Londra'da otomobilleri eriten gökdelenin sırrı çözüldü
Bir gökdelenin tasarımı, yakındaki araçların erimesine ve halıların yanmasına neden olabilir mi? Londra'daki 20 Fenchurch Street binası bunun gerçek bir örneği oldu. Araştırmacılar, Güneş ışınlarının nasıl yoğunlaştığını ve ortaya çıkan enerjinin ne kadar yüksek olduğunu hesapladı.
Londra'da 2013 yılında yaşanan sıra dışı bir olay, bir gökdelenin çevresindeki nesneleri eritecek kadar güçlü Güneş ışınları oluşturabileceğini gösterdi. Walkie-Talkie lakabıyla tanınan 20 Fenchurch Street binasının yakınlarına park edilen bir otomobil, güneşli bir günde ciddi şekilde hasar gördü. Aracın bazı parçaları erirken çevredeki başka nesnelerde de yanık izleri ortaya çıktı. Sorunun kaynağı ise binanın alışılmadık mimarisiydi.
Londra'nın dikkat çekici yapılarından biri olan gökdelen, dışarı doğru genişleyen üst bölümü ve içbükey cephesiyle tanınıyor. Ancak bu tasarım, beklenmedik bir fiziksel etkiye yol açtı. Binanın cam yüzeylerinden yansıyan Güneş ışınları, belirli saatlerde yakındaki bir sokakta yoğunlaşarak sıcaklığı tehlikeli seviyelere çıkardı.
Olayın ardından yapılan incelemeler, binanın cephesinin dev bir çukur ayna gibi davrandığını ortaya koydu. Normalde geniş bir alana dağılan Güneş ışınları, içbükey yüzey nedeniyle dar bir noktaya yöneliyordu. Sokaktaki ışık seviyesinin Londra'nın diğer bölgelerine kıyasla altı kat daha yüksek ölçülmesi de bu etkinin boyutunu gösterdi. Hatta yoğunlaşan ışıkla yumurta pişirilebileceği deneylerle ortaya kondu.
Gökdelenin tasarımındaki sorun önceden biliniyordu
Binanın mimarı Rafael Viñoly, yaşanan olayların ardından sorunun tamamen beklenmedik olmadığını açıkladı. Viñoly'ye göre Güneş ışınlarının odaklanma ihtimali tasarım aşamasında fark edilmişti. Ancak maliyet kısıtlamaları nedeniyle ilk projede bulunan güneş kırıcı paneller kaldırılmıştı.
Üstelik mimarın benzer bir sorunla karşılaşması ilk kez yaşanmıyordu. Las Vegas'ta tasarladığı bir otelde de yansıyan Güneş ışınlarının yoğunlaşması nedeniyle şezlongların ve bir konuğun saçının zarar gördüğü bildirilmişti.
Londra'daki olayın ardından yetkililer önce binanın üst kısmına geçici bir örtü yerleştirerek yansımaları kontrol altına almaya çalıştı. Bir sonraki yıl ise kalıcı bir güneş kırıcı sistem monte edildi ve çevredeki nesnelerin zarar görmesine neden olan sorun giderildi.
Ancak gökdelenin neden bu kadar yüksek sıcaklıklar oluşturabildiği, sonraki yıllarda bilimsel araştırmalara da konu oldu.
Bilim insanları Güneş ışınlarının gücünü hesapladı
2017 yılında Journal of Building Performance Simulation dergisinde yayımlanan bir araştırma, Walkie-Talkie binasının yarattığı etkiyi bilgisayar simülasyonlarıyla inceledi. Araştırmacılar, farklı hava koşullarını hesaba katarak yansıyan ışınların sokaktaki belirli noktalarda ne kadar ısı oluşturabileceğini hesapladı.
Sonuçlar, otomobilde meydana gelen hasarın fiziksel nedenini açıklığa kavuşturdu. Simülasyonlara göre aracın yan aynaları, malzemenin erime sıcaklığının çok üzerindeki değerlere bir saate varan sürelerle maruz kalabiliyordu. Bu da parçaların neden deforme olduğunu açıklıyordu.
Daha çarpıcı sonuç ise Güneş enerjisinin belirli noktalarda ne kadar yoğunlaştığıyla ilgiliydi. Araştırmacılar, binadan yansıyan ışınların oluşturduğu ısı akısının, doğrudan gelen Güneş radyasyonuna kıyasla 10 ila 15 kat daha yüksek seviyelere ulaşabildiğini belirledi.
Enerji yoğunluğunun en fazla arttığı yerler arasında araç park alanları ve yakındaki bir berber dükkanının giriş kapısı bulunuyordu. Simülasyonlarda belirlenen sıcak bölgeler, berber dükkanının paspasında görülen yanık izleriyle de örtüşüyordu.
Hesaplamalar, bazı noktalarda metrekare başına 4 bin 100 wattı aşan enerji akısının oluşabileceğini gösterdi. Üstelik araştırmacılara göre gökyüzünün daha açık olduğu koşullarda bu değerler daha da yükselebilirdi.
Bir binanın cephesi nasıl dev bir aynaya dönüşebilir?
Walkie-Talkie olayının temelinde, içbükey yüzeylerin ışığı belirli bir bölgede toplama özelliği yatıyor. Çukur aynalarda olduğu gibi, farklı açılardan gelen ışınlar yansıtıcı yüzeyin geometrisine bağlı olarak aynı alana yönlenebiliyor.
20 Fenchurch Street'in geniş cam cephesi de belirli Güneş açılarında benzer bir etki yarattı. Binanın yüzeyinden yansıyan enerji sokaktaki dar bir bölgede birikince, normal koşullarda Güneş altında zarar görmeyecek nesneler bile aşırı ısınmaya başladı.
2017 yılındaki araştırma, gökdelenin mimari biçimiyle sokak seviyesinde yaşanan erime olayları arasındaki bağlantıyı simülasyon sonuçlarıyla doğruladı. Böylece 2013 yılında otomobillere ve çevredeki eşyalara zarar veren olayların, binanın cephesinin Güneş ışınlarını yoğunlaştırmasından kaynaklandığı bilimsel olarak da ortaya konmuş oldu.