Örnek Mimari Üzerinde Kanal Kesit ve Basınç Kaybı Hesapları
Sevgili arkadaşlar,
Daha önceki yazılarımda kanal tasarımın usullerini, bu usulleri uygularken dikkat etmemiz gereken hususları ve tasarımın büyük çarpanı olan kanal kesit ve basınç kaybı hesaplarını izah etmeye çalışmıştım. Takip edebildiğim kadarı ile yazıların teori anlatan kısımlarından çok, pratiğe dönük olanları daha çok ilgili çekiyor ve okunuyor, bende bu yazımda AutoCAD üzerindeki uygulamalara biraz daha ağırlık vermeye çalışacağım.
Son yazımda genel kanal basınç kaybı hesaplarından ve bu hesapların kanal kesitlerine dönüştürülmesi için gerekli kısımları anlatmıştım.
Mimari plan üzerinde menfez yerlerini işaretledikten sonra, bu menfezleri en optimum şekilde fan’a veya santrale doğru toplayarak bir kanal hattı meydana getirmiştik. Bu kanal hattı ile ilgili hesap bileşenlerini ise excel’de veya kağıt ve kalem kullanarak, veya firmamızın hazırladığı e-Hvac yazılımı ile bir listesini hazırladık. Bu liste biraz sonra dökümünü yapacağımız kanal hesap usullerinde bize yardımcı olacak.
Kanal tasarımında, kanal içerisindeki hava hızlarının kesitler ve basınç kayıpları ile yakından ilgili olduğunu belirtmiştik, işte bu tespitimizi uygulamaya geçirmenin vakti geldi, kanal üzerindeki minumum hava hızını örneğimizi göz önüne alarak 2 m/sn ve maksimum hızıda 5 m/sn. Seçiyorum. Olabilecek maksimum hızlar ile ilgili bir tabloyu önceki yazılarımda belirtmiştim. Buna göre her kanal bölümü için olası çaplandırmayı aşağıdaki formülümüzü kullanarak yapabiliriz.
diameter = (2 * (((volume / (velocity * 3600)) / pi) ^ 0.5)) * 1000
bu formülde;
volume : hesabı yapılan kanal bölümünün toplam debisi (m3/h)
velocity : hesabı yapılan kanal bölümündeki hava hızı (m/sn)
pi : 3.14 alınabilir
diameter : hesabı yapılan kanal bölümündeki dairesel kanal kesiti (m)
Daha önce oluşturduğumuz kanal hattı listesinde boş bulunan kanal kesiti kısmına bulunan bilgileri yazarak not alalım, bu aşamadan sonra her kanal bölümü için debi, hız ve kesit ebadı değerlerini bildiğimize göre kanal basınç kaybı değerini de rahatlıkla bulabiliriz.
Basınç kaybı bulunması sırasında aşağıdaki formülasyonları kullanabilir, bu formülasyonlar ASHRAE nin FUNDAMENTALS yayınlarında kanal kesiti ve basınç kaybı hesabı yapılmasında kullanılması tavsiye edilen formülasyonlardır.
re = ((velocity * diameter) / (1000 * hk_kviz))
velocity : hesabı yapılan kanal bölümündeki hava hızı (m/sn)
diameter : hesabı yapılan kanal bölümündeki dairesel kanal kesiti (m)
hk_kviz : hesabı yapılan kanal hattı için kinematik vizkozite
pd = (hk_yoğ * ((velocity ^ 2) / 2))
velocity : hesabı yapılan kanal bölümündeki hava hızı (m/sn)
hk_yoğ : hesabı yapılan kanal hattı için hava yoğunluğu
pd : hız basınçı olarak tarif edilen dinamik basınç
f = (0.11 * ((((emstivite / diameter) + (68 / re))) ^ 0.25))
emtivite : kanal hattı malzemesine bağlı olan pürüzlülük değeri
diameter : hesabı yapılan kanal hattını için tahminin kanal kesiti (m)
re : Reynolds katsayısı kanal içindeki akışın laminer/türpülanslı olmasını tanımlıyan boyutsuz katsayı
deltapf = (f * (1000 / diameter) * pd)
diameter : hesabı yapılan kanal bölümündeki dairesel kanal kesiti (m)
pd : hız basınçı olarak tarif edilen dinamik basınç
deltapf : hesabı yapılan kanal bölümündeki basınç düşümü değeri (pa)
e-Hvac yazılımı kanal bölümleri listesi penceresi
Yukarıda anlatılan hesaplar her kanal bölümünü için tekrar edilirse, kanal tasarımlarında uygulanması gereken kanal bölümleri ebatları ve basınç düşümü değerleri ortaya çıkacaktır. Bu aşamadan sonra hesapladığımız kanal bölümlerine ait kesit ebatlarına uygun olarak kanal tasarımımızı mimari plan üzerine işliyoruz.
Oluşan listede dikdörtgen ve düz oval dediğimiz kanal bölümleri için ebatlar (a x b) şeklinde veriliyor. İlk okunan ebat her zaman planlar üzerinde işlenecek olan kanal genişliği ebatlardır. B ebadı ise plan üzerinde göremediğimiz kanalın yükseklik ebadıdır. Küçük debili kanal hatlarında (örneğimizdeki gibi :D) maksimum kanal hava hızını düşük tutmakta fayda vardır. Bu örnekte 5 m/sn. Seçildi. Oluşan kanal kesit ebatlarını mimari plan üzerinde işlediğimizde kanal hattımız aşağıdaki çizime benzemesi gerekir.
Bu çizim üzerine istersek kanal bölümleri ile ilgili bilgiyi copy/paste yöntemi ile iliştirerek projeyi okuyacak insanlara kolaylık sağlayabiliriz. Görüldüğü üzere kanal tasarımı ve kanal kesit ve basınç kaybı hesapları aslında çekinmeden yapabileceğimiz bir tasarım basamağı, mekanik tesisatı oluşturan onlarca disiplinden bir tanesi olan hava kanal tasarımı ses problemleri ve titreşim incelemesi ile derinleştirilebilir.
İleriki yazılarımda yapıyı oluşturan yapı bileşenlerinin özelliklerinin incelenemesi ve gerçek mimari planlar üzerinde yapı dış kabuğu ve ısı yalıtımının incelenmesini irdeleyeceğiz.
Hoşçakalın.
