Fabrikada Yaz Sıcaklığı Nasıl Düşürülür? Havalandırma, Evaporatif ve Lokal Soğutma

Fabrikada yaz sıcaklığını düşürmek, önce ısının nereden geldiğini bulup sonra onu kaynağında kesmek, biriken sıcak havayı çatıdan atmak ve gerekirse çalışma noktalarına lokal soğutma getirmek demektir. Tek bir cihaz çözüm değildir; çatı yalıtımı, doğru debili genel havalandırma, evaporatif soğutma ve lokal spot soğutma birlikte değerlendirilir. Hangi kombinasyonun uygun olduğu bina kabuğuna, makine ısı yüküne ve bölgenin nem değerlerine göre hesapla belirlenir.

Bu yazıda yaz aylarında üretim alanlarının neden aşırı ısındığını, Türk mevzuatının işverenden ne beklediğini ve yöntemlerin birbirine göre artı ve eksilerini sade bir dille anlatıyoruz.

Fabrikada yaz sıcaklığı nereden gelir?

Bir üretim holünde yazın hissedilen sıcaklık genellikle birkaç kaynağın toplamıdır. Hangisinin baskın olduğunu bilmeden yapılan yatırım çoğu zaman beklenen etkiyi vermez.

• Çatı ve cephe güneş yükü: Yalıtımsız veya ince yalıtımlı trapez sac çatılar gün boyunca ısınır ve ısıyı alt hacme ışınımla verir. Yüksek tavanlı binalarda bu ısı üst kotta birikir.
• Makine ve proses ısısı: Enjeksiyon makineleri, fırınlar, kompresörler, kaynak istasyonları ve elektrik motorları çektikleri enerjinin önemli bölümünü ortama ısı olarak bırakır. Değer, üretici kataloğundaki güç ve verim bilgilerinden hesaplanır.
• İnsan ve aydınlatma: Yoğun vardiyalı bölümlerde kişi sayısı ve eski tip aydınlatma da hesaba girer.
• Kontrolsüz hava girişi: Açık kalan sevkiyat kapılarından giren sıcak dış hava ve yanlış yönde çalışan fanlar, sıcak havayı tahliye etmek yerine içeride dolaştırabilir.

Sıcak hava hafif olduğu için yükselir; buna tabakalaşma (stratifikasyon) denir. Çatı altında biriken bu hava tahliye edilmezse, alt kottaki çalışma bölgesi de zamanla ısınır.

Mevzuat işverenden ne bekler?

Türkiye'de sıcak çalışma ortamı için tek bir "azami derece" sınırı yerine, risk değerlendirmesine dayalı bir yaklaşım vardır. 6331 sayılı İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu işverene riskleri değerlendirme ve önleme yükümlülüğü verir. İşyeri Bina ve Eklentilerinde Alınacak Sağlık ve Güvenlik Önlemlerine İlişkin Yönetmelik (Resmî Gazete, 17.07.2013, sayı 28710) ise kapalı işyerlerinde yeterli temiz havanın sağlanmasını, ortam sıcaklığının çalışma şekline ve harcanan bedensel güce uygun olmasını ister. Aynı yönetmelik, termal konfor şartlarının ölçülmesi ve değerlendirilmesinde TS EN 27243 standardından yararlanılabileceğini belirtir. Bu standart, sıcak ortamda ısı stresini ıslak termometre küre sıcaklığı (WBGT) indeksiyle değerlendirir.

Pratikte bu, yalnız termometreye bakmanın yeterli olmadığı anlamına gelir: hava hızı, nem, ışınım ve yapılan işin ağırlığı birlikte değerlendirilir. Ölçüm ve değerlendirme iş güvenliği uzmanı ve yetkili ölçüm kuruluşlarıyla yapılır; mühendislik çözümü bu sonuçlara göre boyutlandırılır.

Hangi yöntem ne işe yarar?

Çoğu tesiste bu yöntemler birbirinin alternatifi değil, tamamlayıcısıdır. Örneğin çatı yalıtımıyla güneş yükü azaltılır, çatı fanlarıyla biriken sıcak hava atılır, sabit iş istasyonlarına da spot soğutma verilir. Hassas montaj, kalite kontrol veya ofis bölümleri gibi sıcaklık ve nem kontrolü gereken alanlar ise mekanik soğutmayla ayrı bir bölge olarak ele alınır. Böylece tüm holü soğutmaya çalışmak yerine yatırım, gerçekten gereken yere yönlendirilir.

Evaporatif soğutmanın İstanbul ikliminde ne zaman işe yaradığını ayrı bir yazıda ele aldık. Çatı fanı ile duvar fanı arasındaki seçim için de çatı fanı mı duvar fanı mı yazısına bakabilirsiniz.

Havalandırma tek başına sıcaklığı ne kadar düşürür?

Bu en sık yanlış anlaşılan noktadır. Mekanik havalandırma dış havayı içeri alıp iç havayı dışarı atar; dolayısıyla en iyi durumda iç sıcaklığı dış sıcaklığa yaklaştırır. Dışarıda hava çok sıcaksa, yalnız fanla "serinlik" beklemek gerçekçi değildir. Yine de içeride makine ve çatı yüküyle dış havanın üzerine çıkmış bir sıcaklık varsa, doğru debideki havalandırma bu farkı belirgin biçimde azaltır.

Gereken debi, atılacak ısı yükü ile izin verilen iç–dış sıcaklık farkından hesaplanır: aynı ısıyı daha küçük sıcaklık farkıyla atmak için daha fazla hava gerekir. Hesap yöntemi için hava debisi hesaplama rehberimize bakabilirsiniz. Hava değişim sayısı (ACH) ile yapılan kaba tahminler yalnız ön fikir verir; proses ısısı yüksek binalarda ısı yükü hesabı esas alınır.

Havanın nereden girip nereden çıktığı da debi kadar önemlidir. Temiz hava alt kottan, çalışma bölgesine yakın girer; sıcak hava çatıdan çıkar. Giriş açıklığı yetersizse fanlar binayı negatif basınca çeker ve hava kapı aralıklarından kontrolsüz girer. Bu konuyu negatif ve pozitif basınç yazısında açıklıyoruz.

Önce hangi adımdan başlamalı?

1. Ölç ve gözlemle: Farklı kotlarda ve çalışma noktalarında sıcaklık, nem ve hava hızı ölçülür; sıcak noktalar haritalanır.
2. Isı yükünü ayrıştır: Çatı, makine ve insan yükleri ayrı ayrı tahmin edilir. Baskın kaynak çatıysa önce kabuk iyileştirmesi düşünülür.
3. Kaynağında yakala: Fırın, kalıp ve kaynak gibi noktasal ısı/duman kaynaklarına davlumbaz veya lokal egzoz konur. Genel havalandırmanın yükü böylece azalır.
4. Sıcak havayı tahliye et: Çatı fanları veya üst kot duvar fanları ile tabakalaşmış hava atılır, alt kottan temiz hava girişi planlanır.
5. Çalışma noktasını şartlandır: Sabit iş istasyonlarına evaporatif veya mekanik soğutmalı spot hava ya da jet nozullu dağıtım değerlendirilir.
6. Kontrolü kur: Fanlar sıcaklık veya zaman programına göre kademelendirilir; gece serinliğinde binayı soğutmak için havalandırma çalıştırılabilir.

Yüksek tavanlı üretim hollerinde genel çözümün nasıl kurgulandığını fabrika havalandırması sayfamızda, proses kaynaklı yükler için uygulanan yöntemleri endüstriyel havalandırma sayfamızda bulabilirsiniz.

Hangi hatalar sıcaklığı düşürmez?

• Tavana yakın büyük sirkülasyon fanları koyup sıcak havayı aşağı itmek.
• Egzoz fanı ekleyip temiz hava girişini düşünmemek.
• Temiz hava girişini çatı fanının hemen yanına koyup havanın kısa devre yapmasına izin vermek.
• Nemli günlerde evaporatif soğutmanın etkisinin düşeceğini hesaba katmamak.
• Isı yükü hesaplanmadan "metrekareye göre" fan sayısı belirlemek.

Kaynaklar ve not

• 6331 sayılı İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu
• İşyeri Bina ve Eklentilerinde Alınacak Sağlık ve Güvenlik Önlemlerine İlişkin Yönetmelik (RG 17.07.2013, sayı 28710)
• TS EN 27243 – Sıcak ortamlarda ısı stresinin WBGT indeksiyle değerlendirilmesi
• ASHRAE Handbook – HVAC Applications (endüstriyel havalandırma ve evaporatif soğutma bölümleri)

Değerler projede hesapla doğrulanır.

Fabrika havalandırma ve soğutma uygulamaları İstanbul, Kocaeli, Sakarya ve Yalova'da Inovair tarafından yapılır. Tesisinizdeki ısı kaynaklarını yerinde incelemek için keşif talebi oluşturabilirsiniz.