www.a305teyim.com

ISITMA HAVALANDIRMA

Isıtma: Bir insanın rahat yaşama ve çalışabilmesi için çevre sıcaklığının

belirli değerde olması gerekir.

Bu değer yaklaşık olarak 15-26oC arasında değişir. Diğer taraftan mevsimler

nedeniyle dış sıcaklık dereceleri de devamlı olarak değişir. Bu yüzden kış aylarında

mahallerden dışarıya, yaz aylarında ise dışarıdan içeriye ısı transferi olur.

Yapıya Isı Verme Düzenleri

Binalar bir çok hacimsel şekilde olabilir. Bu hacimlerin hepsinin veya bir

kısmının ısıtılması mümkündür. Bu ısıtma düzeni üç biçimde olabilir. Bunlar; lokal

ısıtma (ocak , şömine, soba ), merkezi ısıtma (sıcak havalı, sıcak sulu, buharlı ) ve bir

merkezden ısıtma (bölgesel ısıtma ) düzenidir.

a) Lokal Isıtma (Faydaları): Zorunlu olan yerlerde yalnız yakıt yakılarak ısıtma

yapıldığından az yakıt yakılarak senelik ısıtma masrafı az olur ve kuruluşu hesaplı

olur.

Sakıncaları: Yakıt yanan yerden itibaren en yakın yer en sıcak yerdir ve uzaklaştıkça

sıcaklık azalır. Belirli ilaveler yapılmazsa yüksek sıcaklık nedeniyle döşemeye doğru

sıcaklık azalır ve tavana doğru artar. Oda içerisinde 15-35oC arasında sıcaklık farkı

meydana gelebilir. Sağlık için sakıncaları vardır. Yakıt taşımak, temizlemek ve daima

kontrol etmek diğer zorluklarıdır.

a) Merkezi Isıtma (Faydaları): Odalara verilen ısı bilinçli olarak dağıtılarak odanın

içinde farklı sıcaklıkların meydana gelmesi önlenir. Bu da sağlık bakımından önemlidir.

Yapının bütün bölümleri belirli olarak birbirine yakın derecelerde ısıtıldığından ısı farkı

nedeniyle rahatsızlık hissedilmez. Yakıt ve kül odalara girmediği için temizdir. Bir çok

sobanın yakılması ve kontrolü yoktur.

Sakıncaları: Bir veya iki odaya nazaran her tarafın ısıtılması zorunludur ve buna bağlı

olarak yakıt masrafı fazladır. Isı düzenin kurulması pahalıdır.

a) Bölgesel Isıtma : Eğer birden fazla bina için her binada ayrı ayrı kazan dairesi tahsis

etmek yerine bu binaların dışında tesis edilecek bir tek kazan dairesinden ısıtılırsa

böyle bir ısıtma düzenine bölgesel ısıtma, ortak kazan dairesine ise bölgesel ısıtma

santrali denir. Bölgesel ısıtmaya örnek olarak konut siteleri üniversiteler vs

gösterilebilir.

1

www.a305teyim.com

Bölgesel ısıtma santralinin yeri tayin edilirken bazı noktalara dikkat etmek gerekir.

Bunlar;

Isıtma şebekesinin maliyeti optimum olacak şekilde ısı santralinin yeri seçilmelidir.

Hakim rüzgar dikkate alınmalı, baca gazları bölgeyi kirletmeyecek şekilde ısı

santralinin yeri seçilmelidir.

Baca yeterli yükseklikte tesis edilmelidir.

Yakıt ikmali ve kül nakli en kolay olacak şekilde ısı santralinin yeri seçilmelidir.

İnşaat programının yapılmasında ısı santralinin yeri dikkate alınmalıdır.

Sakıncaları : Kuruluşu pahalıdır. Yapılara gelene kadar ısı kaybı fazladır. Tesisatın

kontrolü ve yönetimi yetkili birisi tarafından devamlı yürütülmelidir.

Faydaları : Bir merkezden ısı sağlandığından her cins yakıt yakılarak yüksek ısıl verim

sağlanabilir. Bir çok kazan dairesi, kazan, brülör yerine yüksek kapasiteli aparat ve

cihazlar kullanılır. Balım kolaylığı dolayısıyla toplamı daha ucuza mal edilen bir ısıtma

düzeni sağlanmış olur.

ISI İHTİYACI HESAPLARI

Yapı bölümlerini belirli ısı düzeyinde tutabilmek için yapıya devamlı belirli ısı

enerjisi verilmesi zorunludur. Verilmesi zorunlu ısı enerjisi ise bölümlerden değişik

nedenlerle kaçan ısının toplamıdır ve aşağıdaki nedenler ısıyı etkilemektedir.

İç ve dış sıcaklık dereceleri

Bina inşaatında kullanılmış malzeme cinsi

Yapının kurulacağı yerin iklim koşulları, çevresi ve arazi şartları

Binanın ısıtılmasının işletme şekli ( okul ev hastane)

Bina yapısını belirleyen unsurları sıralayacak olursak ;

a) Duvarları oluşturan ana malzemeler (taş, tuğla, beton), iç ve dış sıva cinsleri, varsa

ısı yalıtım cinsi ,bunların kalınlıkları, duvarların boyutları, zeminin veya bodrumun

toprağa bitişik olup olmadığı

b) Pencere ve kapıların boyutları, yapılış şekli ve cinsi, malzeme ve açılan kısımların

boyutları

c) Döşeme kalınlıkları yapısı, malzeme ve döşeme durumu yani döşemenin toprak

teması, açık geçit üzerindeki döşeme vs.

d) Tavan yapıları, malzemeleri, kalınlıkları, tavanın durumu yani üzeri çatıyla

örtülmüş tavan, düz çatı veya teras döşemeleri gibi

2

www.a305teyim.com

e) Çatıyı oluşturan yapı malzemeleri ve kalınlıkları, çatının şekli varsa ısı yalıtım

cinsi, çatı arası duvarların yapısı ve ebatları

Bu bilgiler binanın yapısal durumunu belirler ve ısı kaybı hesaplarında gereken

sayısal değerleri seçmek veya hesaplamak için gereken verileri oluşturur.

Binanın konumunu belirleyen unsurlara gelince ;

Binanın bulunduğu kent projeden hesaplanır. Kentin dış hava sıcaklığı ve rüzgar

durumu ilgili çizelgeden alınır.

Binanın kuzeye bakan cephesi mimarı projenin vaziyet planında görülür ve

belirlenir.

Binanın korunmuş, serbest yada çok serbest olan konumu vaziyet planından

anlaşılır.

Tüm bu bilgiler binayı çevreleyen dış koşullarla ilgili olup gerekli sayısal

değerleri seçmek için bilinmelidir. Yapacağımız ısı kaybı hesapları normal malzeme

ve düşüncelerle inşa edilecek binalar içindir.

Aşağıdaki özellikleri içeren binalar için farklı şekilde ısı kaybı hesapları yapmak

gerekir.

Seyrek ısıtılan binalar

Çok ağır malzeme ile inşa edilecek binalar

Toprakla büyük ölçüde çevrili binalar

8m den daha fazla kat yüksekliği olan binalar

Isı kaybının hesaplanmasıyla mahal sıcaklığının sabit kalabilmesi için verilmesi

zorunlu toplam ısı enerjisi (Qh) iki bölümden oluşmuştur. Bu iki bölüm ayrı ayrı hesap

edilmelidir. Bunların toplamı Qh=QL+QT toplam kaçan ısı enerjisini verir.

QT : Transmisyon yoluyla kaçan ısı ( iletimle oluşan artırımlı ısı gereksinimi)

QL : Enfiltrasyon yoluyla kaçan ısı (Hava sızıntısı ısı gereksinimi )

Transmisyon Yoluyla Kaçan Isı : Mevsimlere bağlı olarak içeriden dışarıya veya

dışarıdan içeriye doğru bir ısı transferi olacaktır. Hesaplamalarımızda yalnız kış aylarına

göre ısı transferi kabulü ile ısı akımı içerden dışarıya doğru olacaktır. Bu nedenle bir

yapıyı oluşturan gereçlerin özelliğine göre ısıyı bir yüzeyden bir yüzeye veya bir

ortamdan diğer ortama yapı elemanları çabuk veya yavaş taşırlar. Bu taşınan ısı

3

www.a305teyim.com

bölmeden iletimle kaçan QT ısısıdır. Bir hacmin iletimle oluşan artırımsız ısı iletimi (Qo)

pencerelerden kapılardan dış ve iç duvarlar ile döşeme ve tavanlardan meydana gelen qo

ısı kayıplarının toplamıdır.

Qo= ∑qo olur. Qo= k. f.(ti-td)

f : Isı geçirme yüzeyi (m2)

k : Isı geçirme katsayısı (kcal/ m2hoC )

ti : Isıtılacak hacmin hava sıcaklığı ( oC )

td : Dış hava veya komşu hacmin sıcaklığı (oC)

Artırımlı olarak toplam ısı ihtiyacı ise

QT= Qo.(1+%artırımlar ) formülü ile hesaplanır.

ARTIRIMLAR (ZV,ZA,ZH)

Bir hacmin iletimle oluşan artırımlı ısı gereksinimi (QT) o hacmin (Qo) iletimle

oluşan artırımsız ısı gereksinimin Z gibi bir artırım faktörünün çarpılmasıyla elde edilir.

Z artırım faktörü aşağıdaki çeşitli artırımlardan oluşur.

ZU Artırımı: Isıtılmanın aralıklı yapılmasında (kesintili ısıtma rejimi artırımı )

ZA= Soğuk dış yüzeylerin iç yüzeylere göre olan durumunda (Soğuk dış yüzeylerin

tesirinin dengelenmesi için alınır. )

ZH = Coğrafi yönden

Z=1+ZU+ ZA+ ZH dır.

Hacmin toplam iletimle olan artırımlı ısı gereksinmesi hesaplandıktan sonra

ısıtılmada büyük tesir gösteren birleşik ortalama ısı geçirme katsayısı(D) değerinin

hesaplanması gerekir. Bu değerin hesaplanabilmesi için aşağıdaki özelliklerden

faydalanılır.

1. İletimle oluşan artırımsız ısı gereksinimi

2. Hacmin toplam hudutsal yüzeyleri (FT) (iç ve dış duvar yüzeyleri, pencere ve kapı

yüzeyleri, döşeme ve taban yüzeyleri, toplam hacmin yüksekliği(h) döşeme

üzerinden döşeme üzerine kadar olan yüksekliktir. Birleşik ortalama ısı geçirme

katsayısı (D) aşağıdaki formülle hesaplanır.

4

www.a305teyim.com

kcal/m2 oCh Qo= artırımsız ısı gereksinimi

Kesitli Isıtma Rejimi Artırımı ZU:

İşletmenin kısmen azaltılması veya tamamen durdurulması ve binanın tekrar işletmeye

konması halinde daha fazla ısıtmaya ihtiyaç vardır. Kesintisiz işletme halinden başka

aşağıdaki üç işletme şekli vardır.

1-İşletme Şekli 1: Kesintisiz işletme yalnız geceleri ısıtma azaltılır.

2-İşletme Şekli 2: Isıtılmanın günde 8-12 saat kesintili yapılması

3- İşletme Şekli3: Isıtmanın günde 12-16 saat kesintili yapılmasıdır.

ZA Artırımı: ZA artırımı soğuk dış yüzeylerin dengelenmesi için alınır. Odayı çevreleyen

yüzeylerin ortalama sıcaklıkları D değerinin hesaplanmasında kendilerini gösterirler.

Zira bu değer dış yüzeylerin ortalama K değeri ile dış yüzeylerin yüzölçümünün bütün

çevre yüzeyleri yüzölçümüne bağlıdır. Bu nedenle ZA artırımları D değerine göre

bulunabilir. Her iki artırımda (ZU, ZA) D değerine bağlıdır. Bu nedenle birleştirilmiş

artırımlar ZD= ZU+ ZU dır.

Birleştirilmiş artırım katsayısı ZD

İşletme DurumuD

0,1-0,29 0,30-0,69 0,70-1,49 >1,50

I. İşletme Durumu

II. İşletme Durumu

III: İşletme Durumu

%ZD

7

20

30

7

15

25

7

15

20

7

15

15

Yön Artırımı ZH : Yön artırımının sebebi çeşitli yönlerde ortalama güneş ışınları

tesirinin farklı olmasıdır. Bir hacmin iletimsel ısı kaybına dış duvarlarının baktığı yöne

göre ZH yön artırımı uygulanır. Çünkü kuzey yarım kürede binaların güneye bakan

odaları güneş ışınlarının radyasyonu etkisiyle bir miktar ısınır. Üç tarafı kapalı plan

odalarda yön artırımına dış duvarın yönü köşe odalarda köşenin yönü esas alınır. 3 veya

4 tarafı dış duvar olan odalarda ise en büyük artırım hesaba katılır. İç hacimlerde yön

zamanı hesaba alınmaz.

YÖN G GB B KB K KD D GD

5

www.a305teyim.com

%ZH -5 -5 0 5 5 5 0 -5

Enfiltrasyon Yoluyla Oluşan Isı Kaybının Hesabı

Enfiltrasyon nedeniyle oluşan ısı kaybı rüzgar etkisiyle pencere ve kapı

aralıklarından yapı bölümlerinin içine sızan soğuk havanın ısıtılması için gerekli ısı

enerjisidir. (QL)

QL aşağıdaki formülle hesaplanır.

QL=∑( a.l )d.R.H.(ti-td).ZE kcal/saat

a : 1kg/m3 basınç farkı altında 1m sızıntı aralığından sızan hava miktarı

l : Rüzgarın geldiği kapı ve pencerenin hava sızıntı aralığının boyu

∑( a.l ) :Rüzgarın geldiği bütün dış pencere ve kapılardan sızan hava sızıntısı

Pencere ve Kapı Çerçevesinin

Hava Sızdırma Katsayısı ( a )

Malzeme Pencere veya kapı şekli (a)

Ahşap

Tek Pencere 3,0

Çift Camlı Pencere 2,5

Çift Pencere 2,0

Plastik ÇerçeveTek veya Çift Camlı Pencere 2,0

Çift Pencere 1,5

Çelik veya Metal

Çerçeve

Çift Camlı Pencere 1,5

Çift Pencere 1,2

İç KapılarEşiksiz Kapılar 40,0

Eşikli Kapılar 15,0

Dış kapılar aynen pencere gibi hesaplanır

Hava sızıntısı ısı kaybının hesabında iki farklı duvarda pencere varsa en geniş

pencere alanı olan duvardaki pencereler göz önüne alınır.

Örnek : Çift camlı pencerelerin ısı ekonomisine faydaları

Tek camda ;

ti td hi= 7 hd= 20 kcam= 0,7 kcal/mhoC

6

www.a305teyim.com

K=5.08 kcal/m2hoC

l=3mm K= genel ısı transferi katsayısı

Çift camda ;

3mm 3mm

10mm

Ti Td Td

Isıtma projesinin yapımı esnasında pencere konstrüksiyonu henüz belli olmamış

ise ısı ihtiyacının ön tespitini yapabilmek için aşağıdaki tablodan faydalanılır. Bu

tabloda hava sızıntısı aralığı ( l )ile pencere veya kapı yüzeyi ( F ) arasındaki yaklaşık

oran W=L/F hesap edilmiştir. Ancak bu şekilde yapılan takriben hesaplama sağlıklı

olmayacağı düşünülmektedir.

Örnek :

h= 1,25 W=4,1 W=l/f=12,3 bulunur.

f= 3m2

Yapının Şekli

Pencere veya

Kapının

Yüksekliği -h-

W=L/F

Muhtelif Çok

Kanatlı Pencereler

0,50 7,20

0,63 6,20

0,75 5,30

7

www.a305teyim.com

0,88 4,90

1,00 4,50

1,25 4,10

1,50 3,70

2,00 3,30

2,50 3,0

İki Kanatlı Kapı 2,5 3,30

Tek Kanatlı Kapı 2,10 2,60

Oda Durum Katsayısı ( R ) : Oda durum katsayısı hesaplanan toplam ( ∑(a.l) )

ile oda içine giren havanın akıp gidebilme durumunu belirtir. Oda özelliği ( R ) hesabı

yapılan odaya sızan havanın dışarıya kaçmasını önleyen bütün dirençlerin etkisini

kapsar. R katsayısının tam olarak hesaplanması mümkün değildir. Fakat aşağıdaki

tabloda gerekli olan R’nin yaklaşık değerleri verilmiştir. Bölümün hava değiştiren

yüzey oranı durumu katsayısı FA/FT dir.

FA= Dış pencere alanı

FT= İç kapıların alanı

Oda Durum Katsayısı ( R )

Pencere Cinsi İç Kapı FA/FT R

Tahta veya plastik kapıAralıklı < 3

0,9Aralıksız <1,5

Çelik veya metal pencereAralıklı <6

Aralıksız <2,5

Tahta veya Plastik PencereAralıklı 3 - 9

0,7Aralıksız 1,5- 3

Çelik veya Metal pencereAralıklı 6 - 20

Aralıksız 2,5 - 6

Bina Durum Katsayısı ( H ) ( Yapı ısı Özelliği )

Yapının uygulandığı yerin çevrenin durumu ve inşaat tarzına bağlı özelliklerin

etkisinde bulunan bir katsayıdır. Yapının uygulandığı yerin çevre durumu ;

Normal Bölge : Şehir içinde 50 m den daha yakında binalar varsa normal bölge

kabul edilir.

8

www.a305teyim.com

Rüzgarlı Bölge : Deniz göl kenarı 50 m den yakında binalar olmayan tepede ve çok

rüzgarlı bölgedeki yapıların durumu rüzgarlı bölge kabul edilir. Bu bölgedeki

yapılar

a) Bodrum zemin ise korunmuş

b) Üst katlar ise serbest

c) En üst katlar ise çok serbest

Korunmuş halde bulunana binalar ; şehir içerisinde, mahalle arasındaki bitişik

nizamda inşa edilmiş alçak binalardır.

Serbest binalar ; rüzgara açık bulunan bölgelerdeki binalar, bitişik nizamdaki

yüksek binalar ile, şehir civarındaki ayrık nizamda inşa edilmiş bahçeli evlerdir.

Çok serbest binalar ; bunlar tepeler üzerinde deniz veya göl kenarında olan

tek binalardır. Bina durum katsayısı aşağıdaki tablodan bulunur.

Bina Durum Katsayısı ( H )

Bölgenin Durumu Binanın Durumu Bitişik Nizam Ayrık Nizam

Normal Bölge

Mahfuz 0,24 0,34

Serbest 0,58 0,58

Çok Serbest 0,84 0,84

Rüzgarlı Bölge

Mahfuz 0,41 0,58

Serbest 0,60 0,84

Çok Serbest 0,82 1,13

NOT : Bir katta birden fazla dairesi veya birbiri ile irtibatlı olmayan oda

gruplarına haiz binalar bitişik nizam olarak kabul edilir.

Ancak yüksek yapılarda üst katlarda rüzgarın etkisi artacağı için sızan hava

miktarıda artar. Bu yüzden H katsayısı yüksekliğe bağlı bir katsayı ile çarpılmalıdır. Bu

katsayı E dir. Aşağıdaki tablodan bulunur.

Ym 5-10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70-75 80 85 90-95 100

E 1,0 1,2 1,4 1,5 1,6 1,7 1,9 2 2 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8

Y : Yerden Yükseklik ( m )

9

www.a305teyim.com

Köşe Pencere Durum Katsayısı (Ze )

Köşe penceresi veya kapısı olan durumlarda Ze =1,2 diğer bütün hallerde Ze=1

alınacaktır.

Isı Geçirme Katsayısı Hesabı

k : Hesaplanacak olan malzemenin ısı iletim katsayısı (kcal/mhoC )

K : Hesaplanacak genel ısı iletim katsayısı

h(α) : İç ve dış yüzeysel ısı iletim katsayısıdır. (kcal/m2hoC)

Bilinen bu değerler ile K değeri şöyle hesaplanır.

Değişik gereçlerden oluşan yapı elemanlarının ısı iletim katsayılarını

hesaplamak için aşağıdaki tablodan yararlanılır.

Isı akım Yönü Α

Tavan

Duvar

Kapalı hacimlerin iç yüzeylerinde doğal hava hareketi

halinde, duvar yüzeyleri, iç pencerelerde ısı iletiminin

aşağıdan yukarı olması durumunda

7

Döşeme

Tavan

Isı iletiminin yukarıdan aşağıya doğru olması halinde tavan

ve döşemeler. 5

Rüzgar hızının orta derecede olması halinde bütün dış

yüzeyler20

Yapı Elemanlarının Isı Geçirme Katsayıları Hesabı Uygulamaları

I. Dış Duvar ( Dış sıva + delikli tuğla + köpük levha +delikli tuğla +iç sıva )

Malzeme cinsi Kalınlık (d) cm Isı iletim katsayısı (k)

a Dış sıva 3,0 1,200

b Delikli Tuğla 8,5 0,430

c Köpük levha 3,0 0,034

10

www.a305teyim.com

d Delikli tuğla 8,5 0,430

e İç sıva 2.0 0,750

ChmkcalKKdışiçK

Chmkcal

ke

de

kd

dd

kc

dc

kb

db

ka

da

o

02

2

/66,0523,11

20

1

752,0

1

7

11111

/752,033,11

1

Kalorifer Tesisatı Projelerinde Kullanılan Semboller

Sembol Anlamı

TP Tek pencere

ÇP Çift pencere

11

www.a305teyim.com

ÇCP Çift camlı pencere

DK Dış kapı

İK İç kapı

BK Balkon kapısı

DD Dış duvar

İD İç duvar

Ta Tavan

Dö Döşeme

Rüzgar Zammı ( ZW ):

Yapı bileşenlerinin ısı geçirme katsayılarının hesaplanmasında önemli

terimlerden birisi bina dış yüzeyindeki ısı taşınım katsayısıdır. Bilindiği gibi hesaplarda

20 kcal/ m2hoC olarak alınan αd değeri rüzgarın 2m/sn hızı için geçerlidir. Yapının

konumu ne olursa olsun belirli birkaç kattan daha yukarda ki katlarda rüzgar hızı daha

fazla olacaktır. Buna bağlı olarak αd değeri de artacaktır. Ayrıca kazan dairesinden

ayrılan kolonlarda sıcaklığı 90oC olan su yüksek katlara çıkıncaya kadar kolonlarda ısı

yalıtımı olmadığı için soğuyacaktır. Bu yüzden rüzgar zammı da işlemler içine

katılmalıdır.

Tavsiye Edilen Kat Yükseklik Artırımları (ZW )

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ZW

Kat

Nu

mar

alar

ı

3,2,1 3,2,1 3,2,1 3,2,1 3,2,1 3,2,1 3,2,1 3,2,1 3,2,1 3,2,1 4,3,2,1 4,3,2,1 0

4 4 4,5 4,5 4,5 4,5,6 4,5,6 4,5,6 4,5,6 4,5,6 5,6,7 5,6,7 %5

5 6 6 7,6 8,7 9,8,7 7,8,9 7,8,9 7,8,9 8,9,10 8,9,10 %10

7 8 9 10 10 11,10 10,11,12 11,12,13 11,12,13,14 %15

11 12 13 14 15 %20

Binaların Yaklaşık Isı İhtiyacının Hesaplanması

Bina hacmi ( V ) ve dış sıcaklık td ye göre ısı hesabı yaklaşık olarak

hesaplanabilir.

Q = q.V [kcal/h ]

12

www.a305teyim.com

Q : Binanın yaklaşık ısı ihtiyacı

q : Binanın her m3’ne karşılık gelen saatteki ısı ihtiyacı

V : Binanın dış ölçülerine göre hacmi

q = f.( m+n )

f = dış sıcaklığa bağlı bir katsayı

m = bina dış ölçülerine göre (a,b) katsayı [a = en , b = boy ]

n = bina kat adedi ve kat yüksekliğine bağlı bir katsayı

Örnek : Sivas’ta inşa edilecek 4 katlı bir binanın yaklaşık ısı ihtiyacı hesap

edilecektir. Binanın eni a = 20m boyu b = 35m kat yüksekliği h = 3m kat adedi Z = 4

Sivas için td = -18oC’dir.

f = 175 ( tablodan )

m = 0,075 ( tablodan )

n = 0,083 ( tablodan )

q = f.( m + n ) = 27,216 kcal/m3h

Bina hacmi V = 20x35x3x4 = 8400 m3

Q = q.V = 8400x27,216 = 228615 kcal/h

Isı Kaybı Çizelgesinin Hazırlanması

Bir binanın ısıtılması için gerekli ısı ihtiyacı binanın kaçan ısılarının hesap

edilmesiyle bulunabilir. Bu kaçan ısılar ;

QH = QT + QL dir. Burada :

QT = ∑k.F.( ti – td ) ......... Transmisyonla kaçan ısıların toplamı

QL = ∑ ( a.l )d.R.H.(ti –td ).ZE .......... enfiltrasyonla kaçan ısıların toplamı

Bu hesaplamalar için yapıya ait bilinmesi zorunlu bilgiler şunlardır ;

1. Yapının 1/50 ölçekli plan ve kesitlerinin bulunması

2. Plan ve kesitlerde her bölüm ve yapı elemanlarının ölçümleri

3. Kapılar, açılıp kapanan pencereler ve ölçüleri

4. Kesitlerde kapı, pencere, kat yükseklikleri, döşeme ve tavan yapı gereçleri

ile kalınlıkları, toprak içinde kalan yüzey ölçüleri

5. Çatı cinsi, çatı kaplama gereçleri, oluşumu ve kalınlıkları

6. Yapının yapıldığı yerin yönlü durum planı, bitişik binaların ne ile ısıtıldığı

13

www.a305teyim.com

7. Yapının oturduğu arazinin vaziyet planı ile tepe, deniz kenarı gibi bölgenin

hakim rüzgarlarının yönünün belirlenmesi

8. Yapının yapıldığı şehrin en düşük sıcaklık ortalaması

9. Bölümlerin istenilen iç sıcaklık derecelerinin belirtilmesi

10. Yapının ne amaçla kullanılacağı, hangi işletme durumunda çalışacağı

Hesaplara başlayabilmek için bu bilgilerin projenin üzerinde bulunması

zorunludur. Isı kaybı çizelgesinde sütunlar itibariyle 1,2,3,4,5,6 ve 7 nolu sütunlar, plan

ve kesitlere bakılarak 6,8,9,12,13 nolu sütunlar aritmetik işlemler yapılarak 10. sütun ısı

geçirme katsayıları hesaplanarak, 11. sütun sıcaklık farkı değeri, 14. sütun d değeri

hesaplanarak ve ilgili cetvelden Zd değeri seçilerek 15.sütun ilgili cetvelden rüzgar

zammı seçilerek 16. sütunda ZH odanın yönüne göre cetvelden alınır. Ve % olarak 17.

sütuna eklenir. Böylece transmisyonla olan ısı kaybı hesabı yapılmış olur.

Enfiltrasyonla ısı kaybı her bölüm için ayrı ayrı uygulanır ve o bölüm için ;

QH = QT +QL

Toplamı alınarak toplam ısı kaybı hesaplanmış olur.

ISITICILAR

Yapı bölümlerine ısı ısıtıcılar yardımıyla verilir. Bu ısıtıcılar kendilerine ulaşan

ısıyı kondüksiyon, konveksiyon ve radyasyon yoluyla bölüm ortamına ileterek ortamın

ısınmasını sağlarlar. Başlıca ısıtıcılar ;

Boru ısıtıcılar

Dilimli ısıtıcılar

Levha ısıtıcılar

Konvektörler

Sıcak su apareyleri

Boru Isıtıcılar : Borular bükülerek veya kaynakla birleştirilerek yapılır. Isıl

verimi yüksektir. Isıtma yüzeyi küçük olduğundan istenilen ısıyı elde etmek için uzun

boru kullanılır. Bu tip ısıtıcılar sera, gemi vb. yerlerde kullanılır. Bir borudan veya baş

tarafları bir kollektör ile birleştirilmek suretiyle birkaç borudan yapılmış boru ısıtıcılar

için k katsayıları cetvellerde verilmiştir.

Birim uzunlukta bir borunun ısıtma yüzeyi ( borunun dış yüzeyi ) şu şekilde

hesaplanır ;

14

www.a305teyim.com

tp = suyun ısıtıcıya giriş sıcaklığı

tç = suyun ısıtıcıdan çıkış sıcaklığı

K = boruların yüzeysel ısı geçirme katsayıları ( kcal/m2hoC )

Fy = ısıtıcı ısıtma yüzeyi (Fy = λ.D.L )

Dilimli Isıtıcılar : buharlı ve sıcak sulu tesislerde en uygun şekilde kullanılan

ısıtıcılar dilimli ısıtıcılardır. Dilimleri eklemek suretiyle istenilen büyüklükte ısıtma

yüzeyi elde edilebildiğinden yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Radyatörler yapılmış

olduğu malzemenin cinsine göre isim alırlar. Örneğin ; döküm, sac ve çelik radyatörler

gibi.

Radyatör dilimlerinin birbirine eklenmesi sağ ve sol dişli nipellerle yapılır.

Radyatörün yüzü denildiği zaman hava ile temas eden ısıtma yüzeyi anlaşılır.

Radyatörlerin genişliği dıştan dışa olan genişliğidir. Yüksekliği ise daima ek yeri olan

nipellerin ortasından ortasına kadar olan yüksekliktir. Isıtıcı seçimi radyatör hesabı

cetvelinin ilgili sütunlarına oda no, oda adı, odanın ısı kaybı ve sıcaklığı yazılarak ve

ısıtıcının cinsine göre hesaplanan yapılmasıyla tamamlanır.

Her hacmin ısı kaybı bir dilim radyatörün verimine bölünerek o hacim için

gereken radyatör miktarı bulunur. Hesap sonucu kesirli çıkarsa 01 ile 0,4 kesirlere

dikkate alınmaması, 0,5 ile 0,8 kesirleri için radyatörün bir dilim artırılması uygun olur.

Bir grup radyatör zorunluluk yoksa 30 dilimi geçmemelidir. Geçiyorsa 2 grup

halinde yapılması önerilir.

Isı kaybı küçük olan hacimlerde radyatör iki dilimden az çıkarsa o hacme

radyatör koymamaya dikkat edilir ve o hacmin ısı kaybı komşu hacimlerin ısı kaybına

eklenmelidir. Pencere önleri en soğuk yerler olduğu için ısıtıcılar pencere altlarına ve

estetik bir görünüm vermek için pencereyi ortalayacak bir şekilde yerleştirilir. Yükseğe

asılan ısıtıcılar görevlerini tam olarak yapamazlar. Eğer zorunlu olursa %10’luk bir

randıman düşüklüğü göz önüne alınmalıdır. Yerleştirilecek olan kalorifer boru kolonları

mümkün olduğu kadar köşelere yerleştirilmelidir. Radyatörlerin ısıtma yüzeyi boru

15

www.a305teyim.com

ısıtıcılar için verilmiş olan Q = F.K. (tm-toda ) ile hesaplanır. Ayrıca 1m2 radyatörün

verdiği ısıyı ( g ) ile gösterirsek radyatörün ısıtma yüzeyi ;

F = Q/g ile hesaplanır. Veya F= n.f

n = dilim sayısı

f = bir dilim radyatörün ısıtma yüzeyi

Levha Isıtıcılar : Alüminyum veya levha ısıtıcılardan yapılı, kalınlığı az olan

bu ısıtıcıların içinden sıcak su veya buhar dolaşır. 110 -1000mm arasındaki çeşitli

yüksekliklerde yapılırlar. Uzunlukları radyatörlere nazaran çok fazla olur. Düz olduğu

gibi köşeli ve kavisli olarak da yapılmaktadır. Bunlar duvarlara biraz açıkta ve özel bir

şekilde yerleştirilerek bölümün geniş yüzeylerinin çabuk ısınmasını sağlarlar. Levha

ısıtıcılar boru ısıtıcılar gibi hesaplanır.

Konvektörler : Özel yuva veya örtüler içine gizlenen kanatlı boru ısıtıcılardır.

Konvektör aslında buharlı ısıtmada kullanılmak üzere geliştirilmiş bir ısıtıcıdır. Isıtıcı

yüzeylerin görünmemesini istemek ve bir mobilya içine konulması imkanı konvektörün

sıcak sulu ısıtma alanında da kullanılmasına yol açmıştır. Bir başka faydası da

konvektörün su hacminin az olması ısıtma tesisatının rejime geçmesi için geçecek

zamanı kısıtlamasıdır.

Sıcak Hava Apareyleri : Bunlar kanatlı borulardan meydana gelen ve

kanatların arasındaki havayı bir vantilatörle üfleyen yüksek verimli bir ısıtıcıdır.

Verimi ; serpantinin ısıtma yüzeyi, boruların içinden geçen akışkanın sıcaklığı, debisi ve

vantilatörün üflediği hava miktarına bağlıdır.

Isıtma Tesisatı

Sıcak sulu ısıtma tesisatında binanın durumuna bağlı olarak üç şekilde ısıtma

ve tesisatı yapılır.

1. Doğal dolaşımlı sıcak sulu kalorifer tesisatı

2. Pompalı sıcak sulu kalorifer tesisatı

3. Kat kaloriferi tesisatı

Doğal dolaşımlı sıcak sulu kalorifer tesisatında ( alttan dağıtmalı ) tesisattaki

gidiş ve dönüş dağıtma boruları bodrum tavan altından geçer. Bodrum olmayan bir

binada alttan dağıtma sistemi gerekirse borular döşemede açılacak kanallara döşenir.

16

www.a305teyim.com

Boruların döşenmesinde uygun meyil verilmek suretiyle tesisat su ile doldurulurken

içinden havanın çıkması sağlanır. Tesisattan havayı atmak için iki yol vardır.

a) Merkezi Hava Atma : Merkezi hava atma gidiş kolonunun sonuna yani en

yüksek yerde bulunan ısıtıcı bronşmanının 10cm kadar üzerine ½”lik

borudan yapılan havalandırma borusu yapılır ve en yakın gidiş kolonu veya

gidiş güvenlik borusu ile birleştirilir.

b) Lokal Hava Atma : Merkezi hava atma yapı tarzından her zaman mümkün

olmayabilir. Böyle durumlarda her bir düşey kolondaki hava lokal olarak

dışarı atılır. Hava atma yalnız bir kolonun en yüksekte bulunan radyatörleri

için gereklidir. Daha aşağıdaki radyatörlerin havası kendiliğinden yukarı

çıkar.

POMPALI ISITMA TESİSATI

Yatay doğrultularda geniş alan kaplayan büyük tesislerde doğal dolaşımlı

sistemleri aşırı derecede büyük çaplı boru tesisatını gerektirir. Bunu önlemek için sıcak

sulu ısıtma tesisleri genellikle pompalı yapılır. Dolayısıyla boru çapları daha küçük

olur. Boru tesisatının küçük çaplı olması daha az tesis masrafı, daha az ısı kaybı daha az

su kütlesi ve daha çabuk ısıtma demektir. Tesis masrafından yapılacak tasarruf

genellikle pompa fiyatını karşılamayacak kadar fazla olur. Radyatörler kazan

seviyesinden daha aşağıda bulunabilir. Genellikle tesislerde yedek bir devridaim

pompası ilave edilir.

Pompa karaktersitği : bir pompanın basıncı ve debisi pompanın yapısına ve

büyüklüğüne ve devir sayısına bağlıdır. Basıncıyla debisi arasındaki bağlantı deneyle

tespit edilen bir eğri olarak verilir. Bu eğri yardımıyla belirli bir pompanın belirli güç

sınırları içerisinde her basınca karşılık gelen debisi okunabilir. O halde bir pompanın

çalışma durumu daima karakteristik eğrisinin sınırları içerisinde olmalıdır.

BORU PLANI VE KOLON ŞEMASI

Isıtıcı hesapları yapıldıktan sonra ısıtıcılar mimari plan üzerine ölçekli bir

şekilde çizilir. Giriş boruları düz çizgi, dönüş boruları kesik çizgi ile gösterilir. Boru

planında kolon çıkış yerleri küçük dairelerle gösterilir ve roman rakamıyla

numaralandırılır. Kolon şemasında önemli olan düşey kolonların ve bronşmanların açık

ve dikkatli gösterilmelidir. Düşey kolonların yatay kısımlarını gerçek uzunlukları boru

17

www.a305teyim.com

planında ölçekli olarak gösterildiğinden şemadaki yatay kısımlar ölçeksiz gösterilir.

Kazana nazaran en uzak yatay mesafede bulunan kolon en dışa alınır.

ŞEKİL

Kat planlarında üzerinde dilim sayısı ve cinsi yazılan radyatörlerin kolon

şemasında gösterildikleri dikdörtgenin içine oda no, oda sıcaklığı ve radyatör verimi dış

tarafına (üstüne) ise radyatörün cinsi ve petek sayısı yazılır. Kolonlarda her bir boru

parçasının taşıdığı ısı yükü ve boru uzunluğu hesaplanır ve üzerine yazılır. Bundan

sonra boru çaplarının belirlenmesine başlanır. Kritik devreyi gösteren kolonda herdir

boru parçası radyatörden başlayıp kazana doğru büyüyen sayılarla numaralandırılır.

BORU TESİSATINDAKİ DİRENÇLER

Boru şebekesindeki direnç ne kadar az olursa su dolaşımı hızı o kadar fazla

olur. Direncin büyük olması halinde dolaşım hızı azalacağından dolaşan su miktarı

azalmış olur. Bu duruma göre direncin dolayısıyla boru kesitinin suretiyle ısıtıcıdan

ısıtılacak odanın ısı ihtiyacını karşılayacak miktarda su dolaşımını temin etmek

mümkün olur. Sistemdeki su dolaşımı denge konumuna bağlıdır.

Dolaşım hızı dolaşım kuvveti ile dirençler arasında denge meydana getirecek

seviyede olmalıdır. O halde dolaşım kuvveti = dirençler olacaktır.

Bir boru şebekesindeki dirençler iki gruba ayrılır.

a) Düz borulardaki sürtünme kayıpları

b) Özel dirençler

Düz borulardaki sürtünme kaybı : Bu kayıpta su partikülleri ile boru iç

yüzeyi arasındaki sürtünme ifade edilmektedir. Bu kayba etki eden faktörler ;

1. Boru uzunluğu etkisi

2. Boru çapının etkisi ( azalacak )

3. Boru pürüzlülüğünün etkisi

4. Hız etkisi ( sürtünme direnci hızın karesiyle orantılıdır. )

Düz borulardaki sürtünme kaybı her m’deki basınç kaybı olarak tespit edilir ve

( R ) mss olarak gösterilir.

R’nin m cinsinden L boru uzunluğu ile çarpılmasıyla o düz borudaki sürtünme

kaybı mss cinsinden bulunur.

18

www.a305teyim.com

Özel Dirençler : Yön değiştirmeler ve borulardaki armatörler suyun akışına

direnç gösterir. Bu dirençlerin büyüklüğü deneysel yolla tespit edilmiş olan ξ veya Z’ye

bağlıdır.

Bundan başka dirençlerin büyüklüğü daha etkili olarak suyun boru montaj

malzemesinin içinden geçiş hızına bağlıdır. Form katsayıları toplamı ( ζZ ) ve akış

hızında tablo yardımı ile bir kısım boru için Z değeri tespit edilir. Bu şekilde bir kısım

için toplam basınç = R.L+Z olur. Bu basınç kayıplarının toplamının etken basınçla

denge meydana getirmesi gerekir. Böylece etken basınç ;

H = ∑R.L +∑Z

H : etken basınç

R.L : devrelerin düz borularındaki basınç kaybı (mss)

Z : devrenin özel dirençlerindeki basınç kaybı (mss )

Pompalı sistemlerde dolaşım pompası basıncı hesaplanan toplam basınç

kaybını karşılayacak büyüklükte olmalıdır. Aksine durumlarda veya uygun olmayan hız

değerleri elde edilmesi halinde boru çaplarında düzeltmeler yapılarak cetvelin

değiştirilmiş boru çapı bölümünde tekrarlanır.

Boru Hesabında İzlenecek Yol

1. Hesaba başlarken kritik boru devresi seçilir. Eğer pompalı sistem ise

pompa basıncı hesaplanır. Kritik boru devresi olarak kazana uzunlukta en

uzak kolonun en üst ısıtıcılarından en büyük ısı yükünü taşıyan seçilir.

2. Boru üzerlerine uzunlukları yazılır.

3. En uzaktaki kolona nazaran içinden değişik ısı yükü geçen boru parçaları

numaralandırılır.

4. En son kat radyatörüne kadar getirecek olduğu ısı miktarları ısıları

taşıyacak boruların üzerine yazılır.

İlgili boru hesabı cetveli örneğindeki ilk dört sütun kolon şemasındaki bilgileri

içerir. Kritik devredeki borular için bu bilgiler işaretlendikten sonra 5. sütuna her bir

boru için seçilen veya ilk tahmin edilen boru çapları değerleri yazılır. 6. ve 7.

sütunlardaki boru içindeki su hızı ve basınç kaybı değerleri basınç kaybı çizelgelerinden

okunur. Bu çizelgelerdeki boru iç çapı esas olup iç çapları ara değerlerde olan farklı

borular için interpolasyon yapılır. 7. sütun doldurulduktan sonra 4. ve 7. sütundaki

değerler çarpılarak her bir boru parçasındaki sürtünme kaybı değerleri 8. sütuna yazılır.

19

www.a305teyim.com

Dirsekler, bronşmanlar, ayrılma ve birleşmeler, ekleme parçaları, ekleme parçaları,

vana, kollektör ve radyatör gibi elemanlardaki yerel basınç kayıpları da hesaplanarak

sürtünme kayıplarına eklenir. Bu amaçla boru devresindeki elemanların özel direnç

katsayıları belirlenir ve 9. sütuna her bir boru parçasındaki toplam ∑ξ değerleri işlenir.

Bu değerlerden yararlanılarak Z özel değerleri çizelgeden okunur ve 10. sütuna yazılır.

Küçük tesislerde boru çapı tayin edilirken bazı pratik değerlerden hareket

edilir. Öncelikle basınç düşümü yada hız seçilir. R basınç düşümünü seçmek yaygın

olarak kullanılır. Sıcaklık düşüşü ( Δt ) 20oC için R değeri şu şekilde alınabilir.

a) Sistemin pompa durduğu durumda da çalışması bekleniyorsa R = 2,5-3

mmss/m seçilir.

b) Pompa devre dışı kaldığında tabii sürkilasyonla çalışması beklenmiyorsa

küçük tesisler için R = 5-8 mmss/m büyük tesisler için R = 10-15 mmss/m

alınabilir.

Boru çapı hesabına bir örnek : Zemin katı bulunan ve üzerinde iki katı

bulunan bir binadaki kritik boru çapı hesaplaması yapılacaktır. Kolon şeması üzerinde

her parçanın taşıdığı ısı miktarı o parçanın üzerine yazılmıştır. Kritik devre kritik

radyatör belirlenmiştir ve her parça yukarıdan aşağı doğru numaralandırılmıştır ve

toplam 5 parça bulunmaktadır.

a sütununa : 1nolu parça yazılır.

b sütununa : 1 numaralı parçanın ısı yükü : 1288kcal/h

d sütununa : 1 numaralı parçanın uzunluğu : 8m

e,f,g sütunları : bunların doldurulması için R basınç kaybı çizelgesinden

yararlanılır. R = 3mss/m başlangıç değeri kabulü ile başlanılır. R = 3 değerinden sağa

doğru gidilerek 1. borunun ısı değeri olan 1288kcal/h büyük ve en yakın 2170kcal/h

seçilir. Bu değerden yukarı doğru çıkılarak boru çapı ½” saplanır. Seçilen boru çapından

aşağı doğru inilir ve 1288’den büyük ve en yakın değer olan 1810kcal/h seçilir. Bu

değerlerin yanındaki 0,13m/sn borudaki su hızını vermektedir. Buradan tekrar sola doğru

gidilerek R basınç kaybı değeri olan 2,2mss/m değeri bulunur ve çizelgedeki g,f,e

sütunlarına R = 2,2 W = 0,13 D = ½” olarak işlenir. L boru boyu ile R basınç kaybı

değerleri çarpılarak H sütununa RxL = 17,6mss yazılır. İ sütununa toplam direnç sayısı

∑ξ bulunması için ξ tablosunun doldurulması gerekir. Bu ilk sütunda

1- Radyatör ( ½” ) : 3

20

www.a305teyim.com

2- T birleşme : 1

3- T ayrılma : 1,5

4- Dirsek x 2 : 3,4

Toplam ∑ξ : 8,9 olarak bulunur.

1.satırın son adımında k sütunundaki boru parçaları için Z değerlerinin

belirlenmesi yapılır. Z değerinin belirlenmesinde verilen tablodan yararlanılır.

W = 0,13m/sn ve ∑ξ = 8,9 deπerine karşılık gelen Z değerini bulmak için

interpolasyon yapılır. Z = 7,51 olarak bulunur.

2,3,4,5 numaralı parçalar içinde yukarıdaki işlemler tekrarlanır ve hesaplamalar

sonucunda

∑L.R = 88,6mss

∑Z = 71,75mss

bu iki değerin toplamı ve pompa basıncı değerine gelince

Hp = 160,35 + 500 = 660mmss

böylece pompanın basınç değeri bulunmuş olur.

Dolaşım Pompası Hesabı

Pompalar debi ve basınç karekteristlik özellikleriyle belirlenir. Dolaşım

pompası sisteminde meydana gelen sürtünme kayıplarını yenebilecek güçte

seçilmelidir. Dolaşım pompası debisi tesisin toplam ısı ihtiyacı Qk ve suyun gidiş dönüş

Δt değerine bağlıdır. Buna göre ;

VP = m3/h dolaşım pompası debisi

CP = suyun özgül ısınma ısısı

ρ = suyun yoğunluğu

Pompa basıncı HP = ∑L.R +∑Z (mmss ) olarak bulunduktan sonra emniyetle

çalışması için bu bulunana basınca %10 ilave yapılır. Kazan dairesi kayıpları göz önüne

alınmıyorsa hesaplanan basınç 300-800 mss kadar artırılır.

HP = (∑R.L +∑Z ).1,1 ve

Hp = ∑L.R +∑Z +( 300-800 ) [mss ]

21

www.a305teyim.com

Uygulamada özellikle ısı ihtiyacı fazla olan tesislerde pompa basıncına %50’ye

varan eklemeler yapılmaktadır. Ayrıca başlangıçta pompa seçimi yapılıp daha sonra

boru çapı ve hızı hesabı da yaygın olarak kullanılır.

KAZANLAR VE KAZAN DAİRESİ

Genellikle bodrum katına konulan kazan merkezi ısıtma tesisinin en önemli

kısmıdır. Kazanlar çeşitli kriterlere göre sınıflandırılır.

1. Kazan yapımında kullanılan malzemenin cinsine göre

2. Kazan ocağının tipi, tasarlanma biçimi ve gazın ocaktan dışarı atılmasına

göre (tam veya alttan yanan kazanlar )

3. Kullanılan yakıtın cinsine göre

4. Yanma odasının basıncına göre

5. Isıtıcı akışkanın cinsine göre ( sıcak sulu, kaynar sulu, alçak ve yüksek basınç

buharlı kazanlar )

6. Kazanın yapısal tasarımı açısından ( Alev borulu, duman borulu veya su

borulu kazanlar )

7. Kazanın biçimi açısından ( yarı veya tam silindirik kazan )

8. Kazan dairesinin binadaki yeri aşağıdaki nedenler göz önünde tutularak

belirlenir.

Kazan dairesi mümkün olduğu kadar binanın orta yerinde

olmalıdır. Böylece her yönde giden ısıtma ana boruları birbirine yaklaşık

uzunlukta ve kesitte olur. Bu şekilde ısı ayarlanmasıyla kolay ve iyi çalışan bir

tesisat elde edilir.

Kazan dairesi orta yerde olursa bacaya yakın olur ve yatay kanal

azalır. Böylelikle bacanın çekişi kuvvetli olur.

Kazan dairesi yeri seçilirken yakıtın getirilmesini kül ve curufun

dışarı atılmasını planlamak gerekir.

Kazan dairesi ölçüleri kullanılan kazanın kapasite ve cinsine göre

yerleştirme şekline bağlıdır.

Bazı kazan dairelerinin yüksekliklerine örnek verilecek olursa ;

Yalnız ısıtma olan kazan dairesinin yüksekliği 3m

Isıtma ve merkezi sıcak su olan apartmanlarda 4m

Alçak basınçlı buhar olan hastaneler, okullar ve oteller için en az 7m

22

www.a305teyim.com

85 tarihli yönetmeliğe göre kazan kenarlarının duvarlardan veya

duvara monte edilmiş cihazlardan yüksekliği en az 70cm

İki kazan arasındaki mesafe en az 50m olmalıdır. Kazan dairesinin

yüksekliği kazan üzerinde yer alacak ekipmanların gerektiğinde tamir

ve bakımın yapılmasında zorluk doğurmaması için kazan

aksesuarlarının üzerinde en az 1m’lik mesafe bırakılmalıdır.

Kazan dairesi ve kömürlüğün boyutlarını tespit etmek için önce

yaklaşık ısı ihtiyacından başlanır. Normal olarak her m3 hacim için

40kcal/h ısı kaybı kabul edilir. Bu şekilde toplam ısı ihtiyacı

bulunduktan sonra kazan dairesi ve kömürlüğün alanı bulunur.

Kazan Kapasitesi,Isıtma Yüzeyi Hesabı

Sıvı yakıt ve doğal gaz kazanlarında kazan kapasitesi kazan yüzeyi ( m2 )

olarak değil ısıl kapasite olarak tanımlanmaktadır. Bu durumda kazan kapasitesi ;

Qk = Qh ( 1+ZR )

Qh = Kazanın ısı yükü ( kcal/h )

ZR = Kazan ısı yükü artırım katsayısı

ZR katsayısı için 3 durum tanımlanmıştır.

1. Ana dağıtma ve toplama boruları yalıtılmış sıcak hacimlerden geçiyor ve

kolonlar duvarın iç yüzeylerinde ise ZR = 0,05

2. Ana dağıtma ve toplama boruları yalıtılmış ısıtılmayan hacimlerden geçiyor

ve kolonlar duvarın iç yüzeylerinde bulunuyorsa ZR = 0,1

3. Ana dağıtma ve toplama boruları yalıtılmış ısıtılmayan hacimlerden veya

kanallardan ve kolonlar ise tesisat bacalarından geçiyor ise ZR = 0,15 alınır.

Kömürlü tip kazanlarda kazan kapasitesi ısıtma yüzeyi ile tanımlanmaktadır.

Kazan kapasitesi ( yani ısıtma yüzeyi ) ısı kaybı hesabı sonucu bulunan QH değeri esas

olarak alınarak yapılır. Belirli bir tip için ısıtma yüzeyi ;

Fk : Kazanın m2 cinsinden alanı

K : Kazanın birim ısıtma yüzeyine düşen ısıl güç

Kömür için K = 6000 kcal/m2h Fuel-oil K = 8000 kcal/m2h alınabilir.

23

www.a305teyim.com

K değerinin değişik olmasından dolayı kazan seçiminde kazan ısıtma yüzeyi

yerine firmaların onaylanmış ısıl kapasitelerini esas almak daha doğru olur.

Örnek : 100000kcal/h için kaç m2 kazan kullanmalıyız. ( yakıt linyit Z.R = 0,05

linyit için k = 5000 kcal/ m2h )

FK = 100000/5000 (1+0,05 ) = 21m2 olarak bulunur.

Örnek : Binanın ısı ihtiyacı Qh = 152750kcal/h ise kazan kapasitesi Qk ne

olmalıdır. ( ZR= 1 )

QK = Qh (1+ZR ) = 152750(1+1) = 168025 ve gerekli olan kazan verilen

tablolardan belirlenir. Örneğin demir döküm kazan MD9

BACALAR

Bir ısıtma tesisatının iyi ve ekonomik çalışabilmesi için birinci şart teknik

özellikleri tam olan bir bacanın bulunmasıdır. Bacanın görevi yakıtın yanmasından

oluşan baca çekişi sayesinde ateşin devamlı olarak yanmasını sağlamak için ocağın

bulunduğu yere gerekli havanın gelmesini sağlamaktır. Bir bacanın çekişi baca içindeki

sıcak gazların özgül ağırlığı ile soğuk dış havanın özgül ağırlığı arasındaki farktan ileri

gelir. Buna bağlı olarak bacanın çekim gücü ;

H = h.(γa –γi )

H : mmss olarak bacanın çekim gücü

h : m cinsinden bacanın dikey yüksekliği

γi : kg/m3 cinsinden bacadaki yanmış gazların özgül ağırlığı

γa : bacanın dışındaki gazların özgül ağırlığı

Bacalarda yön değiştirme köşe daralmalar, yatay kanallar, iç yüzey bozukluğu

gibi kusurlar bacanın çekiş gücünü azaltır. Çünkü çekiş gücünün belli bir oranı bunların

oluşturduğu zorlanmayı yenmeye harcanır. Kusurlu bacalar çabuk soğur ve bu nedenle

çekişi azalır. Bunun sonucu olarak ;

Kazan iyi yanmaz

Baca soğuması sonucu yoğunlaşma olur ve kanalları katran kaplar ve

bunun temizlenmesi için ekstradan iş gücü ve maddi kaynak

gerektirir.

1. Her kazanın ayrı bir duman bacası olmalı kalorifer bacalarına soba,

şohbenin bacaları bağlanmamalıdır.

24

www.a305teyim.com

2. Baca duvarlarının et kalınlığı 1 tuğladan az olmamalı baca duvarı

yapımında delikli tuğla ve briket kullanılmamalıdır. Dolu tuğla veya ateş

tuğlası gibi elemanlar kullanılmalıdır.

3. Baca iç duvarı sızdırma olmayacak biçimde sıvanmalıdır.

4. Bacalar dış duvardan uzak ve çoğunlukla binanın orta noktalarına yani

çatının en yüksek noktasına getirmeli ve çatıdan en az 80cm yüksek

tutulmalıdır. Tek yöne eğimli çatılarda çatının en yüksek noktasından en az

100cm daha yüksek olmalıdır.

Bacalarda korozyon oluşumunun başlıca nedenleri şunlardır.

Aynı bacaya birden fazla kazan bağlanması

Bacanın izolasyonsuz olması

Kazan kapasitesinin ihtiyaçtan büyük seçilmesi durumunda

baca kazan göre seçileceği için büyük olacaktır ve bu

durumda gaz debisi baca kesiti için küçük kalacak ve

yoğuşma olacaktır.

Kazanın düşük kapasitede çalışması da yoğuşmaya neden

olacaktır.

Baca kesit hesabı yapılırken kullanılan yakıt cinsinin önemini büyüktür. Çünkü

her yakıtın yanması için gerekli hava miktarı ile ortaya çıkan atık gaz miktarı aynıdır.

Pratik olarak baca kesit alanı aşağıdaki formül ile hesaplanır.

Yakılacak yakıtın bacayı etkilemesinden linyit için bacalar %20 daha büyük

sıvı yakacaklar için %20-25 daha küçük alınır.

Q : yapının toplam ısı ihtiyacı

h : bacanın dikey yüksekliği (kömürlü kazanlarda yanan ızgaradan brülörlü

kazanlarda brülörün memesinden başlar )

GENLEŞME DEPOLARI VE GÜVENLİK BORULARI

HESABI

Sıcak su kazanları bir gidiş güvenlik borusu ( SV ) birde dönüş güvenlik borusu

ile donatılmalı ve bir genleşme kabı üzerinden serbest atmosfere ulaştırılmalıdır.

110oC’nin üzerinde çalışan kazanlar DN4750’ye uygun bir güvenlik sifonu ile kapalı

tutulan bir genleşme kabına bağlanabilir. Gidiş güvenlik borusu (SV ) kazanın üzerinden

25

www.a305teyim.com

çıkar ve genleşme kabında son bulur. Borunun iç çapı 25mm’den az olmamak üzere ;

dsv = 15 +1,5√Q/1000 (mm) iç çap güvenlik dönüş borusu ( SR ) genleşme kabının alt

kısmı ile kazan dönüş hattı arasına bağlanır. Borunun iç çapı 25mm’den az olmamak

üzere dsr = 15 +√Q/1000 (mm) olmalıdır.

Gidiş ve dönüş güvenlik boruları kapatılabilir olmamalıdır. Kesitleri

daralmamalı ve genleşme kabına çekilişi hava toplamaya imkan vermeyecek şekilde

olmalıdır. Açık tip genleşme depolarının tesisata bağlanış şekilleri aşağıdaki gibidir.

ŞEKİL

Havalandırma taşıma boruları iç çapları 25mm’den düşük olmamak üzere

güvenlik gidiş borusu çapına eşit olmalıdır. Taşıma borusu kazan dairesine ulaşmalı ve

görülebilecek yerde olmalıdır. Havalandırma ve taşıma boruları dışarıya verilemez.

Genleşme kapları, güvenlik boruları, havalandırma ve taşma boruları donmaya karşı

korunmalıdır. Güvenlik yönetmeliğin de genleşme kaplarının büyüklüğü tam olarak

belirtilmemiştir. Fakat en az ısıtma sonunda suyun genleşme yoluyla artan hacmini

kapsayacak büyüklükte olmalıdır. Bununla birlikte kaçınılmayan su kayıplarını

karşılamak için belirli bir su yedeği de bulundurmalıdır.

a) Radyatörle ısıtma için genleşme kabı hacmi

( lt )

b) Konvektörlü ısıtma tesisatı için

( lt ) hesaplanır.

Yerden ısıtma gibi tesisatlarda tesisatı dolduran su hacminin %7 si olarak

genleşme kabı seçilir.

Kapalı Tip Genleşme Depolarının Avantajları

1. Kalorifer sistemi kapalı sisteme döneceğinden hava ile teması olmayacak

dolayısıyla korozyon azalacaktır.

2. Kapalı kalorifer sisteminde su buharlaşıp kaybolmayacağı için su eksilmesi

olmayacaktır.

3. Basınç dağılımı daha dengeli olacak ve her radyatörde dengeli bir ısınma

olacaktır.

26

www.a305teyim.com

4. Kazanın hemen yanına monte edileceğinden çatıya kadar çekilen borudan,

izolasyondan , boruların her katta kaybettirdiği alandan ve işçilikten

tasarruf sağlanacaktır.

5. Çatıdaki genleşme deposu kalkacağı için buradaki ısı kaybı önlenmiş

olacaktır.

Modern ısıtma sistemlerinde daha çok kapalı genleşme depoları kullanılır.

Sistemde mutlaka emniyet vanası ve manometre kullanılmalıdır.

YILLIK YAKIT MİKTARI VE YAKIT DEPOSU

HESABI

Isıtma tesisatında yıllık yakıt miktarı hesaplanarak en az 20 gün yetecek depo

yerinin belirlenmesi gerekir. Yıllık yakıt sarfiyatı ( By ) için ;

Qk : kazanın ısıl kapasitesi ( kcal/h )

Zg : günlük çalışma süresi ( saat/gün )

Zy : yıllık çalışma süresi ( gün )

Hu : yakıtın alt ısıl değeri

ηk : kazan verimi ( % )

ηk için şu değerler verilmektedir. Doğal gaz için 0,85-0,92 fuel- oil için 0,75

linyit için 0,6-0,65

Hu için ise şu değerler verilmiştir. Linyit için 2000-5500kcal /kg fuel-oil için

10000kcal/kg doğal gaz için 8250 kcal/m3

Pratik olarak yakıt hesabı şu şekilde ifade edilebilir.

By = n.Qk

Burada n bir katsayı olmak üzere aşağıdaki tablodan alınır.

En düşük sıcaklık n

0oC 0,2

-5 oC 0,25

-10 oC 0,3

-15 oC 0,35

27

www.a305teyim.com

-20 oC 0,4

Yakıt deposu hesabı yıllık yakıt ihtiyacı belli olunca şu şekilde hesaplanır.

kg/peryod

Zp = depolanacak gün sayısı ( gün/peryod )

Depolanacak yakıt miktarı hesaplandıktan sonra sıvı yakıt deposu hacmi ( V )

şu şekilde hesaplanır.

ρ = yakıt yoğunluğu

Katılar için ; ( m3 )

M : depolama ağırlığı olup en çok kullanılan yakıtların istif ağırlıkları kg/m3

cinsinden aşağıdaki gibidir.

Taş kömürü 720-780

Linyit 720

Kok 420

Depolama yüksekliği 1,5m yüksekliğinde olur. Bu bilgiler yardımıyla yakıt

deposu taban alanı

Taban alanı = Depo hacmi/depolama yüksekliği (m2 )

Yakıt deposu serpantinine gelince soğuk günlerde fuel- oil ‘in özelliği azaldığı

için brülöre verilmeden önce depoda ısıtılarak akıcılığı artırılır. Bu amaçla yakıt

deposunda bulunan yakıtın kazandan alınan sıcak su ile ısıtılması gerekir. Bu enerji ;

Qy = C.Gy. (T2-T1 ) kcal/h

C : fuel-oil’in özgül ısısı

Gy : saatte ısıtılması gereken yakıt miktarı ( kg/h )

T1 : yakıtın ısıtılacağı sıcaklık

T2 : ortam sıcaklığı

ηbr : brülör verimi

28

www.a305teyim.com

Hu : yakıtın alt ısıl değeri

Isıtmada kullanılan serpantin yüzey alanı ise ;

(m2 )

K : serpantin borusu ısı iletim katsayısı ( kcal / m2hoC )

Tms : sıcak suyun ortalama sıcaklığı (oC )

Serpantin boyu L için ;

( m )

Isı Kaybı Hesabına Örnek

Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi 7 katlı bir binanın 5. katındaki dairesinin

salonunda ısı kaybı hesabı yapılacaktır. Dairenin iç hava sıcaklıkları ( komşu duvarları )

şekilde verilmiştir. Salon için hava sıcaklığı 22oC dir. Hesabı yapılan bina Eskişehir’de

bulunmaktadır. Eskişehir için dış hava sıcaklığı –12oC alınmıştır. Kullanılan malzeme

ve kalınlıkları aşağıdaki gibidir.

Dış Duvar İç Duvar

İç Sıva : 3cm İç Sıva : 3cm

Beton : 15cm Delikli Tuğla : 9cm

Dış Sıva : 3cm İç Sıva : 3cm

Delikli Tuğla : 0.43 kcal/mhoC

İç Sıva : 0,75 kcal/mhoC

Beton : 0,17 kcal/mhoC

Binamız ara katta olduğu için döşeme ve tavandan ısı kaybı olmayacaktır. Bu

yüzden döşeme ve tavan için K hesaplanmamıştır. ( genel ısı transfer katsayısı K ) Isı

kaybı hesabından önce odanın yapı bileşenlerinin K genel ısı transfer katsayıları şu

şekilde hesaplanır.

Dış duvar için

İç Duvar için

29

www.a305teyim.com

1.Satıra : Hesaba seçilen bir yerden başlanır. İlk satıra kuzey yönünden

başlanmıştır. Seçilen yönde çıkartılan alan niteliğinde pencere balkon kapısı gibi iç

alanlar hesaplandıktan sonra ana yapı malzemesi için bir sonraki satıra geçilir.

Kuzey yönde çift camlı pencere hesabı 1. sütunda yapılacaktır. Kuzey yönü 2.

sütuna yazılır. Camlar için kalınlık sütunu boş geçilir. 4.ve 5. sütunlara uzunluk ve

genişlik 2,1 ve 1,2 olarak yazılır. Toplam alan 2,52m2 değeri 6. sütuna, miktar olarak 1

değeri 7. sütuna yazılır. Çıkarılan alan yoktur ve hesaba giren alan 2,52 olarak 9. sütuna

yazılır. Gerekli olan çizelgelerden özel birleştirilmiş çift camlı pencere için K = 2,2

değeri 10. sütuna yazılır. 11. sütuna sıcaklık farkı t = Ti –Td = 22- (-12 ) = 34oC yazılır.

12. sütun artırımsız ısı kaybının hesaplandığı yer olup Q0 = A.K.t = 188,5kcal/ h

2.Satır : kuzey yönde çıkarılan başka alan olmadığından bu yöndeki dış

duvarın hesabına geçilebilir. İşarete dış duvar yöne kuzey kalınlık 4,96m ve yükseklik

2,5 değerleri 2 nolu satıra yazılır. Burada toplam alan 12,4m2 olmaktadır. Miktara 1

çıkarılan alan pencere alanı 2,52 değeri 8. sütuna yazılır. Hesaba giren toplam alan 9,88

olarak 9. sütuna yazılır. DD için K = 0,88 bulunmuştur. t değeri 34oC ve 13. sütuna

artırımsız ısı kaybı için 295,6kcal/h dır.

3.Satır : batı yönündeki Ç.C. Pencerenin hesabı 1.satırınkine benzer olarak

yapılır. Kalınlık yok uzunluk 2,8 yükseklik 1,2 toplam alan 3,36 miktar 1 çıkarılan alan

yok hesaba giren alan 3,36 K değeri 2,2 sıcaklık farkı 34oC artıtımsız ısı kaybı 251,3

kcal/h

4.Satır : batı yönündeki dış duvarın hesabı bu yöndeki Ç.C.P alanı çıkarılarak

yapılır. Sırasıyla D.D ,B, 21,3.65, 2.5, 9.12, 1, 3.36, 5.76, 0.88, 34, 172.3 yazılır.

5.Satır : güney yönde 18oC sıcaklıktaki antre bulunmaktadır. Sıcaklık farkı 4oC

olarak bulunur ve güney yöndeki iç kapının hesabı bu satırda yapılmaktadır.

6. Satır : güney yöndeki antreye bakan duvarın hesabı bu satırda yapılır.

7. Satır : güney yönde bulunan yatak odası 20oC olduğu için sıcaklık farkı

2oC’ye göre hesaplamalar yapılır.

30

www.a305teyim.com

8. Satır : doğu yönündeki mutfak 18oC olduğu için 4oC ’lik sıcaklık farkına

göre ısı kaybı bu satırda yapılır.

9. Satır : artırımsız ısı kaybı için ilk 8 satırda bulunan değerler toplanarak

yapılır.

Birleştirilmiş artırım katsayısı ZD için tesisat konutta olduğundan sürekli

çalışmakta ve sadece geceleri ateş azaltılmaktadır. Birinci işletme şekline girdiği için

ZD= 7 olarak seçilir.

ZW kat yükseklik artırımı gerekli olan çizelgeden 5 olarak bulunur. (binamız 7

katlı ) Yön artırımı için köşe odalarda iki dk duvarın köşegeni olduğundan bu yöndeki kB

yön artırımı katsayısı için 5 değeri alınır. Artırım değerleri 14,15,16. sütunlara

yazıldıktan sonra 17. sütuna Z toplam artırımı yazılır. Z = 1+%ZD+% ZW +% ZH

18. sütuna ısı geçişi karşılığı ısı ihtiyacı QT için

Qt = Qo.Z = #######

10. Satır : enfiltrasyon ile ısı kaybı QL hesabı için hazırlanır, a sızdırganlık

katsayısı tablodan 2 olarak seçilir. L değeri mimari proje dosyasındaki pencerenin dıştan

görüşü planlarından ölçülerek hesaplanır. Hesabı yapılan daireye ait salonun kuzey ve

batısındaki pencerelerin açılan kısımları ve ölçüleri ile L hesabı şöyle açıklanmıştır.

R oda durum katsayısı ( 2,52 + 3,36 ) toplam dış pencere alanı ve iç kapı

alanımız 1,89m2 olarak hesaplanmıştır. H bina durum katsayısı için binanın ve bölgenin

durumundan ( binamız normal bölgede, serbest ve bitişik nizamdır.) 0,41 olarak

bulunur. ZE = 1,2 alınır. (her iki duvarda pencere var )

QL= 2.15,8 .0,1 0,41.34.12

QL= 370kcal/h

11. Satır : Q = QL +QT yazılır.

Yapılarda Su Buharı Geçişi Ve Terlemenin Kontrolü

Terleme hava içindeki su buharının temas ettiği yüzeyin sıcaklığı yoğuşma

noktası sıcaklığının ( çiğ noktası sıcaklığının ) altına düştüğü zaman yüzeyde su

zerrecikleri oluşmasıdır. İzalasyon maddesi konulan duvarda ısı geçirme katsayısı

tayininde yoğuşma kontrolü yapılmazsa duvarlarda küf, mantar üremesi gibi sorunlar

ortaya çıkabilir. Su buharı geçişi yapı malzemesinin iki yüzü arasında su buharının

kısmi basınçları farklı olursa yüksek basınçtan düşük basınç yönüne doğru duvar

gözeneklerinden su buharı moleküllerinin geçişi olarak tanımlanmaktadır. Dış duvar

31

www.a305teyim.com

sıcaklığı içerideki havanın çiğ noktası sıcaklığı üzerinde ise terleme görülmez. Terleme

yapı elemanlarının ısı geçirme direncinin yeterli seçilmesi ile doğru yapı malzemesinde

terleme olmasına engel olarak K* ;

İç ortam sıcaklığına ve bağıl neme bağlı olarak Tç gerekli termodinamik

tablolardan bulunabilir. Yapı malzemesinin 1/ ısı geçirgenlik direnci için ;

32

www.a305teyim.com

33