Havalandırma sistemleri hesaplamaları; bir alana ne kadar temiz hava verilmesi, kirli havanın hangi miktarda uzaklaştırılması ve bu havanın hangi kanal ölçüleriyle taşınması gerektiğini belirler. Hesaplamada alanın hacmi, kullanım amacı, kişi sayısı, içeride oluşan ısı, nem, koku ve kirleticiler birlikte değerlendirilir.
Temel hesaplama başlıkları:
Gerekli taze hava miktarı
Saatlik hava değişim sayısı
Egzoz havası ihtiyacı
Kanal kesiti ve hava hızı
Kanal boyunca oluşan basınç kaybı
Fan debisi ve basınç değeri
Menfezlerin sayısı ve yerleşimi
Doğru hesaplanmayan bir sistem yetersiz hava değişimine, yüksek sese, dengesiz hava dağılımına veya gereğinden yüksek enerji tüketimine neden olabilir. Bu nedenle fan seçimi tek başına yeterli değildir. Kanal, menfez, filtre, damper ve kullanım koşulları aynı proje içinde ele alınmalıdır.
Havalandırma hesabı, kapalı bir alandaki havanın hangi sıklıkta yenileneceğini ve sistemin bunu sağlayabilmesi için hangi kapasitede çalışması gerektiğini belirler. Ofis, fabrika, depo, otopark, mutfak ve üretim alanlarının hava ihtiyacı aynı değildir.
İnsanların bulunduğu alanlarda kişi sayısı ve kullanım süresi önem taşırken üretim tesislerinde makine kaynaklı ısı, toz, duman veya koku dikkate alınır. Otoparklarda araçlardan çıkan gazların uzaklaştırılması, mutfaklarda ise oluşan buharın ve kokunun kontrollü biçimde dışarı atılması gerekir.
ASHRAE tarafından yayımlanan havalandırma standartları, kabul edilebilir iç hava kalitesi için kullanım şekline bağlı asgari hava miktarlarının belirlenmesini esas alır. Bu yaklaşım, yalnızca oda büyüklüğünün değil, alandaki kişi sayısının ve kullanım biçiminin de değerlendirilmesi gerektiğini gösterir.
Havalandırma hesabının temel amacı, ihtiyaç duyulan havayı doğru miktarda ve kontrollü biçimde kullanım alanına ulaştırmaktır.
Hava debisi, sistemin belirli bir süre içinde taşıması gereken hava miktarını ifade eder. Genellikle metreküp/saat birimiyle gösterilir. En sık kullanılan yöntemlerden biri, alan hacmi ile gerekli hava değişim sayısının çarpılmasıdır.
Basit hesaplama şu şekilde yapılır:
Hava debisi = Alan hacmi × Saatlik hava değişim sayısı
Örneğin uzunluğu 10 metre, genişliği 8 metre ve yüksekliği 3 metre olan bir alanın hacmi 240 metreküptür. Bu alanda saatte 5 hava değişimi gerekiyorsa yaklaşık 1.200 metreküp/saat hava debisine ihtiyaç duyulur.
Ancak her proje yalnızca bu yöntemle hesaplanmaz. İnsan yoğunluğunun yüksek olduğu ofis, toplantı salonu veya eğitim alanlarında kişi başına gerekli taze hava miktarı da değerlendirilir. Üretim alanlarında ise işlem sırasında ortaya çıkan ısı, nem, toz veya gazlar hesabı değiştirebilir.
| Hesaplama yöntemi | Kullanıldığı durum | Dikkate alınan bilgi |
| Hacme göre hesap | Depo, atölye ve genel alanlar | Alan hacmi ve hava değişim sayısı |
| Kişi sayısına göre hesap | Ofis, toplantı ve sosyal alanlar | Kullanıcı sayısı ve taze hava ihtiyacı |
| Isı yüküne göre hesap | Makine ve ekipman bulunan alanlar | Ortama yayılan ısı miktarı |
| Kirleticiye göre hesap | Toz, duman veya gaz oluşan alanlar | Kirleticinin türü ve oluşma miktarı |
| Davlumbaz hesabı | Mutfak ve üretim tezgâhları | Davlumbaz ölçüsü ve yakalama hızı |
Doğru hava debisi, alanın yalnızca büyüklüğüne değil, içeride gerçekleşen faaliyete göre belirlenir.
Kanal ölçüsü, hesaplanan hava debisinin uygun hızla taşınmasını sağlayacak şekilde belirlenir. Aynı hava miktarı küçük bir kanaldan geçirilirse hava hızı yükselir. Bu durum sesin ve basınç kaybının artmasına neden olabilir.
Kanal kesiti için kullanılan temel ilişki şöyledir:
Kanal alanı = Hava debisi / Hava hızı
Hava debisi metreküp/saat olarak kullanılıyorsa saniyeye çevrilmesi gerekir. Bulunan kanal alanına göre yuvarlak kanal çapı veya dikdörtgen kanal ölçüsü seçilir.
Hava hızı her bölümde aynı tutulmaz. Ana kanallar daha yüksek miktarda hava taşıdığı için daha büyük kesitli olur. Menfeze yaklaşan yan kanallarda debi azaldığından kanal ölçüsü de kademeli olarak küçülebilir.
CIBSE kaynakları, kanal hızının yalnızca taşıma kapasitesini değil, sistemde oluşacak ses seviyesini de etkilediğini belirtir. Kanal ölçüsü belirlenirken hava hızı ile basınç kaybının birlikte değerlendirilmesi gerekir.
Küçük kanal daha az yer kaplar ancak yüksek hız, ses ve enerji tüketimi oluşturabilir.
Fan seçimi yapılırken yalnızca hava debisine bakılması yeterli değildir. Fanın, havayı kanal boyunca ilerletebilmesi için sistemde oluşan direnci de karşılaması gerekir. Bu direnç basınç kaybı olarak adlandırılır.
Basınç kaybı şu bölümlerde oluşabilir:
Kanal uzadıkça ve bağlantı sayısı arttıkça fanın karşılaması gereken toplam basınç yükselir. Filtrelerin kirlenmesi de çalışma sırasında direncin artmasına neden olabilir. Bu nedenle fan seçiminin yalnızca temiz filtre değerine göre sınırda yapılması doğru değildir.
CIBSE, fanın gerekli hava debisini sistemin toplam basınç kaybı altında sağlayabilmesi gerektiğini vurgular. Kanal sürtünmesi ve bağlantı kayıpları hesaplanmadan yapılan fan seçimi, projede öngörülen havanın kullanım alanlarına ulaşmamasına neden olabilir.
Uygun fan, gerekli debiyi gerçek sistem direnci altında sağlayabilen fandır.
Hesaplanan hava miktarının ortama doğru noktadan verilmesi, sistem performansı açısından önemlidir. Fan ve kanal ölçüleri doğru olsa bile menfezlerin yanlış konumlandırılması hava dağılımını bozabilir.
Üfleme menfezleri temiz havayı alana dengeli şekilde yaymalıdır. Egzoz menfezleri ise kirli, sıcak veya nemli havanın biriktiği bölgelere yakın yerleştirilmelidir. Üfleme ile emiş noktalarının birbirine çok yakın olması, temiz havanın alanı dolaşmadan doğrudan dışarı atılmasına neden olabilir.
Menfez seçiminde şu bilgiler değerlendirilir:
CIBSE, kullanım bölgesindeki hava hızının konfor üzerinde doğrudan etkili olduğunu belirtir. Çok düşük hız hava hareketinin yetersiz hissedilmesine, yüksek hız ise rahatsız edici hava akımına yol açabilir.
Havalandırma sistemleri hesaplamaları belirli bir sıra içinde yürütülmelidir. Bir sonraki aşama, önceki hesaplamada bulunan değerlere bağlıdır.
Proje değerleriyle sahada ölçülen değerlerin aynı olması her zaman mümkün olmayabilir. Montaj değişiklikleri, bağlantı detayları ve ayarsız damperler hava dağılımını etkileyebilir. CIBSE, gerçek hava debisinin ölçülmesini ve tasarım değerleriyle karşılaştırılmasını sistem performansının doğrulanması açısından önemli görür.
Havalandırma hesaplarında toplam fan debisinin doğru bulunması, her bölümün doğru miktarda hava alacağı anlamına gelmez. Fan gerekli toplam havayı üretebilir ancak fana yakın menfezler fazla, uzak menfezler ise yetersiz hava alabilir.
Bu nedenle sistem devreye alınırken her menfezde hava ölçümü yapılmalı ve ayar damperleri kullanılarak dağılım dengelenmelidir. Sadece fan çıkışında yapılan ölçüm, odalara ulaşan hava miktarını göstermez.
Kanal içerisindeki ani yön değişiklikleri ve fan girişine çok yakın yerleştirilen dirsekler de fan performansını olumsuz etkileyebilir. Fan girişindeki havanın düzenli ve engelsiz ilerlemesi, cihazın katalog değerlerine yakın çalışmasına yardımcı olur.
Havalandırma sisteminin başarısı, toplam debiden çok bu debinin kullanım noktalarına doğru dağıtılmasına bağlıdır.
Başarılı bir havalandırma sistemi; doğru hava debisi, uygun kanal ölçüsü, yeterli fan basıncı ve dengeli menfez yerleşimi üzerine kurulmalıdır. Hesaplamalar mimari yerleşimden bağımsız yapılmamalı, tavan yüksekliği ve diğer tesisat güzergâhları proje aşamasında değerlendirilmelidir.
Altes Mühendislik, havalandırma sistemleri kapsamında keşif, projelendirme, kanal uygulaması, ekipman montajı ve devreye alma çalışmaları sunmaktadır. Isıtma, soğutma ve havalandırma sistemlerinin aynı teknik plan içinde değerlendirilmesi, farklı tesisat bölümleri arasındaki uyumun korunmasına katkı sağlar.
Havalandırma sistemleri hesaplamaları tamamlandıktan sonra proje, saha koşullarıyla karşılaştırılmalı ve montaj sonrası ölçümlerle doğrulanmalıdır. Altes Mühendislik, yeni tesislerde ve mevcut sistemlerin yenilenmesinde yapının kullanım amacına uygun havalandırma çözümleri geliştirebilir.
