Gömülü karbon

Açılış sahnesi

Sarıkaya'nın yeni binası için ilk cephe kararları konuşuluyor. Emre dış duvarlar için üç seçeneği masaya koymuş: tuğla, gazbeton ve betonarme perde. Elinde bir tablo var; internette bulduğu bir listeden her malzemenin kilogram başına karbonunu yazmış. «Gazbeton en kirlisi» diyor. «Kilogramı tuğladan daha çok karbon taşıyor.» Kenan Usta gülüyor: gazbetonu omzunda taşıdığını, bir bloğunun bir tuğla yığınından ne kadar hafif olduğunu hatırlatıyor. Selim önceki dersin hesabını açmış: daire yılda yaklaşık üç ton CO₂ salıyordu; ama o binayı yapmak kaç ton? Feyza Hanım Kapan Hanı'nın dört yüz yıllık taş duvarlarını düşünüyor; onların karbonu ne zaman salındı ve şimdi kime yazılmalı? Gülay Hanım tablonun kaynağını soruyor; Emre'nin listesi bir İngiliz üniversitesinin veri tabanından alındığını söylüyor, ama hangi sürüm olduğunu bilmiyor. Ilgın kâğıda bir duvar kesiti çiziyor ve yanına bir metrekarelik bir kare. «Kilogramı değil, duvarı karşılaştıracağız» diyor. «Ve sayının nereden geldiğini, neyi kapsadığını ve ne kadar emin olduğumuzu yazacağız.»

Bu derste ne olacak

Önceki derste faturalardan bir dairenin işletme karbonuna ulaştık. Bu ders binayı yapmanın karbonuna geçiyor. Önce en çok kullanılan açık yapı malzemesi karbon veri tabanlarından birinin, Bath Üniversitesi'nin Karbon ve Enerji Envanteri'nin nasıl kurulduğunu kurucularının makalesinin özetinden okuyoruz. Sonra bu veri tabanından seçilmiş bazı malzeme değerlerini bir ansiklopedi maddesindeki tablodan alıyoruz. Ardından veri tabanının en yeni sürümünün tanıtımında anlatılan veri temizliğine bakıyoruz: bir malzemenin karbon değeri ne kadar kesin? Son olarak üç duvar seçeneğinin bir metrekaresinin gömülü karbonunu kendimiz hesaplıyoruz.

Kanıt ne diyor

Programın dayanağı Hammond ve Jones'un Karbon ve Enerji Envanteri, kısaca ICE. Veri tabanının kendisini, ne 2011 tarihli 2.0 sürümünü ne en yeni 4.0 sürümünü indirip okumadık; indirme bir kayıt formu istiyor. Veri tabanının kuruluşunu Hammond ve Jones'un 2008 tarihli makalesinin özetinden, seçilmiş malzeme değerlerini «Embodied energy» maddesindeki ICE tablosundan, 4.0 sürümünün veri temizliği yöntemini Circular Ecology'nin 2024 tarihli tanıtım sunumundan alıyoruz. Maddedeki tablonun hangi ICE sürümünden alındığını madde söylemiyor. Duvar kalınlıkları, donatı miktarı ve duvar hesabı bizim varsayımımız ve hesabımız.

Bu kart Gülay Hanım'ın «bu tablo nereden geliyor» sorusunun ilk cevabı. ICE bir ölçüm değil, bir derleme: yayımlanmış çalışmalardan toplanmış ve bir aralığın içinden seçilmiş «en iyi değerler». Kartın iki ayrıntısı Sarıkaya için önemli. Birincisi, veri tabanı Birleşik Krallık inşaatına yönelik: İngiltere'de üretilen tuğlanın, betonun ve çeliğin karbonu, Türkiye'de üretilenlerinkiyle aynı olmayabilir, çünkü fabrikalar, yakıtlar ve elektrik farklı. İkincisi, sınır: «beşikten şantiyeye», yani madenden fabrikaya, fabrikadan şantiyeye kadar. Binanın kullanımı, bakımı ve yıkımı bu sayıda yok. Feyza Hanım'ın Kapan Hanı sorusu tam burada anlam kazanıyor: hanın taşlarının karbonu dört yüz yıl önce, beşikten şantiyeye yolculukta salındı; bugün onu yeniden salmıyoruz.

Bu kart Emre'nin tablosunu ve Kenan Usta'nın omzunu birlikte açıklıyor. Kilogram başına bakınca gazbeton gerçekten tuğladan ve betondan daha çok karbon taşıyor: 0,3'e karşı 0,24 ve 0,159. Ama kartın yoğunluk sütunu başka bir şey söylüyor: bir metreküp gazbeton 750, bir metreküp tuğla 1700, bir metreküp beton 2400 kilogram. Bir duvar kilogramla değil metrekareyle örülür. Kilogram başına «kirli» bir malzeme, çok hafifse bir metrekare duvarda daha az karbon taşıyabilir. Kartın notu ise Gülay Hanım'ın kaygısını büyütüyor: tablonun sürümü belli değil. Bir projenin raporunda bu değerler bir başlangıç olabilir, ama son karar için ürünün kendi beyanı gerekir; bunu bir sonraki modül ele alacak.

Bu kart bir sayının ne kadar kesin olduğunu gösteriyor. Su bazlı boya için yüzlerce çevresel ürün beyanı toplanmış; ortalama önce 4,07 çıkmış, hatalı ya da uygunsuz veriler ayıklanınca 2,15'e inmiş. Aynı malzeme, aynı veri tabanı, iki katlık bir fark; yalnız hangi verinin güvenilir sayıldığına bağlı. Kartın «A1–A3» ifadesi de Hammond ve Jones'un «beşikten şantiyeye» sınırıyla tam aynı değil: A1–A3 ürünün fabrika kapısına kadar olan aşamalarıdır, taşıma ve inşaat ayrı aşamalardır. Bunları bir sonraki modül ayrıntılı ele alacak. Ilgın'ın Sarıkaya hesabı için kartın dersi şu: bir veri tabanı değeri tek bir doğru sayı değil, bir dağılımın ortasıdır; sonucu bir aralıkla ya da bir veri kalitesi notuyla vermek gerekir.

Sahada

Ilgın bir metrekare dış duvar için hesap yapıyor; kalınlıklar varsayım ve sıva, harç ve yalıtım bu ilk hesapta yok. Tuğla duvar 19 santimetre: bir metrekarede 0,19 metreküp, metreküpte 1700 kilogramla yaklaşık 323 kilogram tuğla; kilogram başına 0,24 ile yaklaşık 78 kilogram CO₂. Gazbeton duvar 20 santimetre: 0,20 metreküp, metreküpte 750 kilogramla 150 kilogram; kilogram başına 0,3 ile yaklaşık 45 kilogram CO₂. Betonarme perde 20 santimetre: 480 kilogram beton, kilogram başına 0,159 ile yaklaşık 76 kilogram; metreküpte 100 kilogram donatı varsayımıyla 20 kilogram çelik, kilogram başına 1,37 ile yaklaşık 27 kilogram daha; toplam yaklaşık 103 kilogram CO₂. Emre'nin «en kirli» dediği gazbeton, bir metrekare duvarda en az karbonu taşıyor.

Selim sayıyı önceki dersin sayısıyla yan yana koymak istiyor. Geçen hafta bulunan sayı, daire başına yılda 3,2 ton kadardı. Dairenin dış duvarı, örneğin 60 metrekare tuğla duvar, yaklaşık 4,7 ton CO₂ taşıyor; gazbetonla yaklaşık 2,7 ton. Yani dairenin dış duvarları, bir buçuk yıllık işletme karbonu kadar karbonla örülüyor. Bu karşılaştırmayı Ilgın dikkatle yapıyor: duvar yalnız binanın bir parçası; döşemeler, taşıyıcı sistem, temel ve cephe kaplaması çok daha fazlasını taşıyabilir ve onlar sonraki derslerin konusu. Kenan Usta bir şey daha soruyor: Türkiye'de kullanılan tuğla çoğu zaman delikli; İngiliz «sıradan tuğla»sıyla aynı mı? Değil; delikli bir tuğlanın bir metrekarede daha az kilogramı olur. Ilgın hesabın bir yöntem gösterdiğini, ürünü seçerken o ürünün kendi beyanının kullanılacağını not ediyor.

Gülay Hanım son bir uyarı ekliyor: gazbeton ile tuğla duvar ısıyı aynı tutmaz ve farklı kalınlıkta yalıtım isteyebilir; yalıtımın da gömülü karbonu var ve iyi bir yalıtım işletme karbonunu azaltır. Ilgın bunu bir sonraki adımın sorusu olarak kaydediyor: bir duvar gömülü karbonuyla ve işletme karbonuna etkisiyle birlikte karşılaştırılmalı. Feyza Hanım ise Kapan Hanı için başka bir sonuç çıkarıyor: hanın taş duvarlarının metrekaresi bugün sıfır yeni gömülü karbon taşıyor; onları yıkıp yeniden örmek, bu tablonun bütün satırlarını baştan ödemek demek.

Gri alan

Gömülü karbon hesabının en zayıf yeri verisi. Okuduğumuz tablo bir ansiklopedi maddesinde, sürümü ve sınırı belirtilmeden aktarılmış; veri tabanının kendisini okumadık. ICE Birleşik Krallık'a yönelik ve Türkiye'de üretilen tuğlanın, çimentonun ve çeliğin karbonu, fabrikaların yakıtına, elektriğine ve yöntemine göre farklı olabilir; ne kadar farklı olduğu bu derste açık değil. Bir veri tabanı değeri yüzlerce beyanın ayıklanmış ortalaması olabilir ve hangi verinin ayıklandığı sonucu iki katına kadar değiştirebilir. Bizim duvar hesabımız harcı, sıvayı, yalıtımı, taşımayı ve inşaatı dışarıda bıraktı ve donatı miktarını varsaydı. Gazbeton ile tuğla duvarın farklı ısıl davranışı, işletme karbonunu da değiştirir; yalnız gömülü karbona bakarak bir duvar seçmek, resmin yarısına bakmak olur. Son olarak, Kapan Hanı'nın dört yüz yıl önce salınmış karbonunun bugünkü bir karşılaştırmada nasıl sayılacağı, yani geçmişte salınmış karbona bugün bir değer verilip verilmeyeceği, bir yöntem tartışması ve farklı standartlar bunu farklı ele alabilir.

Senin işinde

Bir malzemenin gömülü karbonunu karşılaştırırken kilogramla değil, yapı öğesinin gerçek birimiyle, bir metrekare duvarla, bir metrekare döşemeyle, bir metre kirişle karşılaştır. Her değer için kaynağı, sürümü, yılı ve sınırı yaz: beşikten kapıya mı, beşikten şantiyeye mi? Genel bir veri tabanını bir tasarımın başında yöntem ve büyüklük sırası için kullan; ürün seçme aşamasında ürünün kendi çevresel ürün beyanına geç. Türkiye'de üretilecek ürünler için Birleşik Krallık değerlerini aktarırken bunun bir varsayım olduğunu belirt. Sonucu bir aralıkla ya da veri kalitesi notuyla ver; tek bir sayının kesinliğini abartma. Bir duvarı yalnız gömülü karbonuyla değil, ısıl davranışının işletme karbonuna etkisiyle birlikte değerlendir. Var olan bir yapıyla yeni bir yapıyı karşılaştırırken var olanın malzemesinin karbonunun çoktan salındığını ve onu korumanın o karbonu yeniden ödememek olduğunu hesaba kat.

Kendin dene

Aklında kalsın

Gömülü karbon bir binayı yapmanın karbonudur: malzemelerin üretimi, taşınması ve inşaat. Bath Üniversitesi'nin ICE veri tabanı yayımlanmış çalışmalardan derlenen, Birleşik Krallık'a yönelik «en iyi değerler» verir; aynı malzemenin değeri kaynağa, yaşa ve sınıra göre değişir. Malzemeler kilogramla değil yapı öğesinin birimiyle karşılaştırılmalıdır: kilogram başına daha çok karbon taşıyan gazbeton, varsayımlarımızla bir metrekare duvarda tuğladan ve betonarmeden daha az karbon taşıdı. Bir veri tabanı değeri bir dağılımın ortasıdır; veri temizliği bir malzemenin ortalamasını iki katına kadar değiştirebilir. Var olan bir yapının malzemesinin karbonu çoktan salınmıştır; onu korumak o karbonu yeniden ödememektir.

Sonraki derse köprü

Gömülü karbonun ne olduğunu ve bir duvarda nasıl hesaplandığını gördük; şimdi bu karbonun ne zaman salındığına bakacağız. İnşaatın başında salınan ön karbonun neden bugün daha önemli olduğunu ve işletme tasarrufunun onu yıllar sonra geri ödediğini M01-D04 açıklıyor.

Kendini sına

Soru 1 · Kavram

İki duvar malzemesinin gömülü karbonu neden kilogram başına değil bir metrekare duvar başına karşılaştırılmalıdır?

• A) Çünkü malzemeler bir binada kilogramla değil yapı öğesinin birimiyle kullanılır ve yoğunlukları çok farklıdır; kilogram başına daha çok karbon taşıyan hafif bir malzeme bir metrekare duvarda daha az karbon taşıyabilir.
• B) Çünkü kilogram karbon için bir birim değildir.
• C) Çünkü bütün malzemelerin yoğunluğu aynıdır.
• D) Çünkü metrekare her zaman daha küçük bir sayı verir.

Cevap: A. Karşılaştırma, malzemenin binada gerçekten nasıl kullanıldığına göre yapılır.

Soru 2 · Kanıt

Hammond ve Jones'un 2008 tarihli makalesinin özetine göre ICE veri tabanındaki değerler neye dayanır?

• A) Tek bir fabrikada yapılan ölçümlere.
• B) Türkiye'deki üreticilerin beyanlarına.
• C) Yalnız binaların işletme enerjisine.
• D) Hakemli literatürden tanımlanmış bir yöntem ve beş ölçütle çıkarılan verilere ve literatürdeki aralık içinden, kullanıcı geri bildirimleriyle de seçilen beşikten şantiyeye «en iyi değerlere»; veri tabanı esas olarak Birleşik Krallık inşaatına yöneliktir.

Cevap: D. ICE bir derlemedir; değerleri bir aralıktan seçilmiştir ve bir coğrafyaya yöneliktir.

Soru 3 · Senaryo

Bir mimar yeni bir apartmanın dış duvarı için tuğla, gazbeton ve betonarme perde arasında gömülü karbona göre karar vermek istiyor ve elinde yalnız kilogram başına değerler var. Ne önerilmeli?

• A) Kilogram başına en düşük değeri olan malzemeyi seçmek.
• B) Her seçeneği bir metrekare duvar için, kalınlığı, yoğunluğu ve varsa donatısıyla hesaplamak; değerlerin kaynağını, sürümünü ve sınırını yazmak; sonucu bir aralık ya da veri notuyla vermek; duvarların ısıl davranışının işletme karbonuna etkisini de hesaba katmak ve ürün seçerken ürünün kendi beyanına geçmek.
• C) Hiç hesap yapmadan en hafif malzemeyi seçmek.
• D) Yalnız betonarmeyi seçmek, çünkü en dayanıklıdır.

Cevap: B. Bir duvar kararı, öğenin birimiyle, verinin sınırlarıyla ve işletme etkisiyle birlikte verilir.

Soru 4 · Tuzak

Bir öğrenci «ICE veri tabanında boya için bir değer var, demek ki boyanın karbonu kesin olarak bilinir» diyor. Öğrenci neyi atlıyor?

• A) Boyanın hiç karbon taşımadığını.
• B) ICE'nin boya için hiç değer vermediğini.
• C) Veri tabanı değerlerinin birçok kaynaktan derlenen ortalamalar olduğunu; ICE 4.0 tanıtımında su bazlı boyanın ortalamasının veri temizliğinden önce 4,07, sonra 2,15 kg CO₂ eşdeğeri olduğunu ve bu yüzden her değere bir veri kalitesi puanı eşlik ettiğini.
• D) Boyanın yalnız beton üzerinde kullanıldığını.

Cevap: C. Bir veri tabanı değeri bir dağılımın ortasıdır, kesin bir ölçüm değil.