Cebri Havalandırma Nedir? Mekanik ve Doğal Havalandırma Farkı

Beş katlı bir apartmanda banyoları çatıya bağlayan 15 metrelik ortak bir hava bacası düşünün. Ocakta dışarısı 0 °C, içerisi 20 °C iken bacanın tabanı ile ağzı arasında yaklaşık 13 Pa'lık bir basınç farkı oluşur ve banyoların havası yukarı çekilir. Temmuzda dışarısı 32 °C'ye, içerisi 24 °C'ye geldiğinde aynı baca yaklaşık 4,6 Pa'lık ters yönde bir fark görür: hava bu kez çatıdan aşağı, alt kattaki banyolara iner. Doğal havalandırmanın sınırı bu iki rakamda görülür. Cebri havalandırma, havayı mevsime ve rüzgâra bağlı bu küçük ve yön değiştiren kuvvetlere bırakmak yerine bir fanla, istenen yönde ve hesaplanan miktarda hareket ettirmektir.

Cebri havalandırma nedir?

Cebri havalandırma, bir mahaldeki havanın fan yardımıyla zorla dışarı atılması, içeri verilmesi ya da ikisinin birlikte yapılmasıdır. Proje ve şartnamelerde "mekanik havalandırma", sahada "fanlı havalandırma" diye de geçer; üç ifade aynı işi anlatır. Doğal havalandırmadan farkı enerjinin kaynağıdır: doğal yolda havayı rüzgâr ile iç-dış sıcaklık farkı yürütür, cebri yolda elektrik motoruyla dönen bir fan. Bu fark sistemin üç özelliğini değiştirir:

• Debi bilinir. Fan, kanal direncine karşı belirli bir hava miktarını verecek şekilde seçilir; teslimde menfezlerde ölçülür, gerekirse damperle ayarlanır.
• Yön sabittir. Hava mevsime göre ters dönmez; kirli mahalin havasının temiz mahale kaçması basınç ayarıyla önlenir.
• Havaya işlem yapılabilir. Fanın ürettiği basınç sayesinde hava filtreden, ısıtıcı bataryadan, ısı geri kazanım eşanjöründen ve susturucudan geçirilebilir. Doğal çekişin birkaç paskallık itişi bu elemanlardan birini bile aşmaya yetmez.

Kapalı bir odada havanın neden bozulduğu ve fanın çalışma noktası havalandırma sistemi nedir yazısında anlatıldı. Bu yazı doğal ile cebri arasındaki ayrıma ve mekanik sistemin hangi durumda zorunlu hâle geldiğine odaklanıyor.

Doğal kuvvetler kaç paskal, fan kaç paskal?

İki yolu karşılaştırmanın en açık ölçüsü havayı iten basınçtır. Doğal havalandırmayı iki kuvvet yürütür:

• Baca etkisi: Δp = g · h · (ρ_dış − ρ_iç). Hava girişi ile çıkışı arasındaki yükseklik (h) ve iç-dış sıcaklık farkı büyüdükçe artar. Girişteki 15 metrelik baca örneği bu bağıntıyla bulundu (deniz seviyesinde havanın yoğunluğu 0 °C'de yaklaşık 1,29 kg/m³, 20 °C'de 1,20 kg/m³).
• Rüzgâr: rüzgârın dinamik basıncı ½ · ρ · v² kadardır. Saniyede 3 metre esen hafif bir rüzgârda bu değer yaklaşık 5,4 Pa'dır; cephe ve çatıdaki açıklıklara bunun ancak bir kısmı yansır ve rüzgâr yön değiştirdikçe işaret de değişir.

Tablodaki fark bir ölçek farkıdır. Doğal havalandırma birkaç paskalla çalıştığı için kısa ve geniş hava yolları ister: açılabilir pencere, karşılıklı cepheler, dik ve yüksek bacalar. Araya bir dirsek, uzun yatay bir kanal ya da bir filtre girdiğinde akış neredeyse durur. Fan ise yüzlerce paskal ürettiği için hava katlar boyunca kanalla taşınabilir, süzülebilir ve penceresi olmayan bir mahalle ulaştırılabilir.

Cebri havalandırmada üç basınç düzeni

Fanın havayı çekmesi ya da basması, mahalin komşularına göre hangi basınçta kalacağını belirler. Bu seçim hijyen ve güvenlik açısından debi kadar önemlidir.

Yalnız emişle çalışan bir sistemde atılan havanın yerine gelecek hava için yol bırakılmazsa fan beklenen debiyi veremez: kapılar zor açılır, aralıklardan ıslık sesi gelir, doğalgazlı cihazların bacasından yanma gazı içeri dönebilir. Restoran mutfaklarında davlumbazın çektiği havanın büyük kısmı bu yüzden ayrı bir besleme hattıyla geri verilir; ayrıntılar restoran havalandırma sistemleri sayfasında. Üfleme düzeni ise bazı yerlerde bir güvenlik önlemidir: yangın merdiveni pozitif basınçta tutularak duman dışarıda bırakılır (merdiven basınçlandırma nedir), temiz oda sistemlerinde ise komşu hacimlerden kirli hava sızması aynı yolla önlenir.

Doğal havalandırma ne zaman yetmez?

Doğal havalandırma enerji harcamaz, bakımı azdır; uygun binada ilk düşünülecek yoldur. Aşağıdaki durumlardan biri varsa yalnız doğal yola güvenmek mümkün olmaz:

İlk satır konutlarda en sık karşılaşılan durumdur: depo, spor alanı ya da ofis olarak kullanılan bodrum katların hava bacası çoğu zaman yetersiz kalır; seçenekler bodrum kat havalandırma yazısında. Çatıdaki doğal başlıkların gerçekte ne kadar hava atabildiği esmatik rüzgâr gülü nedir yazısında ölçüm sonuçlarıyla anlatılıyor.

Mevzuatın mekanik havalandırma istediği yerler

Türk mevzuatı çoğu mahal için havalandırma debisini sayıyla vermez, ama bazı durumlarda doğal yolu yeterli görmez ve mekanik sistemi açıkça ister:

• Banyo ve tuvalet: Planlı Alanlar İmar Yönetmeliği'nin 32. maddesi banyo, tuvalet ve benzeri mahallerin havalandırma bacası veya mekanik havalandırma ile havalandırılmasını zorunlu tutar; 39. maddeye göre ıslak hacimde mekanik havalandırma yoksa net ölçüsü en az 0,30 × 0,30 m olan bir pencere gerekir.
• Zararlı madde çıkan iş yerleri: İşyeri Bina ve Eklentilerinde Alınacak Sağlık ve Güvenlik Önlemlerine İlişkin Yönetmelik (RG 17.07.2013) boğucu, zehirli ya da tahriş edici gaz, toz, buğu, duman ve koku için genel havalandırmadan ayrı bir mekanik sistem ister. Aynı ek, mekanik sistemin her zaman çalışır tutulmasını, durması tehlike yaratacaksa arızayı bildiren bir kontrol düzeni kurulmasını ve bakımının yılda bir yetkili kişilerce yapılmasını şart koşar.
• Kapalı otopark: Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik, 2.000 m²'yi aşan kapalı otoparklarda binanın diğer bölümlerine hizmet eden sistemlerden bağımsız, saatte en az 10 hava değişimi sağlayan mekanik duman tahliyesi ister. Eşikler ve istisnalar otopark havalandırma yönetmeliği yazısında, uygulama otopark havalandırma sistemleri sayfasında.
• Sığınak: Sığınak Yönetmeliği, sığınağa kullanım kapasitesine uygun mekanik havalandırma tesisatı yapılmasını zorunlu kılar (sığınak havalandırma yönetmeliği, sığınak havalandırma sistemleri).
• Konut dışı binalarda tasarım esası: Binalarda Enerji Performansı Yönetmeliği ofis, okul ve otel gibi binalarda havalandırma tasarımında TS 3419 ve ilgili Avrupa standartlarına uyulmasını ister.

Hangi metnin hangi mahalde geçerli olduğu havalandırma sistemleri yönetmeliği yazısında tablo hâlinde toplandı.

Karma (hibrit) havalandırma: ikisi birlikte

Doğal ve cebri yollar birbirinin rakibi değildir. Karma havalandırmada bina uygun havalarda pencere, çatı açıklığı ya da panjurlu menfezlerle doğal yoldan havalanır; iç-dış sıcaklık farkı azaldığında, rüzgâr kesildiğinde ya da iç ortamda karbondioksit veya sıcaklık sınırı aşıldığında fan devreye girer. Yüksek tavanlı depo ve üretim salonlarında, spor salonlarında ve atriumlarda bu düzen elektrik tüketimini düşürür. Kontrol tarafında sıcaklık, CO₂ ya da nem duyargası ile motorlu pencere veya damper birlikte çalışır; fan devri frekans invertörüyle ihtiyaca göre ayarlanır.

Karma sistemde en sık hata, doğal açıklık ile fanın birbirine karşı çalışmasıdır: çatı fanı çalışırken açık kalan bir çatı penceresi, havayı salonun içinden değil hemen yanındaki pencereden çeker. Hangi açıklığın hangi durumda kapanacağı kontrol mantığına yazılmalıdır. Çatı fanlarının nerede kullanıldığı çatı fanı ne işe yarar yazısında.

Bir cebri havalandırma sistemi nelerden oluşur?

En basit cebri havalandırma duvara takılmış bir aspiratördür; en kapsamlısı bir binayı besleyen ısı geri kazanımlı santraldir. Aradaki her sistem aynı halkalardan kurulur:

1. Fan: kanal tipi, hücreli, salyangoz (radyal), aksiyel ya da çatı tipi. Seçim debiye ve hattın basınç kaybına göre yapılır; kanal tipi fan küçük hatlarda, hücreli aspiratör ve salyangoz fan yüksek basınçlı hatlarda kullanılır. Ön seçim için fan seçim hesabı, hücreli tiplerin maliyet kalemleri için hücreli aspiratör fiyatları.
2. Kanal: galvaniz dikdörtgen ya da spiral kanal; hava hızını ve sesi kanal kesiti belirler (hava kanalı imalatı).
3. Menfez ve emiş ağızları: havanın mahale nasıl dağıldığını ve nereden toplandığını belirler.
4. Filtre: dış havadaki tozu ve poleni tutar. Endüstride kirleticiyi bacaya gitmeden tutan filtreler ayrı bir konudur.
5. Isı geri kazanım: atılan havanın ısısını içeri giren taze havaya aktaran eşanjör (ısı geri kazanım cihazı nedir).
6. Damper ve kontrol: debi ayarı, yangın bölmesi geçişleri, zaman programı, duyargaya bağlı çalışma.
7. Susturucu: fan sesinin kanal boyunca mahale taşınmasını keser.

Birden çok katı tek bir santralden besleyen düzen merkezi havalandırma adıyla bilinir; santralin bölümleri klima santrali sayfasında.

Projede ilk cevaplanan sorular

• Mahal ne için kullanılıyor, içinde kaç kişi bulunuyor, hangi kirletici ya da ısı açığa çıkıyor?
• Mahal komşularına göre negatif mi, pozitif mi kalmalı?
• Taze hava nereden alınacak, egzoz nereye atılacak; iki ağız arasındaki mesafe atılan havanın geri emilmesini önleyecek kadar mı?
• Kanal hangi güzergâhtan geçecek; asma tavan, şaft ve kiriş altı yükseklikleri yeterli mi?
• Fan nereye konacak; bakım için erişilebilir mi, sesi komşu mahalleri rahatsız eder mi?
• Sistem sürekli mi çalışacak, zaman programına mı, duyargaya mı bağlanacak?

Debinin kişi sayısı, mahal hacmi ve ısı yüküne göre nasıl bulunduğu havalandırma hesabı aracında adım adım görülebilir. Projeyi kimin çizdiği ve hangi onaylardan geçtiği havalandırma projesini kim çizer yazısında anlatılıyor.

Sık karıştırılan dört nokta

• "Klima var, havalandırmaya gerek yok." Split klimaların çoğu odadaki havayı döndürür, dışarıdan taze hava almaz. Klima sıcaklığı düzeltir, havayı yenilemez.
• "Aspiratör taktık, cebri havalandırma oldu." Yalnız egzoz yapan bir aspiratör, atılan havanın yerine gelecek hava için yol yoksa debisinin küçük bir kısmını verir. Hava girişi planlanmamış bir sistem tamamlanmış sayılmaz.
• "Fan ne kadar büyükse o kadar iyi." Gereğinden büyük fan ses, cereyan ve fazla elektrik demektir; mutfakta fazla emiş, salondaki ısıtılmış ya da soğutulmuş havayı da dışarı atar.
• "Pencere varsa mekanik havalandırma gerekmez." Kirleticinin kaynağında yakalanması gereken işlerde ve kalabalık mahallerde pencere tek başına yetmez; iş yerlerinde zararlı maddeler için yönetmelik pencereden bağımsız bir mekanik sistem ister.

Keşif

İstanbul'un iki yakasında ve Kocaeli'de konut, iş yeri ve sanayi yapıları için cebri havalandırma sistemlerini projelendiriyor, imal ediyor ve monte ediyoruz. Sistem tipleri havalandırma sistemleri, fabrika ve atölye uygulamaları endüstriyel havalandırma sistemleri sayfasında; maliyeti belirleyen kalemler havalandırma sistemleri fiyatları sayfasında. Bölge sayfaları: İstanbul havalandırma ve Kocaeli havalandırma. Keşif talebi için iletişim sayfası.