Hastane ve Kritik Binalarda Sismik İzolasyon: Zorunluluk ve Uygulama

Hastane binalarında sismik izolasyon, Türkiye'de artık bir tercih değil çoğu proje için bir kural. Bunun arkasında basit bir mantık var: deprem sonrasında en çok ihtiyaç duyulan bina, depremden en az etkilenmesi gereken binadır. Bir hastane, ölü ve yaralıların taşındığı yer olarak tam da sarsıntının bittiği dakikada çalışır durumda olmak zorunda. Bu yazıda hastane ve diğer kritik yapılarda izolasyonun neden zorunlu tutulduğunu, yönetmeliğin ne istediğini ve sahada nasıl uygulandığını mal sahibi gözüyle anlatıyoruz.

Önce çerçeveyi netleştirelim. "Kritik bina" dediğimizde, deprem anında ya da hemen sonrasında toplumun ayakta tutmak zorunda olduğu yapıları kastediyoruz: hastaneler, itfaiye, haberleşme, ulaşım ve afet yönetim tesisleri. Bu yapılarda deprem güvenliği hedefi, sıradan bir binadan farklı kurulur. Sıradan binada amaç can kaybını önlemek; kritik binada amaç binanın kendisini ve içindeki hizmeti kesintisiz ayakta tutmaktır. Sismik izolasyon bu ikinci hedefe bugün elimizdeki en doğrudan yanıt.

Aşağıda önce zorunluluğun hukuki dayanağına, sonra yönetmeliğin teknik beklentisine, ardından 6 Şubat 2023 depremlerinin somut sonuçlarına bakacağız. Yazının sonunda hastane projesinde izolasyon kararının hangi aşamada verilmesi gerektiğini de anlatıyoruz.

Hastane binalarında sismik izolasyon neden zorunlu?

Zorunluluğun kaynağı Sağlık Bakanlığı'nın genelgeleri. Bakanlık, 1. ve 2. derece deprem bölgelerinde inşa edilen 100 yatak ve üzeri yeni hastanelerin deprem yalıtımlı olarak yapılmasını şart koştu. Bu karar, şehir hastaneleri programıyla birleşince Türkiye'yi kısa sürede dünyanın en büyük izolatör alıcılarından biri haline getirdi.

Kararın mantığını sayıya dökmek kolay. Yüksek riskli bir bölgede yüz yatak ve üzeri bir hastane, hem büyük bir kamu yatırımı hem de bir bölgenin sağlık omurgası. Böyle bir binanın depremde hasar görüp devre dışı kalması, tek başına can kaybından çok daha geniş bir zincirleme sonuç doğurur: yaralılar başka illere sevk edilir, ameliyatlar ertelenir, bölgenin afet müdahale kapasitesi çöker. İzolasyonun ek maliyeti, bu riskin yanında küçük kalır.

Burada bir ayrımı da yapalım. Zorunluluk, belirli bir eşik üzerindeki yeni hastaneler için geçerli. Daha küçük sağlık yapıları veya düşük deprem riskli bölgelerdeki binalar için izolasyon yasal bir dayatma değil; ama performans hedefi yüksek tutulmak isteniyorsa yine mühendislik açısından mantıklı bir seçim olabilir. Bir binanın izolasyona uygun olup olmadığını fonksiyon, taşıyıcı sistem ve zemin birlikte belirler; bu kriterleri sismik izolasyon hangi binalara uygulanır yazısında tek tek ele aldık.

Kritik bina hangileridir? TBDY 2018 ve bina kullanım sınıfı

Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY 2018), binaları kullanım amacına göre bina kullanım sınıflarına ayırır. En üstteki sınıf, deprem sonrasında hemen kullanılması gereken yapılara ayrılmıştır. Yönetmeliğin bu tanıma soktuğu binalar şunlar: hastaneler ve sağlık tesisleri, itfaiye bina ve tesisleri, haberleşme ve enerji tesisleri, ulaşım istasyon ve terminalleri, vilayet, kaymakamlık ve belediye yönetim binaları ile afet planlama ve ilk yardım istasyonları.

Bu binaların ortak özelliği şu: görevleri tam da deprem anında ya da hemen sonrasında başlar. Boş kaldığında sorun olmayan bir depo ile içi hastayla dolu bir yoğun bakım aynı deprem güvenliği hedefine sahip olamaz. Bu yüzden yönetmelik en yüksek kullanım sınıfındaki binalara normalde bina önem katsayısı I=1.5 gibi daha yüksek bir güvenlik payı yükler.

İlginç bir nokta burada devreye giriyor. İzolasyonlu bir bina tasarlandığında, TBDY 2018 Bölüm 14 bina önem katsayısını I=1 olarak alır. Yani hastane için normalde 1.5 olan katsayı 1'e iner. Bu bir gevşetme değil, tam tersi: güvenliğin artık katsayıyla değil, doğrudan izolasyon performansıyla sağlandığı anlamına gelir. Katsayı yerine sistemin kendisi koruyor. Bölüm 14'ün madde madde ne istediğini TBDY 2018 Bölüm 14 yazımızda ayrıntılı anlattık.

Kesintisiz kullanım: yönetmelik hastaneden ne bekliyor?

Kritik binada hedef "yıkılmasın" değil "çalışmaya devam etsin". Yönetmelik bunu performans hedefleriyle tanımlar. İzolasyonlu binalar iki deprem düzeyi birlikte kullanılarak tasarlanır: üst yapıya etkiyen en büyük kuvvet DD-2 (tekrarlanma periyodu 475 yıl) düzeyinde, yalıtım sisteminin en büyük yerdeğiştirmesi ise DD-1 (2475 yıl) düzeyinde hesaplanır. İzolatörler, binanın ömründe belki bir kez bile görmeyeceği çok seyrek depremin deplasmanını karşılayacak kapasitede seçilir.

Üst yapının depremde ne kadar hasar alacağını, kullanılan deprem yükü azaltma katsayısı R belli eder. TBDY 2018 Bölüm 14, kesintisiz kullanım hedefi için R değerini 1.2 gibi çok düşük bir seviyede tutar. Kıyaslama için: konvansiyonel, süneklik düzeyi yüksek bir betonarme çerçevede bu katsayı 8'e kadar çıkabilir. R'nin 1.2'de tutulması, üst yapının depremde neredeyse elastik kalmasının, yani hasarsız çıkmasının istendiğini gösterir. Enerjiyi taşıyıcı sistem değil, izolasyon arayüzü yutar.

Hastanede iş binanın ayakta kalmasıyla bitmez. Ameliyathane cihazları, MR ve tomografi üniteleri, laboratuvar ve sterilizasyon ekipmanı kat ivmesine karşı hassastır; sarsıntı bunları binadan önce devre dışı bırakabilir. İzolasyon kat ivmelerini büyük ölçüde düşürdüğü için bu cihazlar da depremi çok daha hafif yaşar. Kritik binada asıl korunan şey çoğu zaman betonun kendisi değil, o betonun içindeki hizmettir.

6 Şubat 2023: teori sahada sınandı

Bu teknoloji hakkında en güçlü kanıt laboratuvardan değil, 6 Şubat 2023 Kahramanmaraş depremlerinden geldi. Yıkımın en ağır olduğu bölgede, izolatörlü inşa edilen sağlık yapıları yapısal hasar almadan ayakta kaldı ve çevrelerindeki binalar zarar görürken depremzedeleri tedavi etmeye devam etti. Basına ve kamu raporlarına yansıyan örnekler arasında Elbistan Devlet Hastanesi ve Hatay Dörtyol Devlet Hastanesi gibi yapılar var.

Ölçek fikri vermesi için birkaç sayı. Adana Şehir Hastanesi 1.512 izolatör üzerine oturuyor ve deprem sırasında hizmetini kesintisiz sürdürdü. İstanbul'daki Başakşehir Çam ve Sakura Şehir Hastanesi ise 2.068 izolatörüyle dünyanın en büyük sismik izolatörlü binası unvanını taşıyor. Bu binalar, "izolasyon işe yarıyor mu?" sorusunun sahadaki cevabı: yarıyor, hem de en çok ihtiyaç duyulan anda.

Buradaki dersi abartmadan söyleyelim. İzolasyon her binayı kurtaran sihirli bir çözüm değil; doğru tasarlanmış, doğru test edilmiş ve doğru monte edilmiş bir sistemin ne yapabildiğinin kanıtı. Aynı deprem, izolasyonu yanlış kurgulanmış ya da yalıtım arayüzü mimariyle çakışmış bir binada aynı sonucu vermez. Bu yüzden zorunluluk tek başına yeterli değil; işin mühendisliği ve denetimi de en az yönetmelik kadar belirleyici.

Hastane projesinde izolasyon nasıl uygulanır?

Kritik bir binada izolasyon, projeye sonradan eklenen bir parça değil, en baştan tasarımın omurgasına giren bir karardır. Süreç kabaca üç ayak üzerinde yürür ve bu üç ayağın ayrı taraflarca, dengeli çalışması gerekir:

• Tasarım: İzolasyonlu bina, çoğu durumda zaman tanım alanında doğrusal olmayan analiz ister. Orta yükseklikte bir hastane bloğu neredeyse her zaman bu düzeyde bir çözüm gerektirir. Temel detayı, izolatör yerleşimi ve binanın çevresindeki hareket boşluğu bu aşamada kesinleşir.
• Tedarik ve test: Her izolatör tipi için üreticiden bağımsız, akredite laboratuvarda prototip deneyi yapılır; üretilen birimlerin bir bölümü üretim kontrol deneyinden geçer. Yalıtım birimleri CE işareti taşımak zorundadır. Hastane ölçeğinde bu, binlerce izolatörün takvime uygun teslimi demektir.
• Montaj ve işletme: İzolatörler yerleştirildikten sonra saha uygunluk kontrolü yapılır; birimlere bina ömrü boyunca erişim sağlanır ve periyodik bakım planlanır.

Hastaneye özgü iki kritik ayrıntı var. Birincisi hareket boşluğu: bina, hesaplanan en büyük yerdeğiştirme kadar engelsiz hareket alanına sahip olmalı. Bu boşluk merdiven, asansör ve özellikle yoğun hastane tesisatının (medikal gaz hatları, su, atık, enerji) geçtiği noktalarda esnek bağlantılarla çözülmezse, bina hareket ederken tesisat kopabilir. İkincisi cihaz yerleşimi: kat ivmesinin düştüğü izolasyonlu binada bile hassas ekipmanın ankrajı ihmal edilmemeli. İyi bir izolasyon projesinde mimar, statik ve mekanik ekipler bu noktalarda erken masaya oturur.

Maliyet tarafında kritik binalar için genelde şu tabloyu görüyoruz: izolasyon, yeni bir hastanenin toplam yapı maliyetine gösterge olarak tek haneli bir yüzde ekler ve karşılığında tasarım depreminde yapısal hasarsızlık ile hizmet sürekliliği hedefler. Fiyatı hangi faktörlerin belirlediğini deprem izolatörü maliyeti yazısında ayrıntılandırdık; her rakam projeye göre değişen bir gösterge, kesin bütçe değil.

Hastane dışındaki kritik binalar

Aynı mantık hastane dışına da uzanır. Bir okulda deprem anında yüzlerce çocuk bulunur; "can güvenliği sağlandı, bina hasarlı ama yıkılmadı" hedefi burada yetersiz kalabilir, izolasyonlu okul tasarım depreminde yapısal hasarsızlığı hedefler. Afet koordinasyon merkezleri, itfaiye ve 112 binaları için de durum aynı: bu yapıların görevi tam da deprem anında başlar, kendileri devre dışı kalırsa müdahale zinciri kopar.

Bir de değeri binanın kendisinde değil içindekinde olan tesisler var. Veri merkezinde sunucuların ve kesintisiz hizmetin değeri betonun kat kat üzerindedir; ilaç veya elektronik üretimi yapan bir fabrikada bir aylık üretim durması izolasyon sisteminin toplam maliyetini aşabilir. Bu yapılarda izolasyon bir güvenlik önlemi olduğu kadar bir iş sürekliliği yatırımıdır. Ortak nokta hepsinde aynı: işlev deprem sonrası devam etmek zorundaysa, koruma çıtası yükselir.