Zaishui Sanat Müzesi

Fotoğraflar: ©Arch-exist, junya.ishigami+associates, XinY

Nehrin ve tepelerin arasındaki yapay bir gölün üzerinde yer alan Zaishui Sanat Müzesi’nin tasarımı Junya Ishigami + Associates mimarlık ofisi tarafından gerçekleştirildi. Statik proje ise XinY Structural Consultants firmasına ait. 2023 yılında tamamlanan ve Çin’in Rizhao kentinde bulunan müze, küçük bir kasabanın eteklerindeki yeni kültür parkının girişinde yer alıyor ve ziyaretçi merkezi, restoran, çikolata sergi alanı gibi işlevleri barındırıyor. 

Bu kültür yapısını benzerlerinden ayıran diğer bir özelliği de, suyun açık bırakılan cephe tabanından bir miktar içeri giriyor olması ve böylece ziyaretçilere çok farklı bir müze deneyimi yaşatmasıdır. Zemine taşan su, cephe görünümünde son derece sıra dışı bir yansımaya da neden oluyor. 

Gölü boydan boya geçen yaklaşık 885 metre uzunluktaki binanın açıklığı 4.615 ila 19.750 metre arasında değişiyor. Bükümlü çelik strüktürden oluşan taşıyıcı sistemin tüm kolon kesitleri 140mm x 250mm ölçüsündedir ve 50mm kalınlığında beton ile kaplanmıştır.

Çift kıvrımlı çatıyı, gölün dibinden yükselen çelik sütunlar taşıyor. Saçak yüksekliği 1.046 ila 4.848 metre arasında değişirken çatı suyun üzerinde hem aşağı yukarı hem de sağa sola doğru dalgalanarak ilerliyor. 

Yapının hafif strüktürü doğayla tümüyle bütünleşirken müzeyi bulunduğu peyzajın ve çevrenin ayrılmaz bir parçası haline getiriyor.  Binanın kuzeye ve güneye bakan cam giydirme cephe bölümlerinin her biri eşit genişlikte üç cam panelden oluşuyor.

Çatının farklı dalgalanmalarına göre değişen ve maksimum yükseklikleri 4,8 metreyi geçen çerçevesiz ve desteksiz cam paneller, yapıya şeffaflık kazandırırken aynı zamanda alt taraflarında bırakılan boşluklardan göl suyunun içeri akmasına da izin veriyor.

Yapının bulunduğu doğa ortamının iç mekâna taşınması, insanların, binanın, rüzgârın, güneş ışığının, gölün, ağaçların, böceklerin ve uzaktaki dağların bir arada var olabilmesi mümkün kılınıyor. Bu da ziyaretçilere eşsiz bir deneyim sunuyor. Kışın göl donduğunda bile, su cam panellerin altındaki boşluktan içeriye akmaya devam ediyor.

Zeminin yaklaşık yarısı suyla kaplı olan iç mekânda birbirine dolambaçlı şekilde bağlanan kum banklarının üzerinde sergi alanlarıyla ziyaretçi yolları yer alıyor. Güneşin altında parlayan sığ su alanları yetişkinlikleri ve özellikle orada oynamayı seven çocukları cezbediyor.

Cam panellerin tamamen açıldığı sıcak yaz aylarında rüzgârla kırışan su yüzeyi ve tavana yansıyan güneş ışığı, iç alanda alacalı ışık gölge oyunları oluşturuyor. Cam panellerin altından iç mekân ile dış mekân arasında akmaya devam eden su ise binayı doğal yollardan serinletirken enerji tüketimini de azaltıyor. 

Akıllı iklimlendirme sistemi, su alanlarının üzerindeki sıcaklığı ve nemi değiştirmeden sadece insanların yoğunlaştığı bölgelere odaklanarak ve konforlu küçük alanlar oluşturarak, sert iklim koşullarının söz konusu olduğu bölgede enerji ve işletme maliyetlerinden büyük oranda tasarruf sağlıyor. 

Kıvrımlı bina planı ve iki yönlü serbest biçimli çatı nedeniyle, her bir çelik kolon ve çelik kiriş farklılık gösteriyor. Parametrik tasarım, yani belirli parametrelere dayalı bir model oluşturma süreci içeren mimari tasarım, tüm proje bileşenlerinde verimliliğin artmasına katkıda bulunmaktadır.

Mimari konsept ince kolonlar ve çatı kenarları gerektirdiğinden, yüksek gerilme kabiliyeti gösteren çelik yapı tercih edildi. 50mm kalınlığındaki brüt beton dış kaplama sadece mimarın beklediği etkiyi sağlamakla kalmadı, çelik yapının işletme süresince pas önleme bakımı gerektirmemesiyle binanın bakım giderlerini de neredeyse sıfırladı.

Bu proje, sınır ötesi ortak bir tasarım ve araştırma girişimidir. Devasa boyutuna rağmen, yerel kültür turizmini canlandırmak ve mülk sahipleriyle birlikte turistlerin ve yerel halkın kalbini kazanmak amacıyla bilinçli olarak hem kullanıcı hem de çevre dostu olacak şekilde tasarlandı. Medyanın yoğun ilgisini çeken proje, paydaşlardan bazılarının iş hacminin artmasına, teknolojilerinin gelişmesine ve tanınmışlıklarının artmasına neden oldu.

Devasa büyük boyutlarına (20m x 18m) karşın fazlasıyla ince (50mm) olan beton plakalarla inşa edilen tavanda çatlakların önlenmesi, projenin en önemli zorluklarından birini oluşturdu. Bina boyunca tavan, her 18 metrede bir 6mm genişliğinde derzler bırakılarak, bu beton plakalarla kaplandı. 

Bu büyük boyutlu beton plakalarda çatlak oluşumunu önlemek için kamburlaştırma olarak da adlandırılan iki aşamalı ters sehim (pre-cambering) tasarımı uygulandı.  Çelik kirişlerin ve beton plakaların her birinin eğrilikleri farklı parametrelendirildi. Tavan beton kalıpları, çatı ve tavan yüklerinden oluşacak sehim değerine göre belirlenen eğilme değerine bağlı olarak, önceden aşağı doğru büküldü.

Tavan panelleri, beton döküldükten 28 gün sonra, ayar vidaları sıkılarak kalıptan yukarı doğru kaldırıldı ve ardından tasarımdaki bitiş çizgilerine geri oturtuldu. Bu yöntem, tavan alt yüzeyinin sürekli basınç altında olmasını sağlayarak çatlakların oluşumunu önlemektedir. Özenle belirlenen ters sehim tasarımı aynı zamanda beton üst yüzeyinin güvenliğini de artırmaktadır. 

Yaklaşık 885 metre uzunluğundaki binada oluşacak sıcaklık gerilmeleri, projenin çözülmesi gereken diğer önemli zorluğunu oluşturdu. Bunun için yapı üç genleşme derzi ile dört farklı sıcaklık bölgesine ayrıldı.  Bunun yanı sıra uzunlamasına çelik kirişler her 18 metrede bir uzun oval cıvata delikleriyle donatıldı. Uzun oval deliklerdeki yüksek dayanımlı vidalar herhangi bir ön yük kuvveti uygulamıyor, buna karşın kaymanın sıcaklık gerilmelerini azaltan etkisi de biliniyor.

Aşırı uzun ve aşırı büyük binalar genellikle yönetilmesi zor olan yüksek sıcaklık gerilmelerine neden oluyor. Bunun önüne geçebilmek için projenin planlama ve araştırma sürecinde basit ama kullanışlı bir teori geliştirildi: “Sıcaklık gerilmesi olmayan, statik olarak belirsiz bir yapısal sistem.”

Grafik 11

Grafik 11'de yer alan yapı/nesne üzerindeki tüm destek çubukları kendilerine karşılık gelen kontrol çizgilerine diktir ve tüm kontrol çizgileri aynı O noktasında birleşmektedir. Ortamın sıcaklığı değiştiğinde, yapı/nesne O noktasına bağlı olarak radyal yönler (kontrol çizgileri) boyunca serbestçe deforme olabiliyor. Genleşme ve büzülme yönlerinin (kontrol çizgileri) tümü destek çubuklarına dik olduğundan, destekler sıcaklık yükleri altında yapıyı/nesneyi kısıtlamıyor. 

Bu özellik, “dikey” ve “bir noktaya yakınsama” koşullarının karşılanması halinde, doğrusal analizde yapının sıcaklık gerilmesinin her zaman sıfıra eşit olacağı anlamına geliyor. (Yakınsama: Aradaki açıklığın sonsuz küçülerek fakat kesişmeden bir noktaya, bir sınıra doğru yaklaşması.)

Grafik 12

Bu durumda, karmaşık sıcaklık değişimlerine sahip keyfi bir sıcaklık alanı altında statik olarak belirsiz bir yapısal sistem için doğrusal olmayan bir analizde, hangi tip destek düzenlemesiyle minimum sıcaklık gerilmesi sağlanabilir? 

Grafik 12'de yer alan yapı/nesne üzerindeki herhangi bir P noktası, sıcaklık değişimiyle birlikte P' noktasına doğru deforme oluyor. A noktası, PP' doğru parçası üzerindeki desteğin dikey ayağını oluşturuyor. PA/PP' oranı yaklaşık 0,42 olduğunda, en düşük seviyedeki sıcaklık gerilmesi elde ediliyor.

Yapı malzemelerinin farklı veya kompozit olması durumunda da, aynı sonuçlar geçerli oluyor. Bu teori, bazı büyük ölçekli veya sıcaklık değişimi yüksek projelerin planlanmasında başarıyla uygulanmış ve uluslararası akademik konferanslarda sunulmuştur.

Haber Architizer’dan çevrilerek derlenmiştir.