6. GELİŞTİRİLEN BİLGİSAYAR PROGRAMININ MODELİ
7.4. Aydınlatma Tekniği Temel Büyüklükleri
Aydınlatma tekniği, ışığa ve aydınlatmacılığa ait hesap, ölçme ve değerlendirmeleri yapabilmek için aşağıdaki temel büyüklükleri tanımlanmış ve kabul edilmiştir.
7.4.1. Işık akısı
Işık akısı, alan gibi bir büyüklük, yani nicel bir kavram olup, birimi lümen (lm) dir. Böylece aydınlık niceliği birimi de lümen bölü metrekare (lm/m2) olarak tanımlanmış olur. Işık akısı Φ ile gösterilir. Birimi lümendir. Işık akısı genel olarak düzgün yayılmaz; uzayın farklı doğrultularında yoğunluğu farklıdır.
Bir ışık kaynağının ışık akısı, bu ışık kaynağından çıkan ve normal gözün görmesine ait spektral duyarlılık eğrisine göre değerlendirilen enerji akısına denir.
Şekil 7.3. Işık akısının şematik gösterimi [8]
7.4.2. Işık miktarı
Işık miktarı Q ile gösterilir. Birimi lümen saniye veya lümen saattir. Bir ışık miktarının ışık akısı ve bunun etki süresi ile orantılıdır.
Şekil 7.4. Işık miktarının şematik gösterimi [8]
7.4.3. Işık şiddeti
Işık şiddeti I harfi ile gösterilir. Birimi candeladır (cd). Noktasal ışık kaynakları için tanımlanır ve doğrultuya bağlı bir büyüklüktür.
a : Hesabı yapılacak alanın genişliği m. b : Hesabı yapılacak alanın uzunluğu m.
H : Aydınlatması yapılacak alanın yüksekliği m.
h : Işık kaynağının çalışma düzlemine olan yüksekliği m. hçd : Çalışma düzleminin zeminden yüksekliği m.
η : verim
d : Bakım ve işletme faktörü
E0 : Aydınlatması yapılacak alan için gerekli ışık akısı lx. Ф0 : Gerekli toplam ışık akısı lm.
ФL : Lâmbanın verdiği ışık akısı lm. S : Aydınlatılacak bölgenin alanı mm2
A : Tavanın beyaz ve duvarların oldukça beyaz olduğu durumu
B : Tavanın oldukça beyaz ve duvarların koyu olduğu durumu gösterir.
Aydınlatma hesabı, iç ve dış aydınlatma tesislerinde başka başka yollardan yapılır. Genel olarak iç aydınlatmada ışık akısı yöntemi kullanılır. Eğer aydınlatılacak yüzeyin sadece ortalama aydınlık düzeyinin hesabı yapılacaksa, hesaplamalar ışık akısı yöntemi ile yapılır. Işık akısı yöntemi ile yapılan hesaplamada verim yöntemi kullanılır.
Verim yöntemine verim veya kullanma faktörü yöntemi denir. Bu yöntem daha çok iç aydınlatma tesislerinde kullanılır. Bu yöntemde duvar ve tavanın ışığı yansıtma % delerine ve çalışma düzleminin ise ışığı tam olarak yutup yutmadığına bakılır. Aydınlatma sistemi ışınların maruz kaldıkları yansımanın cinsi ve benzerleri ne olursa olsun ışık kaynaklarından çıkan Ф0 toplam ışık akısının tamamı S çalışma düzlemine düşer ve orada yutulur. Bu durumda aydınlatılacak mekândaki çalışma düzleminin ortalama aydınlık düzeyi
S
E o
o
Φ
= (7.1)
Gerçekte boş bir mekânda ışık akısının bir kısmı duvarlar, tavan ve aydınlatma aygıtları tarafından yutulur ve çalışma düzleminin ortalama aydınlık düzeyi
S S E o o o Φ = Φ = .η (7.2)
Burada η faktörü 1’ den küçük bir sayı olup aydınlatmanın verimi veya kullanma faktörü adını alır ve çalışma düzlemine düşen Фs ışık akısının ışık kaynaklarından çıkan Фo toplam ışık akısına oranını gösterir.
o s Φ Φ = η (7.3)
Buradan aygıt verimi;
o ayg ayg Φ Φ = η (7.3) Oda verimi de oda s oda Φ Φ = η olur. (7.4)
Aygıt verimi doğrudan seçilen aydınlatma aygıtına, oda verimi odanın geometrik boyutlarına, duvar ve tavanın yansıtma faktörlerine, dolayısıyla renklerine, aydınlatma aygıtlarının ışık dağılım eğrilerine, çalışma düzlemine göre yüksekliklerine ve yerleştirme şekillerine bağlıdır. Çeşitli oda modelleri üzerinde yapılan sayısız deneylerle aydınlatmanın toplam verimini veren tablolar hazırlanmıştır.
Çizelge 7.4. Oda oranlarına göre aydınlatma verim tablosu [11] Aydınlatma Tipi Direk Aydınlatma Yarı Direk Aydınlatma Karma Aydınlatma Serbest Dağıtım Aydınlatma Yarı Endirekt Aydınlatma Endirekt Aydınlatma Aydınlatma Verimi 75% 80% 80% 100% 80% 70% Oda Oranı G/h2 Ayd. Verimi ηav Oda Oranı G/h2 Ayd. Verimi ηav Oda Oranı G/h2 Ayd. Verimi ηav Oda Oranı G/h2 Ayd. Verimi ηav Oda Oranı G/h2 Ayd. Verimi ηav Oda Oranı G/h2 Ayd. Verimi ηav 1,0 0,25 1,0 0,17 1,0 0,16 1,0 0,20 0,6 0,14 0,6 0,11 1,5 0.36 1,5 0,25 1,5 0,23 1,5 0,29 1,0 0,21 1,0 0,20 2,5 0.44 2,5 0,33 2,5 0,32 2,5 0,40 1,5 0,35 1,5 0,26 4,0 0.51 4,0 0,41 4,0 0,39 4,0 0,49 2,5 0,46 2,5 0,34 TAVAN % 70 AÇIK DUVARLA R %50 ORTA AÇIK 8,0 0.58 8,0 0,53 8,0 0,50 8,0 0,62 5,0 0,27 5,0 0,15 1,0 0.18 1,0 0,09 1,0 0,09 1,0 0,11 0,6 0,07 0,6 0,06 1,5 0.30 1,5 0,16 1,5 0,15 1,5 0,19 1,0 0,13 1,0 0,08 2,5 0.40 2,5 0,23 2,5 0,22 2,5 0,28 1,5 0,17 1,5 0,22 4,0 0.47 4,0 0,30 4,0 0,29 4,0 0,26 2,5 0,33 2,5 0,16 TAVAN % 50 ORTA AÇIK DUVARLA R %50 KOYU 8,0 0.54 8,0 0,41 8,0 0,37 8,0 0,47 5,0 0,24 5,0 0,11
Tablodaki değerler bir kenarı a veya b olan karesel odalar için doğrudur. Dikdörtgen kesitli (a.b) bir oda için η verimi
) ( 3 1 a b a η η η η= + − olur. (7.5)
formülü ile hesaplanır. Çizelge 7.1 de aydınlatma aygıtlarının sadece iki verimi, yani ηayg = % 70 ve % 80 değerleri göz önüne alınmıştır. Verimi η,ayg
olan bir diğer aydınlatma aygıtı kullanıldığı zaman tablodan bulunan verim (η,ayg / ηayg) ile çarpılmalıdır. Bu durumda ışık kaynaklarının verdiği Фo toplam ışık akısı yardımı ile çalışma düzlemine düşen Фs ışık akısı bulunur ve dolayısıyla çalışma düzleminin ortalama aydınlık düzeyi
S S E s o o Φ = Φ = η olur. (7.6)
Eğer çalışma düzleminin ortalama aydınlık düzeyi verilmiş ve ışık kaynaklarından çıkan Фo toplam ışık akısı;
η S Eo o . = Φ formülü kullanılır. (7.7)
Şekil 7.5. Aydınlatması yapılacak (500 lx.) mekânın geometrik ölçüleri [15]
Şekil 7.7. Aydınlatması yapılacak (100 lx.) mekânın geometrik ölçüleri [15]
Şekil 7.8. 3200 lm. Işıklık ve üretecinin mekâna yerleştirilmesi [15]
Aydınlatma özellikle geniş alanlara yayılan sanayi tesislerinde önemli bir ihtiyaçtır. Zira ışık olmadan üretim yapmak ve sanayinin devamını sağlamak imkansızdır. 10000 m2 lik 100x100 metre büyüklüğünde bir fabrikayı ele alalım burada aydınlatma gereksinimini karşılamak üzere tasarım yapalım. Bu fabrikaya gün ışığı girişi olmadığını varsayarsak bu alana kirlenme payını dikkate alarak 280 lüx aydınlık seviyesine göre 656 adet 125W civa buharlı, 317 adet 250W civa buharlı, 206 adet 400W civa buharlı, 243 adet metal halinde 250W, 135 adet metal halinde 400W seçenekleri karşımıza çıkmaktadır.
8. SONUÇ VE ÖNERİLER
Biz bu tezimizde bilgisayar ile gerilim düşümü ve ısınma yöntemine göre kablo kesit hesabı, verim yöntemiyle de aydınlatma hesabı yapılmıştır. İlk önce gücü kW cinsinden verilen yapı ya da yapıların beslemesi için gerekli yeraltı kablo kesit hesabı uzunluk, talep faktörü, ısınma, gerilim düşümü ve hattın trifaze ya da monofaze olması durumuna göre yapılmıştır. Yapılan kesit hesabında gerilim düşümü (% e) değeri beslemesi yapılan yerin durumuna göre farklı aralıklarda olur. Isınma da değeri ise kabloların yapılan deneyler sonucu taşıyabileceği maksimum akım değerini gösterir. Yönetmelik gereğince 3 kW’ ı aşan kısımlarda trifaze hat sistemi kullanılmıştır. Yapılan kesit hesabı programı da trifaze hat sistemlerine göre hesap yapmaktadır. Ancak yapı havai hat olacak olursa kesit hesabı farklı bir yöntem olan mukavemet yani iletkenin çekme kuvvetine göre yapılır. Burada yöntemde yapılan farklılıkların sebebi iletkenin yapısıdır.
Aydınlatma hesabında ise mekân için gereken lux değerini sağlayacak armatürler için hesap yapılır. Bu hesaplamalarda iyi ve ayrıntılı görme, rahat ve uzun süre yorulmadan bakabilmeyi, renkleri ve şekilleri doğru gösterebilmeyi, ucuza görebilmeyi sağlayacak bir aydınlatma seçmektir. Dünya’da sanayinin büyük bir rekabet içinde olduğu ve Türkiye’de de enerji maliyetlerinin yüksek olduğu düşünülürse tüm aydınlatma sistemlerine öncelikle proje aşamasında birtakım önlemler alınması gerekmektedir. Alınacak en iyi önlem optimum aydınlatmayı bulmaktır. Armatürlerin şekli, armatür içerisinde kullanılan lâmbanın ışık akısı, armatürün çeşidi, minimum armatür sayısı, armatürlerin tavana yerleştirilmesi, aydınlatması yapılacak mekanın renkleri ve bu renklerin yansıtma katsayıları verim yöntemi ile yapılmıştır. Bu tezde yapılan programda kullanılan formüller tez içerisinde verilmiştir. Yapılan program ile tesisatta kullanılan iletkenlerin minimum kesitte seçilmesini sağlar. Aydınlatmada ise aydınlatması yapılacak mekanın özelliklerine göre armatür seçilmesi armatürlerin tavana yerleşimini görsel hale getirmesi bakımından ve zaman kazandırması yönüyle önemlidir.
KAYNAKLAR
1. UÇKU K., “Enerji Dağıtımı ve Projesi 1nd”, tisa Yayınevi, 154-224 Ankara, (1974)
2. UÇKU K., “Enerji Dağıtımı ve Projesi 2nd”, tisa Yayınevi, Ankara, 17-101 (1974) 3. AYTUĞ A., “Mimaride Ergonomik Faktörler”, 1-5 (1991)
4. İNCİR G., “İşyerlerinin Aydınlatma Düzeni”, Milli Prodüktive Merkezi, (29-35) (1985)
5. Sirel Ş. , “Aydınlığın Niteliği Kitapçığı”, 1 (1992)
6. İnternet: “İstanbul Teknik Üniversitesi Ergonomi Kulubü”
http://www.students.itu.edu.tr/ergonomi/bilbank/insan2.html. (2005)
7. İnternet: “Osram Aydınlatma”
http://www.osram.com.tr/pricelist/pricelist.pdf, (2006) 8. İnternet: “Osram Aydınlatma”
http://www.osram.com.tr/lighting/index_lexikon, (2006)
9. “II. Ulusal Aydınlatma Sempozyumu”, Diyarbakır, (79-86) (2003)
10. Tekin M., “Aydınlatma Tekniği 7nd”, Birsen Yayıevi, Ankara, (114-168) (1998) 11. Tekin M., “Aydınlatma Tekniği 2nd”, Birsen Yayıevi, Ankara, (153-159) (1994) 12. Tosun İ., “Enerji İletimi Ve Dağıtımı 1nd”, Birsen Yayınevi, İstanbul,
(15-21) (2007)
13. İnternet: “Arlight Aydınlatma”,
http://www.arlight.net/urun-goster-tr.asp?id=8, (2006) 14. İnternet: “Alçak Gerilim Enerji Kabloları”,
http://www.hes.com.tr/frontside1/categoryfocus.aspx?category_id , (2006) 15. İnternet: “Phılıps Aydınlatma”,
http://www.lighting.philips.com/gl_en/tools_downloads/ calculuxdialux/ index. php, (2006)
16. İnternet: “Kablolarda Akım Taşıma”,
http://www.etmd.org.tr/teknik_yazilar/no2424.doc, (2006)
EKLER
1.1. Akkor telli lâmbalar
Işınımın ışık haline geçmesiyle oluşan bir ışık üreticidir. Işık üreticinin ısı derecesi arttıkça meydana getirdiği ışık akısı da (gücü) artar. Lâmba içerisinde bulunan madeni tel elektrik akımı ile akkor haline gelerek etrafa ışık yaymaya başlar. Bu teller erime sıcaklığı yüksek olan kömür, osmiyum, tantel, volfram madenlerinden yapılır.
Avantajları
1. Bağlantısı kolay, .alıştırmak için yardımcı araca ihtiyaç göstermez. 2. Satın alınma fiyatı ucuzdur.
3. Doğrultulu ışınlar vermeye elverişlidir. 4. Verdiği ışık rengi sıcaktır.
Sakıncaları
1. Işık etkinliği azdır.
2. Aydınlatma masrafı fazladır.
3. Fazla ısınır. Isının % 95 ini etrafa yayar.
4. Rengi pembemsi olduğundan yeşile bakan renkleri iyi göstermez. 5. Çıplak kullanılırsa göz kamaşmasına neden olur.
Çizelge 7.3. Türkiye de yapılan akkor telli lâmbaların verdikleri ışık akıları
Güç( watt) Gerilim 110V Işık akısı(lm.) Gerilim 220V Işık akısı(lm.) L (uzunluk) 15 140 120 E 103 mm 25 225 220 E 110 mm 40 445 350 E 110 mm 60 770 630 E 110 mm 75 1020 850 E 121 mm 100 1420 1250 E 128 mm 150 2360 2090 E 148 mm 200 3250 2920 E 183 mm 300 5050 4610 E 250 mm 500 8900 8300 E 285 mm 1000 19000 18600 E 309 mm 1.2. Ark lâmbaları
İki elektrot arasında deşarj sırasında ısınan elektrotlar akkor hale gelerek ışık veren lâmbalara ark lâmbaları denir. En önemli özelliklerinden biri pırıltılarının çok büyük ve kararlı olması ve noktasal bir ışık kaynağı olarak kullanılmasıdır. Ark lâmbaları iç aydınlatmada kullanılmaz.
1.3. Gaz ve madensel buharlı deşarj lâmbaları
Gazlar genel olarak yalıtkandırlar. Fakat enerji verilip serbest elektronlar üretilirse, iletken olurlar. Gazın iletkenliği verilen gücün büyüklüğüne, gazın cinsine, basıncına, kabın ve elektronların geometrik boyutlarına bağlıdır. Elektrik alanın etkisi altında serbest elektronlar anoda doğru hızla hareket ederler ve bu sırada gaz atomlarıyla çarpışırlar. Bunun neticesinde ısıma, ışıma, kopma olur. Gece lâmbası ve soğuk elektrotlu lâmba bu gurupta incelenir.
1.4. Sodyum buharlı lâmbalar
Kızgın katotlu alçak gerilimli ve alçak basınçlı deşarj lâmbalarıdır. Tüp oda sıcaklığında katı halde bulunan sodyum madenini ihtiva eder. Tüpün sıcaklığı 250- 300 dereceye çıktığı zaman sodyum madeni buharlaşır ve tüpün basıncı birkaç mm Hg. değerinde olur. Deşarj önce yardımcı bir gaz Neon veya argon yardımı ile sağlanır. Bu nedenle tüpün içinde az miktarda asal gaz bulunur. 220 voltluk şebeke gerilimi tutuşturmaya yetmez, bunun için tüpün elektrotlarını birbirine yaklaştırıp tutuşturmayı başlatan (z) teli konmuştur. Bu sayede ön deşarj başlar. İyonizasyon yardımı ile ön deşarj ana deşarjı başlatır. Dolayısıyla tüp ısınır ve sodyum buharlaşır ve ışıklı plazma dolgu gazından sodyum buharına geçer. Genellikle yol aydınlatması için kullanılırlar.
Çizelge 7.4. Sodyum buharlı lâmbaların verdikleri ışık akısı Güç( watt) Işık akısı(lm.) Işık etkinliği Lm/W
40 4400 73 60 7400 93 100 12500 104 150 20500 118 200 30000 130 Avantajları
1. Işık etkinliği en fazla olan ışık üretecidir. 2. Ömrü 3000-5000 saat arasındadır. 3. Kullanışı ucuzdur.
4. Sisli ve puslu havalarda görüşe yardım eder.
Dezavantajları
1. İlk tesisi masraflıdır.
2. Renklerin ayırt edilmesine imkan vermez. EK-1(Devam) Işık üreticileri ve özellikleri
3. Rengi sarıdır. Sarıdan başka renkleri değiştirir.
4. Verdiği ışık altında insanların sürekli çalışmalarında bazı sakıncalar görülmüştür. Bu nedenle iç aydınlatmada kullanılmaz.
1.5. Flüoresan lambalar
Alçak basınçlı cıva buharlı lâmbada içinden geçen akım bir elektrik deşarjı şeklindedir. Bu deşarj görünmeyen ültraviyole mor ötesi bol miktarda ışınlar verir. Bu tüpün iç cidarına flüoresan madde sürüldüğü zaman, bu mor ötesi ışınlar foto lüminesan ışını ile görülebilen ışınlara dönüşürler.
Civa buharlı alçak basınçlı lâmbalarda bilhassa kırmızıya giden ışığın yokluğunu flüoresan maddelerle karşılamak mümkündür. Flüoresan maddelerin uygun karışımları mavimsi hale getiren, dolayısıyla bol miktarda elektron üretimine yol açan kuvvetli bir akım geçer. Bu arada star ter elektrikleri soğur, elektrotlar eski haline gelirler ve akım devresi açılmış olur. Starter devresinin açılmasıyla balastlı lâmbada deşarjı başlatmaya yetecek kadar bir gerilim indüklenir. Bu suretle lâmba tutuşur. Deşarj biraz başladıktan sonra artık sönmez ve elektrotlarında kendi kendine ısınmalarını sağlar. Alçak gerilimli flüoresan lâmbaların kararlı çalışma gerilimleri 100-120 volttur. Starterin boyutları çok küçüktür. Radyoların parazit yapmaması için buna ayrıca paralel olarak kondansatör bağlanır.
Flüoresan lâmbanın ömrü büyük ölçüde devre açıp kapama sayısına bağlıdır. 1000 defa devre açıp kapama sayısına göre ömürleri 3000 saat kabul edilir. Flüoresan lâmbalar, gerilim değişimlerine akkor telli lâmbalar kadar hassas değildir. Ancak gerilim değişimlerinin büyük olması durumunda ömrü çok kısalır.
Avantajları
1. Işık etkinliği fazladır.
2. Ucuz ışık sağlar
3. Yüksek aydınlık elde etmeye yarar.
4. Çıplak kullanılsa bile fazla göz kamaştırmaz. 5. Bazı cinsleri ve birçok renkleri gayet iyi gösterir.,
6. Sıcak renklerini 250 soğuk renklerini 400 luxten fazla aydınlık çoğunlukları için kullanmak uygundur.
7. Fazla ve iyi cins aydınlığa ihtiyaç olan okul, büro, kütüphane ve bankalar için yardımcı gün ışığı olarak kullanılır.
Dezavantajları
1. Bağlantısı zordur, çalışmak için yardım araçlara ihtiyaç vardır. 2. Birdenbire yanmaz.,
3. Doğru ve iyi bağlanmadığı zaman yanar söner, ışığın titremesi ve strobüskopik etki gibi sakıncaları vardır.
4. Verdikleri ışığa göre boyları büyüktür.
5. Çok yüksek tavanlı yerlerde kullanmaya elverişli değildir.
6. Devamlı yanan yerlerde kullanılır. Her açılıp kapamada tüp ömründen (3 saat) kaybeder.
Kişisel Bilgiler
Soyadı, adı : ATICI Mehmet Uyruğu : TC.
Doğum tarihi ve yeri : 10.10.1983 Kırşehir. Medeni hali " : Bekâr
Telefon : 0(312)311 33 10
Faks : 0(312) 311 33 08
e-mail : mhmt.atici@gmail.com
Eğitim
Derece Eğitim Birimi
Yüksek lisans Gazi Üniversitesi /Elektrik Bölümü (Ankara) Lisans Kırıkkale Üniversitesi/ Elektrik Bölümü (Kırıkkale) Lise Süleyman Demirel Lisesi (Kırıkkale)
İş Deneyimi
Yıl Yer
2004-2007 3S Mühendislik Tic. San. Ltd. Şti
Yabancı Dil
İngilizce
Hobiler