen MacArthur Foundation, “Financing the circular economy Capturing the opportunity”, 2020: [https:// www.ellenmacarthurfoundation.org/assets/downloads/ Financing-the-circular-economy.pdf].
Pitt J., Heinemeyer C., “Introducing Ideas of a
Circular Economy”, Environment, Ethics and Cultures. International Technology Education Studies, 5, ed.: K. Stables, S. Keirl, Sense Publishers, Rotterdam, 2015, s. 245-260.
Stahel, W.R., “Circular economy”, Nature, 531(7595), 2016, s. 435-438.
World Green Building Council, Global Status Report, 2017: [https://www.worldgbc.org/news-media/globalstatus-report-2017].