YAPILARDA HAVALANDIRMA SİSTEMLERİ
DERS NOTLARI
4.HAFTA
Hazırlayan: Doç.Dr. Mehriban Mikayilova
OMU. Mimarlık fakultesi. İç Mimarlık Bölümü. 2021
Havalandırma sistemleri isminden de anlaşılacağı gibi kirli havanın dışarı atılmasını ve temiz havanın içeri verilmesi için kullanılan sistemlerdir. Yani bu sistemler ile doğal akım yoluyla kirli hava emilir ve içeri tekrardan temiz hava verilir. Havalandırma sistemleri ile birlikte toz, buhar ve duman profesyonel bir şekilde bu sistemler eşliğinde uzaklaştırılır. Havalandırma sistemleri oldukça güvenilir ve pratik çözümlerdir. Havalandırma sistemlerinin mantığı havanın belirli hızda taşınmasıdır. Bu şekilde istenmeyen kirleticiler ortadan kaldırılmaktadır.
Bu sistemler mekanlara özel olarak tasarlanabilmektedir. Üretim tesislerinde veya günlük yaşam alanlarında havalandırmanın yetersiz olması yaşam ve üretim kalitesini ciddi derecede etkilemektedir. Bu noktada profesyonel mühendislik firmalarından destek almak büyük önem taşımaktadır. Havalandırma sistemleri içerideki mekânın hacmi, hava miktarı, kullanım şekli ve insan sayısına göre özelleştirilebilir. Bu noktada sizin için en ideal proje tarafımızdan hazırlanmaktadır.
Havalandırma sistemlerinin avantajlarını şu şekilde sıralamamız mümkündür;
-İçeride bulunan toz, buhar ve duman gibi istenmeyen kirleticiler havalandırma sistemleri tarafından emilir.
- İçeriye temiz hava verilerek yaşam ve üretim kalitesi artar.
- İç mekanlara sürekli olarak taze hava verilebilir.
- Yangın ve patlama gibi durumlar ortadan kalkar.
- Pis kokular kolay bir şekilde engellenir.
Uyğun dış hava devrimi ile yapı içindeki havanın akışı
Yapı çevresinde ve içinde ışı etkisi ile hava devrimi oluşumu
Yapı içindeki havanın akışı
Havalandırma sistemleri çeşitleri birden fazladır. Mesela havalandırılacak mekanın tek katlı olması durumunda lokal havalandırma, insanların yoğun olduğu bölgelerde merkezi havalandırma, mutfak ve restoran
Havalandırma sistemlerinin önemi oldukça fazladır. Her şeyden önce canlılığın devamı için oksijen oldukça önemlidir. Bu oksijenin kalitesi ise yaşam ve üretim kalitesi için büyük önem taşır. Havalandırma sistemleri oksijen, yaşam ve üretim kalitesini gözle görülür bir şekilde arttırmaktadır. Bu gibi yerlerde davlumbaz vb. havalandırma sistemleri uygulanabilir.
Genel havalandırma, büyük miktarda temiz havanın sağlandığı ve kirli havanın tahliye edildiği sistemlerdir. Genel havalandırma yapılan işyerlerinde kirleticiler işyerinin geneline yayılabilirler. Bu yüzden yüksek dozda toksik madde veya tehlikeli kimyasalların bulundurulduğu işyerlerinde yeterli olmayacağı bilinmelidir.
Lokal hhavalandırma sisteminin çalışması
Havalandırılan ve temiz ortamlarda insanların daha huzurlu, konforlu ve üretken olduklarının kanıtlanmış olması nedeniyle sürdürülebilir binalarda ön koşullardan birisi de havalandırma yapılmasıdır. Havalandırma mekanik veya doğal olarak iki şekilde yapılabilir. Isıl ve konfor şartlarının korunması bağlamında Ülkemizin bir çok yerinde doğal havalandırma kesin çözüm olmayıp sadece mekanik havalandırmada enerji tasarrufuna destek sağlayabilmektedir. Bu nedenle konfor ve miktar olarak gereksinimleri tam olarak yerine getirebilen sistemler mekanik havalandırmadır.
Konut projelerinde havalandırma yapılması gereken yerler:
Sığınak Havalandırması;Otopark Havalandırması;Kazan dairesi Havalandırması; Merdiven boşluğu Havalandırması; Asansör boşluğu Havalandırması; Depo Havalandırması; Çöp Bacası.
Artık yeni projelerde egzozdan, atık gazlarında, olağan üstü hallerden korunmak , sıcağı ve soğu bertaraf etmek için konutlarda farklı havalandırma çözümler bulunmaktadır.Aşağıdaki şemada örnekte konut havalandırma sistemini görebilirsiniz.,
Bir evin havalandırma sistemi
Yalıtım kalınlıklarının artması, infiltrasyonların azalması (dış havanının azalması sağlık sorunlarına sebep olmaktadır), enerji giderlerinin artması (pencereler açılarak doğal havalandırma enerji kaybı ve ısıl konfor olarak doğru değildir) gibi sebeplerle artık konutlarda da mekanik havalandırma yapılmasını zorunlu kılmaktadır. Enerji verimliliği konusu ve konutlarda havalandırma sistemleri aşağıdaki gibi özetlenebilir.
· Havalandırma oranı kontrol edilerek talebe göre azaltılabilir,
· Hava akımı gerektiği gibi kontrol edilerek kirliliğin yayılması önlenebilir ve ayrıca havalandırma verimi artırılabilir, Egzozdan ısı geri kazanımı yapılabilir,
· Bina cepheleri infiltrasyonu azaltacak şekilde tasarlanıp bununla beraber gerekli havalandırma sağlanabilir,
· Sürekli havalandırma yapılarak nemin zararlarI engellenebilir,
· Mekanik havalandırma iyi tasarlanmadığı ve uygulanmadığı takdirde, doğal havalandırma engellenmesine rağmen, başka problemlerle karşılaşma mevcuttur,
· Doğru seçilmiş havalandırma oranları ile çok yüksek hava debilerinin önüne geçilmiş olur, · Enerji verimli sistemler ile bir veya daha fazla konuta hizmet verilebilir.
Evlerdeki enerji tüketiminin en büyük kısmı mekân ısıtılması için harcanmaktadır. İç ortam ısısının içerde muhafaza edilebilmesi için, binanın çok iyi yalıtılmış olması gerekmektedir. Binalarda çatılardan %7, dış duvarlardan
%40, döşemelerden %6 ve kapılardan %17 oranlarında ısı kayıpları olmaktadır. Binanın yalıtılması ile %50’ye varan oranlarda enerji tasarrufu yapmak mümkündür.
Binalarda Enerji Verimliliği
Baca havalandırmasında hava sirkülasyonu
Mekanik Havalandırma Sistemleri
Konutlarda mekanik sistemler sayesinde dış hava durumundan veya binada/evde bulunan kullanıcılardan etkilenmeden gereken havalandırma yapılabilir. Mekanik havalandırmanın yapıldığı durumlarda bina cephesinden kaçaklar en aza indirilerek infiltrasyon veya exfiltrasyonun etkileri de azaltılabilir. Ayrıca havalandırma sisteminde düzgün yapılmış bir izolasyon aynı zamanda dış gürültüyü engelleyecektir. Isı geri kazanım sistemi olan ve ayrıca iç hava kalitesi, nem veya kullanım bazlı taleplere cevap verebilecek olan kontrollerle donatılmış olan havalandırma sistemi enerjiyi daha verimli kullanacaktır. Bu tip sistemlerde bulunan filtreler ve serpantinler ile daha temiz besleme havası elde edilecek ve ayrıca ısıtma ve soğutma yapılabilecektir. Bunun dışında basınç farkları da kontrol edilebileceği için nemin bina cephesine verebileceği zarar da kontrol altında tutulabilecektir. Şekil 1-de doğal havalandırmanın sebep olabileceği bazı problemler verilmiştir.
Doğal havalandırma (ısı farkından doğan) basınç farkından oluşmakla birlikte bazı durumlarda rüzgarın da etkisiyle ters akımların oluşmasına ve havanın istenmeyen bölgelere ulaşmasına sebep olabilmektedir. Bu duruma bacalar da (hatta mutfakta bulunan aspiratörler dahil) sebebiyet verebilmektedirler (şekil 2).
Şekil 1 Doğal havalandırmada oluşabilecek ters hava akımları.
Şekil 2. Mutfak aspiratörünün sebep olabileceği ters hava akımları. ;
1) Normal çalışmada egzoz, 2) Normal çalışmada çıkan hava, 3) Normal çalışmada havalandırma, 4) Ters hava akımı,
5) Aspiratörün çalışması ile oluşan hava transferini göstermektedir.
Çok katlı bir binada şönt baca sistemi ile egzoz havalandırması
2.2 Mekanik Egzoz Havalandırması
Mekanik egzoz havalandırma sistemleri olan binalarda, hava kirliliği fazla olan ve dolayısıyla iç hava kalitesi de düşük olan odalardan kirli hava dışarı atılır. Dış hava infiltrasyon şeklinde bina kabuğundan sızarak havalandırma formunda içeri girebilir. Şekil 3’ te görüldüğü gibi binalardaki katlardan aynı bacaya egzoz girişi yapılabilir. Bunun için egzoz ızgara girişlerinde yeteri kadar basınç kaybı olmalıdır aksi takdirde ters akımlar oluşabilir. Bacada bulunan ve merkezi konumda ki fan tüm daireler bu amaçla hizmet verir. Odalardan olan hava akımı; nem, CO2 veya benzeri sensörlerin ayarlanabilir damperleri kontrol etmesiyle sağlanabilir.
Şekil 3. Mekanik egzoz havalandırma sistemi uygulaması.
Havalandırma Yöntemleri
Bu sistemlerin avantajları arasında sabit bir havalandırama oranı ve sağlanan düşük bir basınç farkı sayesinde nemin dış duvarlara zarar vermesinin önlenmesi (küf oluşumunu engellemek) sayılabilir. Sistemin dezavantajları ise; özellikle soğuk iklimlerde infiltrasyonun sebep olduğu draft (soğuk esinti), egzozdan ısı geri kazanım ile kontrolsüz olan (infiltrasyon) taze dış havayı ısıtamama, egzozun tuvalet, banyo ve mutfak gibi yerlerden olması dolayısıyla besleme havasının yatak ve oturma odalarına eşit bir şekilde dağıtılamaması ve havalandırma amaçlı dış havanın dağılımının da bina kabuğuna kaçaklar şeklinde özetlenebilir.
Yukarıda belirtilen problemler Şekil 4’ te gösterilmiştir. Bunlar arasında infiltrasyon olan bazı yerlerden direk olarak egzoza kaçışta yer almaktadır. Yatak ve oturma odalarına bina cephesinden kaçak hava girişi olamaması durumunda, içeri giren hava bu odalar yerine çıkış olan mutfak veya banyoya yönelir. Bir çeşit kısa devre olarak vasıflandırılabilecek bu durum, havalandırma verimliliğinin düşmesine sebep olduğundan, önlenmelidir. Özellikle geceleyin yatak odası kapısının kapalı konumda olması halinde buradaki hava kalitesi sağlık açısından zararlı olabilecek seviyeye düşebilir. Bu istenmeyen durum her yatak odasına besleme menfezleri konularak önlenmelidir (Şekil 5).
Şekil 4. Mekanik egzoz havalandırması olan bir apartmanda kısa devre örneği. Şekil 5. Yatak ve oturma odasında dış hava ızgarası (menfez) uygulaması
Şekil 7. Merkezi besleme ve egzoz sistemi olan binada ısı geri kazanım uygulaması.
Şekil 6 .Mekanik besleme ve egzoz sistem uygulaması.
1)Egzoz, 2)Çıkan hava, 3)Besleme havası,
4) Isı Geri kazanım, 5)Mutfak egzozu 6) Gürültü damperi,
7)Havalandırma için taze dış hava girişi. Şekil 8. Merkezi olmayan besleme ve egzoz
sistemli binada ısı geri kazanım uygulaması.
2.3 Mekanik Besleme ve Egzoz Havalandırması
Bu sistemlerde besleme havası kanallarla yatak ve oturma odalarına ulaştırılır.
Egzoz ise mutfak, banyo ve tuvaletten yapılarak havanın atılması sağlanır. Atılan hava ısı eşanjöründen geçirilerek ısı geri kazanımı gerçekleştirilerek taze dış havanın ön ısıtılması sağlanır (Şekil 7). Bu şekilde ekonomik olarak kazanç sağlamak mümkündür. Bir diğer alternatif de bu atık ısı ile kullanım sıcak suyunun ön ısıtılması şeklinde düşünülebilir.
Bu sistemler merkezi (Şekil 8) olabildiği gibi merkezi olamayan şekilde de uygulanabilir. Merkezi sistemlerde yapılan ısı geri kazanımı daha verimli olmakla birlikte, bu sistemlerde kullanılan kontroller daha fazladır. Merkezi olmayan sistemlerde ise bakım onarım giderleri daha yüksek olmakla birlikte, talebe göre yapılacak olan kontrol daha kolay bir şekilde gerçekleştirilebilir.
2.5 Havalandırma Tasarım Oranları
Konutların iç hava kalitesi birçok parametreye bağlıdır. Ancak bu kaynaklar genellikle bina tasarımcılarını etkileyebilecek nitelikte değildirler (örneğin sigara kullanımı, yoğun yemek pişirme, mobilya ve halılar ile özel hobiler bunlardan bazılarıdır). Havalandırma oranlarında ortalama kullanım dikkate alınmalıdır. Bu süreçte bazı yerler daha fazla havalandırmaya ihtiyaç duyabildiği gibi, bazı yerlerde daha az gereksinim olabilir. Ulusal yönetmelikler ile uluslararası standartlarda verilen değerler tasarımcıya doğru değerler tanımlamada yardımcı olurlar.
Havalandırma gereksinimleri ile ilgili detaylar Tablo 1’de verilmiştir. Yatak ve oturma odaları için verilen havalandırma değerleri bu odalara verilmesi gereken dış hava miktarları olarak tanımlanmıştır. Mutfak, banyo ve tuvalete sağlanacak olan besleme havası ise bu odalardan transfer edilebilecek hava olarak kabul edilebilir.
Kategori
Hava Değişim Oranı1
Yatak ve Oturma
Odası (Dış Hava) Egzoz Havası (L/s)
L / s, m2 ach L / s, kişi L / s / m2 Mutfak Banyo Tuvalet
A 0,49 0,7 10 1,4 28 20 14
B 0,42 0,6 7 1 20 15 10
C 0,35 0,5 4 0,4 10
Tablo 1. Konutlarda havalandırma gereksinimi, kullanım saatlerinde sürekli gerekli olan havalandırma .
Hava değişim Oranı tavan yüksekliği 2,52 metre olduğunda L/s, m2 ve ach olarak verilen değerler aynıdır.
Soldakı tabloda verilen değerler, hava değişim oranı, kullanıcı sayısı, kullanım alanı veya tuvalet, banyo ve mutfak sayısına göre farklılık gösteren durumlarda takip edilmesi gereken prensipler şöyledir:
1-Konut tasarım havalandırma değeri: a) tüm konut bazında saatlik hava değişim değeri, b) kişi başı havalandırma miktarı, c) kullanım alanı bazında verilen değerlerin arasında en yüksek olanı şeklindedir.
2-Egzoz havası mutfak, banyo veya tuvaletten atılan hava miktarı büyük evlerde en büyük değer küçük evlerde ise en küçük değer baz alınarak belirlenmelidir.
3- Oturma ve yatak odası havasına sağlanan hava öncelikli olarak dış hava olmalıdır.
Havalandırma oranı değişken olmakla birlikte her durumda Tablo 1’ de verilen kişi başı miktarını her zaman sağlamalı ve en az 0,1 L/s,m2 olmalıdır.
