15.09.2006 12:59    

Jet Fanlı Kapalı Otopark Havalandırma Sistemi

İnsan sağlığının koruması amacına yönelik olarak, araç egzozlarından atılan zehirli gazların, kapalı otoparklardan tahliye edilmesi zorunluluk teşkil etmektedir. Bu yazının amacı, otoparklarda karbonmonoksit tahliyesi ile ilgili temel prensiplerin yanı sıra duman tahliyesi ile ilgili olarak jet havalandırma yönetimi hakkında bilgiler vermektir.
Otomobiller artık günlük yaşantımızın doğal bir parçası haline geldiler. Yaygınlaşan toplu taşımacılık sistemlerine rağmen günümüzde birçok kişi artık bir arabaya sahip. Bu nedenle de otoparklara olan talep özellikle büyükşehirlerde ve diğer büyük yerleşim birimlerinde her geçen gün artıyor. Geleneksel açık otoparklar çok fazla yer kaplarken, her geçen gün daha fazla insan, yaşadığı bölgede daha fazla park ve yeşil alan olmasını istiyor.
Bir başka durum da park edilmiş araçların iklim koşulları sebebiyle veya herhangi bir şekilde zarar görmesini önlemeye yönelik olarak kapalı otopark ihtiyacı artmaktadır. Bu ihtiyacın karşılanması amacına yönelik olarak da hem yer altında hem de yer üstünde her geçen gün daha fazla katlı otopark inşa edilmektedir. Ayrıca araçların egzozları diğerlerinin yanı sıra karbon monoksit (CO) ve benzen gibi birtakım zehirli gazlar içermektedir. İnsan sağlığının korunması amacına yönelik olarak bu gazların kapalı otoparklardan tahliye edilmesi zorunluluk teşkil etmektedir.

Bu yazının ana amacı otoparklarda CO tahliyesi ile ilgili prensipler hakkında ve duman tahliye ve kontrolü ile ilgili olarak kısa bilgiler vermektir.
1. Havanın Taşınması
Havalandırma, havanın taşınmasıdır. Havanın taşınabilmesi için bir kütlenin hareket ettirilmesi gerekir. 20°C'de havanın yoğunluğu yaklaşık 1.2 kg/m3'tür. Bu nedenle 10 m3'lük havanın hareket ettirilmesi 12 kg'lık bir kütlenin taşınmasına karşılık gelir.

Hava üç şekilde hareket ettirilebilir. En iyi bilinen yöntem, havayı ya 'emen' ya da 'iten' bir fan yardımıyla bir kanal içerisinde taşımaktır. Havanın ısıl farklılıkların sonucu dikey olarak hareket ettiği de iyi bilinen bir gerçektir.
Üçüncü yöntem de jet havalandırma olarak bilinir ve hareket eden kütlenin bir "itme kuvvetine" tabi tutulduğunda hız değiştirmesi gerçeği üzerine kuruludur. Fizikte bu fenomen "itme (Thrust)" olarak bilinir. Sürekli gerçekleştirilen testler bazında jet havalandırma yöntemi optimize edilip otopark güvenlik sistemlerine entegre edilmiştir. Bu yazi jet havalandırma yönteminin sunduğu imkânlar hakkında bilgi vermektedir.
2. Jet Havalandırma Sisteminin Prensipleri
Geleneksel havalandırma sistemlerinde tüm hava fan ve kanallar vasıtasıyla çekilir. Bu hem sağlanan temiz hava hem de tahliye edilen kullanılmış hava için geçerlidir. Basıncın düşmesinin önlenmesi amacına yönelik olarak havanın akış hızı mümkün olduğunca düşük tutulur. Ancak bu, kanalların nispeten geniş olması gerektiği anlamına gelir ve bu nedenle de büyük bir alan gerektirir.
Jet havalandırma sisteminde ise farklı bir yaklaşım kullanılmaktadır. Bu sistemde küçük bir miktar hava bir fan içine emilir ve sonrasında da yüksek hızda atılır. Atılan hava fanın önündeki havaya çarptığında onu ileri doğru iter ve aynı zamanda çevredeki havayı da çeker. Bu şekilde çevredeki tüm hava hareketlendirilir ve kanal kullanılmadan 20-40 metre gibi bir mesafeye taşınır. Otoparkın bütünü bir hava kanalı görevi görür. Jet havalandırma sisteminin ardındaki prensip küçük miktarda havanın (yanma ürünleri) roketi yukarı doğru itecek şekilde yüksek hızda atıldığı roketlerde kullanılanla aynıdır.

Fan sağlam bir şekilde sabitlendiğinden, tüm enerji atılan havadan çevreye hız şeklinde taşınır. Hava ileri doğru sevk edilirken fan yerinde kalır. Sürüklemenin bir sonucu olarak da hareket halindeki hava miktarı her zaman fandan geçen havanın miktarından oldukça büyük olacaktır. Hareket halindeki havanın miktarı tesisin farklı kesitlerinde aynıdır. Sistem büyüklüğüne bağlı olarak belirli kesitlerde örneğin 1 m/s'lik bir hız elde edilebilir. Jet fanlarn büyüklüğü ve sayısı otoparkın büyüklüğü ile planına ve sistemin esas olarak CO tahliyesi için mi yoksa duman kontrolü için mi kullanılacağına bağlıdır.
Şekil 1a ve 1b jet havalandırma sisteminin uygulamada nasıl çalıştığını göstermektedir. Her iki şekil de dikey yöndedir. İtme kuvveti, yani jet fanların yarattığı kuvvet, Newton [N] cinsinden ifade edilir ve kütle akış hızı ile hızda meydana gelen değişimin ürünüdür. Çıkış güçleri m3/s veya Pa cinsinden ölçülen geleneksel fanlardan farklı olarak jet fanlar için kullanılan ölçme birimi budur. Jet fanlar genellikle tavana monte edilirler (Şekil 1a ve 1b). Jet fanların harekete geçirecekleri havanın ortasına yerleştirilmeleri önemlidir. Teoride, çevredeki havanın başlangıç akış hızının sıfır olduğu varsayıldığında, bir jet fanın ürettiği itme kuvveti hacimsel akış hızı x havanın yoğunluğu x çıkış hızına eşittir.

Maksimum verimlilik için jet fanların tamamen serbest bir şekilde asılması gerekir. Uygulamada fanların altında maksimum düzeyde açık yer sağlama amacına yönelik olarak tavana mümkün olduğunca yakın bir şekilde monte edilirler. Hava düz yüzeylere yapışma eğilimindedir. "Coanda etkisi" olarak bilinen bu fenomen, genel verimlilik açısından son derece önemlidir. Belirli markaların jet fanları bunu önlemek için hava akışını yakın yüzeylerden uzaklaştıracak şekilde yönlendiren ızgaralarla donatılmıştır.

Genel verimlilik ayrıca giriş ve çıkış koşullarından da etkilenir. Fanların yakınlarında bulunan engeller için önlemler alınmalıdır. Daha önceden de bahsedildiği üzere nominal itme kuvveti kütle hava akışı x çıkış hızına eşittir.

Etkin itme kuvveti, nominal itme kuvveti ile bir "sistem etkinlik faktörünün" ürünüdür ve her zaman nominal itme kuvvetinden daha düşüktür.

Şekil 2, bir otopark tesisinde yerden tasarruf sağlayan bir havalandırma sistemi için jet fanların nasıl monte edilebileceğini göstermektedir. Mümkün olan en yüksek verim için en yakın kirişle arasındaki mesafe giriş kısmında 0.5 metre çıkış kısmında ise 2.0 metre olmalıdır. Kirişlerin yüksekliği 0.4 metreden daha fazla olmamalıdır. Aksi takdirde kiriş yüksekliği ya fanlar tavandan sarkıtılarak ya da fanın en yakın kirişle arasındaki mesafe artırılarak telafi edilmelidir.
Bu bölümde jet havalandırma sisteminin temel teorisine kısa bir giriş yapılmıştır. Takip eden sayfalarda pratikte kullanımı hakkında bilgiler verilecektir.
Otoparklarda jet fanlar, hem CO hem de patlayıcı benzin gazlarının (CH4) tahliyesi amacına yönelik olarak hava kanallarının yerine kullanılabilir. Otoparklarda karbon monoksitin var olması, diğer zararlı gazların (örneğin benzen) da var olduğunun bir göstergesidir. Bunun bir sonucu olarak Alman makamlar otoparklardaki CO limitlerini 100 ppm'den ilgili federal eyalete bağlı olarak 50-60 ppm'e çekmiştir. Havalandırma sistemi, otoparktaki CO ve CH4 düzeyini denetleyen sensörlerce devreye sokulur. Gerekli sensör sayısı otoparkın genel planına bağlıdır ve her 100 m2'ye bir adet ile her 500 m2'ye bir adet arasında değişir. CH4 sensörleri genel olarak yere yakın monte edilirken (yerden yaklaşık 30 cm yukarıda), CO sensörleri baş hizasında (yerden yaklaşık 150 cm yukarıda) monte edilir. 4-20 mA çıkışa sahip sensörlerin kullanılması durumunda bunların izin verilen limitlerin ayarlanabilmesi için bir CTS kontrol sistemine bağlanabilir.
Şekil 4, bir şafta monte edilmiş jet fanları ve bir aspiratörden meydana gelen olası bir kapalı sistem dizaynını göstermektedir. Tahliye ünitesi genel olarak bir ızgara, bir aspiratör ve gerektiği takdirde bir gürültü yutucudan oluşur. Ayar limiti aşıldığında önce aspiratör çalışmaya başlar, ardından da jet fanlar çalışır. Herhangi bir havalandırma sisteminin gerekli olmadığı açık otoparklarda, doğal havalandırmaya jet fanlarıyla destek olunabilir. Bu, "ölü" alanların oluşmasını önler. Aynı şey, açık otopark şartlarını çok az bir farkla karşılayamayan otoparklar için de geçerlidir. Bu gibi tesislerde de ilgili şartlar tek başına jet fanlar kullanılarak karşılanabilir. Bu gibi durumlarda en iyi çözüm, genelde %100 ters çevrilebilir aksiyel fanlarının kullanılmasıdır. Bu fanlar her iki yönde de aynı itme kuvvetini sağlayabilirler. Böylece akış yönü rüzgar koşullarına uygun olarak değiştirilebilir.
3. Duman Kontrolü için Jet Havalandırma
Yeraltı otoparklarında yangın kontrolü ile ilişkili olarak hem teknik hem de yasalar yönünden birçok koşul göz önünde bulundurulmalıdır. Danimarka'da ilgili standartlar halen hazırlık aşamasındadır. Bu standartlar sistemden ziyade fonksiyon şartları üzerinde kurulu olacak, ancak detayları henüz bilinmiyor. Daha önceleri yangından korunma ile ilgili şartlar duvarlar, kapılar, girişler, yatay bölmeler ve sprinkler sistemleri üzerine kuruluydu. Tüm bunlar yangının yayılmasını geciktirir hatta durdurabilir. Bununla birlikte bir yangın esnasında meydana gelen zayiatın çoğuna, yangının kendisinden ziyade ortaya çıkan duman neden olmaktadır. İşte bu yüzden, duman tahliye sistemlerinin çeşitli fonksiyonları yerine getirmesi zorunludur. Bunlar arasında şu fonksiyonlar bulunmaktadır:
- Otoparkta bulunan insanların dumandan etkilenmeden kaçabilmelerine olanak tanımak için çıkan dumanı tahliye etmek.
- Dumanı itfaiyecilerin otoparka girebilmelerine, yangını kontrol edebilmelerine ve söndürebilmek için yeterince yaklaşabilmelerine imkân sağlayacak şekilde kontrol etmek.
Yerel yangın makamları tarafından da sık sık belirli birtakım şartlar öngörülmektedir. Yeraltı otoparklarında tavan yüksekliğinin nispeten alçak olması nedeniyle (yaklaşık 2.5 m) bir yangın durumunda dumansız kat kalmadığına dikkat edilmelidir. Yangının çevresindeki alan kısa bir süre içerisinde dumanla dolacak ve bu duman etrafa yayılmaya başlayacaktır. Şekil 5'te bu duruma bir örnek verilmektedir. Bir yandan eksenel akış fanları vasıtasıyla temiz hava içeri alınır ve kullanılmış hava tahliye edilirken diğer yandan içerideki hava jet fanlar vasıtasıyla otopark içerisinde taşınır.
Bir yangın durumunda gerekli olan duman tahliye hızına uygun olarak jet fanlar kapanır ve temiz hava ve tahliye fanları en yüksek güçte çalıştırılır. Bu, otoparkta bulunabilecek kişilerin kaçmasına olanak sağlar. Bina boşaltıldıktan veya itfaiye ulaştıktan sonra jet fanlar çalışmaya başlayarak havayı aspiratöre doğru iterler. Bunun iki faydası vardır:
- Birincisi, duman nispeten kısıtlı bir alan içerisinde birikir (bkz. Şekil 5a ve 5b), bu da yangının bulunduğu yerin tespit edilip söndürülmesine olanak tanır.
- İkincisi de yangının yakınındaki sıcaklığın düşük olmasını sağlar, böylece itfaiyeciler yangına daha fazla yaklaşabilir.
- Başka bir faydası da büyük miktardaki havanın dumanı ve bina yüzeylerini soğutması sayesinde binaya gelebilecek zararın minimize edilmesidir.
CO havalandırması ile ilişkili olarak duman kontrolü, alınan ve tahliye edilen hava miktarının kat be kat yüksek olmasını gerektirdiğine dikkat edilmelidir. Sistem bu nedenle gerekmesi durumunda duman kontrolüne göre boyutlandırılmalıdır. Jet fanlarının duman kontrolü amacına yönelik olarak kullanılması, tüm olası yangın senaryolarının detaylı olarak analiz edilmesini gerektirir.
- Kaçış yolları nerelerde?
- Otoparkı boşaltmak ne kadar sürer?
- Bir yangının olası boyutu nedir? Birden fazla aracın ateş alması durumunda ne olur?
- Ne kadar duman bekleniyor, dumanın sıcaklığı ne kadar olabilir, görüşü nasıl etkileyebilir?
- İtfaiyenin gelmesi ne kadar sürer?
- Bir yangın durumunda kullanılacak eylem planı nedir?
- Duman nereden tahliye edilebilir?
- Bir araç yangını nasıl ilerleyebilir?
Yukarıdaki açıklamalardan da anlaşılacağı üzere yerel itfaiyenin önemli bir rolü olduğu açıktır. Bu nedenle de, planlamanın yangın makamlarıyla işbirliği içerisinde yapılması gerekir.

4. Otoparklarda jet Havalandırma Sistemi Kullanılması Sayesinde Elde Edilebilecek Yararları

4.1. Yer Tasarrufu
Otoparkta büyük yer kaplayan hava kanallarının kullanılmasına gerek yoktur. Böylece tavanın alçak yapılmasına olanak tanır. Bu da yeraltındaki otoparklarda kısıtlı yerin daha iyi kullanılmasına imkân sağlar. Jet fanlar temiz havayı "devasa bir kanal", yani otoparkın kendisi içerisinde taşır ve dağıtır.

4.2. Esnek Kurulum
Yapılan çeşitli testler jet fanların esnek bir şekilde konumlandırılabileceğini göstermiştir. Bu fanlar sistemin verimliliğini etkilemeksizin 2 metrelik bir yarıçap dahilinde konumlandırılabilir.

4.3. Tam Hava Karışımı
Jet havalandırma sistemi kullanıldığında 45 metreye kadar yönsel "itme" elde edilebilir. Bu ilk olarak havanın tam olarak karışmasını ve karbon monoksit seyreltiminin etkin bir şekilde gerçekleşmesini sağlar. İkincisi de havanın, yüksek CO birikme riskinin bulunduğu "ölü" köşelere yönlendirilmesine imkân sağlar. Havanın kanallar vasıtasıyla tahliye edildiği geleneksel havalandırma sistemlerinde emme yönsel olamayacağından büyük miktarlarda karbon monoksit konsantrasyonunun bulunduğu bu "cepler" kolaylıkla ortaya çıkabilirler.

4.4. Otoparkta Daha Gelişmiş Havalandırma
Kanal bazlı geleneksel tahliye sistemlerinde otoparkın her tarafının yeterli bir havalandırma ile donatılmasının gerekli olması durumunda kapsamlı bir kanal ağının kurulması gereklidir. Bu kanallar yeraltı otoparklarında dizayn ve plan açılarından sorunlar yaşanmasına neden olurlar. Jet fanları ile bu tür sorunlar yaşanmaz.

4.5. Enerji Tasarrufu
Jet fanlar ilgili CO veya CH4 sensör gruplarıyla kontrol edilen gruplar halinde düzenlenebilir. Hareket ettirilecek hava miktarı böylece şartlara uygun olarak ayarlanabilir. Bu, nispeten düşük hızlarda gerçekleştirildiğinden enerji tasarrufu sağlanır. Enerji maliyetleri de jet fan kullanıldığında yaklaşık % 60 oranında azalır.
Geleneksel sistemlerde kanal boyutunu azaltmak amacıyla nispeten yüksek hava hızları kullanılır. Bu da büyük basınç düşmelerine neden olur. Havalandırma gerektiğinde bütün sistem çalışır ve enerji gereksiz yere harcanır. Bütün kanallar birbirleriyle bağlantılı olduğundan bu durum önlenemez.

4.6. Maliyet Tasarrufu
Otoparklarda jet fanlar kullanıldığında hava kanalı kullanılmasına gerek yoktur. Kapalı otoparklarda yalnızca bir temiz hava girişine ve bir de kullanılmış hava çıkışına gerek vardır. Bu nedenle de basınç düşmesi yalnızca damper, susturucu (varsa) ve şaft içinde oluşanla sınırlıdır. Bu da daha küçük motor ve fanların kullanılmasına olanak tanır ve dolayısıyla da daha düşük bir gürültü düzeyi sağlar.
Diğer yandan jet havalandırma sistemleri daha fazla kablo ve daha büyük elektrik panolarının kullanılmasını gerektirir. Ancak bu maliyetler dahil edilse bile jet havalandırma sistemlerinin alım ve kurulumu geleneksel sistemlere kıyasla genel olarak % 30 daha ucuzdur.

4.7. Basit Ayarlar
Kanallar üzerine kurulu havalandırma sistemleri genel olarak istenen havalandırmanın elde edilebilmesi için ayarlanması gereken ızgaralarla donatılırlar. Jet havalandırma sistemlerinde fanlar havayı duvar ve tavanlardan uzaklaştıran yönsel bir ızgara ile donatıldıklarından bu ayarlar gerekmez. Bu ızgaralar fabrikada ayarlanır ve yeniden ayarlanmaları çok nadiren gerekebilir. Ayar gerekmesi durumunda ise bu işlem yerinde çok kolay bir şekilde yapılabilir. Tam havalandırmaya gerek olmaması durumunda hava miktarı jet fanlar yarı hızda çalıştırılarak veya yalnızca belirli bir grup fan çalıştırılarak düzenlenebilir.

Özgür Sarıfakıoğlu / York Johnson Controls-Turkey

Alıntıdır. umarım arkadaşların işine yarar.

16.09.2006 05:51    

slm gülcihan
klima ile ilgili merkezi klima santral çizimleri mevcut.
En kısa zamanda gönderirim. İlginiz için teşekkür ederim.

27.03.2007 14:20    

sAOLASIN