Okul ve Hastanelerde Deprem Güvenliği

Deprem yönetmelikleri can güvenliği için yazılır. Bina hasar alır, insanlar dışarı çıkar, yapı sonra onarılır veya yıkılır. Yapı stoğunun büyük çoğunluğu için bu doğru bir tercihtir.

Okullar ve hastaneler bu mantığın dışında kalır. Depremden sonra ayakta ama çalışamayan bir hastane, tam ihtiyaç duyulduğu anda görevini yapamamış demektir. Kapanan bir okul, bir eğitim yılını ve mahallenin barınma kapasitesini birden götürür.

Yönetmelik farkı nereden koyuyor

TBDY 2018, binaları kullanım amacına göre Bina Kullanım Sınıfına ayırır ve buna bağlı bir Bina Önem Katsayısı (I) tanımlar. Deprem sonrası kullanımı gereken binalar (hastaneler, itfaiye, haberleşme ve enerji tesisleri) ile eğitim binaları için bu katsayı I = 1.5'tir.

Pratikte bunun anlamı, aynı yerde duran sıradan bir binaya göre daha yüksek tasarım kuvvetiyle hesap yapılmasıdır. Bu, önemli bir güvenlik payı sağlar.

Ama bir noktanın altını çizmek gerekir: yüksek önem katsayısı, binanın deprem sonrası çalışmaya devam edeceğini garanti etmez. Can güvenliğini büyütür. Kesintisiz kullanım bunun ötesinde, ayrıca seçilmesi gereken bir performans hedefidir.

Yönetmeliğe uygun bir hastane neden kapanır

Geleneksel taşıyıcı sistem depreme, elemanların akması ve şekil değiştirmesiyle direnir. Enerji bu yolla yutulur ve bina ayakta kalır. Yani şekil değiştirme, sistemin kusuru değil, çalışma prensibidir. Yönetmelikteki göreli kat ötelemesi sınırları da can güvenliği düşünülerek konur, hassas cihazların toleransı düşünülerek değil.

Bir hastanede bunun sonuçları somuttur:

Kat ötelemesi bölme duvarları, cam cepheyi ve katlar arasında geçen her şeyi hasarlar. Rijit bağlanmış boru ve kablo tavaları ilk kopanlardır.
Kat ivmeleri yukarı doğru büyür. Üst kattaki bir cihaz, zeminin gördüğünden kat kat yüksek ivme görür. Görüntüleme cihazları, sterilizatörler, laboratuvar ekipmanı ve sunucular buradan kaybedilir.
Asma tavanlar ve armatürler düşer. Taşıyıcı sistem sapasağlam olsa bile koridoru ve ameliyathaneyi kullanılamaz hale getirir.
Yangın söndürme ve tıbbi gaz hatları rijit noktalardan kırılır, su baskını her şeyin üstüne eklenir.

2011 Tohoku depreminde Sendai Mediatheque bu ayrımın iyi bir örneğini verdi: iyi mühendislik ürünü çelik taşıyıcı sistem tasarlandığı gibi davrandı, ama asma tavanlar çöktü ve bina aylarca kapalı kaldı. Yapının ayakta kalması ile hizmetin sürmesi ayrı sonuçlardır.

Sismik izolasyon neyi değiştirir

Sismik izolasyon problemi kaynağından ele alır. Temel ile üstyapı arasına yerleştirilen esnek yalıtım birimleri binanın periyodunu, deprem dalgasının enerjisini yoğun olarak taşıdığı bandın dışına çıkarır. Üstyapı büyük ölçüde rijit bir kütle gibi hareket eder; hem gördüğü kuvvet hem kat ötelemesi belirgin şekilde düşer.

Kritik bir yapı için bu, güvenlik payını artırmaktan öte, göçme biçimlerini değiştirir:

Kat ötelemesi, bölme duvarların ve tesisatın hasarsız kalacağı düzeye iner
Kat ivmeleri yükseklikle büyümek yerine düşer, böylece cihazlar korunur
Taşıyıcı sistem elastik kalır; incelenip onarılacak bir akma bölgesi oluşmaz
Bir hastanenin sermaye değerinin büyük kısmını oluşturan içerik korunur

Türkiye'de deprem yalıtımlı binaların tasarımı TBDY 2018 Bölüm 14 kapsamındadır ve analiz ile denetim gereksinimleri buna göre daha ağırdır.

Bütçesi en çok kısılan kalem

İzolasyon, içi cihaz dolu bir kabuğu korur. O cihazları kendiliğinden sabitlemez. Kesintisiz kullanım isteniyorsa yapısal olmayan kapsamın taşıyıcı sistemle aynı ciddiyetle tasarlanması ve bütçelenmesi gerekir:

Mekanik ve elektrik ekipmanın ankrajı ve mesnetlenmesi
Sismik dayanımı belgelenmiş asma tavan sistemleri, uygun askı ve kenar boşluğuyla
İzolasyon düzlemini geçen her tesisat için esnek bağlantı, tasarım yer değiştirmesine göre boyutlandırılmış
Sprinkler ve tıbbi gaz hatlarında sismik askı ve destekler
Görüntüleme ve laboratuvar cihazlarının, raf ve depoların ankrajı
Jeneratör ve yakıt sisteminin kendisinin de ankrajlı olması

Bunlar içinde en sık yanlış yapılan, izolasyon düzlemindeki tesisat geçişleridir. Bina yer değiştirecek şekilde tasarlanmıştır; o düzlemi geçen her boru, kablo ve kanal tasarım yer değiştirmesini karşılamak zorundadır. Tek bir rijit geçiş, sistem tam işini yaparken kopabilir.

Okullarda hesap farklı işler

Okullarda izolasyon kararı, hastanedeki gibi kesintisiz hizmet üzerinden kurulmaz. Dürüst çerçeve şudur:

Yoğunluk yüksek ve öngörülebilir. Belirli saatlerde yoğun ve savunmasız bir nüfus barındırır; önem katsayısının yüksek olmasının sebebi budur.
Yapı stoğu eski. Bir il müdürlüğünün elinde birden çok yönetmelik döneminden bina vardır ve gerçek risk, modern süneklik detaylarından önceki kısımda yoğunlaşır.
Okullar afet sonrası barınma merkezi olarak planlanır. Bu, bina bütçesinde görünmeyen ama toplumsal olarak gerçek bir değerdir.
Yeniden yapım çoğu zaman güçlendirmeyle yarışır. Okul binaları görece sade yapılardır ve inşaat yaz dönemine sığdırılabilir.

Çoğu idare için en yüksek getirili iş izolasyon değildir. Portföy düzeyinde triyajdır: modern detay öncesi binaları belirlemek, tüm stokta yapısal olmayan tehlikeleri gidermek (ucuzdur ve en olası yaralanmaları önler), yapısal bütçeyi ise değerlendirmenin riski gösterdiği yere yığmak.

Karar nasıl verilmeli

Mevcut bir tesis için sıra şudur:

TBDY 2018 Bölüm 15 kapsamında performans değerlendirmesi, idarenin bilinçli olarak seçtiği bir performans hedefine göre. Hastanede bu hedef can güvenliği değil, kesintisiz kullanım olarak yazılmalıdır.
Kayıp tahmini. Günlük kapalı kalma maliyeti nedir: yönlendirilen hasta, kaybedilen gelir, geçici kapasite kurma maliyeti. Hastanelerde bu rakam genelde analizi tek başına belirleyecek büyüklüktedir.
Seçeneklerin karşılaştırılması. Geleneksel güçlendirme, ek sönümleme, sismik izolasyon veya yeniden yapım; her biri kendi kapalı kalma süresiyle fiyatlanır.
Yapısal olmayan kapsamın ayrı bütçelenmesi, opsiyonel kalem olarak değil.

Yeni yapılarda izolasyon kararı ön tasarım aşamasına aittir. Sonradan eklemek, temeli, düşey sirkülasyonu ve tüm tesisat geçişlerini yeniden ele almak demektir.

Sonuç

I = 1.5 tasarım kuvvetini büyütür. Ertesi sabah açılan bir hastaneyi getirmez. O sonuç, performans hedefinin bilinçli seçilmesinden ve buna uygun bir taşıyıcı sistemle yapısal olmayan kapsamın birlikte kurgulanmasından çıkar.

Bir hastane veya okul portföyü için bu kararı değerlendiriyorsanız bir görüşme planlayın; tesisinizin gerçekte hangi performans hedefine ihtiyacı olduğunu ve seçeneklerin bu hedefe karşı maliyetini birlikte çıkaralım.

Sık Sorulan Sorular

Okul ve hastanelerde deprem tasarımı neden farklı?

TBDY 2018, deprem sonrası kullanımı gereken binalar ve eğitim binaları için Bina Önem Katsayısını I = 1.5 olarak belirler. Bu, aynı yerdeki sıradan bir binaya göre daha yüksek tasarım kuvvetiyle hesap yapılması demektir.

Yönetmeliğe uygun bir hastane depremden sonra çalışmaya devam eder mi?

Zorunlu değil. Yönetmelik hedefi can güvenliğidir. Geleneksel taşıyıcı sistem şekil değiştirerek enerji yutar; bu öteleme bölme duvarları, cam cepheyi ve tesisatı hasarlar, yukarı doğru büyüyen kat ivmeleri de cihazları vurur. Kesintisiz kullanım ayrıca seçilmesi gereken bir performans hedefidir.

Sismik izolasyon maliyeti ne kadar artırır?

İzolasyon sisteminin kendisi inşaat maliyetinin tipik olarak yüzde 1 ila 3'ü kadardır; yeni yapıda toplam proje primi taşıyıcı sisteme göre yüzde 3 ila 8 bandındadır. Mevcut binaya uygulama proje bazlıdır ve genel bir yüzde verilmez. Kapalı kalma maliyeti yüksek tesislerde karşılaştırma genelde izolasyon lehine çıkar.

İzolasyonlu kritik yapılarda en sık ne atlanıyor?

İzolasyon düzlemini geçen tesisat bağlantıları. Bina yer değiştirecek şekilde tasarlanmıştır; o düzlemi geçen her boru, kablo ve kanal tasarım yer değiştirmesini karşılayacak esneklikte olmalıdır. Asma tavan sistemleri ve cihaz ankrajı bunu izleyen eksiklerdir.

Okullarda sismik izolasyon şart mı?

Genelde daha yüksek getirili iş portföy triyajıdır: modern süneklik detaylarından önceki binaları belirlemek, tüm stokta yapısal olmayan tehlikeleri gidermek ve yapısal bütçeyi değerlendirmenin gösterdiği yere yığmak. İzolasyon, afet sonrası rolü olan belirli binalar için değerlendirilir.