ARAŞT/RMA MERKEZİ ISITMA HAVALANDIRMA ve KLİMA SİSTEMLERİNDE YENİ BİR SENTEZ: HİBRİD SİSTEMLER Dr. İ. B. KILKIŞ GİRİŞ Modern anlamda, insanlara daha iyi bir iç mekan konforu sağlama çabaları 1800'10 yıllarda merkezi ısıtma ile başlamıştır. 1802 yılında, İngiltere'de Boulton ve Wattfabrikalarında bir buharlı merkezi ısıtmasistemi uygulandı. Bunu 1 828 yılında Paris Borsa binası izledi. ABD de ise buharlı merkezi sistemin ilk patenti 1854 yılında J. Nason ve J. Walworth tarafından alındı. Merkezi sıcaksulu sistemler daha öncekiyüzyıla kadaruzanırsada(sera ısıtması), gerçek anlamda konfor ısıtması buharlı sistemlerle aynı tarihlere rastlar. Sıcak havalı sistemlere gerçek mühendislik anlamındaki ilk örnek ise 1855'de planlanan ABD Capitol binasıdır. Bu merkezi sistemle, hem konfor ısıtması hem havalandırma yapılıyordu. ısıtma ve havalandırmanın uygulamaya dönük ilk bilimsel ve sistematik çalışmaları ise Prof. Herman Rietschel in (1 847, Dresden-1 914, Berlin) eseridir. Bu yüz yılın başınba ise, daha 1901 yılında konfor soğutması ve nem kontrolü çalışmaları başladı. Alfred Wolff New YorkBorsa binasındatümleşik(Co-generation) bir konfor soğutma ve nem kontrol sistemi uyguladı. Konfor ve h ijye n koşu il a r ı n ı n iyileştirilebilmesi için gerekli diğer iç mekan faktörlerin tanımlanabilmesi ise uzun zaman aldı. Bu faktörlerin insan konforundan ziyade endüstriyel gereklerden kaynaklandığı söylenebilir. Örneğin Willis Carrier'in 1 902 yılında nem kontrol sisteminin geliştirmesinin ana- gerekçesi bir basımevinde depolanan kağıtların korunmasına dayanır. Hava koşullandırma terimi ise 1906 yılında S. Kramer tarafından ilk kez tanımlanmıştır. İlk psikiyometrik diyagramın geliştirilmesi ise 1 9 1 1 yılına rastlar(W. Carrier). Amonyaklısoğutma sistemleri daha 1800'Iü yıllarda Kari von Linde tarafından uygulanmışsa da soğutmasistemlerinin yaygınlaşmasını W. Carrier in 1 922 yılında sanuifüj kompresörü uygulamaya geçirmesine borçluyuz. Gene endüstriyel gerekler, diğer konfor faktörlerinin daha da belirginleşmesine ve toplumca benimsenip arzu edilmesine neden teşkil etti. Bir fabrikada nem kontrolünün ve konfor soğutmasının üretimi %50 artırması dikkatleri insan konforuna etken faktörlere çevirdi. Bunlar nem kontrolünden öte; havalandırma, konfor soğutması, hava temizleme (fil trasyon) ve hattasterilizasyona uzanan boyutlara erişti. Bu gelişmeler olurken ve yeni bilimsel esaslar ortaya konurken tüm bu fonksiyonları aynı anda yerine getirme vazifesi genelde tek birsisteme yani cebri üflemeli havalı sistemlere · yüklendi. İlk başlarda bu yöntem gayet mantıklı ve ekonomik bir çözüm olarak her toplumda kabul gördü. Bu arada gereksinimler yeni bilimsel esaslara oturtuldukça,sadeceinsan konforu değil fakat diğer bina fonksiyonları da belirginleşti ve çeşitlendi. Artık bir okul, ofis, müze veya kütüphane tasarlanırken, kendi fonksiyonlarına bağlı özgün tasarım esasları gözetilir oldu. Bugün tek bir binada bile tek bir fonksiyon değil, birçok değişik fonksiyonlar ve değişik gereksinimler söz konusudur. UYGULAMA Fonksiyonların ve gereksinimlerin zon bazına kadar büyük farklılıklar ve çeşitlilikler sergilemesi, fizikman tek bir merkezi sistemin etkinliğini ve verimini büyük ölçüde etkiler oldu. Tek bir sistemin hem insan konforunun hem diğer bina fonksiyonlarının gereklerini en iyi ve hassas bir biçimde yerine getirebilmesi zor olmaktan öte imkansız hale gelmeye başladı. Bunun bir nedeni, genellikle insan konforu ile diğer fonksiyonların birbirleri ile tezat teşkil etmeleridir. Örneğin bir kütüphanede muhafaza edilen ve kullanılan kitapların ömrü, iç hava sıcaklığı 2°c düşürüldüğünde iki katına çıkmaktadır. B u ilişki ise insan konforu ile çelişmektedir. Bu ikilemi gidermenin tek yolu hava sıcaklığını düşürürken insan konforu yönünden -hava sıcaklığını değil- ortalama ortam ışıma sıcaklığını (Mean RadiantTemperature: MRT) artırmaktır. Bu ise tabiidir ki tek bir merkezi sistemle gerçekleştirilemez. 8 ASHRAE Bu durumda hava sıcaklığı kontrolü büyük ölçüde bir ısı taşınım sistemi (convective system) i le gerçekleştirilirken, MRT kontrolü, bir ışıma sistemi (radiant system) ile kolaylıkla gerçekleştirilebilir. Diğer bir örnek olarak da ameliyat odası gösterilebilir. Çeşitli nedenlerle hava sıcaklığının minimum düzeyde tutulması gerekirken, ince bir örtü altındaki hastanın hayati fonksiyonlarını dengede tutmak gerekir. Bu fonksiyon, hastaya yönlendirilmiş bir panelvasıtası ile yerine getirilebilir. Hava koşullandırması ve nem kontrolü için ya ısı iletim sistemi veya üçüncü bir havalı sistem vazifelendirilir. Okul, otel ve ofis gibi binalarda gürültü, konfor, enerji kaybı ve diğer sorunlar nedeni ile cebri üflemeli sistemler sadece havalandırma, nem kontrol ve hissedilir yüklerin az bir kısmına göre boyutlandırılır. Hissedilir yüklerin büyük bölümü ise ışıma ağırlıklı sistemlerle karşılanır. Hibrid olarak adlandırılan bu yöntem, değişik fonksiyonların değişik sistemlerle senkronize bir şekilde karşılanması esasına dayanır. Yüklerin vefonksiyonların dağılımında ise dikkatli bir optimizasyon hesabı gerekir. Bu yönteme karşı cebri hava üflemeli sistemleridestekleyen endüstriyel lobiye karşı bilimsel cevaplar şunlardır: 1 . Hibrid sistem cebri havalı sistemlerin biralternatifideğil, sadecetamamlayıcısı ve tüm sistemin daha ekonomik, enerji bilinçli, kıvrak (agile) ve hassas çalışmasını teminen, tamamlayıcısıdır. Cebri havalı sistemlerin ortadan kaldırılması söz konusu olmayıp, bunların daha rahatvefonksiyon spesifik çalışmalarını sağlamaktadır. 2. Kanal kesitleri, kapasiteler ve benzeri enerji ve ekonomi ederli faktörlerin ufalması nedeni ile sistem daha ucuza maledilmekte, verimli ve ucuza çalışmaktadır. Elde edilen ekonomi yanında hibrid sistemin ek masrafları daha az olmaktadır. (Wilkins C. K., R. Kosonen, 1992). 3.Gelişentümleşik(TotalBuilding Man agement) ve doğrudan sayısal kontrol
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=