Konutlarda Havalandırma
Özet
Son yıllarda Ülkemizde “residence” adı
altında yüksek binalarda lüx konutlar yapılıp satılmaktadır. Diğer yandan bu tür
yapıların bazılarına LEED, BREEAM sertifikası gibi sertifikalar alınmaya
çalışıldığı bilinmektedir. Bu nedenlerle ve aşağıda belirtilen nedenlerle bu
yazıda konutlarda havalandırma sistemleri üzerinde durulmuştur.
1.
Giriş
Havalandırılan ve temiz ortamlarda
insanların daha huzurlu, konforlu ve üretken olduklarının kanıtlanmış olması
nedeniyle sürdürülebilir binalarda ön koşullardan birisi de havalandırma
yapılmasıdır. Bu bağlamda LEED, ASHRAE 61.1 Standardındaki hava
debilerinin %30 artırılmasının
önermektedir. 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.
2. Konutlarda Havalandırma
Sistemleri
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. Burada bireysel evler ve
apartmanlar da mekanik havalandırma konuları incelenecektir. Yukarıda özetlenen
mekanik havalandırma sistemlerinin özelliklerinin yanında, olası problemler ve
çözümleri de incelenecek ve ayrıca havalandırma oranlarının tanımı ve seçim ile
ilgili kriterler işlenecektir. 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 sebep olabileceği zararlar engellenebilir,
·
Mekanik
havalandırma iyi tasarlanmadığı ve uygulanmadığı takdirde, doğal havalandırma
engellenmesine rağmen, başka problemlerle karşılaşma olasılığı mevcuttur,
·
Doğru
seçilmiş havalandırma oranları ile çok yüksek hava debilerinin önüne geçilmiş
olur,
·
Enerji
verimli sistemler ile bir veya daha fazla konuta hizmet verilebilir.
2.1 Niçin Mekanik Havalandırma
Sistemleri Kullanılmalıdır
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.
Şekil 2’ de verilen akımlar;
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.
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.
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
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 6). Bu şekilde ekonomik olarak kazanç
sağlamak mümkündür. Bir diğer alternatif de bu atık ısı ile kullanım sıcak
suyunun ön ısıtılması şeklinde düşünülebilir.
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.
Bu
sistemler merkezi (Şekil 7) 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.
Şekil 6. Merkezi besleme ve egzoz sistemi
olan binada ısı geri kazanım uygulaması.
Şekil 7. Merkezi olmayan besleme ve egzoz
sistemli binada ısı geri kazanım uygulaması.
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 (prEN 15251). 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.
Tablo
1. Konutlarda havalandırma gereksinimi, kullanım saatlerinde sürekli gerekli olan
havalandırma (EN 15251).
|
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 |
10 |
7 |
1Hava değişim Oranı tavan yüksekliği 2,52 metre
olduğunda L/s, m2 ve ach olarak verilen değerler aynıdır.
Yukarıdaki 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.
Ayrıca yukarıda tablo değerleri havada tam bir karışım
olduğu kabulüne dayanır. Yani hava kirliliğinin kullanılan ve egzoz yapılan
yerlerde aynı olduğu esas alınmıştır. Bunun dışında, bu tablo’ da verilen
tasarım değerleri mekanın kullanım sürecinde mekanik egzoz gibi havalandırma
sistemlerinin sürekli çalışır durumda olduğunu baz alır. Bina içinde bulunan
materyallerden oluşabilecek emisyonları temizlemek amacıyla kullanıcı olmayan
zamanlarda dahi asgari miktarda havalandırma yapılmalıdır. Bu durumda gereken
havalandırma, binanın veya yerel şartların sebep olabileceği duruma göre
belirlenir. Baz alınabilecek bir varsayım olmadığı takdirde 0,1 L/s,m2
değeri bu amaçla kullanılabilir. Diğer yandan talep esaslı havalandırmada hava
debisinin % 50’ den daha aşağı çekilmesi enerji verimliliği açısından fazla bir
yarar getirmez. Havalandırmanın iç hava kalitesi veya neme göre kontrol
edildiği uygulamalarda, tasarım azami havalandırma oranı hesaplanan en fazla
kirlilik oranı veya nemi karşılayabilecek miktarda 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.
Kaynak:
ASHRAE 6.1. Havalandırma
Standardı.