İç Mekanları Neden Isıtıyoruz?
Binaların ısıtılmasının temel nedeni, daha soğuk ortama karşı korunmak ve bir binada yeterli düzeyde ısıl konfor sağlamaktır. Peki termal konforu nasıl tanımlarız ve neden önemsemeliyiz? Termal konfor, termal ortamın subjektif bir koşulu veya algısıdır. İnsanın termal duyumuyla ilgili olarak çevredeki sıcaklıklar ve ısı kaynakları ile ilgisi vardır. Binaları insanları rahat hissettirmek için ısıtıyoruz, bu sadece konfor seviyemizi değil, aynı zamanda üretkenliğimizi ve öğrenme kapasitemizi de büyük ölçüde etkiliyor. Bu, sıcaklık aralığının yapılan işe göre kalibre edilmesi gerektiği anlamına geliyor. Örneğin araştırmalar, insanların en çok, hava sıcaklığının çoğu insanın "nötr" olarak bulduğu sıcaklıktan biraz daha düşük olduğu ofislerde üretken olduğunu gösteriyor. Sıcaklık bu optimum değerden yükseltilirse veya düşürülürse, sırasıyla verimlilik hızla düşüyor ve memnuniyetsiz insanların yüzdesi yükseliyor. Ancak ısıl konfor çok bireyseldir ve %100 memnuniyet elde etmek asla mümkün değildir. Hem ASHRAE hem de Avrupa EN standartlarının temelini oluşturan ISO 7730 Uluslararası Standardına göre, memnun olmayan insanların yüzdesi minimum %5'e ulaşır, bu da bazı insanların ne kadar iyi kontrol edilirse edilsin iç ortamdan her zaman memnun olmayacağı anlamına gelir. Termal konforla başa çıkmak için sıklıkla kullanılan bir araç, belirli bir termal ortamdaki insanların refahının bir ölçüsü olan “Öngörülen Ortalama Oy”dur (PMV). Büyük bir insan grubunun oylarının 7 noktalı termal duyum ölçeğindeki ortalama değerinin bir tahminidir. Optimum termal ortam, PMV = 0'a (nötr algı) karşılık gelir. PMV endeksine dayalı olarak, Öngörülen Memnuniyetsizlik Yüzdesi (PPD) endeksini hesaplayarak insanlar arasındaki genel memnuniyetsizlik düzeyini tahmin etmek mümkündür. PMV ve PPD arasındaki ilişki grafikte görünmektedir.
ISO 7730 standardı konfor seviyesini üç konfor kategorisine ayırır; A, B ve C veya I, II ve III kategorisi. A kategorisi %6'dan daha az memnuniyetsizlikle en iyi sınıftır ve dolayısıyla aynı zamanda en yüksek üretkenliktir. Bazı standartlar, örneğin Avrupa EN 15251, ayrıca dördüncü bir konfor seviyesi, D veya IV’ü de içerir. PMV ve PPD, bir bütün olarak vücut için sıcak ve soğuk rahatsızlığı ifade eder, ancak termal memnuniyetsizlik, vücudun belirli bir bölümünün istenmeyen şekilde soğutulması veya ısıtılmasından da kaynaklanabilir.
Bu, yerel termal rahatsızlık olarak bilinir. Yerel rahatsızlığın en yaygın nedeni cereyandır; ancak, çok yüksek dikey sıcaklık gradyanları, çok sıcak veya soğuk zeminler veya yüzeylerden çok yüksek radyant sıcaklık asimetrisi de yerel rahatsızlık kaynakları olabilir. İnsanlar daha düşük aktivite seviyelerinde termal olarak daha duyarlı hale geldiklerinden, lokal termal rahatsızlık esas olarak hafif hareketsiz aktivitede bulunan insanlar için bir problemdir. Belirli bir konfor kategorisini korumak için örneğin %10'dan daha az memnuniyetsiz insan ile B kategorisine karşı, ısıtma (ve soğutma) sistemlerinin tasarımı için bir dizi kriter verilmiştir. Bu şartlar standartlarda belirtilir veya bina sahibi tarafından verilir. Tasarım kriteri olarak sadece hava sıcaklığı yerine termal konfor indeksleri PMV-PPD'ye dayalı HVAC kurulumları tasarlayarak, hava hızları üzerindeki etki dikkate alınacak ve hem genel hem de yerel termal konfor sağlanacaktır.
Örnek: Termal konfor sınıflarına göre boyutlandırma parametreleri
Bir bina sahibi, yeni ofis binasının konfor kategorisi A'ya karşılık gelen bir iç ortamı desteklemesini istiyor, bu ona %6'dan daha az memnuniyetsiz çalışan ve yüksek üretkenlik sağlıyor ve potansiyel olarak para tasarrufu sağlıyor. Uluslararası Standart ISO 7730'a dayalı olarak, HVAC mühendisleri bu talebi ısıtma sistemi için bir dizi yönetilebilir boyutlandırma kriterine dönüştürür.
Çalışma sıcaklığı: 22,0 +/- 1,0 (kış) ve 24,5 +/- 1,0 (yaz)
Maksimum ortalama hava hızı: 0,10 m/s (kış) ve 0,12 m/s (yaz)
Dikey hava sıcaklığı farkı: < 2 °C
Zemin sıcaklığı aralığı: 19-29 °C
Radyant asimetrinin neden olduğu
• sıcak/soğuk tavanlar: < 5 °C / < 14 °C
• sıcak/soğuk duvarlar: < 23 °C / < 10 °C
Bu kriterlere dayanarak istenilen düzeyde konfor sağlayacak iyi bir ısıtma sistemi tasarlamak mümkündür.
Kaynak: Grundfos
