Çevresel Konfor

ISIL ÇEVRE

Şekil-3.1 termal konforu etkileyen faktörleri göstermektedir. İlk olarak vücut, vücut sıcaklığını sağlamak için metabolik işlemlerle ısı üretir. Metabolik işlemler yaş, sağlık ve aktivite seviyesi gibi faktörlerden etkilenir. Örnek olarak verilen bir çevre koşulları ortamdaki bir kişi için yeterince uyumlu olabilirken diğerinin hastalanmasına neden olabilir. Mevsimler değiştiğinde bir kişi giydiği elbiseleri ile ayarlamak isteyebilir. Onlar çevre şartlarını arzu ettiklerinden daha geniş kademede konforlu bulabilirler.

Vücut sürekli ısı üretir, ancak sabit vücut sıcaklığını sağlamak için ısı dağıtılmalıdır. Bir kimse şartlandırılan ortamda kalıyor veya hafif bir iş yapıyorsa, ısı birincil olarak taşınımla (çevredeki havaya taşınır) ve ışınımla (gövde sıcaklığından daha düşük sıcaklıklardaki çevre yüzeylere) ısı dağıtır. Bu ısı dağıtımı elemanlarından her biri toplam ısı kayıplarının yaklaşık %30’unu oluşturur. Solunum ve terlemeyle oluşan buharlaşma kalan %40’ı oluşturur. Çevre şartları olduğu kadar aktivite değişim seviyeleri de bu yüzdeleri değiştirebilecektir. Örnek olarak bir kimse zorlu bir iş yapıyorsa, birincil ısı dağıtma mekanizması buharlaşma ile olacaktır.

VÜCUT ISI DAĞITMA KABİLİYETİNİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER 

• 1. Hava sıcaklığı 
• 2. Çevre yüzeylerin sıcaklığı 
• 3. Nem 
• 4. Hava hızı

Giyimin miktarı ve tipi ve sakinlerin eylem seviyeleri de bu faktörleri etkilemektedir. 

 İÇ HAVA KALİTESİ

• İnsanoğlu ateşi bulduğu günden itibaren iç hava sorunlarıyla karşılaştı. Mağaralarda solunan dumanın insan ömrünü azalttığı kısa sürede öğrenildi. Mağara tavanına açılan bir delikten dumanı uzaklaştırmayı öğrenen insanoğlu, sonraki bin yıllarda da iç hava sorunlarıyla uğraşmak zorunda kaldı.

• Mısır piramitlerinin yapımında çalışan işçilerden içeride çalışanların, dışarıda çalışanlardan daha fazla solunum hastalıklarına yakalandıkları gözlemlendi. Romalılar, dumansız ısınabilmek için döşemeden ısıtmayı keşfetti. 11. yüzyılda ise İbn-Haldun, eseri Mukaddimede hava kirliliğinin hastalıklara neden olacağına işaret etti.

• 16. yüzyıla gelindiğinde İngiltere Kralı I. Charles, binalarda kirli havanın etkisini azaltmak için bir dizi kural getirdi. Bunlar arasında 3 metreden yüksek tavanlar, boyu eninden daha fazla olan pencereler, oda taban alanına göre pencere alanının belirlenmesi, vb. gibi inşaat kuralları hep, içerideki dumanın ve kirli havanın dışarı atılmasını amaçlıyordu.

• 18. yüzyıla gelindiğinde, Lavosier’in karbondioksiti bulmasıyla, bu gazın hava kirliliği üzerindeki etkileri tartışılmaya ve araştırılmaya başlandı. Karbondioksit önceleri zehirleyici bir gaz olarak kabul edildi. 1853te Kırım Savaşı sırasında İstanbul’daki hastaneler yaralılarla dolup taşarken, havasız mekanlarda yaralıların iyileşmesinin çok uzun sürdüğünü gözlemlendi. Önceleri bunun, havadaki yoğun karbondioksitle bağlantılı olabileceğini düşünen doktorlar, daha sonra esas nedenin, yaralılardan yayılan mikropların yetersiz havalandırma nedeniyle uygun yayılma ortamı bulması olduğunu anladılar.

• Karbondioksit, kokusuz, renksiz ve toksik olmayan bir gazdır. Birçok kişi karbondioksiti zehirli bir gaz zanneder oysa bu, vücudumuzun ürettiği bir gazdır. Zehirli olan karbondioksit değil, eksik bir yanma ürünü olan karbon monoksittir. Soluğumuzda 38.000 ppm karbondioksit mevcuttur. Karbondioksitin iç mekanlardaki kaynağı yalnızca solunum veya açık ateştir. Bunun başka bir kaynağı yoktur. İnsan ortalama olarak saniyede yaklaşık 0.005 litre karbondioksit üretir. Bu nedenle karbondioksit, içerdeki insan sayısının belirlenmesi için bir faktör olarak kullanılabilir. Bugün kapalı konteynerlerdeki kaçak göçmenleri, sınır polisleri karbondioksit detektörüyleyakalıyor.

• Solunan havadaki karbondioksit miktarı ve buna bağlı olarak gerekli olan taze hava miktarının saptanabilmesi için 19. yüzyıldan itibaren sayısız deney yapılmıştır. 1836da Tredgold, maden işçileri üzerinde yaptığı deneylerde, insanın metabolik olarak ihtiyacı olan taze hava miktarını kişi başına 2,5 lt/sn olarak saptamıştır. 1862de Pettenkofer karbondioksitin aslında havayı kirletici bir faktör olmadığını, ancak kirliliğin bir ölçütü olarak kullanılabileceğini ileri sürdü. Daha sonra yapılan sayısız deney de bu savı doğrulamıştır. 20. yüzyıl başlarında yapılan kapalı oda deneylerinde, insanların 10.000 ppm gibi karbondioksit oranlarını tolere edebildikleri, hatta 23.000 ppm gibi çok yüksek oranların bile hayati bir tehlike oluşturmadığı ispatlanmıştır. 

• ASHRAEnin (American Society of Heating Refrigerating and Air Conditioning Engineers) 1989 yılında yayımlamış olduğu 62 Nolu Havalandırma Standardında, ofis çalışanları için karbondioksit limiti 1000 ppm olarak belirlenmiştir. ABDde işyeri çalışma koşullarını belirleyen OSHA (Occupational Safety and Health Agency) ise bu limiti haftada 40 saati aşmamak kaydıyla 5000 ppm olarak belirlemiştir. ASHRAEStandart 62 ayrıca, karbondioksitin kendi başına bir kirletici olmadığını, ancak insanlardan kaynaklanan kirli havanın bir ölçütü olduğunu kabul etmiştir.

• Atmosferdeki karbondioksitin standart ölçümü, Pasifik Okyanusunun ortasında bir adada yapılmaktadır. Bu oran sanayi devrimi öncesinde 280 ppm civarındayken, günümüzde fosil yakıtların tüketimiyle giderek yükselmektedir. Bunun yol açtığı sera etkisiyle ortaya çıkan küresel ısınma günümüzde herkesin gündeminde olan bir konudur. Bugün atmosferdeki karbondioksit oranı 380 ppm civarındadır ve ne yazık ki her yıl 2 ppm artmaktadır. 

• ASHRAE’nin ve OSHAnın belirlemiş olduğu karbondioksit limitlerinin iyi bilinmesinde yarar vardır, çünkü günümüzde bazı binalarda hava kirliliğinin bir göstergesi olarak ölçülmeye başlanan karbondioksit oranına bağlı olarak klima santrallerinde dış hava miktarı ayarlanmaktadır. Buna göre karbondioksit oranı, 1000 ppm’in altında olduğu müddetçe, dış havaya gereksinim yoktur. Oysa birçok işletmede, bina otomasyon sistemleri çok daha az karbondioksit oranına ayarlanmakta, böylece hiç gerekmediği halde içeriye taze hava pompalanmaya devam edilmektedir. Bugün İstanbul’da dış havadaki karbondioksit oranı 400 ile 600 ppm arasında değişmektedir. Bazı işletmelerde karbondioksit hissedicileri 500 ppm’e ayarlanmakta, bu yüzden de klima santralleri daima % 100 taze hava ile çalışmak durumunda bırakılmaktadırlar. Bu ise, enerjinin son derece pahalı olduğu günümüzde büyük bir israf anlamına gelmektedir. 

• Peki, eğer karbondioksitin kendisi bir kirletici değilse o halde gerçek kirlilik faktörleri nelerdir? İç mekanda hava kirliliğini oluşturan çeşitli faktörler vardır. Bunlar insan burnunda bulunan Olfactory hücreleri tarafından algılanırlar. İnsan burnu yaklaşık 500 bin kimyasalı ayırt edebilmektedir ve bu koku algılaması iki parametreye bağlıdır:

Yoğunluk (kantitatif) faktörü (I),

İticilik (kalitatif) faktörü (K).

Algılanan kokunun yoğunluğu, Weber tarafından bu iki parametreyle aşağıdaki şekilde formüle edilmiştir:

S = K log I

• Buradan görüldüğü üzere algılanan koku, yoğunluğun logaritmasıyla orantılıdır. Bu şu anlama gelmektedir içerde herhangi bir kokudan 1 ppm varsa, odaya girer girmez bunu derhal hissedebilirsiniz. Fakat içerde aynı kokudan 100 ppm varsa, bunu 100 katı olarak değil, ancak 10 katı olarak hissediyorsunuz. 

• İnsanların algıladıkları koku miktarı, aslında İç Hava Kalitesi’nin (İHK) doğrudan doğruya bir ölçüsüdür. 1935’te Lambert ve Yaglou, insan burnunun hava kalitesi sensörü olarak kullanılıp kullanılamayacağını araştırdılar. Yaptıkları deneylerde, bir kanaldan geçen belli debideki havaya belli oranda koku molekülleri enjekte ediliyor ve kanal üzerindeki deliklerden, koku alma duyguları çok kuvvetli 10 denekten, burunlarını kanala sokarak hissettikleri koku derecesini ölçmeleri isteniyor. Lambertkoku indeksi bu şekilde geliştirilmiştir. Bu indeks, 0 ile 5 arasında değişir ve 2 indeksi, normal bir koku olarak kabul edilir.

• Bu deneyler sırasında, insanın kendisinin de bir koku kaynağı olduğu, bunun bir koku ölçüm standardı olarak kullanılabilmesi düşüncesi gelişmiştir. Aslında bu kokunun nedeni, koltuk altında bulunan bir bakterinin salgıladığı asittir. Erkeklerin % 97sinde, kadınların ise % 67sinde bu bakteri vardır. 

• Burada standart insan, 3 günde iki defa banyo yapan, her gün çamaşır değiştiren ve normal bir aktivitede (ofis çalışanı gibi) bulunan bir insan kabul ediliyor. İşte böyle standart bir insanın yaydığı koku miktarına 1 olf adı veriliyor.

• Değişik aktivitedeki insanların yaydığı koku miktarının, aşağıdaki değerlere sahip olduğu saptanmıştır (olf):

Sedanter yetişkin (1 Met:58 W/m2) = 1 

Aktif yetişkin (4 Met) = 5-11

Sigara içen kişi (sigara içmezken) = 6 

Sigara içen kişi (sigara içerken) = 25 

• Dikkat edilirse, sigara içen bir insan, 25 standart insan kadar hava kirliliği yaratmaktadır. Üstelik bu insan sigara içmezken dahi, 6 standart insan kadar kirlilik yaratır. Bu rakamlar, neden birçok işyerinde sigaranın yasaklandığını açıklamaya yetmektedir. Sigara içen insanın, çalıştığı yerin havalandırma faturasına katkısı son derece açıktır.

• İnsan tarafından üretilen kokunun, insan burnu tarafından algılanmasıysa, herhangi bir mekandaki hava kalitesini belirleyen unsurdur yani, mekandaki kokunun algılanma (perception) miktarıdır. Bu algılama, olf cinsinden üretilen kirliliğe bağlı olduğu kadar, o mekanın havalandırılması ile de yakından ilgilidir. 

• Bunu tanımlamak için geliştirilmiş olan birime desipol adı verilir. Tanım olarak:

1 desipol = İçinde 1 olf koku üretilen bir odaya 10 lt/s taze hava verildiğinde insanburnunun algıladığı kokudur.

Yani

1 desipol = 1 olf / 10 lt/s = 0,1 olf / lt/s 

• Kısacası desipol, algılanan iç hava kalitesinin bir ölçüsüdür. Bazı mekanlardaki Desipol değerleri şöyledir:

0,01 desipol : Dağ veya açık denizlerdeki hava,

0,1 desipol : Şehir havası,

1,0 desipol : Sağlıklı bina havası,

1,4 desipol : Kabul edilir bina havası (% 80 tarafından),

10 desipol : Hasta bina havası. 

• Öte yandan, bazı bina malzemelerinin de hava kirliliği ürettiği tespit edilmiştir. Mesela yaygın olarak kullanılan sunta ve MDFnin yaymış olduğu kirlilikler oldukça fazladır. 

• Çeşitli bina malzemelerinin yarattığı hava kirlilik oranları şöyledir:

Sunta, MDF : 2.4 desipol,

Sentetik halılar : 3.4 desipol, 

Boyanmış duvar : 2.1 desipol, 

Mastik, vb. malzeme : 3.0 desipol, 

Cila : 3.7 desipol, 

Tütün dumanı : 14.4 desipol. 

TAZE HAVA MİKTARLARI (Standart 62 -2001)

Sigara içilmeyen ofislerde : 10 l/sn,

Lobi, resepsiyon alanlarında : 7,5 l/sn,

Bar, sigara odası vb. yerlerde : 30 l/sn,

Sınıflarda : 7,5 l/sn,

Laboratuarlarda : 10 l/sn.

• Taze hava miktarı Fanger tarafından, desipol ve olfe bağlı olarak, aşağıdaki gibi hesaplanmıştır:

​Qc = 10 x [(G / (Ci-Co)] x (1/Ev)

​

Qc = Konfor şartları için kişi başına gerekli taze hava miktarı (l/sn kişi),

G = Mekanda üretilen hava kirliliği (olf),

Ci = İçerde arzu edilen hava kalitesi (desipol),

Co = Dışarıdaki hava kalitesi (desipol),

Ev  = Havalandırma sisteminin verimliliği (kaçaklar, vb.) (genelde 1 alınır).

İÇ HAVA KAYNAKLI HASTALIKLAR

• Günümüzde insanlar zamanlarının % 90’ını kapalı mekanlarda geçirmektedir. Avrupa Birliğinin, İtalyanın Ispra kentinde kurmuş olduğu İç Hava Kalitesi Laboratuarı Indoortronda yapılan ölçümler, insanların iç mekanlarda, dışarıda olduklarından 2 – 5 katı daha fazla hava kirliliğine maruz kaldıklarını göstermiştir. 

• Bu nedenle, hava kirliliği konusundaki çalışmalar artık yalnızca dış hava kirliliği ile sınırlı kalmamakta, iç hava kirliliği üzerinde de yoğunlaşmaktadır. Hava kirliliğine maruz kalan insanlarda bir takım rahatsızlık semptomları ortaya çıkmaktadır. Bunlar esas olarak ikiye ayrılırlar.

HASTA BİNA SENDROMU (HBS)

• HBS semptomlarına tam bir teşhis konamaz,

• HBSnin nedeni tam olarak tanımlanamaz,

• HBS, akut (kısa süreli) semptomlar olarak ortaya çıkar ve binayı terk edince genellikle etkisi kaybolur.

Hasta Bina Sendromu semptomlarından bazıları şöyledir:

• Göz, burun ve boğaz tahrişleri (iritasyon), 

• Bulantı,

• Baş ağrısı,

• Öksürük,

• Kaşıntılar,

• Uyuklama hali, yorgunluk,

• Kokulara aşırı hassasiyet,

• Görme bozuklukları,

• Kavramada azalma,

• Astım,

• Alerjiler,

• Ateş, üşüme.

BİNA BAĞLANTILI HASTALIKLAR (BBH)

• BBH, tanımlanabilir bir nedene bağlıdır,

• BBH, klinik olarak teşhis edilebilir,

• BBH kronik (uzun süreli) semptomlar olarak ortaya çıkar ve ağır hastalıklara neden olur,

• BBH tedavisi uzun sürelidir.

Bina Bağlantılı Hastalıkların semptomlarından bazıları şöyledir:

• Göğüs sıkışması, öksürük,

• Kronik bronşit,

• Lejyonella,

• Kas ağrıları,

• Karaciğer, böbrek problemleri,

• Kanser.

Hasta Bina Sendromuna neden olan belli başlı faktörler

• Yetersiz havalandırma,

• İçeriden kaynaklanan kimyasal kirleticiler,

• Dışarıdan kaynaklanan kimyasal kirleticiler,

• Biyolojik kirleticiler, 

• Partiküller, tozlar, cam yünü, asbest vb. lifli maddeler, 

• Radon gazı.

NEM

• Havadaki yüksek orandaki nem allerji ve kötü kokulara neden olabilen küf ve diğer mantarların büyümesini hızlandırabilir.

• Düşük nem ise insan mukoza ve derisinde tahriş yapar.

• Genelde bağıl nem %30 ila %70 arasında iken yoğuşmanın olmadığı farz edilir ve çok az problem ortaya çıkar.

• Yüksek bağıl nem özellikle evlerde yüksek allerji riski gösteren ev tozu haşerelerinin (kene vb. gibi) büyümeleri için iyi bir ortam hazırlar.

• Sulu klima ortamlarında mantar ve diğer mikroorganizmaların büyüme riski vardır.

GÜRÜLTÜ

• Gürültüye karşı koruma bina tasarımının vazgeçilmez bir gereksinimidir. Havalandırma ve klima sistemleri insanları rahatsız etmemelidir.(30-50 dB arasında kalmalıdır)

• Şu hususlara dikkat edilmelidir:

1. Cihaz gürültüsü ve aerodinamik gürültü

2. Havalandırma sistem veya cihazları vasıtasıyla dış çevreden hava ile taşınan gürültü

3. Havalandırma sistem veya cihazları tarafından başka ortamlardan gelen gürültü