Havalandırma Hesabı

Mahal Tipine Göre Belirleyici Yöntem

Ticari mutfak, kapalı otopark ve sığınak bu tabloda yer almaz. Bu mahallerin yöntemi ve mevzuatı farklıdır; ilgili araçların bağlantıları sayfanın ilerisinde.

Hacim × Hava Değişim Sayısı

Debi (m³/h) = mahal hacmi (m³) × saatlik hava değişim sayısı (1/h)

10 × 8 m tabanlı, 4 m yüksekliğindeki bir atölyenin hacmi 320 m³'tür; saatte 6 değişim istenirse debi 320 × 6 = 1.920 m³/h olur. Hesap kolaydır ama atölyede kaç kişinin çalıştığına, tezgâhların ne kadar ısı verdiğine ya da havaya hangi maddenin karıştığına bakmaz. CIBSE Guide B, havalandırmayı hava değişim sayısıyla tarif etmenin gözden düştüğünü yazar: debi oda hacmine bağlı kaldığı için temiz hava ve ısı atma ihtiyacını yansıtmaz. Bu sayfada değişim sayısı bu yüzden bir karşılaştırma değeri olarak kullanılır ve her yöntemin sonucu ayrıca "eşdeğer hava değişimi" olarak okunur.

İnternette dolaşan değişim sayısı tabloları çoğunlukla kaynaksızdır ve birbirini tutmaz; aynı "fabrika" satırı için bir sitede saatte 8, bir başkasında 10–20, bir diğerinde 20–30 değişim yazar. Kaynağı belli değerler şunlardır:

Kişi ve Alan Başına Taze Hava

İnsanların soluduğu hava ile bina malzemelerinin ve eşyanın yaydığı kirleticiler için gereken temiz hava, kişi sayısı ve döşeme alanından bulunur. İki yaygın standart aynı yapıyı kullanır:

• TS EN 16798-1: q_top = n × q_p + A × q_B (L/s). n kişi sayısı, q_p kişi başına debi, A döşeme alanı, q_B bina emisyonları için metrekare başına debidir. Toplam debi kişi başına 4 L/s'nin altına inmemelidir.
• ASHRAE 62.1: V_bz = R_p × P_z + R_a × A_z (L/s). Kişi ve alan payı yine toplanır; değerler mahal tipine göre tablodan alınır.

L/s'yi m³/h'e çevirmek için 3,6 ile çarpılır.

Tehlikeli madde kullanılan genel üretimde ASHRAE aynı değerleri verir; fark, bu mahallerin havasının başka mahallere dolaştırılmamasıdır.

Örnek: 12 Kişilik Ofis

120 m² döşeme, 3 m yükseklik, 12 kişi; düşük emisyonlu malzemeyle yapılmış yeni bir ofis, Kategori II:

• Kişi payı: 12 × 7 = 84 L/s
• Alan payı: 120 × 0,7 = 84 L/s
• Toplam: 168 L/s = 604,8 m³/h. Hacim 360 m³ olduğundan eşdeğer hava değişimi saatte 1,68'dir.

Aynı ofis Kategori I'de 864, Kategori III'te 345,6, Kategori IV'te 237,6 m³/h ister. ASHRAE 62.1 ofis değerleriyle (12 × 2,5 + 120 × 0,3 = 66 L/s) sonuç 237,6 m³/h'tir. Avrupa standardının Kategori II'si daha yüksek bir hava kalitesi hedefler; hangi standart ve kategoriyle çalışılacağı proje başında kararlaştırılır.

Sonucu karbondioksitle kontrol etmek mümkündür. Oturan bir yetişkinin saatte yaklaşık 20 litre CO₂ verdiği kabulüyle kişi başına 7 L/s taze hava, iç ortamdaki CO₂'yi dış havanın yaklaşık 800 ppm üzerinde tutar; 10 L/s ile fark yaklaşık 550 ppm'e iner, 4 L/s ile 1.390 ppm civarına çıkar. Spor gibi hareketli kullanımda CO₂ üretimi arttığı için bu kontrol iyimser kalır.

Fabrikada Isı Yükü Yöntemi

Klimasız bir üretim salonunda yazın asıl sorun içerideki ısıdır. Makineler, aydınlatma ve çalışanlar sürekli ısı verir; havalandırma bu ısıyı dışarı taşıyabildiği ölçüde salon sıcaklığı sınırda kalır. Gereken debi:

V̇ (m³/s) = Φ (kW) ÷ [ρ (kg/m³) × c_p (kJ/(kg·K)) × (t_egzoz − t_dış) (K)]

• Φ: salona giren toplam duyulur ısı. ASHRAE Fundamentals'taki ısı kazancı bağıntılarıyla bulunur: motor ve tahrik ettiği makine salondaysa motor gücü ÷ motor verimi; motor dışarıda, makine içerideyse motor gücünün kendisi; aydınlatmada toplam lamba gücü; çalışanlarda aktiviteye göre kişi başı duyulur ısı.
• ρ: besleme havasının yoğunluğu. Sabit 1,2 almak yerine sıcaklıktan hesaplanır: ρ = 101.325 ÷ [287,04 × (t + 273,15)]. 32 °C dış havada ρ = 1,157 kg/m³'tür.
• c_p: kuru havanın özgül ısısı, 1,006 kJ/(kg·K).
• t_egzoz − t_dış: içeride izin verilen sıcaklık ile yaz tasarım dış sıcaklığı arasındaki fark. Fark küçüldükçe debi hızla büyür. Fark sıfır ya da negatifse havalandırma salonu soğutamaz; evaporatif ya da mekanik soğutma gerekir.

Değerler ASHRAE Fundamentals'ın insanların verdiği ısı tablosundandır ve 23,9 °C'lik oda için geçerlidir; daha sıcak ortamda duyulur pay düşer, hesap güvenli tarafta kalır. ASHRAE'nin pratik katsayısı q = 1,23 × Q × Δt (kW, m³/s, K) 15 °C ve deniz seviyesindeki hava içindir; 32 °C dış havada bu katsayıyla bulunan debi, yoğunluğu sıcaklıktan hesaplayan yöntemden yaklaşık %5 düşük çıkar.

Ofis ve klimalı spor salonu gibi mahallerde ısıyı soğutma sistemi taşır. Bu mahallerde ısı yöntemi bilgi olarak okunur, taze hava debisini büyütmek için kullanılmaz.

Örnek: Klimasız Metal İşleme Salonu

60 × 30 m tabanlı, 8 m yüksekliğinde bir salon (1.800 m², 14.400 m³); 40 çalışan hafif makine işi yapıyor; motorları salonun içinde olan 120 kW kurulu makine gücü (motor verimi 0,90); aydınlatma 8 W/m². Yaz tasarım dış sıcaklığı 32 °C, içeride izin verilen sıcaklık 36 °C alınmıştır. Bu iki sıcaklık örnek değerdir; projede mühendis belirler.

Isı yöntemi, kişi ve alan yönteminin yaklaşık 18 katı debi verir ve belirleyicidir. Hesapta makinelerin tam yükte ve sürekli çalıştığı kabul edildi; ASHRAE, kullanım ve yük faktörü kesin bilinmiyorsa 1 alınmasını önerir. İşletmenin ölçülmüş verisi makinelerin ortalama %60 yükle çalıştığını gösteriyorsa makine ısısı 80 kW'a, debi 76.409 m³/h'e iner; bu indirim ölçüm olmadan yapılmamalıdır. Çatı ve cepheden giren güneş ısısı örnekte yoktur, bu yüzden sonuç bir alt sınırdır. Debi dış hava koşulunda bulunduğu için çatıdan atan egzoz fanlarında, 36 °C'lik egzoz havasında aynı hava kütlesi yaklaşık %1,3 daha büyük hacim kaplar (119.197 m³/h). Debi dört çatı fanına paylaştırılırsa fan başına yaklaşık 29.400 m³/h düşer.

Zararlı Gaz, Buhar ve Tozda Genel Havalandırma Yetmez

İşyeri Bina ve Eklentilerinde Alınacak Sağlık ve Güvenlik Önlemlerine İlişkin Yönetmelik, boğucu, zehirli ya da tahriş edici gaz, toz, buğu ve duman için genel havalandırmadan ayrı bir mekanik sistem ister (Ek-I madde 16). Kaynak belli ise önce emiş kaynağın başında yapılır: kaynak dumanında kaynak dumanı emiş sistemi, talaş ve tozda toz toplama sistemi. Kaynakta tutulamayan buhar için seyreltme debisi:

Q (m³/h) = G (mg/h) ÷ (C_hedef − C_besleme) (mg/m³) × K_m

G kirleticinin saatte havaya karışan miktarı, C_hedef iç ortamda hedeflenen derişim, K_m havanın salonda tam karışmamasını karşılayan güvenlik katsayısıdır. OSHA'nın teknik el kitabı K_m için 2–5 aralığını, hedef derişim için de sınır değerin yarısını önerir. Türkiye'de sınır değerler, Kimyasal Maddelerle Çalışmalarda Sağlık ve Güvenlik Önlemleri Hakkında Yönetmelik'in Ek-1'indeki mesleki maruziyet sınır değerleridir; toluen için 8 saatlik değer 192 mg/m³'tür (50 ppm).

Saatte 0,5 kg toluen buharlaşan bir alanda hedef 96 mg/m³ (sınır değerin yarısı) ve K_m = 2 alınırsa 500.000 ÷ 96 × 2 ≈ 10.417 m³/h bulunur; K_m = 5 ile sonuç 26.042 m³/h'tir. Sınır değerin kendisini hedef alıp karışım katsayısını 1 almak 2.604 m³/h verir. Bu sonuç çalışanı sürekli sınır değerde bırakır ve tasarımda kullanılmaz.

WC, Duş ve Soyunma Odası Egzozu

Islak hacimlerde debi taze havadan değil egzozdan hesaplanır. Mahal hafif negatif basınçta tutulur; havası komşu mahallerden kapı altı aralığından ya da transfer menfezinden gelir ve başka mahale geçmez.

Planlı Alanlar İmar Yönetmeliği'ne göre banyo, tuvalet ve benzeri mahallerin havalandırma bacası ya da mekanik havalandırma ile havalandırılması zorunludur (madde 32/9); mekanik havalandırma yoksa ıslak hacmin penceresi net en az 0,30 × 0,30 m olur (madde 39/6). Yönetmelik debi vermez. Büyükşehir imar yönetmelikleri ve OSB yönetmelikleri ayrıca kontrol edilir.

Örnek: 4 klozet ve 3 pisuvarlı, 18 m² taban alanlı bir fabrika tuvaleti. ASHRAE ile 7 × 90 = 630 m³/h (yoğun kullanımda 7 × 126 = 882 m³/h); ASR A4.1 ile 18 × 11 = 198 m³/h. Büyük olan 630 m³/h egzoz debisidir. Taban alanı başına 11 m³/h kuralı yalnız tuvalet, yıkanma ve soyunma alanına uygulanır; üretim salonunun tamamına uygulanırsa hayali bir egzoz debisi ortaya çıkar.

Spor Salonu Havalandırma Hesabı

ASHRAE 62.1 ağırlık ve fitness salonu için kişi başına 10 L/s ve metrekare başına 0,3 L/s, spor salonunun oyun alanı için kişi başına 10 L/s ve metrekare başına 0,9 L/s taze hava verir. CIBSE Guide B fitness ve ağırlık salonları için saatte 10–12 hava değişimi önerir. Duş başlıkları ve soyunma odası egzozu ayrıca eklenir.

400 m² taban alanlı, 4,5 m yüksekliğinde, 40 kişilik bir ağırlık salonunda ASHRAE ile 40 × 10 + 400 × 0,3 = 520 L/s = 1.872 m³/h (saatte 1,04 değişim) bulunur. CIBSE'nin 10–12 değişimi aynı salonda 18.000–21.600 m³/h eder. Aradaki büyük fark tavan yüksekliğinden ve egzersizin açığa çıkardığı ısı ile nemden gelir: kişi başı taze hava solunan havayı karşılar, ısıyı ve nemi taşımaz. Klimasız ya da yalnız havalandırmayla serinletilen salonda ısı yöntemi de hesaplanır; egzersiz yapan bir kişi yaklaşık 208 W duyulur ısı verir. Maliyet kalemleri için spor salonu havalandırma fiyatları, uyguladığımız bir iş için spor salonu havalandırma projesi sayfasına bakabilirsiniz.

Boya Kabini Havalandırma Hesabı

Boya kabininde debi hacimle değil, boyacının çalıştığı bölgeden geçen havanın hızıyla belirlenir; amaç boya sisini ve solvent buharını boyacıdan uzaklaştırmaktır.

Debi (m³/h) = hava hızı (m/s) × hava akış kesiti (m²) × 3600

• Dikey akışlı kabinde (hava tavandan girer, tabandan çekilir) kesit kabinin iç taban alanıdır. DGUV Information 209-046 ortalama hız için en az 0,3 m/s önerir.
• Yatay akışlı stantta ve kabinde kesit, açık yüzün genişliği × yüksekliğidir; önerilen ortalama hız en az 0,5 m/s'dir.
• ABD kuralı (OSHA 1910.107) açık yüzde ya da kabin kesitinde ortalama 0,51 m/s, elektrostatik püskürtmede 0,30 m/s ister.

7 × 4 m tabanlı, 2,8 m yüksekliğinde dikey akışlı bir oto boya kabininde 0,3 × 28 × 3600 = 30.240 m³/h bulunur; bu, kabin havasının saatte yaklaşık 386 kez değişmesi demektir. Aynı kabin için sık görülen "saatte 100–150 değişim" kuralı 7.840–11.760 m³/h verir, yani gerekenin üçte biri kadardır.

Debi bulunduktan sonra solvent buharının alt patlama sınırına (UEG) oranı kontrol edilir:

C̄ (g/m³) = M × k1 × k2 × k3 ÷ Q ve C_UEG (%) = 100 × C̄ ÷ UEG

M saatte püskürtülen en fazla boya (g/h), k1 boyadaki yanıcı solvent oranı, k2 solventin kabin içinde buharlaşan payı, k3 güvenlik katsayısıdır (standart değeri 3). Solventin alt patlama sınırı bilinmiyorsa 40 g/m³ alınır. DGUV'ye göre operatörlü elle püskürtmede sonuç %25'i geçmemelidir; ABD kuralı da egzozun buharı alt patlama sınırının %25'inin altına seyreltmesini ister. Örnek kabinde saatte 3 kg boya püskürtüldüğü, boyanın yarısının solvent olduğu ve solventin %80'inin kabinde buharlaştığı kabul edilirse: 3.000 × 0,5 × 0,8 × 3 ÷ 30.240 = 0,119 g/m³, yani alt patlama sınırının %0,3'ü. Patlama riski olan alanların bölgelere ayrılması, Çalışanların Patlayıcı Ortamların Tehlikelerinden Korunması Hakkında Yönetmelik uyarınca işverenin patlamadan korunma dokümanında yapılır.

Besleme havası egzozdan biraz az tutulur ki buhar kabinin dışına taşmasın. DGUV, besleme havasının iç havadan en fazla 1 °C (yatay akış) ya da 1,5 °C (dikey akış) soğuk olmasını önerir. Toz boya kabinlerinde kriterler farklıdır; hız üretici ve proje verisiyle girilir. Kabin imalatı için boya kabini, maliyet kalemleri için boya kabini fiyatları sayfasına bakabilirsiniz.

Mevzuat Ne İstiyor, Ne Vermiyor

Türk mevzuatı fabrika, ofis, spor salonu ve WC için ne m³/h ne de saatlik değişim sayısı verir. Zorunlu tutulanlar şunlardır:

Sık rastlanan "kişi başına 10 m³ hava" kuralı 1973 tarihli İşçi Sağlığı ve İş Güvenliği Tüzüğü'nden kalmadır; tüzük 2014'te yürürlükten kaldırılmıştır. Üstelik bu bir hacim kuralıdır, saatte ne kadar hava verileceğini söylemez. Sayısal tasarım değerleri bu yüzden yukarıdaki standartlardan alınır. Maddelerin ayrıntısı havalandırma sistemleri yönetmeliği, yıllık bakım yükümlülüğü havalandırma periyodik kontrol yönetmeliği yazısında; bakımın kendisi havalandırma bakım onarım sayfasında anlatılıyor.

Sonuçtan Fana

Taze hava adaylarının (kişi ve alan, ısı yükü, varsa seyreltme ve girilen hava değişimi) en büyüğü tasarım taze hava debisidir; egzoz adaylarının (WC, duş, soyunma, atölye alan oranı, boya kabini) en büyüğü tasarım egzoz debisidir. WC, boya kabini ve kaynak atölyesi gibi kirli mahallerde besleme debisi egzozdan biraz düşük tutulur; temiz mahallerde denge ya da hafif pozitif basınç tercih edilir. Fan seçmek için debinin yanında kanal, menfez, filtre ve panjurların basınç kaybı gerekir; bu kayıp hesaplanmadan seçilen fan sahada etiketindeki debiyi vermez. Fabrika ölçeğindeki sistemlerin kurulumu endüstriyel havalandırma sistemleri, konfor uygulamaları ofis, AVM ve otel havalandırma sayfalarında; ısı geri kazanımlı taze hava için klima santrali sayfasına bakabilirsiniz. Fan kalemleri hücreli aspiratör fiyatları sayfasında.

Hesabın sonraki adımları için: fan debisi ve basıncından motor gücüne fan seçim hesabı, kanal kesiti ve basınç kaybı için hava kanalı hesabı, menfez adedi ve ölçüsü için menfez hesabı, toz filtresinin alanı için jet pulse filtre hesabı. Mutfak, otopark ve sığınakta ayrı yöntemler geçerlidir: davlumbaz emiş hesabı, otopark havalandırma hesabı, sığınak havalandırma hesabı.

Sık Yapılan Hesap Hataları

• Fabrikayı tek bir değişim sayısıyla hesaplamak. Makine ısısı yüksek klimasız salonda gereken debi, tablodan seçilen değişim sayısının birkaç katı çıkabilir.
• Kaynağı belli olmayan tabloya güvenmek. Aynı mahal için siteden siteye üç kat farklı değişim sayısı yazılıyor.
• Boya kabinini hacimle hesaplamak. Kesit hızı yöntemine göre debi üç kat düşük kalır.
• Taban alanı başına egzozu bütün binaya uygulamak. 11 m³/(h·m²) yalnız tuvalet, yıkanma ve soyunma alanı içindir.
• Seyreltmeyi kaynakta emişin yerine koymak. Yönetmelik zararlı madde için ayrı mekanik sistem ister; seyreltme yalnız kalan buhar içindir.
• Makine yükünü ölçmeden düşürmek, güneş ısısını unutmak. İkisi de debiyi olması gerekenin altına çeker.
• L/s ile m³/h'i karıştırmak. 1 L/s = 3,6 m³/h; standartların çoğu L/s verir.
• Klimalı ofiste taze havayı ısı yüküne göre büyütmek. Isıyı soğutma sistemi taşır; taze hava kişi ve alana göre hesaplanır.

Havalandırma Hesabı Excel Dosyası

Hesaplayıcının sonuç bölümünden formüllü bir .xlsx dosyası indirilebilir. Dosyada girdi hücreleri sarıdır; formüller açık durur ve değer değiştirildiğinde Excel sonucu yeniden hesaplar. Aynı sonuç PDF olarak da yazdırılabilir; keşif talebinde bu çıktıyı göndermek ilk görüşmeyi kısaltır.

Keşif ve Uygulama

Ön hesapla keşif istendiğinde sahada mahal ölçüleri, makine listesi ve güçleri, çalışan sayısı, vardiya düzeni ve mevcut fan ile kanallar not edilir; proje bu verilerle hazırlanır. Kocaeli'deki fabrikalar için Gebze, Dilovası ve Kocaeli havalandırma sayfalarına, İstanbul'daki sanayi bölgeleri için Tuzla, İkitelli ve Dudullu sayfalarına bakabilirsiniz. Maliyet kalemleri endüstriyel havalandırma fiyatları ve havalandırma sistemleri fiyatları sayfalarında. Temel kavramlar için havalandırma sistemi nedir yazısına; fabrikada bulunan debinin fan gücüne ve kışın içeri alınan dış havanın ısıtma yüküne etkisi için endüstriyel havalandırmada enerji verimliliği yazısına; bodrum, otopark ve sığınak gibi penceresiz hacimlerde sistem seçimi için havalandırma sistemleri rehberi yazısına göz atabilirsiniz. Hesap çıktınızı iletişim formundan gönderebilirsiniz.