Fütüristtik bir bina olan The Squaire, Almanya Frankfurt havalimanındadır. 86 adet kolon üzerine ve ICE-Tren istasyonunun çatısı üstüne inşa edilmiştir. Bina 660 m uzunluğunda olup, yatay olarak 6 yapıya bölünmüştür. Toplam 9 katta büro alanları, iki adet Hilton otel ve içerisinde restoran, mağaza ile çeşitli hizmetler barındıran ve seyahat eden veya çalışan insanlara göre tasarlanmış bir altyapı mevcuttur. Yapı 143 bin m² kiralama alanı ve 350 bin ton toplam ağırlık ile teknik bir şaheserdir. 

 

Architektur-Booklet, “The Squaire teknik zorluk derecesi ve karmaşıklık açısından örnek bir proje. 145.000 m²’nin üzerinde ve akım çizgisi formundaki cam cephe sayesinde dünya üzerinde inşa edilmiş en büyük poligonal yapılardan bir tanesi olma özelliğindedir” ifadelerini kullanarak bu çok özel ve büyük yapının özelliklerini tarif ediyor. 4 yıllık inşaat süresi sonunda Ocak 2011’de ilk kiracılar binanın kullanımına başlamıştır.

 

Sistem Hidroliği Açısından Gerçekleştirilmesi Zor Talepler

Uzunluğu fazla olan yapı bölümlerini ısıtma ve soğutma enerjisi ile beslemek için birçok teknik merkezden oluşan özel bir besleme alt yapısı geliştirilmesi gerekmiştir. 11 adet teknik merkezde uzun ve dallanan bir borulama ağı mevcuttur. Bu şekilde karmaşık olan hidrolik sistemlere hakim olmak hiç de kolay olmamaktadır, özellikle kısmi yüklerde ve ani yük değişimlerinde kusursuz hidrolik dengeyi sağlamak oldukça zor olmaktadır. 

 

Isıtma ve soğutma debilerinin dağıtımını 9. kata kadar gerçekleştirebilmek için yaklaşık bir düzine Zortström Teknoloji ısı ve akış balanslama cihazı kullanılmıştır. Gerekli ısı enerjisi yerel bölgesel ısı dağıtım şirketinden temin edilmektedir. Komple cam cepheli binanın soğutma enerjisi ise serbest soğutma (free cooling) ve soğutma grubu ile sağlanmaktadır.

Köşesi ve kenarı olmayan ve mimari olarak olağandışı silueti olan yapı, devasa ölçülere sahip olmasına rağmen, dinamik bir karaktere de sahiptir. Sanki bina kullanıcıları ile etrafındaki dış dünyayı hareket halinde tutmaya çalışıyor gibidir. Bu dinamizme paralel olarak, çok değişken ısıtma ve soğutma enerjisi talepleriyle, özellikle bina tesisat tekniğinin davranışı da son derece dinamik olmak zorundadır.  Binanın doğusunda bulunan Yapı Bölümü 1’in teknik hacimlerine baktığımızda konu daha iyi anlaşılmaktadır. 

 

Üç Sıcaklık Seviyesine Sahip Hidrolik Merkez

Yapı 1’in teknik hacimlerine yüzey alanı büyük park alanlarından ulaşılmakta, tavanda karmaşık bir tesisat olduğu göze çarpmaktadır. Burada ısıtma ve soğutma dağıtımında kusursuz bir hidrolik dengeye ihtiyaç olduğu tekrar anlaşılıyor. Merkezi ısıtma tesisat dairesinden bir hat ile bir aktarım istasyonuna ulaşılmaktadır. Bu aktarım istasyondan 5 adet devir kontrollü inline-blok pompa ile bölgesel ısıtma sisteminden üç kademeli bir Zortström ısı ve akış balanslama cihazına gerekli kütlesel debiler ulaştırılmaktadır. 

Zortström cihazı üzerinden ısıtma devreleri iki farklı sistem sıcaklığı ile beslenmektedir:

 

Zortström ısı ve akış balanslama cihazı dikey olarak üç adet sıcaklık tabakasına sahiptir. Bu tabakalar cihaz içinde levhalar ve türbülatörler ile özel olarak ayrılmıştır. Fakat kendi aralarında akış imkanı vardır. Böylece cihaz içinde basınç dengesi sağlanır. Bu uygulama ile aşağıdaki fonksiyon ve avantajlar meydana gelmektedir:

Optimum Pompa İşletmesi –Çok Olumlu Bir Yan Etki

The Squaire projesinde kullanılan Zortström cihazların her biri karmaşık tesisatın hidrolik açıdan sıfır noktalarıdır. Zortström cihazların tesisattaki etki şekli ile sadece kusursuz ve dengeli bir sistem hidroliği sağlanmıyor, aynı zamanda pompaların tükettiği elektrik miktarları da azaltılıyor.

Özellikle devir kontrollü pompalar tercih edildiğinde sulu sistem tesisatlarda ortaya çıkan bu yan etki (elektrik tasarrufu) kayda değerdir. Birçok klasik sistemde en modern pompa teknolojisi kullanılmasına rağmen, izleme ve ölçümler sonucu pompaların sarf ettikleri enerjinin arttığı gözlenmiş, hatta kimi zaman beş katı üzerinde arttığı görülmüştür. 

 

Bunun sebebi tamamen klasik kolektörün hidrolik özellikleri ile ilişkilendirilebilmektedir. Klasik kolektörlerde (kiriş şeklinde) farklı su miktarları nedeniyle akış dengesizlikleri ortaya çıkıyor ve böylece pompalar kolektör çıkışlarında birbirleriyle etki halinde, devir kontrollü pompalar oluşan basınç farklarını dengelemeye çalışıyor. Dijital tüketim (watt) ekranı olan pompalarda çok yüksek bir tüketim artışı okunabilmektedir. 

 

Zortström Teknolojisinde ise pompalar birbirini etkilemez, her pompa sadece devrede gerçekten gerektiği kadar kütlesel debiyi sağlar ve bağlantı ağızlarında basınç farkları oluşturmaz. Rembert Zortea, Zortström Teknolojisini “Zortström ısı ve akış balanslama cihazında, pompalar ısıtma devrelerinde sıcaklık farkı ve kapasiteye göre gerçekten istenen ve gerekli olan ısıtma suyu debilerini devir daim eder” şeklinde anlatıyor. Kendisi Hohenems/Avusturya’da yaşıyor ve inovasyon ile çevre ödüllü Zortström Teknolojisi’nin mucididir.

 

Isıtma ve Soğutma Enerjisinin Taleplere Uygun Şekilde Dağıtımı

Dokuz katlı binadaki büyük ısıtma ve soğutma yüzeylerine rağmen ısıtma ve soğutma enerjisi tam ihtiyaca uygun olarak hassas ayarlanmakta ve dağıtılmaktadır. Böylece termik beton kütlesi ısıtması gibi hidrolik olarak hassas sistemler verimli ve hassas kontrollü işletilebilmektedir. 

 

Örneğin soğutma işletmesinde beton kütlesi içindeki “damarlardan” yüke göre gereğinden daha fazla soğuk su akışı kesinlikle yoktur. Binadaki çok büyük cam cepheye rağmen, 10ºC dış hava sıcaklığına kadar, soğutma grubu devreye girmeden serbest soğutma gerçekleşir. Gereğinden yüksek debiler olsaydı soğutma grubu devreye girerdi. Bu prensipteki hidrolik ayrıştırma aynı dağıtım sisteminde tam yükte çalışan bir soğutma devresi olsa bile kısmi yükte çok düşük debilere de müsaade etmektedir. 

 

Eğer bina otomasyonu ısıtma ihtiyacı bildirirse, hidrolik sistem dengesini kaybetmeden tüm sistem hızlı bir şekilde soğutma işletmesinden ısıtma işletmesine geçebilmektedir.