Basında ODTÜ
Basında ODTÜ
Üniversitemiz İnşaat Mühendisliği Bölümü’nden Dr. Öğr. Üyesi Çağla Meral Akgül’ün baş araştırmacılarından olduğu “Sürdürülebilir ve Düşük Maliyetli Malzemeler İçeren İklime Dayanıklı 3D Yazdırılabilir Bina Bileşenleri (3D-PC): Hassas Nüfuslar İçin Düşük Maliyetli ve Yüksek Hızlı Konut Sağlanması" projesi TÜBİTAK - British Council (Birleşik Krallık) İkili İşbirliği Programı kapsamında desteklenmeye hak kazandı.
Mülteciler ve depremzedeler gibi savunmasız gruplar için barınma ihtiyacının acil ve düşük maliyette karşılanması son derece önemlidir. Bu ihtiyaç, genellikle hızlı ve ucuz çadırlar ve prefabrik yapılar ile karşılanmaktadır. Fakat, bu çözümler devam eden savaşlar ve ekonomik dalgalanmalar sebebi ile geçici konutların neredeyse kalıcı hale geldiği insanları termal konforsuzluk, hastalık, yangın teklikesi ve güvenlik açıkları gibi istenmeyen sonuçları doğurabilecek kötü yaşam koşullarına mecbur bırakır. Bu gruplar için yapıların tamamen veya kısmen 3B yazdırılması uygun bir seçenek olabilir.
Sürekli gelişen 3B beton yazımı teknolojisinin geleneksel yöntemlere göre birçok avantajı vardır. Bu teknoloji ile özel kalıplara ihtiyaç duymadan yüksek kaliteli, karmaşık şekiller daha kolay üretilebilir. İnşaat süreçleri aylardan günlere düşürülebilir. Oluşacak inşaat atığının azaltılmasıyla kaynak verimliliği artar. Covid-19 yüksek risk grubunda yer alan inşaat işçilerinin sosyal mesafe gereksiniminin sağlanmasına olanak tanır. Ayrıca, 3B yazdırılımış ürünlere daha kolay ek işlevsellik kazandırılabilir. Fakat, yeterli reolojik ve sertleşebilirlik özelliklere sahip, düşük maliyetli, sürdürülebilir, 3B yazdırılabilir bir bağlayıcı geliştirmek oldukça zordur. 3D-PC projesinin ana hedefi bu zorluğu aşmaktır.
ODTÜ’den Dr. Çağla Meral Akgül ve Glasgow Üniversitesi’nden Dr. Çise Ünlüer’in baş araştırmacı oldukları 3D-PC projesi, eklemeli imalat ve gelişmiş malzeme teknolojileri alanlarını kapsıyor. Düşük maliyetli, sürdürülebilir malzemelerden iklime dirençli 3B yazdırılabilir yapı bileşenleri geliştirmeyi amaçlıyor. Proje kapsamında; yerel olarak temin edilebilen doğal ve atık malzemeler, yenilikçi bir aktivasyon-çekirdeklendirme tekniği ile 3B yazdırılabilir kompozitlere dönüştürülecek. Hesaplama mekaniği ve sayısal analiz ile optimize edilerek 3B yazdırılacak bina bileşenleri, yüksek termal performansa sahip esnek ve işlevsel geometrilere sahip olacak. Gerçeğe yakın boyutta bileşenler İSTON işbirliğinde yazdırılacak.
Dr. Akgül ve Dr. Ünlüer’in sinerjik uzmanlıkları (İngiltere’nin sürdürülebilir 3B yazdırılabilir yapı malzemeleri konusunda, Türkiye’nin ise düşük maliyetli inşaat, termal analiz, bina enerji modellemesi konularında) 3B yazdırılmış kompozitlerin tasarımını mümkün kılacak. Geliştirilen teknoloji sadece yüksek hızlı ve sürdürülebilir inşaat uygulamalarının yolunu açmakla kalmayıp, aynı zamanda işçilik, malzeme ve kürleme koşullarında sınırlamaların olduğu aşırı koşullar altında uzaktan inşaat uygulamalarının (ör. dünya dışı 3B-yazdırma teknolojileri) da önünü açacak.
ODTÜ Makina Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi Doç. Dr. Hüsnü Dal, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi Prof. Dr. Y. Eren Kalay, Mimarlık Bölümü öğretim üyesi Doç. Dr. İpek Gürsel Dino, İnşaat Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi Prof. Dr. Afşin Sarıtaş ile Glasgow Üniversitesi’nden Dr. Peter Grassl’ın ekibinde yer aldığı proje; akademik yararlanıcılar, inşaat sektörü, politika yapıcılar ve yerel toplulukları kapsayan tüm kullanıcılar tarafından erişilebilen, istenen sürdürülebilirlik, maliyet ve esneklik yönlerini elde etmek için gereken adımlara rehberlik edecek kapsamlı bir çerçevenin hazırlanması ile sonlanacak.
Proje sayesinde yaratılan uzmanlık ve teknolojik yetenekler, savunmasız gruplar için daha güvenli barınma olanağının yanında kalifiye işgücü için daha fazla istihdam sağlayacak, Türkiye ve Birleşik Krallık’ın inovasyon odaklı büyümelerine katkıda bulunan yeni tasarım konseptlerinin üretilmesine izin vererek döngüsel ekonomiyi destekleyecek ve ekonomiyi canlandıracak.
"Climate resilient 3D-printable building components incorporating sustainable and low-cost materials (3D-PC): Providing low-cost and high-speed housing for vulnerable populations" titled project, led by Dr. Çağla Meral Akgül from METU Department of Civil Engineering, was accepted for "TÜBİTAK - British Council (UK) Bilateral Cooperation (Institutional Links) Programme" funding.
There is an urgent need to provide low-cost and high-speed accommodation to vulnerable groups (e.g., refugees and earthquake survivors). Existing solutions such as tents and prefabricated units are generally fast and cheap to set; but for people, whose temporary housing becomes almost permanent due to ongoing wars and economic fluctuations, these solutions result in poor living conditions, resulting in undesirable outcomes, including occupant discomfort, security vulnerabilities, fire hazards, and diseases. Building housing units completely or partially from 3D-printed components can be a feasible alternative for these regions. As an ever-developing sector, 3D-printing of concrete has significant benefits when compared to traditional methods. Through digital fabrication, the entire construction process can be shortened from months to days. Resource efficiency can be enhanced by reducing construction waste. Due to Covid-19 conditions, the necessity for social distancing amongst construction workers – a high-risk group – can be enabled. 3D-printing also facilitates the production of high-quality complex shapes without the need for special formworks. Adding functionality to the printed products also becomes easier. The main challenge for 3D-printed concrete is the development of a low-cost, sustainable binder with adequate rheological and stiffening properties. These particular points set the framework of the 3D-PC project.
The 3D-PC project, principally investigated by Dr. Çağla Meral Akgül from METU, and Dr. Çise Ünlüer from the University of Glasgow, aims to develop climate-resilient 3D-printable building components from low-cost, sustainable materials, covering additive manufacturing and advanced material technologies areas. Locally available natural and waste materials and by-products will be converted to printable composites via an innovative activation-nucleation technique. 3D-printed components will possess high thermal performance, flexibility, and functional geometries, optimized by computational mechanics and numerical analysis. Life-size building elements will be 3D-printed in collaboration with İSTON.
The synergistic expertise of Dr. Çağla Meral Akgül, and Dr.Çise Ünlüer as the 2 PIs (i.e. sustainable 3D-printable construction materials of the UK PI; low-cost construction, thermal analysis, building energy modelling of the Turkish PI) will enable the design of 3D-printed composites, paving the way for not only high-speed and sustainable construction practices; but also for remote construction practices under extreme conditions with limitations on labour, material and curing conditions (e.g., extraterrestrial 3D printing).
The project, consisted of Assoc. Prof. Hüsnü Dal from METU Department of Mechanical Engineering, Prof. Y. Eren Kalay from the Department of Metallurgical and Materials Engineering, Assoc. Prof. İpek Gürsel Dino from the Department of Architecture, Prof. Afşin Sarıtaş from the Department of Civil Engineering, and Dr. Peter Grassl from the University of Glasgow as the Project team, will finalize with a comprehensive framework to provide guidance on the steps required to achieve the desired sustainability, cost, and flexibility aspects, accessible by all users (e.g., academic beneficiaries, construction industry, policymakers and local communities).
Created expertise and technological capabilities through the project will enable circular economy and boost the economy by providing safer housing opportunities for vulnerable groups, increased jobs for skilled labour and allowing the production of new design concepts contributing to Turkey and the UK's innovation-driven growths.