Yaklaşık 2.000 türü olduğu bilinen termitlerin bazı türleri ekosistem mühendisleri olarak ön plana çıkmaktadır. Özellikle Mitermes, Macrotermes, Nasutitermes ve Odontotermes cinsi termitlerin inşa ettiği höyüklerin 8 metre yüksekliğe ulaştığı biliniyor. Bu da onları biyolojik yapılar kategorisinde dünyanın en büyüklerinden biri yapıyor. Termit höyüklerin tasarımı on milyonlarca yıldır doğal seleksiyon tarafından iyileştiriliyor.
Frontiers in Materials’daki bir çalışmada araştırmacılar, karbon ayak izine sebep olan klimalar olmadan binalarımızda konforlu bir iç iklimlendirme yapmanın yolunu termit yığınlarından öğrendi.
Çalışmaların ilk yazarlarından, Lund Üniversitesi’nin bioDigital Matter araştırma grubunda Dr. David Andréen açıklamasına göre termit höyüklerinde birbirine bağlı tünellerden oluşan karmaşık bir ağ olan “çıkış kompleksinin” mimaride yeni yöntemlerle hava, ısı ve nem akışını desteklemek için kullanılabileceği öngörülüyor.
Namibya’da Termitler üzerine çalışma
Çalışmanın ortak yazarlarından Dr. Rupert Soar ve Nottingham Trent Üniversitesi Mimarlık, Tasarım ve Yapılı Çevre Okulu’nda Doçent Andréen Namibya’ya giderek “Macrotermes Michaelseni” termitleri üzerinde birtakım çalışmalar yaptı. Bu türün kolonilerinin milyondan fazla üyesi olduğu ve höyüklerin tam kalbinde termitlerin yiyecek olarak simbiyotik mantar bahçeleri yetiştirdiği biliniyor.
Araştırmacılar, höyük içerisini dışarıya bağlayan kafes benzeri yoğun bir tünel ağı olan çıkış kompleksine odaklandılar; bu kompleks, 3-5 mm genişliğindeki kanallardan oluşuyordu. Höyüğün büyüdüğü kasım-nisan arası yağışlı dönemde bu tüneller, höyüğün kuzeye bakan yüzeyi boyunca uzayarak direkt öğlen güneşine maruz kalır. Yağış mevsimi dışında işçi termitler çıkış tünellerini kapalı tutarlar. Bu sayede kompleksin yeterli havalandırma sağlarken aynı zamanda fazla nemin buharlaşmasına izin verildiği düşünülmektedir. Daha yağışlı bir mevsimde, yüzey kilinin artan nem seviyesi, potansiyel yayılma akışını azaltarak doğrudan hava kanallarının açılmasını gerektirebilecek şekilde geçirgen höyük kabuğu boyunca etkili olabilir2.
Andréen ve Soar, çıkış kompleksi düzeninin salınım ya da darbeli yaşam akışını nasıl sağladığına dair araştırmada bulundular. 1,4 litre hacminde, 4 cm kalınlığında, %16’sı tünel olan parçayı; 2005 Şubat ayında Namibya, Otjiwarongo yakınlarındaki Omatjenne Araştırma İstasyonundaki bir çalışma alanından alınan çıkış kompleksinin taranmış ve 3D olarak basılmış bir kopyasına dayandırdılar2.
Bir sensör yardımıyla kütle (partikül) transferini takip ederken, bir hoparlör yardımıyla parça boyunca CO2 hava salınımlarına yön vererek rüzgarı simüle ettiler. En yüksek hava akışının 30-40 Hz aralığında olduğu tespit edildi. Hava akışının 10-20 Hz aralığında orta düzeyde, 50-120 Hz aralığında ise en az olduğu belirtildi.
Türbülans havalandırmaya yardımcı olur
Araştırmacılara göre kompleks tüneller, höyükte esen rüzgarla havanın kütle transferini artıracak şekilde etkileşime girerek havalandırma sağlıyor. Belirli aralıktaki frekans salınımları, fazla nem ve solunum gazlarını höyüğün kalbinden uzaklaştırma etkisi olan türbülanslara sebep oluyor.
Soar, “Bir binayı havalandırırken içerideki havanın dışarıya ve temiz havanın içeriye hareketine engel olmadan içerideki hassas sıcaklık ve nem dengesini korumak istersiniz. Çoğu havalandırma sistemleri (HVAC) bununla uğraşır. Burada yalnızca iki taraf arasındaki konsantrasyon farklılıklarından kaynaklanan solunum gazlarının değişimine izin veren bir arayüzümüz var” açıklamasını yaptı.
Daha sonra yazarlar, düz tünellerden kafese karmaşıklığı artan çıkış kompleksini bir dizi 2D model yardımıyla simüle ettiler. Renklendirilerek (fluorescein boya) görünür hale getirilen bir su kütlesini elektromotor yardımıyla tünellerden saldılar ve kütle akışını kayda aldılar. Deneylerde, deneylerin tekrarlanabilirliğini artırmak ve orijinal numunenin hasar görmesini ve aşınmasını önlemek için 3D baskılı kopya kullanıldı2.
Gelgitin tüm komplekse nüfuz edebilmesi için motorun havayı sadece 1-2 mm ileri geri ittirmesi gerektiğini tespit ederek şaşırtıcı bir sonuç elde ettiler. Daha da ötesi, oluşturulan düzen kafes yapısına yeterince benziyorsa gerekli türbülansın ortaya çıktığı tespit edildi.
Yaşayan ve nefes alan binalar
Araştırmacılar çıkış kompleksinin, zayıf rüzgarlarda rüzgar enerjisiyle höyüklerin havalandırılmasını sağlayabileceği sonucunu elde ettiler.
Andréen’e göre ileride toz yataklı yazıcılar gibi gelişmekte olan teknolojilerle yapılan evlerimizin duvarları, çıkış kompleksine benzer ağlara sahip olacak. Bu sayede az miktarda enerjiye ihtiyaç duyan gömülü sensörler ve aktüatörler yardımıyla havanın etrafta hareket etmesi mümkün kılınacak.
Soar, doğada olduğu gibi karmaşık yapılar tasarlanabildiğinde inşaat ölçeğinde bir 3D baskının mümkün olacağını düşünüyor. Çıkış komplekslerinin, evin içinde konforu sağlarken aynı zamanda solunum gazı ve fazla nemi binadan dışarı atmak gibi birçok problemi aynı anda çözebilecek karmaşık bir yapı olduğunu vurguluyor.
İlk kez nefes alan canlı bir bina tasarlamanın mümkün olduğu doğa benzeri bir inşaata geçişin eşiğinde olduğumuz düşünülüyor.
İsmail Altın
Kaynaklar