Endüstriyel Havalandırma Nedir? Fabrika ve Atölyede Uygulama

Endüstriyel havalandırma, üretim yapılan bir alanda çalışanın soluduğu havayı makinenin ve prosesin açığa çıkardığı ısı, toz, duman, buhar ve gazdan arındırmak için kurulan emiş ve besleme düzenidir. Bir ofisin havalandırmasını içindeki insanlar belirler; bir fabrikanınkini makineler ve işlenen malzeme. Aynı 1.000 m²'lik salonda paketleme yapılıyorsa iş, ısıyı atmak ve yeterli taze hava vermekle sınırlı kalabilir. Kaynak, taşlama ya da solventli boya yapılıyorsa kirleticiyi çalışanın nefes aldığı bölgeye ulaşmadan yakalamak gerekir ve sistemin bütün kurgusu değişir. Bu yazı endüstriyel havalandırmanın neyi amaçladığını, hangi iki yolla yapıldığını ve bir sistemin hangi halkalardan oluştuğunu anlatıyor.

Endüstriyel havalandırmanın beş görevi

1. Sağlık: toz, kaynak dumanı, solvent buharı ve gazların çalışanın soluduğu havadaki derişimini mesleki maruziyet sınır değerlerinin altında tutmak.
2. Isı atımı: fırın, pres, enjeksiyon makinesi, kompresör ve motorların ürettiği ısıyı dışarı taşıyıp salon sıcaklığını çalışılabilir düzeyde tutmak.
3. Yangın ve patlama güvenliği: yanıcı buhar ve tozun havadaki derişimini alt patlama sınırının belirgin biçimde altında tutmak, yangında dumanı tahliye etmek.
4. Ürünü korumak: gıda, ilaç ve elektronik üretiminde ürünü tozdan, nemden ve çapraz bulaşmadan uzak tutmak.
5. Binayı ve ekipmanı korumak: yoğuşmayı, korozyonu ve tozun makinelerde, elektrik panolarında ve çatı makaslarında birikmesini önlemek.

Çoğu tesiste bu görevlerden ikisi ya da üçü aynı anda geçerlidir ve sistem en ağır olanına göre boyutlandırılır.

Ticari binadaki havalandırmadan farkı

İki dünyada da hava fanla taşınır; doğal havalandırmanın neden çoğu üretim alanında yetmediği cebri havalandırma nedir yazısında paskal paskal karşılaştırıldı.

İki temel yol: seyreltmek ya da kaynağında yakalamak

Genel (seyreltme) havalandırma

Salonun bütün havası dış havayla değiştirilerek kirletici seyreltilir. Gerekli debi, kirleticinin saatlik salınımının hedeflenen derişime bölünmesiyle bulunur: Q = G / (C_hedef − C_dış). Hava salonda kusursuz karışmıyorsa sonuç bir karışım verimine (ε) bölünerek büyütülür.

Örnek: Bir boya hazırlama alanında saatte 0,5 kg toluen buharlaştığını varsayalım. Kimyasal Maddelerle Çalışmalarda Sağlık ve Güvenlik Önlemleri Hakkında Yönetmelik toluen için 8 saatlik mesleki maruziyet sınır değerini 192 mg/m³ olarak verir. Dış havada toluen yoksa ve karışım kusursuzsa, yalnız sınırın kendisini tutturmak için 500.000 mg/h ÷ 192 mg/m³ ≈ 2.600 m³/h gerekir. Sınır değer bir tasarım hedefi değil üst sınırdır; hedef derişim sınırın yarısı (96 mg/m³) seçilip karışım verimi 0,5 alındığında debi 500.000 ÷ 96 ÷ 0,5 ≈ 10.400 m³/h'e çıkar.

Seyreltme; zehirliliği düşük, salona dağınık ve az miktarda salınan kirleticiler için uygundur. Kirletici zehirliyse, çok miktarda çıkıyorsa ya da çalışan kaynağın başında duruyorsa seyreltme hem yetersiz hem pahalı kalır: kirletici salon havasına karışmadan önce çalışanın yüzünün önünden geçer, kışın ısıtılmış salon havası saatte binlerce metreküp dışarı atılır.

Kaynakta yakalama (lokal emiş)

Kirletici çıktığı noktada bir davlumbaz, makine başlığı, kapalı kabin ya da hareketli bir kol ile yakalanır ve salona yayılmadan kanalla taşınır. Taşlama tezgâhı, kaynak masası, karıştırma kazanı, kesim makinesi ve torba boşaltma ağzı bu yolla çözülür. İşyeri Bina ve Eklentilerinde Alınacak Sağlık ve Güvenlik Önlemlerine İlişkin Yönetmelik de zararlı gaz, toz, buğu ve duman için genel havalandırmadan ayrı bir mekanik sistem isteyerek aynı sonuca varır. Konumu sık değişen kaynak işleri için hareketli başlık akrobat kol ile, toz çıkan makineler için toz toplama sistemi ile çözülür. Emiş ağzı kaynaktan uzaklaştıkça gereken debinin nasıl katlandığı endüstriyel havalandırmada enerji verimliliği yazısında hesaplandı.

Sahada iki yol birlikte kullanılır: kaynakta emiş kirleticinin büyük kısmını alır, genel havalandırma kaçan kısmı seyreltir ve makine ısısını atar.

Sistemin altı halkası

Lokal emişli bir sistem havanın yolunu izleyen altı halkadan oluşur; zincirin en zayıf halkası bütün sistemin başarısını belirler.

1. Emiş ağzı (davlumbaz, kabin, kol): kirleticiyi yakalayan tek parça budur; geri kalanı onu taşır ve temizler. Yanlış biçimde ya da uzağa konmuş bir ağzın açığını büyük bir fan kapatamaz.
2. Kanal: tozlu havada tozun çökmeyeceği hızda, dumanlı havada sızdırmaz ve gerektiğinde ısıya dayanıklı imal edilir (hava kanalı imalatı). Ön boyutlandırma için hava kanalı hesabı.
3. Hava temizleyici: toz için siklon, torbalı ya da kartuşlu filtre; yapışkan ya da kıvılcımlı akım için sulu filtre; yağ buharı ve ince duman için elektrostatik filtre. Torbalı filtre ön boyutlandırması için jet pulse filtre hesabı.
4. Fan: çoğunlukla salyangoz (radyal) fan. Kirli tarafta çalışacaksa aşınmaya dayanıklı kanat, filtreden sonra temiz tarafta çalışacaksa verimli kanat tipi seçilir (salyangoz fan nedir, fan seçim hesabı).
5. Baca: temizlenmiş havayı komşu yapıları ve taze hava alıklarını etkilemeyecek yükseklikte atar; emisyon ölçümü için ölçüm ağzı bırakılır.
6. Telafi (besleme) havası: emilen her metreküp havanın yerine bir metreküp hava girer. Bu hava planlanmazsa salon negatif basınca düşer.

Telafi havası neden ayrıca hesaplanır?

Emiş sistemi salondan saatte 20.000 m³ hava çekiyor ve bu havanın gireceği yol planlanmamışsa, salon ile dış ortam arasındaki basınç farkı fanın debisi düşene kadar büyür. Yalnız 50 Pa'lık bir fark, 2 m²'lik bir kapıya 100 N'luk kuvvet bindirir: kapı zor açılır, sert kapanır. Aynı fark yakıtlı ısıtıcıların ve kazanların bacasından yanma gazının geri dönmesine, emiş ağızlarında hızın düşmesine ve kapı aralıklarından soğuk hava akımı gelmesine yol açar. Telafi havası bu yüzden debisiyle ve kışın ne kadar ısıtılacağıyla birlikte hesaplanır. Isıtma tarafındaki seçenekler ısıtma sistemleri sayfasında, yüksek tavanlı salonlarda havayı değil yüzeyleri ısıtan çözüm radyant ısıtıcı nedir yazısında.

Sektöre göre öne çıkan sorun

Kaynak, taşlama ve el aleti işlerinde noktasal emişin kolla nasıl yapıldığı akrobat kol havalandırma sayfasında; boyahanelerin kabin tarafı boya kabini sayfasında.

Mevzuat ne söyler, ne söylemez?

• İşyeri Bina ve Eklentilerinde Alınacak Sağlık ve Güvenlik Önlemlerine İlişkin Yönetmelik (RG 17.07.2013, sayı 28710): kapalı iş yerinde yeterli temiz hava; zararlı maddeler için genel havalandırmadan ayrı mekanik sistem; mekanik sistemin sürekli çalışır tutulması, gerektiğinde arıza bildirimi ve yıllık bakım.
• Kimyasal Maddelerle Çalışmalarda Sağlık ve Güvenlik Önlemleri Hakkında Yönetmelik (RG 12.08.2013, sayı 28733): madde bazında mesleki maruziyet sınır değerleri.
• Tozla Mücadele Yönetmeliği (RG 05.11.2013, sayı 28812): toz çıkışını önleyecek mühendislik yöntemlerinin kullanılması ve tozun ekteki sınır değerleri aşmaması.
• Çalışanların Patlayıcı Ortamların Tehlikelerinden Korunması Hakkında Yönetmelik (RG 30.04.2013, sayı 28633): patlayıcı ortam bölgelerinin sınıflandırılması ve patlamadan korunma dokümanı.
• Sanayi Kaynaklı Hava Kirliliğinin Kontrolü Yönetmeliği (RG 03.07.2009, sayı 27277): bacadan atılan toz için emisyon sınırları.

Bu metinlerin hiçbiri fabrika ya da atölye için saatlik hava değişim sayısı vermez. Sahada hâlâ dolaşan "kişi başı 10 m³ hava hacmi" kuralı, 2014'te yürürlükten kaldırılan 1973 tarihli İşçi Sağlığı ve İş Güvenliği Tüzüğü'nden kalmadır. Sayısal değerler standartlardan ve hesaptan gelir: ısı yükü, kişi başı taze hava, kirletici salınımı ve emiş noktaları ayrı ayrı hesaplanır, en büyüğü esas alınır. Bu yöntemleri yan yana koyan araç: havalandırma hesabı.

Keşiften önce hazırlanabilecek bilgiler

• Yerleşim planı, tavan yüksekliği, makinelerin yeri ve ileride eklenecek makineler.
• Her makinenin işlediği malzeme, çıkardığı toz ya da duman; varsa üreticinin verdiği emiş bağlantı çapı ve debisi.
• Vardiya düzeni ve aynı anda çalışan makine sayısı.
• Kullanılan kimyasalların güvenlik bilgi formları.
• Varsa ortam ölçüm raporları ve risk değerlendirmesi.
• Elektrik gücü ve basınçlı hava hattının kapasitesi.

Bu bilgilerle debi, kanal ve fan ön hesabı yapılır, yerinde ölçümle doğrulanır. Uygulama sırası ve saha koşulları endüstriyel havalandırma sistemleri sayfasında; maliyet kalemleri endüstriyel havalandırma fiyatları sayfasında. Paslanmaz proses ekipmanlı bir üretim alanında makine üstü emişlerin yalıtımlı kanallarla tavan hattına bağlandığı iş üretim alanı proses havalandırma kanalları, büyük kesitli kanal hattı uygulaması endüstriyel kanal montajı referansında.

Sanayi bölgelerinde keşif

Kocaeli'de Gebze, Dilovası ve İzmit, İstanbul'da İkitelli, Dudullu ve Hadımköy sanayi alanlarındaki fabrika ve atölyelere keşfe gidiyoruz; il geneli için Kocaeli havalandırma. Kurulu sistemlerin yıllık bakımı havalandırma bakım onarım kapsamında yapılır. Keşif talebi: iletişim sayfası.