Doğal Havalandırmalı Ofis Binası Tasarımı

1--Yapılan bir çalışmada İstanbul'da bir örnek ofis binasında doğal ve mekanik sistemin birlikte uygulandığı hybrid bir klima tesisatının tasarımı yapılmıştır. 

1.1--Binaya kontrol edilebilen hava besleme ve atış açıklıkları yerleştirilerek doğal havalandırma imkanı getirilmiştir. 

1.2--Yapılan simülasyon çalışmaları bu binada doğal havalandırma yoluyla, sadece tüketilen soğutma enerjisinden yıllık %39 mertebelerinde tasarruf yapabilme imkanı olduğu saptanmıştır.

2-- Dış ortam havası iç ortam havasına göre daha düşük sıcaklık yada entalpiye sahip olduğu dönemlerde-sabah saatleri vs doğal havalandırma yoluyla yapıdan ısı çekilerek iç ortam soğutulabilir. 

2.1--Dış ortam entalpisi öğlen saatlerinde artınca doğal havalandırmanın durdurulması gerekir. Bu noktadan sonra mekanik soğutma devreye girecektir.

3--Binanın mimarisi incelenmiş, hava veriş ve emiş menfezleri hem doğal sistemden hem de mekanik sistemden faydanılacak şekilde yerleştirilmiştir.

4--Kare biçimindeki katın alanı 635 m 2 ve hacmi 1905 m 3 değerindedir. Dış duvar beton ve izolasyon olmak üzere 2 tabakadan oluşmaktadır. Pencereler çift camlıdır.

5--Eğer dış sıcaklık iç sıcaklıktan yüksekse doğal soğutma damperi kapalıdır. Eğer dış sıcaklık iç sıcaklıktan daha düşük olmasına rağmen eğer iç sıcaklık gece döneminde 12 °C'den daha düşükse doğal soğutma damperi yine kapalıdır. Aksi halde açılır.

6--Katın soğutulup ısıtılması için tavan tipi fan-coil üniteleri seçilmiştir. Bu cihazlar asma tavan içi -ne yerleştirilmişlerdir ve dönüş havasını bu hacimden almaktadırlar. 

6.1--Roof-top tipi sabit debili bir havalandırma santrali taze hava beslemesi için kullanılmaktadır. Taze hava santralinden odaya taze hava besleme sıcaklığı yazın 18 ºC ve kışın 21 ºC değerindedir.

7--Bu taze hava kanallarla taşınmakta ve asma tavan içine verilmektedir. Egzoz havasıysa kanalla toplanarak yine çatıdan dışarı atılmaktadır.

8--Doğal havalandırma sistemi geliştirilen bilgisayar programı kullanılarak tasarlanmıştır. Katın hem kuzey-Doğu hem de Güney-Batı duvarlarına 3er adet damper kontrollü her biri 4150 x 345 mm boyutunda açıklıklar oluşturulmuştur. 

8.1--Her iki karşılıklı duvardaki bu açıklıklardan ikişer tanesi havalandırma amacıyla ve geri kalan birer tanesi soğutma amacıyla kullanılmaktadır. 

8.2--Rüzgar üflediğinde rüzgar yönün Her biri bölmede odayla asma tavan arasında 60x60 cm boyutunda olan 12 yalancı menfez kullanılmıştır.

9--HVAC sistemi için bir bina otomasyon sistemi dizayn edilmiştir. Salonda iki tür sensör kullanılmıştır. Bunlar iç hava sıcaklığını ve iç havadaki CO oranını hisseden sensörlerdir.

10--Bütün sensörler merkezi otomasyon sistemine bağlıdır. Dış duvarlardaki bütün damperler motorlu damperdir ve on/off modunda çalışmaktadırlar.

11--Gündüz C0 2 sensörü damperleri kontrol etmektedir. Eğer CO 2 seviyesi 1000 ppm değerinden büyükse, damperler kapanır ve mekanik havalandırma başlar. 

11.1--Eğer CO 2 seviyesi 1000 ppm değerinden küçükse sistem rüzgar hızını ve açısını kontrol eder. Eğer rüzgar hızı 2.5 m/s'den büyükse ve rüzgar açısı +/- 30C arasındaysa damperler açılır. 

Aksi halde tekrar kapanırlar. Geceleyin havalandırma açıklıkları normal olarak açıktır. Gece döneminde iç hava limit sıcaklıkları damperleri kumanda eder.

11.2--Ofis katında 79 kişi çalışmaktadır. Aydınlatma gücü 6350 W değerin -dedir ve gerekli havalandırma miktarı 7620 m 3 h olarak hesaplanmıştır.

12-- Mekanik soğutma cihazları çalışma sürelerindeki tasarruf oranı %47 değerlerine ulaşmaktadır.

12.1--Havalandırma sisteminden olan tasarruf miktarı havalandırma sisteminin çalışma süresinin yaklaşık %47'sine karşı gelmektedir. 

Hesap sonuçlarına göre fan coil sisteminden yılda toplam 715 çalışma saati tasarruf edilebilmektedir. Bu yıllık çalışma süresinin %38'ine karşı gelmektedir.

13--Konvansiyonel mekanik HVAC sistemi yıllık soğutma enerjisi tüketimi 125814 kWh olarak hesaplanmıştır. 

Buna karşılık doğal havalandırma destekli hibrid system soğutma enerjisi 76626 kWh ile sınırlı kalmaktadır. 

Bu fark, doğal havalandırmanın kullanılmasıyla örnek ofis katında yıllık mekanik soğutma enerjisi kullanımında %39 oranında bir tasarrufa karşılık gelmektedir.

Kaynakça:Tesisat Mühendisliği Dergisi Sayı: 96, s. 5-10, 2006-Ahmet ARISOY-Görkem ÇİLEK