Davlumbaz Emiş ve Mutfak Havalandırma Hesabı

Mevzuat: İtfaiye ve Belediye Neye Bakar?

• Bağımsız egzoz ve yangın damperi yasağı. Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik (BYKHY) madde 88/2'ye göre otel, restoran ve kafeterya mutfaklarında pişirme egzozu diğer sistemlerden bağımsızdır; kanal korunmamış yanıcı malzemeden en az 50 cm uzakta geçer; egzoz doğrudan dışarı ve herhangi bir hava giriş açıklığından en az 5 m uzağa atılır; mutfak dışından geçen kanal, geçtiği bölümün yangın dayanım süresi kadar kaplanır. Mutfak egzoz kanallarına yangın damperi konulamaz.
• Otomatik söndürme. Madde 57/1'e göre konutlar hariç, alışveriş merkezlerindeki, yüksek binalar içindeki mutfakların, yemek fabrikalarının ve bir anda 100'den fazla kişiye hizmet veren mutfakların davlumbazlarına otomatik söndürme sistemi; ocaklarda kullanılan gaza göre gaz algılama, kesme ve uyarı tesisatı kurulur. Yüksek bina, bina yüksekliği 21,50 m'den ya da yapı yüksekliği 30,50 m'den fazla olan binadır. Sınır "100'den fazla" olduğu için tam 100 kişilik mutfak bu kapsama girmez.
• Bölme ve bodrum mutfak. Mutfak, binanın diğer kısımlarından en az 120 dakika yangına dayanıklı bölmelerle ayrılır (57/3). Bodrumdaki mutfakta gaz kullanılıyorsa havalandırma sistemi ve ikinci çıkış gerekir; LPG tüpü bodrumda bulundurulamaz (57/2, 57/4).
• Hijyen. Gıda Hijyeni Yönetmeliği madde 10/5 yeterli doğal ya da mekanik havalandırma ister, kirli (bulaşık) alandan temiz alana mekanik hava akımını yasaklar ve filtrelere kolay erişim şart koşar.
• Ruhsat. İşyeri Açma ve Çalışma Ruhsatlarına İlişkin Yönetmelik Ek-1, yiyecek hazırlama ve pişirme bölümünde buhar, koku ve dumanı tahliye edecek baca sistemi kurulmasını ister.

Restoranlar için sayısal bir koku sınırı yoktur; koku şikâyetlerinde filtre ve baca çözümü aşağıdaki risk puanlamasıyla seçilir. Baca güzergâhı ve mesafe kurallarının ayrıntısı restoran baca yönetmeliği yazısında.

Termik Yöntem: Debi Pişirme Cihazlarının Isısından

Pişirme yüzeyinden yükselen sıcak hava, yükseldikçe çevreden hava sürükleyip genişleyen bir tüy (plume) oluşturur. Davlumbaz bu tüyün tamamını yakalayacak debiyi çekmelidir. Hesap dört adımda yapılır:

1. Konvektif duyulur ısı (her cihaz): Q̇_s = 0,5 × P × q̇_s (W). P cihazın anma gücü (kW), q̇_s cihaz tipine göre özgül duyulur ısıdır (W/kW).
2. Cihaz bloğunun hidrolik çapı: d_h = 2 × L × b / (L + b). L ve b davlumbazın değil, altındaki cihaz grubunun taban ölçüleridir.
3. Termik debi (blok başına): q_th = k × (φ × ΣQ̇_s)^1/3 × (z + 1,7 × d_h)^5/3 × r (m³/h)
4. Yakalama debisi: q_cap = a × q_th. Taze havayı doğrudan davlumbaz içine veren çift cidarlı tiplerde verilen hava ayrıca eklenir.

Blok kuralı. Aynı davlumbaz altındaki cihazların ısıları önce toplanır, küp kök bir kez alınır. Her cihazın debisini ayrı hesaplayıp toplamak debiyi büyütür, çünkü küp kök toplanabilir bir işlem değildir.

φ'nin yeri. Bu araç eşzamanlılık katsayısını küp kökün içinde kullanır; termik bağıntının akademik kaynakları ve TS EN 16282-1 uygulamaları böyle yazar. VDI 2052'ye dayanan bazı yayımlanmış örneklerde φ küp kökün dışında, doğrudan çarpan olarak uygulanmıştır. Bu ikinci biçim φ = 0,6'da yaklaşık %40 daha küçük debi verir. Araç büyük sonucu veren biçimi kullanır; standardın güncel baskısındaki çözümlü örnekle karşılaştırılması mühendis kontrol listesindedir.

Cihaz değerleri. q̇_s ve nem değerleri standardın ekindeki cihaz tablosundan alınır; aşağıdaki satırlar VDI 2052 tabanlı yayımlanmış bir tablodan örnektir ve standardın güncel baskısıyla ya da cihaz üreticisinin verisiyle değiştirilmelidir:

Termik bağıntıyı inceleyen akademik çalışmalar, sabit sanal kaynak kabulünün çok sıcak yüzeyli cihazlarda debiyi biraz fazla, ılık cihazlarda biraz az tahmin ettiğini gösterir. Alevle ve katı yakıtla pişirmede kıvılcım ve yoğun duman taşınımı bu bağıntının kapsamı dışında kaldığı için mangal ve ocakbaşında doğrusal metre yöntemi birlikte değerlendirilir.

Nem Kontrolü: İstanbul ve Kocaeli Yazında Ventilasyon Neden Yetmeyebilir?

Fritöz, kazan ve devrilir tava gibi cihazlar havaya bol su buharı verir. Nem kontrolü, egzoz havasının nemini sınırda tutacak debiyi hesaplar:

q_nem = φ × Σ(D × P) / (ΔX × ρ) (m³/h), ρ = 1,2 kg/m³  ·  ΔX = min(6; 16,5 − X_dış) (g/kg)

Yayımlanmış uygulamalarda izin verilen nem artışı 6 g/kg, egzoz havasının nemi en çok 16,5 g/kg alınır; araç bu iki sınırı birlikte uygular. Davlumbaz debisi termik debi ile nem debisinin büyüğüdür. Taze havanın nemi X_dış ise iklimden gelir. ASHRAE 2021 iklim tasarım verileri:

Sıcak ve görece kuru bir yaz gününde İstanbul'da taze havanın nemi 11,7 g/kg civarındadır ve ΔX = 4,8 g/kg kalır. Ama nemli günlerin tasarım değerleri 17–18 g/kg'dır: bu durumda ΔX sıfırın altına düşer ve nem sınırı ne kadar hava atılırsa atılsın tutulamaz. %2'lik nem alma değeri olan 16,2 g/kg'da bile ΔX 0,3 g/kg'a iner ve gereken debi pratikte anlamsızlaşır. Bu yüzden araç X_dış ≥ 16,5 g/kg girildiğinde sonucu boş bırakır ve "taze havanın soğutulup neminin alınması gerekir" uyarısı verir. Bu yüzden nem yükü yüksek mutfaklarda yaz koşulu için taze havanın şartlandırılması projede baştan değerlendirilir.

Hızlı Yöntemler: Yüz Hızı ve Doğrusal Metre

Yüz Hızı Yöntemi

q = L_dav × B_dav × v × 3600 (m³/h); L ve B davlumbazın plan ölçüleridir.

Hız değerleri CIBSE Guide B (2001) tablosundandır; İngiliz mutfak havalandırma şartnamesi DW/172'ye dayanan hesaplayıcılar orta yük için 0,35 m/s kullanır. Yöntem bütçe hesabı içindir. Helsinki Teknik Üniversitesi'nde 2006'da tamamlanan bir doktora çalışmasında aktarılan vaka incelemesinde yüz hızı yöntemi orta yüklü bir mutfakta termik yönteme göre 2–3 kat büyük debi vermiştir.

Doğrusal Metre Yöntemi (IMC 2021 §507.5)

q = c × L_dav; c davlumbaz tipine ve cihaz sınıfına göre metre başına debidir. Aynı davlumbaz altında farklı sınıflar varsa en ağır sınıfın değeri bütün davlumbaz boyuna uygulanır.

Kodun değerleri feet başına cfm'dir; 1 cfm/ft = 5,574 m³/h·m ile çevrildi. Çift ada kanopide toplam debi her iki yüzün boyu üzerinden alınır.

Türk Mutfağı Cihazları Hangi Sınıfa Girer?

Dikey döner ocağının "yukarıdan ateşli ızgara" olarak ağır sınıfta, taş tabanlı gazlı pide fırınının hafif sınıfta değerlendirilmesi yorumdur ve mühendis onayı gerektirir. İki sınıflama tam örtüşmez: DW/172 açık üstlü ocağı orta yük sayar, IMC gazlı açık ocağı ağır sınıfa koyar. Araç ikisini de gösterir.

Davlumbaz Ölçüsü: Taşma Payı ve Yükseklik

• IMC 2021 §507.4.1: davlumbaz her açık kenarda cihazların en az 152 mm dışına taşar; kenarı kapalı panelle bitiyorsa taşma sıfır olabilir. Davlumbazın alt ön kenarı ile pişirme yüzeyi arasındaki düşey mesafe en çok 1219 mm'dir.
• CIBSE Guide B (2001): ada tipinde her yönde 250–300 mm, duvar tipinde önde 250 mm, yanlarda 150 mm taşma.
• Kaliforniya Enerji Komisyonu destekli ticari mutfak havalandırma tasarım kılavuzlarına göre yan paneller, kısmi olsalar bile, yakalamayı belirgin biçimde iyileştirir ve gereken debiyi düşürür; taşma payını büyütmek de aynı etkiyi verir.

Termik formüldeki z mesafesi büyüdükçe tüy genişler ve debi 5/3 kuvvetiyle artar. Bu yüzden davlumbazı gereğinden yükseğe asmak fan, kanal ve taze hava debisini birlikte büyütür. Davlumbaz gövdesi, filtre yuvası ve yan panel detayları davlumbaz imalatı sayfasında.

Kanal Çapı ve Kanal Hızı

A = q / (3600 × v), D = √(4A / π); çap seriden bir üst ölçüye yuvarlanır ve gerçek hız yeniden hesaplanır.

• IMC 2021 §506.3.4: yağlı egzoz kanalında hız en az 2,5 m/s olmalıdır; daha düşük hızda yağ kanal içinde birikir.
• Kaliforniya tasarım kılavuzunda davlumbaz yakasında tipik tasarım hızı 7,6–9,1 m/s'dir.
• Araç varsayılan olarak 7,5 m/s hedefler, 5–10 m/s aralığını kabul eder; 2,5 m/s altını hata, 12,5 m/s üstünü uyarı olarak gösterir.
• IMC yağlı egzoz kanalı için en az 1,463 mm çelik ya da 1,14 mm paslanmaz sac ve sürekli sızdırmaz kaynak ister. Bu yüzden mutfak kanalının basınç kaybı kaynaklı çelik kanal için hesaplanır.

Fan Basıncı: Kalem Kalem Bütçe

Δp_fan = (yağ filtresi + yaka girişi + kanal sürtünmesi + dirsekler + ESP + karbon + ön filtre + çıkış) × (1 + s)

• Yağ (baffle) filtresi: en az adet n = üst tamsayı(q / q_anma); filtre başına kayıp ΔP = ΔP_anma × (q / n / q_anma)². Bir üreticinin föyünde 495×495 mm paslanmaz baffle filtre 1404 m³/h anma debisinde 125 Pa kayıp verir; önerilen yüz hızı 1,5 m/s'dir.
• Kanal ve dirsekler: Darcy–Weisbach ve yerel kayıp katsayıları; egzoz sıcaklığında hava yoğunluğu kullanılır (35 °C'de 1,146 kg/m³).
• Elektrostatik filtre (ESP): üretici örneğinde yaklaşık 80 Pa; en yüksek yüz hızı 2,5 m/s, en yüksek işletme sıcaklığı 60 °C.
• Aktif karbon: üretici örneğinde 22 mm panel, 0,22 m/s yüz hızında 45 Pa (0,1 s kalış süresi).
• Çıkış: serbest atışta dinamik basıncın tamamı kaybolur: ΔP = ρ × v_e² / 2.
• s: emniyet payı, varsayılan %10.

Fan, filtreler kirlendiğinde de istenen debiyi verecek şekilde seçilir. Araç temiz ve kirli filtre için iki çalışma noktası verir; kirli nokta için ön filtre ve karbonun üreticinin verdiği son basınç değerleri girilir. Mil gücü P = (q / 3600) × Δp / η ile bulunur; η fan kataloğundan alınır.

Koku: Elektrostatik Filtre ve Aktif Karbon

Koku arıtmasının boyutu, İngiltere'de yerel yönetimlerin kullandığı EMAQ+ (2022) koku risk puanlamasıyla seçilebilir. Dört kriterin puanları toplanır:

Karbon yatağı: hacim V = (q / 3600) × t_r, kütle m = V × ρ_yığın (yaklaşık 490–590 kg/m³), yüz alanı A = (q / 3600) / v_yüz. Üretici föyüne göre panel derinliği 10–60 mm arasında kalır; daha uzun kalış süresi panel kalınlaştırılarak değil, yüz hızı düşürülerek sağlanır (0,3 s için yüz hızı üçte bire iner, yüz alanı üç katına çıkar). Karbona giren hava 40 °C'nin ve %80 bağıl nemin altında olmalı, karbonun önünde ESP ya da ince filtre bulunmalıdır. Uygulamalar elektrostatik filtre sistemi ve karbon koku filtresi sayfalarında, şikâyet çözümünün adımları mutfak havalandırma kokusu nasıl giderilir yazısında.

Taze Hava (Besleme) ve Kış Isıtma Yükü

q_taze = β × q_egz. IMC taze havanın egzozla yaklaşık eşit olmasını ve egzozla birlikte devreye girmesini ister; CIBSE Guide B tipik olarak egzozun %85'inin mekanik olarak verildiğini, kalanın salondan geçişle karşılandığını yazar. Araç mutfağı hafif negatif basınçta tutmak için β = 0,90 varsayar; böylece hava salondan mutfağa akar, koku salona taşınmaz. Gıda hijyeni kuralı da kirli alandan temiz alana akışı yasaklar.

• Davlumbaza yaklaşan taze havanın hızı 0,38 m/s'nin altında kalmalıdır.
• Tavan anemostadı davlumbaz yakınındaysa yakalama bölgesine ulaşan hız en çok 0,25 m/s olmalıdır; dört yollu ve slot anemostatlar davlumbaz yakınında kullanılmaz.
• Davlumbazın içine kısa devre verilen taze hava yakalama debisinin %15'ini aştığında taşma görülmüştür.

Kış ısıtma yükü: Φ = (q_taze / 3600) × ρ × c_p × (t_iç − t_dış) kW; c_p = 1,006 kJ/(kg·K). İstanbul için ASHRAE kış tasarım sıcaklığı −1,4 °C, Gölcük için −1,1 °C, Kocaeli iç kesimindeki Cengiz Topel istasyonu için −5,0 °C'dir. Isıtılmayan taze hava çalışma bölgesinde soğuk hava akımı yaratır; fanın bu yüzden kısılması yakalamayı bozar.

Baca Çıkışı

D_e = √(4 × q / (3600 × π × v_e)). Atış hızı arttıkça duman daha yükseğe taşınır, ama dinamik basınç fan basıncına eklenir: 11,4 m/s'de yaklaşık 75 Pa. Koku puanlamasında 10–15 m/s ve saçağın 1 m üstü "orta", 15 m/s ve mahyanın 1 m üstü "iyi" dağılım sayılır. İngiltere İş Sağlığı ve Güvenliği İdaresi'nin ticari mutfak havalandırma bilgi notu, düşey atışı engelleyen yağmur şapkasından kaçınılmasını ve atımı aşağı yönlendiren düzeneklerin hiç kullanılmamasını ister. Çıkış, hava giriş açıklıklarından en az 5 m uzakta olmalıdır (BYKHY 88/2). Paslanmaz ve galvaniz baca uygulamaları çelik baca sistemleri sayfasında, maliyet kalemleri restoran baca fiyatları sayfasında.

Çözümlü Örnek: İstanbul'da Duvar Tipi Davlumbaz

Girdiler: 3,2 × 1,2 m duvar tipi davlumbaz, alt kenar 2,1 m. Altında elektrikli ocak 12 kW, devrilir tava 15 kW, fritöz 15 kW (2 × 7,5). Cihaz bloğu 2,6 × 0,9 m, pişirme yüzeyi yüksekliği 0,9 m. Taşma yanlarda ve önde 0,30 m. φ = 0,7; r = 0,63 (duvar önü); a = 1,25 (duvardan teğetsel üfleme). Cihaz değerleri yukarıdaki örnek tablodan.

Bu mutfakta belirleyici olan ısı değil nemdir: fritöz ve devrilir tava debiyi termik değerin yaklaşık 1,8 katına çıkarır. Nemli bir yaz gününde (X ≈ 17 g/kg) nem sınırı ventilasyonla tutulamaz; taze havanın şartlandırılması gerekir.

Karşılaştırma: yüz hızı yöntemi 3,2 × 1,2 × 3600 × v ile hafif yükte 3456, orta yükte 5530 (0,35 m/s ile 4838), ağır yükte 6912 m³/h verir. IMC duvar tipi orta sınıf alt sınırı 1672 × 3,2 = 5351 m³/h'dir. Tasarım debisi IMC değerinin %60'ının altında kaldığı için araç "termik sonuç kaba yöntemlerin çok altında; davlumbaz geometrisini ve üretici testini kontrol edin" uyarısı verir. Davlumbazın yüz hızı 3200 / 3600 / 3,84 = 0,23 m/s'dir.

Fan basıncı (q = 3200 m³/h = 0,889 m³/s, egzoz 35 °C, ρ = 1,146 kg/m³):

Fan noktası temiz filtrede 3200 m³/h @ yaklaşık 330 Pa; verim 0,55 kabulüyle mil gücü 0,889 × 330 / 0,55 ≈ 0,53 kW. Kirli nokta ön filtre ve karbonun son basıncıyla ayrıca hesaplanır. Filtre 3 adet seçilseydi filtre başına kayıp 72 Pa'ya çıkardı.

Koku: dağılım orta (10) + alıcı 20 m'den yakın (10) + 30–100 kişilik mutfak (3) + Türk mutfağı (10) = 33 puan, yüksek risk; 0,2–0,4 s aralığından 0,3 s seçildi. Karbon hacmi 0,889 × 0,3 = 0,267 m³ (131–157 kg). Üretici yöntemiyle 22 mm panel ve 0,073 m/s yüz hızında yaklaşık 12,1 m² panel yüzeyi gerekir. Aynı karbonu 0,22 m/s'de tek panelde toplamak 66 mm derinlik ister ve 60 mm sınırını aşar.

Taze hava: 0,90 × 3200 = 2880 m³/h; İstanbul kış koşulunda (18 °C iç, −1,4 °C dış) ısıtma yükü 0,8 × 1,2 × 1,006 × 19,4 ≈ 18,7 kW.

Mevzuat: Bina bağımsızsa ve mutfak bir anda 100 kişiden fazlasına hizmet vermiyorsa otomatik söndürme madde 57/1 kapsamında zorunlu değildir; aynı mutfak bir AVM'de ya da yüksek binada olsaydı zorunlu olurdu. Baca ucu taze hava emişinden en az 5 m uzakta konumlandırılır.

Sık Yapılan Hatalar

• m³/h sonucu m³/s diye etiketlemek. İnternetteki bazı davlumbaz araçlarında görülür; birim 3600 kat yanlış okunur.
• Cihazların küp kökünü ayrı ayrı alıp toplamak. Blok kuralına aykırıdır, debiyi şişirir.
• Hidrolik çapı davlumbaz ölçüsünden hesaplamak. d_h cihaz bloğunun ölçüsüdür.
• Nem kontrolünü atlamak. Fritöz ve kazan ağırlıklı mutfaklarda belirleyici debi çoğunlukla nemden gelir.
• Kanal hızını 2,5 m/s'nin altına düşürmek. Yağ kanalda birikir, yangın riski ve temizlik ihtiyacı artar.
• Mutfak egzoz kanalına yangın damperi koymak. BYKHY 88/2 bunu yasaklar.
• Baca ucuna şapka takmak. Düşey atış kaybolur, duman ve koku çatıda kalır.
• Taze havayı davlumbazın önünden yüksek hızla vermek. Tüy bozulur, duman salona taşar.
• Karbon filtreye 40 °C'nin, ESP'ye 60 °C'nin üstünde gaz göndermek. Önce seyreltme ya da soğutma gerekir.
• Fanı temiz filtre basıncına göre seçmek. Filtreler kirlendikçe debi düşer; seçim kirli noktaya göre yapılır.

Excel ve PDF Çıktısı

"Excel'e aktar" düğmesi cihaz listesini, termik ve nem hesabını, yöntem karşılaştırmasını, basınç bütçesini ve koku puanını formülleriyle birlikte .xlsx olarak indirir; cihaz gücü ya da davlumbaz yüksekliği değiştiğinde Excel bütün zinciri yeniden hesaplar. Nem şartı sağlanamadığında dosya sessizce termik debiye dönmez, hata gösterir. PDF çıktısı adım adım çözümü ve kaynakları hesap raporu düzeninde verir.

Hesaptan Uygulamaya

Restoran, kafe ve yemek fabrikası mutfaklarında davlumbaz, kanal, fan, filtre ve taze havanın birlikte projelendirilmesi restoran havalandırma sistemleri hizmetimizin konusudur; davlumbaz maliyetini belirleyen ölçü, sac ve filtre kalemleri davlumbaz fiyatları sayfasında, sistemin bütününe ait kalemler restoran havalandırma fiyatları sayfasında anlatılıyor. Yağlı kanalın ve davlumbazın periyodik temizliği baca ve davlumbaz temizliği kapsamındadır; sorumluluk ve sıklık konusu baca ve davlumbaz temizliği yönetmeliği yazısında. İstanbul ve Kocaeli'deki mutfaklar için cihaz listenizle birlikte iletişim sayfasındaki formdan keşif isteyebilirsiniz.

Kanal güzergâhının basınç kaybını ayrıntılı hesaplamak için hava kanalı hesabı, fan noktasından devir ve motor gücüne geçmek için salyangoz fan hesabı kullanılabilir.

Dayanılan Kaynaklar

• Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik, madde 4, 57 ve 88/2 (mevzuat.gov.tr güncel metni)
• Gıda Hijyeni Yönetmeliği, madde 10/5; İşyeri Açma ve Çalışma Ruhsatlarına İlişkin Yönetmelik, Ek-1
• TS EN 16282-1 ve VDI 2052 (termik yöntem ve nem kontrolü); termik bağıntının katsayıları için Helsinki Teknik Üniversitesi, ticari mutfaklarda havalandırmalı tavanlar ve ısıl tüyler üzerine doktora tezi, 2006
• International Mechanical Code 2021, §202, §506.3, §507.4–507.5, §508.1
• CIBSE Guide B (2001), mutfak havalandırması bölümü; DW/172 tabanlı yüz hızı değerleri
• Ticari mutfak havalandırma tasarım kılavuzları 1 ve 2 (California Energy Commission destekli, 2004)
• EMAQ+ (2022) ticari mutfak koku ve gürültü kontrol rehberine dayanan yerel yönetim risk değerlendirme notu; HSE CAIS10 ticari mutfak havalandırması bilgi notu
• ASHRAE 2021 iklim tasarım verileri: İstanbul Atatürk, Gölcük Dumlupınar, Cengiz Topel istasyonları