Architectural Investigation and Material Characterization of Byzantine Brick Masonry Church: A Case Study of the Üç Ayak Church
The Üç Ayak Church in Kırşehir, Türkiye, is a notable example of middle-Byzantine architecture with a doublenave plan and exceptional masonry, including hidden bricks and double-layer lime mortar. This study investigates the historical significance of the Üç Ayak Church and promote its preservation through comprehensive material characterization and architectural analysis. To achieve these objectives, first he architectural features of the building that was built in the 11th century were discussed. The architectural study concludes that the distinctive features of this endangered Byzantine monumental structure, which represents a crucial aspect of cultural heritage, must be preserved and thoroughly examined. This survey investigates not only the notable features, structural alterations, materials, and construction techniques of the building but also integrates data from previous studies, on-site observations, and comparisons with structures of similar typology. Furthermore, mechanical and chemical analyses were employed to thoroughly examine the mortar and brick properties of the church. Mortars display a 3.6 MPa compressive strength, limiting the hydraulic potential. The bricks exhibited 9.8 MPa, aligning with Byzantine brick studies. XRD analysis inferred the firing of bricks at 850-900°C. SEM-EDS confirmed the absence of vitreous phases, affirming the heterogeneous structure. Findings guide selecting materials for restoration endeavors.
Bizans Dönemine Ait Tuğla Yığma Kilisenin Mimari İncelemesi ve Malzeme Karakterizasyonu: Üç Ayak Kilisesi Örneği
Kırşehir’de bulunan çifte planlı tarihî Üç Ayak Kilisesi, Orta-Bizans mimarisinin nadir bir örneğidir. Bu kilisede gizli tuğla tekniği ve çift katmanlı kireç harcı uygulaması içeren yapıya özgü duvar yapım teknikleri bulunmaktadır. Bu çalışmada, Üç Ayak Kilisesi'nin öneminin açığa çıkartılması ve malzemelerinin karakterizasyonu yoluyla yapının gelecek nesiller için korunmasının kolaylaştırılması amaçlanmaktadır. Çalışmada ilk olarak, 11. yüzyılda inşa edilen yapının mimari özellikleri ele alınmıştır. Mimari araştırma yapılarak yok olma tehlikesiyle karşı karşıya olan, korunması gereken ve önemli bir kültürel miras eseri olan Bizans anıtsal yapısının ayırt edici özellikleri kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Araştırmada, yapının dikkat çekici özelliklerinin yanı sıra, yapıdaki değişiklikler, malzeme, yapım tekniği ve benzer plan tipolojisine sahip yapıların karşılaştırılması gibi konular ele alınmış, bu özellikler yapı üzerinde yapılan çalışmaların derlenmesi ve yerinde yapılan gözlemlerden elde edilen veriler ile açıklanmıştır. Sonrasında, mimari araştırmanın yanı sıra kiliseye ait harç ve tuğla özelliklerini keşfetmek için mekanik ve kimyasal analizler kullanılmıştır. Harçlar ortalama 3.6 MPa basınç dayanımı gösterirken hidrolik olma potansiyelini de kısıtlamaktadır. Tuğlaların ortalama 9.8 MPa olan basınç dayanımı değeri literatürdeki Bizans tuğla çalışmalarıyla uyumludur. XRD ile tuğlaların pişirme aralığı 850-900°C olarak belirlenmiştir. SEM-EDS ile heterojen yapıyı teyit eden camsı fazların olmadığı doğrulanmıştır. Bulgular, özellikle restorasyon çalışmalarında malzeme seçimi için rehberlik sağlamaktadır.
Anadolu toprakları, yüzyıllar boyunca birçok medeniyete ev sahipliği yapmış ve bu medeniyetler, yaşamları boyunca inşa ettikleri tarihî yapılarla Türkiye'nin kültürel zenginliğine büyük katkılarda bulunmuştur. Bu yapılar, geçmiş ve gelecek arasında bir köprü kurarak toplumsal ve sosyal hafızanın oluşumuna destek olmuş, kültürel mirasın sürekliliğini sağlamıştır. Bu bağlamda, tarihî yapıların korunması, 21. yüzyılın en önemli mimarlık sorunlarından biri haline gelmiştir. Tarihî yapıların korunması, önceden yapılmış araştırma ve analizlerin kapsamı ve derinliği ile doğrudan ilişkilidir. Detaylı analizler, korunması gereken yapıların anlaşılmasını ve doğru restorasyon müdahalelerinin yapılmasını sağlayarak, bu yapıların gelecek kuşaklara aktarılmasına katkıda bulunur. Bu nedenlerle, Kırşehir-Merkez ilçesine bağlı Taburoğlu köyü yakınlarında bulunan ve Kültür Varlıklarını Koruma Bölge Müdürlüğü tarafından tescillenen Bizans Dönemi'ne ait tarihî Üç Ayak Kilisesi'nin korunması amacıyla kapsamlı mimari ve malzeme analiz çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bu analizler, kilisenin özgün yapısal ve malzeme özelliklerinin detaylı bir şekilde incelenmesini sağlayarak, yapının korunması ve restorasyonu için gerekli bilgileri sunmaktadır. Bizans Dönemi'ne ait olup 11. yüzyılda inşa edildiği belirlenen Üç Ayak Kilisesi, özellikle son yıllarda hem antropojenik hem de doğal etmenler nedeniyle önemli ölçüde hasar görmüştür. Bu hasarların sonucunda, yapının bazı bölümleri tamamen yıkılmış ve yalnızca kalıntıları günümüze ulaşabilmiştir. Bu yapı, Bizans mimarisinin nadir ve özgün örneklerinden biri olarak dikkat çekmektedir. Özellikle simetrik çifte kilise planı, tamamen tuğladan inşa edilmiş olması ve yerleşim alanlarından uzak, açık bir düzlükte yer alması gibi özellikleriyle öne çıkmaktadır. Ayrıca, kilisenin hiçbir yapı kalıntısının bulunmadığı bir alanda inşa edilmesi, yapının mimari bağlamında belirsizlikler ve özgünlükler barındırmaktadır. Bu nedenle, Üç Ayak Kilisesi, Bizans mimarisinin araştırılması ve korunması açısından büyük önem taşımaktadır.
Yaklaşık iki asırdır çeşitli şekillerde araştırmalara konu olan Üç Ayak Kilisesi, ilk kez 1842 yılında İngiliz seyyah W. I. Hamilton’un kitabında yer alarak bilim dünyasına tanıtılmıştır. Bu ilk referans, yapının tarihi ve kültürel önemi hakkında ilk izlenimleri sunmuş ve kilisenin bilimsel araştırmalara açılmasının kapılarını aralamıştır. Takip eden yıllarda, İngiliz araştırmacı W. Ainsworth, bu yapıyı ziyaret eden ilk kişi olarak kaydedilmiştir. Ainsworth, kısa bir tanımlama yaptıktan sonra kilisenin gravürünü çizmiş ve bu da yapının görsel belgelenmesine katkıda bulunmuştur. 1900'lerin başlarından itibaren, Üç Ayak Kilisesi, çeşitli araştırmacıların ilgisini çekmiştir. Bu dönemde, H. H. Graf Von Schweinitz, Hititolog H. H. von der Osten, R. Krautheimer, S. Curcic, Hild ve Reitle gibi isimler, yapının tarihî ve mimarî özelliklerini inceleyerek çeşitli çalışmalar yapmışlardır. Bu araştırmalar, kilisenin Bizans dönemi mimarisi ve dinî mimarisi açısından ne denli önemli olduğunu vurgulamış ve yapı hakkında çeşitli bilgiler sunmuştur. Türk sanat tarihçisi Semavi Eyice, 1968 yılında gerçekleştirdiği detaylı çalışmada, Üç Ayak Kilisesi’nin mimari yapısını ve tarihini kapsamlı bir şekilde ele almıştır. Eyice'nin bu kapsamlı araştırmaları sonucunda, kilisenin planı ayrıntılı bir şekilde ortaya konmuş ve yapı hakkında birçok önemli bilgi elde edilmiştir. Özellikle, Eyice'nin çalışmaları, kilisenin mimari özelliklerini ve tarihî bağlamını anlamada büyük bir katkı sağlamıştır. Son yıllarda da, çeşitli araştırmacılar Üç Ayak Kilisesi üzerinde detaylı incelemeler yaparak yeni ve önemli bulgular elde etmişlerdir. Bu çalışmalar, kilisenin hem Bizans mimarisi hem de dinî mimarisi açısından büyük bir öneme sahip olduğunu göstermektedir. Yapının tarihi ve mimari değeri, bu tür bilimsel araştırmalar sayesinde daha iyi anlaşılmakta ve korunma çabalarına ışık tutmaktadır.
Çalışmanın saha aşamasında, ilk olarak Üç Ayak Kilisesi'ne dair yapılan yerinde gözlemler ile geçmişte gerçekleştirilen araştırmalar bir araya getirilmiştir. Bu kapsamlı analizler sonucunda, kilisenin plan tipi, yapım tekniği ve kullanılan malzemeler detaylı bir şekilde belirlenmiştir. Bizans mimarisinde ikili, üçlü plan tipleri bulunmaktadır ancak bu yapılar sonradan eklenen parçalar ile ikili veya üçlü plan tipine dönüştürülmüştür. Yapımında ikiz olarak tasarlanan yapı ise bilinmemektedir. Bu bağlamda Üç Ayak Kilisesi tuğla yığma tekniğiyle oluşturulmuş türünün nadir örneğidir. Yapının çifte plan tipi ve gizli tuğla tekniği ile oluşturulduğu bilinmektedir. Apsis cephesinin çok yüzlü olduğu, narteksinin tek katlı olduğu, naos üstündeki kubbenin pandantiflerle taşındığı, cephelerdeki nişlerin ve niş içinde iç içe tasarlanmış pencerelerin varlığı tespit edilmiştir. Tuğla aralarından düşen üç farklı harçta yapılan deneyde harcın ortalama basınç dayanımı 3.6 MPa olarak tespit edilmiştir. Gözlemler, bu harcın dayanımının el ile kolayca ufalanabilecek kadar düşük olduğunu göstermektedir. Ancak, tuğla derzlerinde kullanılan özel derzleme harcı, dış etkilerden doğrudan koruma sağlayarak ve cephede estetik bir görünüm kazandırarak düşük dayanımlı harçların korunmasına katkıda bulunmuştur. Ayrıca, 90 cm kalınlığındaki taşıyıcı duvarlarda tasarlanmış kemerlerin üst kısmında kalacak şekilde zeminden yaklaşık 380 cm yükseklikte çapı genelde 18 cm olan birer adet daire formlu ahşap hatıl bulunmaktadır. Boyutları yaklaşık 140x170 cm olan ayaklarda ise taşlarla oluşturulmuş 50 cm yüksekliğindeki subasman seviyesi üzerinden başlanarak yaklaşık 40 cm, 160 cm ve 300 cm yüksekliklerinde üçer adet 18x18 cm ebatlarında ahşap kare hatıl mevcuttur.
Kullanılan yatay ahşap hatıllar taşıyıcı duvar narinliğini düşürmüş ve yapının depreme dayanıklılık performansını arttırmıştır. Tuğlaların yığında pişirme yöntemi ile oluşturulduğu tahmin edilmektedir. Bizans Dönemi'nde tuğla pişirmek için özel fırınların kullanıldığı bilinse de yapının yakın çevresinde buna dair herhangi bir kalıntı saptanmamıştır. Tuğlalar yığın hâlinde yakılarak da pişirilebilmektedir. Ancak yapıda kullanılan tuğlaların pişirme yöntemine dair kesin bilgi için yapı çevresinde kapsamlı kazı yapılması ve bu bilgiye dair veri sağlayacak olumlu ya da olumsuz kanıt aranması gerekmektedir. Tuğla işçiliğine bakılarak taşıyıcı duvarların Opus latericium tekniğiyle inşa edildiği saptanmıştır, ancak temelde ve bazı duvarların üzerinde kesme taşlar da bulunduğu için yapının genelinde hibrit yapıyı karakterize eden Opus mixtum tekniği kullanıldığı düşünülmektedir.
Çalışmanın deneysel aşamasında, Üç Ayak Kilisesi'nden alınan harç ve tuğla numuneleri üzerinde detaylı karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bu süreçte, harç ve tuğla örneklerinde malzeme özelliklerini belirlemek için çeşitli analiz yöntemleri kullanılmıştır. Özellikle, harç örneklerinde X-Işını Kırınımı (XRD) yöntemi kullanılarak malzemenin mineral bileşenleri ve kristal yapısı hakkında kapsamlı veriler elde edilmiştir. Ayrıca, tuğla örneklerinde X-Işını Floresansı (XRF) yöntemi uygulanmış ve tuğlanın kimyasal bileşimi hakkında bilgi toplanmıştır. Bunun yanı sıra, Taramalı Elektron Mikroskobu Enerji Dağılım Spektroskopisi (SEM-EDS) tekniği ile tuğlaların mikro yapısı ve elementel kompozisyonu detaylı bir şekilde incelenmiştir. Bu analizler, malzemelerin fiziksel ve kimyasal özelliklerine dair kapsamlı veriler sağlamış ve yapı malzemelerinin karakterizasyonunu derinleştirmiştir. Sonuç olarak, elde edilen bu veriler, hem yapının mevcut durumunun anlaşılmasına hem de gelecekteki restorasyon ve korunma stratejilerinin belirlenmesine katkıda bulunmuştur. Tuğla ve harçta yapılan malzeme karakterizasyonu ile çoğunlukla alümino silikat mineralleri olmak üzere tuğlada koesit, hematit ve kalsit gibi mineraller de görülmüştür. Tuğlada yapılan ve XRF ile elde edilen oksit oranları da bu sonucu destekler niteliktedir. Harçta yapılan XRD deneyinde belirlenen mika ve bazı alümino silikat türleri harç içindeki kilin belirtisidir. Yoğun görülen kalsiyum pikleri ise kirecin göstergesidir. Buna göre harcın kireç harcı olduğu saptanmıştır. Ayrıca kil içeren XRD deseninde C-S-H piki görülse de bu pik çok zayıf olduğu için harcın hidrolik özelliğinin olmadığı düşünülmektedir. Harcın düşük basınç dayanımı (3.6 MPa) da harcın hidrolik olmadığı yönünde veri sağlamaktadır. Ancak harcın hidrolik olup olmadığını belirlemek için XRD ve basınç dayanımı deneyi tek başına yeterli değildir. Harcın niteliğine dair daha net sonuç elde etmek için Termogravimetrik ve Diferansiyel Termal (DTA-TG) analiz yapılması önerilmektedir. Tuğladaki mineral oluşum ve yok olma sıcaklıkları incelendiğinde, tuğlanın pişirilme sıcaklığının yaklaşık olarak 850-900 °C arasında olduğu tespit edilmiştir. Bu tespit, yapılan deneysel analizler ve elde edilen verilerle sınırlı kalmıştır. Tuğlanın pişirilme sıcaklığı hakkında daha kesin ve ayrıntılı bilgi elde etmek için Diferansiyel Termal Analiz (DTA) ve Termogravimetrik Analiz (TG) yöntemlerinin uygulanması önerilmektedir. Bu analizler, malzemenin termal özelliklerini daha hassas bir şekilde belirlemeye olanak tanır ve tuğlanın üretim süreci hakkında daha detaylı veriler sağlayabilir. DTA-TG analizleri, tuğlanın pişirilme sıcaklığının yanı sıra, pişirme sırasında meydana gelen kimyasal ve fiziksel değişimleri de ortaya koyarak, malzemenin karakterizasyonunu daha derinlemesine anlamamıza yardımcı olabilir. Bu tür kapsamlı analizler, restorasyon ve koruma süreçlerinde gerekli olan bilgilerin elde edilmesini destekleyecektir.
Tuğlada yapılan SEM-EDS (Taramalı Elektron Mikroskobu Enerji Dağılım Spektroskopisi) analizi, malzemenin mikro yapısına dair önemli bulgular sunmuştur. Bu analiz sonucunda, tuğlanın içinde camsı bir yapı görülmemiş olup, heterojen bir mikro yapı ile karşılaşılmıştır. Bu durum, tuğlanın pişirilme derecesi aralığını belirlemek amacıyla yapılan XRD (X-Işını Kırınımı) analizleriyle tespit edilen pişirme sıcaklıklarıyla uyumlu olduğunu doğrulamıştır. SEMEDS analizi ayrıca, tuğlanın rengini veren demir (Fe) elementlerinin varlığını da teyit etmiştir. Kuvars 1050°C sıcaklıkta eridiği için 850-900°C’de pişirildiği tespit edilen tuğlanın iç yapısı heterojen kalmış, erime neticesinde oluşan camsı kristal bir iç yapı gözlemlenmemiştir. Daha geniş malzeme alanına dair veri elde edilmesi için mikroskobik inceleme de yapılabilir çünkü SEM_EDS analizi malzemenin çok kısıtlı bir alanında gerçekleştirilmektedir. Tuğla numunelerde gerçekleştirilen basınç deneyi neticesinde tuğlanın ortalama basınç dayanımı 9.8 MPa olarak tespit edilmiştir. Bu özellikler ile malzemelerin mekanik ve fiziksel özelliklerinin açığa çıkarılması ve dayanıklılık deneylerinin yapılması bu verileri daha da kuvvetlendirecektir. Herhangi bir onarım veya restorasyon durumunda malzemelerin tespit edilen bu özellikleri yeni malzeme önerisi geliştirmeyi kolaylaştırıcı bir altyapı sunmaktadır.
Mevcut durumda hasar oranı oldukça ileri seviyeye ulaşmış olan Üç Ayak Kilisesi gibi tarihî yapıların korunması ve muhafaza edilmesi, kültürel mirasın sürekliliği açısından hayati bir önem taşımaktadır. Bu yapılar, sadece kültürel ve tarihî değerlerinden dolayı değil, aynı zamanda yapıldıkları dönemin mimari ve teknolojik bilgilerini yansıttıkları için de korunmalıdır. Bizans dönemine ait bu tür yapıların korunması, sadece geçmişin izlerini korumakla kalmaz, aynı zamanda medeniyetimizin teknoloji ve sanat alanındaki gelişimlerini de belgeleyerek geleceğe aktarır. Dolayısıyla, bu tür tarihî yapıların korunması, medeniyetimizin kıymetli mirasını gelecekteki nesillere güvenilir ve sağlam bir şekilde ulaştırmak için vazgeçilmez bir yoldur. Bu bağlamda, bu çalışma aracılığıyla Üç Ayak Kilisesi ve benzeri tarihî yapıların korunmasına yönelik önemli veriler elde edilmiştir. Bu veriler hem mevcut yapıların korunmasını hem de insanlığın ortak mirasına katkıda bulunacak şekilde gelecekte benzer yapıların ayakta kalmasını sağlamaya yönelik bilimsel ve pratik yaklaşımları destekleyecektir