Prof. Dr. Hasan A. Heperkan

Akıllı binaları tasarlamada, enerji verimli bina sistemleri kurmada, mevcut binaları yenilemede, kentsel dönüşüm uygulamalarında, iklimlendirme ve soğutma sektöründeki mühendislere ve binaları tasarlayan mimarlara büyük görevler düşmektedir.  Binalara ait ulusal mevzuatı hazırlayan kamu görevlilerinin yaptığı tercihlerin de, ulusal enerji performansı hedeflerine maliyet etkin çözümlerle ulaşılmasında etkili olduğu unutulmamalıdır. Değişik enerji kaynaklarına ait birincil enerji faktörlerinin yada CO2 emisyon faktörlerinin belirlenmesi gibi hususlar örnek olarak verilebilir.  Bu nedenle Avrupa Birliğinde yer alan üye ülkelerden yaptıkları seçimlerin gerekçelerinin rapor edilmesi istenmektedir (üye ülkeler, EN- ISO 52000-1, 52003-1, 52010-1, 52016-1, ve 52018-1 gibi standartlarla uyumlu olarak geliştirdikleri ulusal hesap yöntemlerini tanımlamalıdır). Ulusal tercihler, biyo-yakıtların, bölgesel ısıtmanın, bölgesel soğutmanın, bileşik ısı güç üretimi, vb. sistemlerin etkinliğini etkiler. Fotovoltaik panellerin ve rüzgar enerjisinin bina enerji sertifikasına ve bina enerji performansının belirlenmesine ne şekilde katılacağı da bilinmelidir. Yenilenebilir enerjinin, ulusal şebekenin sürdürülebilir parçası olarak görülmesi yanında bina enerji tüketiminin integral bir parçası olması da mümkündür; bu durumda aynı kaynağın iki defa değerlendirilmesi nasıl önlenebilir? 2030, 2040 ve uzun vadeli 2050 hedeflerine erişmede bu ekonomik dengenin kurulması önem taşır. Bu açılardan bakıldığında yenilenen bina enerji performansı direktifi, EPBD, her zaman açık yanıtlar vermez. Ancak, enerji depolayabilme kapasitesi ve dağıtım şebekesi ile uyum konularına binaların ne kadar hazır olduklarını gösteren “Akıllılığa Hazırlık Göstergesi, SRI (Smart Readiness Indicator)” gibi yeni kavramlar getirir [1].
 
Şekil 1  Modern bir Klima santralinin yapısı
İklimlendirme pahalı ve enerji tüketimi açısından verimsiz bir uygulamadır; bütçemiz açısından bize yük getirse de konforlu bir yaşam ve verimli bir çalışma ortamı için vazgeçilmezdir, ancak fan gürültüsü, kuruyan nefes yolları ve gözler, iç ortam hava kalitesinde bozulma beraberinde gelen bazı sorunlardır. Doğal havalandırma, son yıllarda gittikçe daha fazla ilgi çeken bir seçenek olarak öne çıkmaktadır. Geçen yüzyılın başlarında bulunan ve sürekli gelişim gösteren teknoloji, topluma birçok yarar da sağlamıştır; konforlu bir ortamda çalışan insanların verimliliğinde meydana gelen artış göz ardı edilemez. Her olumlu gelişmede olduğu gibi burada da hasta bina sendromu gibi bazı sorunlar ortaya çıkmıştır. İklimlendirme sistemlerinin getirdiği enerji tüketimi ise, özellikle son yıllarda gündeme gelen sıfır enerjili binalar için önemli bir yük kalemi oluşturmaktadır [2].
 
Klima Santrali [2]
Şekil 1 de modern bir klima santralinin içi görülmektedir. Buradaki cihaz iç ve dış ortam arasında hava alış verişini sağlayan, eksoz ve üfleme fanları ile donatılmış bir santraldir. Taze hava alt bölümden emilerek şartlandırılmakta ve üst bölümden eksoz edilmektedir. İki akım arasında ısı aktarımını sağlayan tekerlekli bir geri kazanım ünitesi bulunmaktadır. Klima santralinin özelliği emiş tarafında yer alan ısıtma ve soğutma ünitelerindedir. Gürültüyü azaltmak için susturucu kullanılmış, hava hızları düşük tutulmuştur. Fan susuturucu direncini de yenmelidir; enerji tüketimini artırır, fan gücünü artırır ve gürültüyü artırır. Isıtıma ve soğutma bataryalarını korumak için filtreler kullanılmıştır. Fan, filtrelerin neden olduğu basınç kaybını da yenmelidir; enerji tüketimini artırır, fan gücünü artırır ve gürültüyü artırır. Alt bölmede ısıtma sırasında gerekecek nemlendirme ünitesi yer alır. Havayı dışarı atmak için ikinci bir fan ve ilave bir susturucu gerekir. Isı geri kazanım tekerleği enerji tüketimini biraz azaltır, ancak korunması için bir filtre daha kullanılır; enerji tüketimini artırır, fan gücünü artırır ve gürültüyü artırır. Susuturucular, ses spektrumunda yer alan yüksek frekansları emerken, düşük frekanslar için etkisiz kalır ve bu ses birçok kişiyi rahatsız eder. 
 
Hava filtreleri tozu tutar, ancak peryodik olarak değiştirilmediğinde kirlenir, hem direnç yaratır hem de kötü kokulara neden olabilir. Böylece iç hava dış havaya göre daha kirli olur. Isı geri kazanım tekerleği de benzer nedenlerle koku oluşturabilir. Sonuç olarak, klima santralinin 3 temel işlevi olan ısıtma, soğutma ve havalandırma dışında, yan etkileri önlemek için birçok ekipman bulunur ve santralin boyutlarını büyültür, enerji tüketimini artırır.
 
Hasta Bina Sendromu [3]
Hava kirliliği, küresel ısınma, ozon tabakasının incelmesi gibi konularda hepimizin az çok bilgisi vardır. Diğer taraftan hayatımızın büyük bir çoğunluğunu geçirdiğimiz iç ortamlarla o kadar ilgilenmeyiz. Halbuki son yıllarda, obezite, akıl hastalıkları, kalp ve dolaşım sistemi bozuklukları, kronik solunum yolları rahatsızlıkları ve hatta kanser gibi sorunların iç ortam kalitesi ile ilgili olabileceği belirlenmiştir [4, 5, 6]. Bu veriler, iç ortamlarda bulunmanın konforlu zannetsek de sağlıklı olmadığını göstermektedir. İş yerlerinde ışık şiddeti ölçülerek yapılan aydınlatma yeterli görülürken, tıp, doğal ışığın insan bioritminde önemli bir düzenleyici olduğunu söylemektedir. Uykuyu düzenleyen melatonin hormonunun salgılanmasının algılanan ışıkla yakından ilgisi bulunmaktadır. Gürültü de düşük seviyelerde olsa bile işe odaklanmayı bozabilmekte, çalışırken fark etmesek de dinlenme sırasında rahatsızlık verebilmektedir.
 
Binaların enerji tüketimi azaltılırken, sızdırmaz hale getirilen binaların havalandırma ve iç hava kalitesi sorunu ortaya çıkabilir. Havalandırma, binanın enerji tüketiminin onemli bir kısmını oluşturmaktadır, ticari binalar için bu oran %35 ile %50 arasında değişebilmektedir. Kuzey ülkelerine, soğuk iklim kuşaklarına gittikçe oranın arttığı gözlenmektedir. Son yıllarda yayınlanan bina kodları sonucu binaların yalıtımları ve sızdırmazlıkları ısı kayıplarını azaltmak ve enerji tasarruf etmek için sürekli iyileştirilmiştir. Buna paralel olarak özellikle büyük şehirlerdeki yaşam alanları artan emlak fiyatları nedeniyle küçülmüştür. Bu gelişmelerin sonucu olarak iç hava kalitesi ve havalandırma, sorun olmaya başlamıştır. Özellikle yüksek binalarda ve toplu çalışma ortamlarında “hasta bina sendromu” olarak adlandırılan olgu ortaya çıkmıştır.
 
Şekil 2. ASHRAE Standartlarında önerilen taze hava miktarları [3, 7]
İç ortam şartları ile ilgili çalışmalar önceleri sağlık ile ilgiliydi. Hastalıkların bulaşması ve yayılması temel konuydu. Daha sonra konfor ön plana çıktı. İnsanlar yıl boyunca hep aynı konfor şartlarının sağlanmasını istediler. 1970 li yıllarda yaşanan enerji krizi sonucu, 2 litre/s değerine kadar azaltılan taze hava miktarı nedeniyle, özellikle ticari binalarda iç hava kalitesi problemleri artmaya başladı. Şekil 2 de yıllar boyunca ASHRAE standardında minimum taze hava miktarındaki azalma görülmektedir. Yaşanan sağlık problemlerine ve hastalıklara zaman içerisinde farklı adlar verildi. 1982 yıllından sonra Dünya Sağlık Örgütü, WHO, tarafından kullanılan Hasta Bina Sendromu benimsenmiştir. Burada, bina içerisinde bulunurken birçok kişide gözlenen ve dışarı çıkıldığında azalan ya da tamamen geçen bazı tıbbi bulgular söz konusudur. Önceleri sadece belirli bileşenlere yöneltilen araştırmalar, daha sonra başka ayrıntıları da içeren bütünleşik bir yaklaşıma dönüşmüştür. Mühendisler ve doktorlar ayrı ayrı çalışmaktan vaz geçip, birlikte çalışmaya başlamışlardır. İnsanların algılama özelliklerine dayanan bazı araştırmalar yapılmıştır [8]. Sonuç olarak bu dönmede birçok bina bu yeni davranış şekillerine göre tasarlanmıştır. İnsan davranışlarıyla ilgili olarak kullanılan bazı prensipler vardır [9].
 
• İnsanların ve hayvanların özellikle ısıl konfor konusunda değişime ihtiyaçları vardır. Homojen bir ortam kendilerini rahatsız hissetmelerine yol açar.
• İnsanlar sürekli olarak bulundukları ortamla etkileşim içerisinde olmak ister; ergonomi bu konu üzerinde durur. Örneğin mobilyalar ergonomik olabilir.
• Uyarıcı unsurlara bir anlam verilmelidir. Örneğin binada var olan ancak algılanmayan bir koku kronik bir alarm verme unsuru olabilir.
• İnsanlar her zaman kendilerine ait bir alanları olmasını ister. Örneğin açık ofis uygulamaları bu konuda sorun yaratır.
• İnsanlar son zamanlarda yapay ortamlarda yaşamaya başladıklarından doğayla ilgileri ve etkileşimleri azalmıştır. Dış ortamın görülebildiği camlar bu bakımdan faydalı olur.
 
Yirminci yüzyılın sonlarına doğru sürdürülebilirlik kavramı ilgi odağı oldu. Bu kavram fosil yakıtlarla ilgili olarak algılandı ve yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı (PV paneller ve güneş kollektörleri) gündeme geldi. Son zamanlarda ise iç ortam kalitesi, üretkenliğe ve verime olan etkisi tekrar hatırlandı.
 
Ticari Binalarda Havalandırma [10]
CEN 2017 yılı Ağustos ayında EN 16798-3:2017, Binaların Enerji Performansı – Binalarda havalandırma – Bölüm 3: Ticari binalar – Havalandırma ve oda şartlandırma performans gereksinimleri (Modül M5-1, M5-4), “Energy performance of buildings - Ventilation for buildings – Part 3: For non-residential buildings – Performance requirements for ventilation and room-conditioning systems (Modules M5-1, M5-4)”, standırdını yayınladı. Bu standart, EN 13779:2007 standardının yerine geçti ve 2010 da revize edilen binaların enerji performansı direktifindeki ticari binalarla ilgili hususları tamamlayıcı bir belge oldu. Bu direktif bu yıl tekrar revize edildi, ancak EN 16798-3:2017 yeni direktifle de uyumludur.
 
Bu yeni standardın çıkarılması ile binaların enerji performanslarının belirlenmesinde kullanılan yöntemin uluslararası bir nitelik kazanması amaçlanmaktadır; bu niyetle hazırlanan bir seri standart arasında yer almaktadır. Yeni standartlar, uygulamalarını açıklayıcı bir yönetmelik ile birlikte çıkarılmaktadır. Ulusal seviyede kullanılacak olan bu standartlarda ülke şartlarına uyum sağlamak için bir esneklik söz konusudur. Eklerde sunulan bir takım seçimler bu işi kolaylaştırmaktadır. Yeni standart özellikle, tasarımcılara, uygulayıcılara, üreticilere, bina sahiplerine ve kullanıcılara, havalandırma, iklimlendirme ve oda şartlandırma sistemleri konusunda kabul edilebilir bir montaj ve işletme maliyeti ile her mevsimde sağlıklı ve konforlu bir iç ortam yaratmanın ipuçlarını vermektedir. Tipik uygulamaların sistemlerine odaklanmaktadır.
 
• İç ortam kalitesinden ödün vermeden iyi bir enerji performansı olan bir sistemin önemli unsurları
• Tasarım ve performans verileri
 
Yeni standart EN 16798-3:2017 ve destekleyici teknik rapor CEN/TR 16798-4:2017 aslında EN 13779:2007 standardının bir revizyonudur. Aşağıda sıralanan maddelerle birebir örtüşmektedir.
 
• Belgede normları içeren bir kısım ile açıklamaları ve ilave bilgileri içeren bir teknik rapor ve ekler söz konusudur (CEN/TR 16798-4:2017 gibi).
• Standartta ulusal normlara izin veren bir ek vardır.
• Tasarım ve hesaplamayı anlatan yeni bir yapı kullanılmıştır.
• prEN 16798-1:2015 ile açık bir uyum vardır (dış hava hacimsel debileri).
• İç hava kalitesi ile ilgili hususlar çıkarılmış ve prEN 16798-1:2015 refere edilmiştir. Taze hava kalitesi kavramı eklenmiştir.
• Sistem tanımları güncellenmiştir.
• Spesifik fan gücü tanımları ve EU 327/2014 regülasyonuna linkler güncellenmiştir.
• Isı geri kazanımı güncellenmiştir.
• Filtreler güncellenmiştir.
• Kaçaklar güncellenmiştir.
• Enerji performansı ile ilgili hususlar güncellenmiştir.
• Standardın aslında saatlik/aylık/mevsimlik zaman aralıkları için güncellenmesi gerekmekteydi, ancak bu tam anlamıyla yapılmamıştır.
 
Bu revizyonda iç hava kalitesi sınıfları (IDA 1 den IDA 4 e, EN 13779:2007 tablo 5) kaldırılmıştır. prEN 16798-1:2015 a ilave edilmemişitr, ancak bütün tablolarda açıkça tanımlanmayan debi sınıfları I, II, III ve IV kullanılmıştır. Kaliteli bir iç ortam kalitesi sağlamak için yıllık enerji performansı dışında gereken hedef parametreler prEN 16798-1:2015 de tanımlandığından bu normun bir an önce onaylanması faydalı olacaktır. Bu norm sadece EN 16798-3:2017 standardını etkilememekte, bina enerji performansı ile ilgili bütün standartlar paketini ilgilendirmektedir. Bu arada, binanın iç ortam kalitesini sınıflandırırken, iç ortamın hava kalitesi, nem, akustik, aydınlatma ve ısıl özelliklerin hangi oranda etkili olacağı da tanımlanmalıdır.
 
Kaynaklar
1. Heperkan, H., Avrupa Birliği Binalarda Enerji Performansı Yönetmeliğini 
Yeniledi, Termoklima, Sayı 115, ISSN 1309-4599, sayfa 12-14, Mayıs 2018.
2. Bronsema, B., van Luijk, R., Swier, P., Veerman, J., Vermeer, J., “Natural air 
conditioning: what are we waiting for?”, REHVA European HVAC Journal, 
Volume: 55, Issue: 2 Nisan 2018, pp 21-26.
3. Centnerová, L. D.,  “On the history of indoor environment and it’s relation 
to health and wellbeing “, REHVA European HVAC Journal, Volume: 55 
Issue: 2 Nisan 2018, pp 14-21
4. Houtman I., Douwes, M. De Jong, T., etal, New forms of physical and 
psychological health risks at work, IP/A/EMPF/ST/2007-19, PE 408.569, 
Brüksel, 2008.
5. Bonnefoy, X. R., Annesi-Maesona, I., Aznar, L.M., etal, Review of evidence 
on housing and health, background document for the 4th ministerial 
conference environment and health, Kopenhag, 2004.
6. Lewtas, J., Air pollution combustion emissions: characterisation of 
causitive agents and mechanisms associated with cancer, reproductive and 
cardiovascular effects, Mutation research reviews in mutation research, 
636, 96-133, 2007.
7. Olesen, PowerPoint sunumu “How much ventilation and how to ventilate 
in the future”, 2011.
8. P. M. Bluyssen, The Indoor Environment Handbook, vol. 165, no. 3. 2012.
9. P. A. Vroom, “Psychologische aspecten van ziekmakende gebouwen”, 
ISOR, 1990.
10. Mazzarella, L., Hogeling, J., “CEN Standard EN 16798-3:2017 on ventilati
on for non-residential buildings: Performance requirements” REHVA 
European HVAC Journal, Volume: 55 Issue: 2 Nisan 2018, pp 6-14

Ana sayfa 1 Akel-3