Ülkemizde son yıllarda en çok uygulanmaya başlanan fabrika yapımlı konut (prefabrik) üretimi Almanya’da Peter Behrens ve Walter Groupius USA’da Richard Neutra ve Buckminster Fuller tarafından 1920 ve 1930’ların sonlarında gelişmeye başlamıştır. II.Dünya savaşından sonra ortaya çıkan konut açığı kısa sürede kapatılabilmesi için araştırmalar başlandı. Mobil evler diye isimlendirilen konutların fonksiyonları ile arabalar arasında ilişki kurulmaya başlandı. 1950’lerde artan taleple birlikte USA’da çok sayıda yeni firma kurulmaya başladı. USA’da 1959‘da 268 üretici bulunurken günümüzde çeşilti nedenlerden dolayı bu sayı 34‘e düşmüştür.
İlk banyo hücresi uygulaması Amerikalı mühendis Buckminster Fuller’in 1937‘de geliştirdiği prefabrike çelik Dymaxion banyosudur. 30 yıl sonra Nicholas Grimshaw Lonrdra‘da bir öğrenci yurdunun dairesel kulesine tespitli banyo hücresi geliştirmiştir. Bundan çok sonra belki de Grimshaw‘ın tuvalet hücresinden etkilenen Sir Norman Foster Hong Kong Shangai Bankası çelik WC hücreleri kullanmıştır. Bu ofis binasında servis hücreleri kullanılması modüler bina teknikleri yapım hızı ve kalitesini geliştirmiştir.
Amerikalıların bu ilk adımlarından sonra 1930- 1970’ler arasında Avrupalı mimarlarda konut yapılarına bir dizi yeni fikirler ortaya koymuşlardır. Özellikle Jean prouve’ın bu konudaki çalışmaları modüler üniteli tasarımın ilerlemesine yardımcı olmuştur. Fransız hükümetinin isteğiyle 1950‘de Prouve toplu üretime uygun metal iskelete dayanan iki farklı tipolojinin 14 varyasyonunu etüd ederek farklı konut şemaları geliştirmiştir. Döneme göre oldukça zengin cepheleri olan bu toplu konutlar orta gelirli ailelerden çok yüksek gelirli ailelere hitab ediyordu. Günümüze gelindiğinde Richard Rogers’ın fonksiyonel olarak çekici, güzel, bakımı kolay olan konut modülleri üzerinde çalışmalar yaptığı görülmektedir. Seri üretimin yanı sıra fonksiyonel esneklik, yapım kolaylıklarının yanı sıra dikkatler enerji korunumunda yoğunlaşmaya başladı. Rogers’ın futuristik “Zip Up” programı sürdürülebilir mimariyi temsil etmektedir. Bu sistemle kirişler sayısız elemanlar içinden seçilerek, kişiye özel konut yapımı gerçekleştirilmektedir. Rogers’ın buradaki amacı “özerk insan yerleşimleri” fikrini geliştirmekti, tasarımında kirli suyu ve çöpü temizleyen ve kendi kendine gerekli enerjiyi sağlayan küçük bir eko sistem örnermişti.
Aynı yıllarda Avusturyalı mimar Leo Kaufmann, konut fonksiyonlarına çok uygun modüler bir sistem geliştirdi. Johannes Kaufmann’ın tasarladığı “FRED” sistem, çocukların lego oyuncaklarına benzetilebilir. 5X5m boyutlarındaki modüllerin kenar-kenara, üst üste yerleştirilmesi ile 10 farklı cephe elde edilebilmektedir. “FRED” sisteme çok benzeyen “SU-SI” diye isimlendirilen bir diğer sistem, nakliye edilebilir prototip geliştirilmiş yapının tamamı şantiye alanında montajı sadece 5 saatte yapılabilmekteydi. Son zamanlarda Leo Kaufmann ve İsviçre’li Jonhannes Norlander bu konu üstünde çalışmaktadır. Müşterinin isteğine göre farklı fonskiyon örn.bahçe klübesi, WC, hastane veya kamping, üniveriste vb form olasılıklarını araştırmaktadır
Genellikle modüler koordinasyonun geleneksel yapımdan daha pahalı olduğu düşünülür. Bu tek yapı için doğrudur, fakat çok sayıda yapı için oldukça büyük ekonomi sağlamaktadır. Japon yapı marketi, modüler yapıyı esas alır ve bu sistemle yılda 150.000’in üzerinde konut yapılmaktadır. Bu tür yapımla yapım süresi %60 kısalır. Modüler yapım diğer yapım sistemleriyle (iskelet,panel..) karma olarak da yapılabilir.
Endüstrileşme çabaları içinde yeni olan, elemanların geometrik boyutlarında standardizasyona gidilmesi, kalitenin bilimsel kontrol altında tutulması ve bant sistemi içinde yoğun üretimi sağlanarak nerede kesin olarak kullanılacağı kesin olarak bilinmeksizin stok edilmesidir. Bugün her yapı türünde (konut, fabrika vb) prefabrikasyon tekniği uygulanmaktadır.
Genel olarak yapıların endüstrileşmiş üretimlerden bahsederken, klasik yöntemlerden farklılaşma taşıyıcı iskeletin yapımında gerçekleştirilmektedir. Fakat, genel endüstrileşme çabalarının kesin hedefi; yapı elemanlarının mümkün olduğu kadar bitmiş olarak fabrikalarda üretilmeleridir. Diğer bir değişle prefabrikasyon tekniğindeki gelişme, gitikçe artan oranda, taşıyıcıların fabrikalarda giydirilmeleri ve tesisatla donatılması yönündedir. Böylece prefabrikasyon ile geleneksel ve tümü şantiyede gerçekleştirilen “inşaat faaliyetleri” fabrikada “üretim işleri ve şantiyelerde “birleştirme operasyonları” haline dönüştürülerek, maliyetlerin, üretim hızlarının ve kalitenin daha çok kontrol altına alınabilmesi hedeflenmekte ve bu hedefe yeni teknolojiler ile giderek daha çok yaklaşılmaktadır.
Hücre sistemleri ile oluşturulan bir taşıyıcı sistemde, hücre sistemlerinin kapalı veya açık üretilmesi bağlamında hücrenin büyüme ve küçülme olanaklarından da söz etmek olasıdır. Kapalı hücre sisteminde duvar ve döşeme ile birlikte sınırlandırılmış ve boyutları tanımlanmış bir mekan belirlenir. Bu hücrenin gelişme olanağı yotur. Açık hücre sisteminde ise hücrenin enlemesine veya boylamasına yöndeki yüzeyleri açıktır ve bu doğrultularda diğer hücrelerle birleşerek daha büyük mekanlar elde etmeye olanak tanır (R.M.Lawson, 1999).
Hücre Sistemin Avantajları
Modüler hücreler, karkas yapılar veya taşıyıcı duvar paneli prefabrike yapılar gibi, çubuk veya yüzeysel taşıyıcı elemanların bir araya gelmesinden oluşurlar. Modüler hücre yapı sisteminde asıl sorun hücrelerin kendi aralarındaki bağlanmalarını çözümlemektir. Hücreler arasındaki tolerans payları önemlidir. Hücre sistemler, bina yapımının endüstrileşmesinde ileri bir gelişme düzeyini gösteren, diğer bir değişle endüstrileşme düzeyi yüksek olan sistemlerdir. Hücreler, duvar panelleri ile döşeme ünitelerinin bir araya gelerek oluşturdukları üç boyutlu mekansal elemanlardır. Ağır ve hafif panel sistemlerin ardından ortaya çıkan bu sistemlere, ürünün yani binanın fabrika üretimine dayanan ileri bir bitmişlikle elde edilmesi amacıyla yönelinmiştir. Hücrenin ortaya çıkışı ile fabrikada tamamen bitmiş bir ürün imali mümkün olmaktadır. “Hücre-modül yapılar” çelik ve beton konstrüksiyonlardan oluşan yanmaz ve kalıcı olarak tasarlanan binalardır. Bütün strüktür tamamen fabrikada üretilir, daha sonra modüllere ayrılarak inşaat alanına taşınır. Hücre-modül sistemlerin özellikleri ve avantajları şöyle özetlenebilir:
– Ünitelerin strüktürü çelik ve beton yapı malzemeleri ve elemanlarından oluşmaktadır. Bu nedenle bu sistemlerin dayanıklılığı ve esnekliği konvansiyonel konstrüksiyonlardan daha iyidir.
– Fabrikada işin %60 – %98’i yapılabilmektedir.
– Makineleşmeye dayalı inşaat, insan gücüne dayalı işçilikle aynı kaliteyi yakalayabilmektedir.
– Önceden inşa edilmiş modüler strüktürler, geleneksel tekniklerle inşa edilmiş bir bina ile aynı bina ömrünü sağlayabilmektedir.
– Hücre-modüller konstrüksiyonlarının avantajlarının en önemlisi zaman tasarrufu sağlamasıdır. Fabrikada yapım hava koşullarından etkilenmeyen kontrollü bir ortamda inşaat imkanı sağlamaktadır.
– Hücre-modül konstrüksiyonların sadece temel ve alt yapı elemanları yerinde yapım olarak yapılmaktadır.
– Yapının tamamlanma süresi geleneksel yapım süresinin %50’si kadardır. Bu konstrüksiyonlar bölümlenip inşaat alanı içinde veya başka bir alanda yeniden konumlandırılabilmekte, hatta başka bir yerde kullanılmak üzere yeniden pazarlanabilmektedirler.
– Tek veya çok katlı (7 kat) olabilmekte ve kendi kendini taşıyabildiği gibi mevcut bir binaya ilave de olabilmektedirler.
– Fabrikada tamamlanacak ünitelerin boyutları yönetmeliklerde taşıma ile ilgili olarak belirlenen kısıtlamalar dikkate alınarak belirlenmektedir.
– Bu strüktürler yangına dayanımlı malzemelerle yapılmış olup, tuğla dış cephe kaplamaları, beton döşeme elemanları, yığma blok-beton duvarlar gibi çeşitli malzemelerin kullanımına imkan tanıyabilmektedirler.
– Gaz, elektrik, yakıt, sıcak su sistemleri gibi mekanik sistemler birleştirilerek modül-ünitelerin fabrikada monte edilmekte ve yerine zarar görmeden taşınabilmektedir.
– Bu strüktürlerde mekanik sistemlerin kurulup test edilmesi, kontrollü bir mekan yaratılması konvansiyonel sistemlere göre daha kolaydır. Böylece farklı ekiplere ihtiyaç kalmadan okulun tamamı tamamlanabilmektedir.
– Modüler üniteler konut yapılarından, fast food restorantlara kadar birbirinden çok farklı fonksiyonlara sahip yapılara uygulanabilmektedir.
– Şantiyede yapım hızı getirmesi. Hızlı yapım, yapının erken tamamlanarak yatırım maliyetinin erken geri dönmesi ile müşteriye kazanç sağlamaktadır.
– Yapım sırasındaki kesintileri ortadan kaldırır ve komşu binalarda yapım sırasında hasara neden olmaz.
– Yüksek düzeyde servisleri içeren binalar için uygundur.
– Düzenli veya tekrar eden üniteler. Fabrika üretimi nakliyeyi kolaylaştırabilir ve ürün ölçeğinde ekonomi getirir.
– Yapım sırasında hava şartlarından etkilenmez
– Yüksek düzeyde kalite kontrolü. Bu da en iyi şantiye dışı üretim ve yerleştirmeden önce kontrolle başarılır.
– Güvenli yapım. Modüler üniteler kullanıldığında yapım çalışmaları kontrol edilebilir.