
Tarsu AVM Mekanik Tesisat Projesi Örnek Doğal Havalandırma Uygulaması![]()
Bölüm 1. Tasarım Stratejisi’nin Geliştirilmesi
1. Sistem Gereksinimlerinin Karşılanması:
Doğal Havalandırma Sisteminin tasarımında, çevresel performansı etkileyen iki önemli faktör dikkate alınır.
Doğal havalandırma stratejisi diğer sistemler tasarlanırken de göz önünde bulundurulmalıdır. Bina tasarımı yapılırken doğal havalandırma hesaba katılmalıdır. Dikkat edilmesi gereken faktörler:
1.1. Havalandırma:
Havalandırmanın asıl amacı, havada bulunan kirleticileri ortada kaldırılarak ya da etkilerini azaltarak iç hava kalitesini belirli düzeyde tutmaktır.
Gerekli iç hava kalitesini sağlamak için yönlendirme Approved Document F’de sağlanmıştır. Burada yer alan oranların üzerinde havalandırmada yapılabilir. Fakat bu yüksek değerler tazelik algısını değiştirecek ve enerji harcamalarının artısı olarak kendisini gösterecektir. Yeterli iç hava kalitesi için Approved Document F’de üç strateji yer alır:
(a) Dışarı atarak Havalandırma: Kirleticilerin atılması için iç hava dışarı atılır ve dış hava ile yer değiştirilir.
(b) Tüm Bina Havalandırması (Besleme ve dışarı atma): Diğer kirleticilerin dağıtılmasını ve etkilerinin azaltılmasını sağlar
(c) Temizlik Havalandırması (Purge ventilation): Yüksek konsantrasyonlu kirleticilerin ortadan kaldırılmasıdır. Bu yüksek konsantrasyon örneğin bir boyama tadilat sonrası ya da kaza sonucu ortama yakıt salınımı ile olabilir. Temizlik havalandırması arka plan havalandırmasından biraz daha güçlüdür. Yüksek düzeyde kirleticilerin miktarını düşürmenin yanında fazla ısının ortamdan atılmasını da sağlar. Yaz aylarında termal konforun oluşumunu kolaylaştırır.
![]()
1.1.1. Havalandırma Kontrolü
Bir sisteme doğal havalandırma uygulanacaksa , sistemin belirli bir aralıkta olmak şartıyla, düzeyi kontrol edilebilir bir havalandırmaya imkan vermesi gerekir. Bu aralık saatte 0,5 (Air Change per Hour) ile 5 kere arası değişebilir. Ayrıca bina boş olduğunda havalandırmanın tamamen kapatılabilmesi mümkün olmalıdır. Özellikle kişiler hava kirliliği için birincil neden ise bina boş iken havalandırma yapılmayabilir.
Gerekli havalandırma miktarını karşılamanın yanı sıra, özellikle kış aylarında, cereyan nedeniyle oluşabilecek konforsuzlukları önlemek üzere tasarlanmalıdır. Özellikle ofislerde bu durumu önlemek için hava giriş menfezleri yukarıda döşemeden 1,7m yüksekte bulunmalı.
1.2. Yaz aylarında Aşırı Isınmanın Kontrolü:
Yaz aylarında oluşan aşırı sıcaklık, doğal havalandırmanın yapılabilirliğini etkileyen en önemli unsurdur. Doğal havalandırmanın soğutma potansiyeli hakim mevsim şartlarına ve bina içindeki insanların termal konfor koşul beklentisine bağlı olarak değişir.
Tahmini olarak, doğal havalandırma sistemleri, 30-40 W/m² değerine kadar olan ısı yüklerini karşılayabilir. İklim değişikliği belirgin düzeylere ulaşırsa bu tahmini değer aşağı çekilmelidir. Kişilerin iklim değişikliğine adaptasyonu bu değerin değişmemesini sağlayabilir. Genellikle kabul edilebilir yaz koşullarına ulaşmak için, tasarımda ve işletmede üç ana unsur göz önüne alınır:
a. Güneş ışını kontrolü iyi yapılarak iç mahallere aşırı güneş ısı kazancı engellenir.
b. İç kazançlar makul düzeylere çekilmelidir. (insan, cihazlar, aydınlatma)
c. Yaz aylarında en sıcak zamanlarda iç hava sıcaklığı 25ºC’yi aşabilir.
Fakat iyi dizayn edilmiş bir binada, geliştirilmiş hava hareketi ve soğutucu ortalama radyant sıcaklıklar yardımı ile bu durum tolere edilebilir düzeye gelir.
1.2.1. Güneş Işını kontrolü:
Önümüzdeki CIBSE TM³7: Geliştirilmiş solar kontrol dizaynı, solar kontrol performansı hakkında ayrıntılı bilgi ve yönlendirme içerecektir. Aşırı ısınmayı belirli bir düzeye indirgemek için bazı önlemler alınabilir Bunlar:
Bu farklı sistemlerin performansı (tek tek ya da birlikte) efektif toplam solar enerji iletimi ya da efektif g- değeri ile sayıya dökülebilir. Bu değer, en sıcak zamanda pencere ve gölgeleme elemanından geçen toplam solar ısı kazancının, aynı koşullardaki bir açıklıktan geçen solar kazanca bölümü ile hesaplanır.
Küresel ısınmanın muhtemel etkilerine ek olarak, diğer etkiler de yüksek iç sıcaklıklara yol açabilir. Bu etkiler de doğal havalandırma tasarlanırken göz önünde bulundurulmalıdır. En önemli etki, kentlerin büyüyüp iki kentin birleşmesi ile oluşun ısı odası etkisidir. Bu durum özellikle gece sıcaklıklarını yükseltir. Bunun sonucu olarak gece havalandırması ile binanın ön soğutulması zorlaşacaktır. Isı odası etkisi ile ilgili ayrıntılı bilgi CIBSE Guide A’de verilmiştir.
1.2.2. iç yüklerin kontrolu:
Üç önemli yük vardır.
a. İnsanlardan gelen yük
b. Aydınlatma yükü
c. Cihazlardan gelen yükler.
1.2.3. Konfor Beklentileri
![]()
Aşırı ısınma değerlendirilirken önemli olan durum, kabul edilebilir ısıl konfor koşullarının belirlenmesidir. Isıl konfor; psikoloji ve kültürün bir birleşimi ile farklılık gösterir. Kabul konfor koşulları iç mahalde yapılan aktiviteye, kişilerin kıytafetlerine, sıcaklıklara, hava hızlarına ve neme bağlı olarak değişiklik gösterir.
Doğal havalandırmalı binalarda, normal havalandırma yapılan binalara nazaran daha değişken hava sıcaklığı elde edilir. Fakat bu durum, daha az konfor elde edildiği anlamına da gelmez. Yaz aylarında hava hareketi, büyük açıklıklar yardımıyla artırılarak konfor algısında değişiklikler yapılabilir. Fakat bu uygulama yapılırken oluşacak aşırı cereyan engellenmelidir. Şekil 2’de görüldüğü üzere 0.25 m/s hava akışı, kuru termometre sıcaklığında 1K’lik düşüş sağlamaktadır. Bu hava hızları sadece yaz aylarında uygulanabilir fakat doğal havalandırmanın etkilerini göstermek için çarpıcı bir örnektir.
Soğutma faydasını artırmak için gece havalandırması yapılabilir. Bu uygulama, geceleyin nisbeten düşük olan dış sıcaklıkların avantajını kullanarak binanın ön soğutmasını sağlama ve ortalama ışıma sıcaklığını düşürme prensibine dayanır. Ortalama ışıma sıcaklığının düşürülmesiyle, mahalde hava sıcaklıkları artsa bile konfor koşulları sağlanır. Isıl kapasite artırılarak, binanın her bir derece ortalama ışıma sıcaklığı artışına bağlı olarak depolayabileceği ısı miktarı artırılır ve böylece mahalin termal konfor koşullarını sağlama kapasitesi artmış olur. Şekil 3’te ısıl kütlenin avantajı gösterilmiştir. Bu şekil ısıl kütle ve gece havalandırmasının iç sıcaklığa olan etkisini göstermektedir. Gece havalandırması olmayan ve hafif ısıl kütleye sahip bir bina ile gece havalandırmalı ve yüksek ısıl kütleye sahip iki bina arasında 5K’e varan sıcaklık farkları gözlenir.
1.3. Akustik Performans
![]()
Belirgin dış ses kaynaklarının varlığı doğal havalandırmanın uygulanmasını en çok zorlaştıran faktördür. Bu sorunun iki ana çözümü vardır:
1.4. Doğal Havalandırma ve Karma Mod
Yukarıda anlatılanlar bir binada doğal havalandırma uygulaması yapabilmek için hangi şartların olması gerekliliği üzerineydi. Bunun yanında bir binanın bütün alanlarının aynı sistemle havalandırılması zorunlu değildir. Farklı bölümlere, farklı stratejiler, farklı zamanlarda uygulanabilir. Buna karma mod yaklaşımı denir. CİBSE AM13’de ayrıntılı olarak anlatılmıştır. Karma mod için çeşitli yaklaşımlar aşağıda yer almaktadır.
a) Şartlı karma Mod:
(Contingency mixed-mode)
Mahalde esneklik ihtiyacı olursa bu sistem kullanılır. Bu tip sistemlerde iklim değişikliği veya kiracının isteğine bağlı olarak artabilecek soğutma yükü düşünülerek tasarım yapılmalıdır. Burada yapılacak öngörü, ek sistemlerin kurulabilmesi için döşeme ve tavanda bırakılacak boşlukları da içermelidir. Ek esnekliğin getirdiği maliyet, gereksiz yere yapılacak olan iklimlendirmenin getireceği işletme ve kurulum maliyetiyle kıyaslanmalı ve karar verilmelidir.
b)Bölgelenmiş Karma Mod :
(Zoned mixed-mode)
Bu mod, binanın farklı bölgelerinin farklı kullanım amaçları olduğunu göz önüne alınır. İklimlendirme, gerçek bir ihtiyacın olduğu yerlere uygulanır. Düşük ısı kazancı olan yerlerde, ısıtma ve havalandırma yapılır. Bu tip yaklaşım, binanın yaşam süreci boyunca sabit ısı kaybına ve kazancına sahip olması beklenen mahallere uygulanır. Bu tip uygulamalar, kullanıcıların aralarında gerilim oluşturabilir. Farklı şartlara sahip iki mahalin kullanıcıları diğerinin daha iyi şartlarda olduğunu düşünüp hakkını arama yoluna gidebilir.
c) Dönüşümlü Karma Mod:
(Changeover mixed mode)
Bu mod her mahalin soğutma yükünün mevsimler arasında değişiklik gösterebileceğini göz önünde bulundurur. Bunun bir örneği çok aşırı hava şartlarında (aşırı sıcak ya da aşırı soğuk) kullanılan mekanik havalandırmadır. Ilık havalarda doğal havalandırma kullanılır. Bu kullanım, kış aylarında cereyan etkisini yok eder. Ayrıca gece havalandırması ile binanın ön soğutmasına yardımcı olur.
d) Eş zamanlı Karma Mod:
(Concurrent mixed-mode)
Mekanik ve Doğal Havalandırmanın eş zamanlı çalışmasını sağlar. Mekanik sistem taze hava ihtiyacını karşılarken açılan pencere veya açıklıklar da yaz için soğutmaya yardımcı olur. Ayrıca mekanik havalandırma gece soğutması için açılarak, doğal havalandırmada oluşabilecek güvenlik sıkıntısı giderilebilir. Çok sıcak havalarda fazladan yapılacak doğal havalandırma gereksiz taze hava sağlayacağı için enerji israfına yol açabilir.
![]()
Şekil 5’de kullanıcılar için, seçim aşamasında kullanılmak üzere yüzeysel bir akış diyagramı yer almaktadır.
1.5. Dizayn’a Başlamak:
Yukarıda anlatılanlardan sonra doğal havalandırma uygulanabilir sonucuna varılırsa bunun tek tip mi yoksa karma sistem mi olacağına karar verilir. Bir sonraki strateji dizayn konseptine geçmektedir. Dizayn aşamasında 3 önemli basamak yer alır.
a) Hava akışının girişlerden çıkışlara kadar olan modellenmesi:
Bu model binanın şekline ve organizasyonuna bağlı olarak değişir. Ek olarak binanın ve havalandırmanın kullanım amacı ve bulunduğu arsanın konumu da etkilidir. Örneğin binanın bir yanında aşırı yoğun bir yol varsa hava girişlerini o yönden yapmak anlamsız olur. Kirlilik ve hava kalitesi açısından diğer yöne hava girişleri konulmalıdır.
b) İstenilen Hava akış Modelinin Eldesi için incelenmesi gereken temel itici kuvvetler:
Birçok stratejiler rüzgar basınçlarının göz önüne alırken bazıları sıcaklık farkından yararlanır. Bazı durumlarda bu doğal kuvvetlere yardımcı olarak fanlar kullanılabilir iyi bir tasarım, baskın kuvvetlerin istenilen akışı sağlar nitelikte olduğunu garanti edecek şekilde yapılır.
c) İstenilen hava debisi ve akış biçiminin eldesi için açıklıklarının boyutlandırılması: Burası üç aşamalı olarak gerçekleşir.
1. Isıl konfor ve hava kalitesi göz önüne alınarak akış debileri hesaplanır.
2. Dizayn koşullarında bu akış debilerini sağlamaları için açıklıklarının konumu ve boyutu hesaplanır.
3. Çeşitli doluluk oranları ve hava şartlarında sistemin otomatik çalışabilmesi için kontrol sistemi tasarlanmalıdır.
![]()
Bölüm 2. Örnek Bina Tarsu AVM:
1) Tasarımını yaptığımız AVM, Tarsus’ta inşaa edilecek.
AVM toplam alanı : 63.180 m²
Otopark alanı : 23 380 m²
Satış alanları : 27 750 m²
Doğal Havalandırmanı yapıldığı toplam alan : 13.426 m²
Atrium Bölgesinde Kullanılan Rooftop Unit
Adedi (Tek fanlı) : 4 Adet
Atrium için açılan Taze hava açıklıkları : 2 m² x 20 Adet = 40 m² (Toplam)
Hava Binanın Zemin katı, Güney bölümünden girerek cephede oluşturulmuş 2 m’lik geçiş alanını kat ederek atrium bölgesine açılmakta buradan da boşlukları, kullanarak 1. Kata çıkmaktadır.
1 . Kat çatısında oluşturulan açıklıklarla kirli havanın dışarı çıkarılması sağlanmaktadır. Binanın 1. katında Batı cephesinde Foodcourt alanları bulunmakta bu alanlarda negatif basınçta olduğu için cephelerden doğal olarak giren hava buralara da gitmekte Mall ve küçük dükkanlarda en kötü koşullarda 2750 kişi olacağı öngörülmüştür.
2750 kişi x 36 m³/h/kişi (10 l/s) 100.000 m³/h taze hava ihtiyacı vardır.
20 000 m³/h fast food alanlarının ihtiyacı var, toplamda 120 000 m³/h en kötü koşullarda ihtiyaç var. Bu ihtiyaç 40 m²’lik net giriş alanlarından menfezlerle sağlanacaktır. Buna göre giriş hızları
![]()
Bölüm 3. Bina Simülasyonu
![]()
Planlar ve inşaat detayları temel alınarak Tarsu Alışveriş Merkezinin simulasyon modeli oluşturulmuştur.
Doğal havalandırma sisteminin performansının değerlendirilmesi için hazırlanan model,
Şekil 6 ve Şekil 7’de değerlendirilen zonlar gösterilmiş ve adlandırılmıştır.
![]()
3.2 Simülasyon Sonucu Çıkan CO2 Seviyeleri:
Taze hava miktarlarının tanımı için ortamda bulunan CO2’nin konsantrasyonu referans alınır. ASHRAE Standard 62.1-2007’e göre kabul edilebilir dış hava CO2 Konsantrasyonu 300 ppm – 500 ppm arasındadır. İç hava CO2 konsantrasyonu ise dış hava konsantrasyonundan 700 ppm’in üzerinde olamaz.
Simülasyon için alınan dış hava konsantrasyonu 500 ppm max. İç hava CO2 konsantrasyonu ise 500 + 700 ppm = 1200 ppm dir.
![]()
CO2 seviyeleri değerlendirilirken gerçek seviyelerin 150 ppm daha yüksek olacağı göz önünde bulundurulmalıdır.
Tablo 1 ve Tablo 3’te, mağazalar ve alışveriş merkezi alanı için, her bir CO2 seviyesinden daha yüksekte geçen yıllık saat miktarı verilmiştir. Bu analiz yapılırken sistemin, yılın her günü, sabah 10.00’dan akşam 22.00’ye kadar çalıştığı kabul edilmiştir.
Belirtildiği üzere, gerçek CO2 değerleri 150 ppm daha yüksek olacaktır. Örneğin, Tablo 1’de yer alan “0-shop-north east” bölümü için, CO2 konsantrasyonu yıllık olarak 257 saat süresince 1250 ppm değerinin üzerinde seyreder.
![]()
Tablo 2 ve Tablo 4’te belirli bir sıcaklık değerinin üzerinde geçen saatler mağazalar ve alışveriş merkezi alanları olarak ayrı ayrı verilmiştir. Örneğin, 0-shop North east için yılda 3023 saat 26 ºC’nin, 4 saat 26.5 ºC’nin üzerinde geçmektedir. Bu analiz her gün 10.00-22.00 saatleri arası göz önüne alınarak yapılmıştır.
3.4. Sonuç
Alışveriş merkezi ve hava egzozları yardımıyla alışveriş merkezi bölümünden sağlanan doğal hava beslemesi ile havalandırılan bitişik mağazalar için tasarımı yapılan doğal havalandırma sisteminin değerlendirilmesi amacıyla, belirli kritik noktalarda, önceden hesaplanan ısı yükleri göz önünde bulundurularak belirli bir zaman periyodu için Tarsu Alışveriş Merkezinin modeli oluşturulmuştur. Havalandırma dengesi sadece mekanik olarak sağlanan mağazalar, doğal havalandırma sistemine etkileri göz önünde bulundurularak dolaylı yönden değerlendirilmiştir.
![]()
Revizyonların sonucu olarak, mağazalardaki sıcaklıklar genel olarak 26 ºC’yi aşmamaktadır. Bu sayede sistem, sıcaklığı bu seviyenin altında tutmak için yeterlidir.
Alışveriş merkezi alanında sıcaklıklar 900-1500 saat boyunca 26 ºC’yi aşacaktır. Bu değer revizyondan önce de aynıdır. Fakat 28 ºC’nin üzerinde geçen saatler revizyondan sonra 60-250 saat değerine düşürülerek belirgin bir farklılık elde edilmiştir. Yüksek sıcaklık aralıkları, genel olarak dış hava sıcaklığı çok yüksek olduğunda elde edilmiştir.
![]()
Haftasonları bu konsantrasyonlar en yüksek değere ulaşır, çünkü doluluk oranına bağlı olarak insanlardan gelen yükler artış göstermektedir. Yaz döneminde de konsantrasyonlar artış gösterir, çünkü sıcaklık farkının azalmasından dolayı doğal havalandırmadan sağlanan hava akışında azalma gözlenir.
Alışveriş merkezi alanında CO2 seviyeleri genel olarak 1200 ppm seviyesinin altındadır, fakat 50-160 saat arası bir sürede, bu değer 1200 ppm üzerinde seyreder (tabloda 1050 ppm+150 ppm olarak tabloda gösterilmiştir). Haftasonları, kişi yükleri maksimum düzeye ulaştığı için CO2 konsantrasyonu da maksimum düzeye ulaşır.
Ek olarak, doğal havalandırmanın karmaşık olduğuna dikkat çekilerek, simulasyonların gerçeğe çok yakın olduğu ispatlanmış bile olsalar, alışveriş merkezi sakinlerinin davranışlarına bağlı olarak bazı belirsizlikler taşıdığı göz önünde bulundurulmalıdır. Simulasyonlarda referans alınan rüzgar hızları, o bölge için belirtilen ortalama rüzgar hızlarıdır. Alışveriş merkezi civarındaki yerel şartlar dolayısıyla meydana gelecek farklı rüzgar hızları, sonuçların farklı olmasına yol açabilmektedir. Genel olarak simulasyonlar sistem performansının değerlendirilmesi için yeterli bir referans sağlamaktadır.
Bölüm 4. Sonuç
![]()
İlk Yatırım : 160 000.- avro
İşletme : 60 000.- avro (6 Ay soğutma, 2 Ay ısıtma)
Not: Ara geçiş dönemleri hesaba katılmamıştır. Bu dönemlerde de Fanlardan gelecek bir tasarruf söz konusudur. İlk yatırım ve işletmede tasarruf sağlayan böyle bir sistemin uygulanabilmesi için, sitemin çalışılabilirliği simülasyon programları ile test edilmeli ve uygun neticeler elde edilirse uygulamaya dönük çalışılmalıdır.
Kaynaklar
(1) Natural ventilation in non-domestic buildings: AM 10: 2005 CIBSE
(2) Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality: ANSI/ASHRAE Standard 62.1-2007
(3) Binalarda sürdürülebilirlik: ömür boyu maliyete ilişkin yaklaşımlar Dr. İbrahim Çakmanus, Makine Yüksek Mühendisi Doç. Dr. Türkan Göksal Özbalta, Yüksek Mimar
(4) Simulation Of Natural Ventilation System (Tarsu Shopping Centre December 2009) Grontmij
İlginizi çekebilir... İklimlendirme Sektöründe Karbon Ayak İzinin Azaltılması: Zorunluluk mu, Fırsat mı?İklim krizinin etkileri artık sadece haberlerde gördüğümüz manşetler değil, işimizin bizzat içinde hissettiğimiz gerçekler haline geldi. Kentlerde aşı... 2025 Neden Her Binada Akıllı HVAC Entegrasyonu İçin Dönüm Noktasıdır?Enerji tasarrufundan daha sağlıklı havaya ve öngörücü bakıma kadar akıllı HVAC sistemleri artık isteğe bağlı değil; 2025 yılında bina performansı, uyu... Leed Enhanced Commissioning Çalışmaları Üzerine Kısa Bir DeğerlendirmeBinaların ömrü boyunca dayanıklı, enerji verimli ve konforlu olabilmeleri için mutlaka multi disipliner biçimde olan kalite kontrolleri ile inşa edilm... |
||||
©2025 B2B Medya - Teknik Sektör Yayıncılığı A.Ş. | Sektörel Yayıncılar Derneği üyesidir. | Çerez Bilgisi ve Gizlilik Politikamız için lütfen tıklayınız.