Termal Konfor Ölçülmesi ve ifadesi bir ortamdaki ısıl konfor seviyesinin tahminindeki basit yöntemlerden biri o ortamı kullananlara veya paylaşanlara ortamın ısıl durumundan memnun olup olmadığını sormaktır. Isıl çevreden memnun olmayanların yüzdesi belli bir seviyenin üzerindeyse harekete geçmek gerekir.
Termal Konfor Ölçülmesi ve Hesaplanması
Isıl konfor şartlarının incelenmesinde kuramsal ve deneysel çalışmalar bulunmaktadır. Bu çalışmaların çoğunda insan vücuduyla çevre arasındaki ısı alışverişi klasik ısı transferi yöntemleriyle ele alındığından ve insanın fiziksel mekanizması için de ampirik denklemler kullanıldığından birbirlerine benzer özelliklere rastlanır. Kuramsal ısıl konfor modelleri, insan vücuduyla çevre arasındaki enerji dengesine dayanan enerji denklemlerini temel almışlardır. Bu modellerin dezavantajı kullanılan bağımsız değişkenlerin çok fazla olmasıdır. Deneysel ısıl konfor modelleri ise gerek mankenler ve gerekse de insan grupları üzerinde yapılan deneyler sonucu elde edilen verilerin istatistiksel değerlendirilmesi sonucu oluşturulan denklemleri temel almışlardır. Bu modellerdeki denklemler, kuramsal ısıl konfor modellerindeki denklemlere göre daha az sayıda bağımsız değişken içerdiklerinden kullanımları daha basittir.
Literatürde bulunan başlıca ısıl konfor modelleri, Gagge ve Fanger ısıl konfor modelleridir. Gagge ısıl konfor modeli denklemlerinin çözümü, Fanger ısıl konfor modeli denklemlerinin çözümüne göre daha karmaşıktır. Bu nedenle, Fanger ısıl konfor modeli daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Fanger modelinde vücudun ısıl dengede olduğu ve enerji depolanmasının ihmal edilebileceği kabul edilmektedir. Fanger’e göre sürekli rejimde üretilen ısıl enerji, çevreye olan ısı kayıplarına eşittir. Dolayısıyla vücut sıcaklığı zamana göre değişmez. Yaygın olarak kullanılması nedeniyle burada Fanger modelinden bir miktar bahsetmek yerinde olacaktır. Fanger’in termal konfor ölçümleri modelinde, termal konfor yukarıda sözünü ettiğimiz dört çevresel ve iki kişisel faktörün bir fonksiyonudur:
- Ortam sıcaklığı,
- Ortalama ışıma sıcaklığı,
- Ortamın su buharı basıncı ve
- Havanın bağıl hızı çevre koşullarını,
- Metabolik enerji ve
- Giysilerin ısıl direnci de kişisel koşulları içeren değişkenlerdir.
Termal Konfor Tanımlaması ve Hesaplanması
Fanger’in ısıl konfor denklem setinden belirlenen ortalama konfor (PMV) değerleri hesaplanır. ideal koşul PMV’nin sıfır olmasıdır. Fanger tarafından verilen PMV eşitliği aşağıda verilen niceliklere bağlı değişkenleri içerir:
- Giysi ile ilgili olarak (Termal Konfor Ölçülmesi):
– Icl = Giysi yalıtım katsayısı – fcr = Giysili ve çıplak yüzey alanları arasındaki oran
- Aktivite ile ilgili (Termal Konfor Ölçülmesi):
– H = Metabolik ısı üretimi (W/m2)
– M = Metabolik enerji (W/m2)
- Çevresel Değişkenler (Termal Konfor Ölçülmesi):
– Ta = Ortam sıcaklığı (°C)
– Tr = Ortalama ışıma sıcaklığı (°C)
– v = Havanın bağıl hızı (m/s)
– Pa = Ortamın su buhar basıncı (mb)
Bu değişkenler kullanıldığında Fanger’in PMV eşitliği;
PMV = 4 + (0.303 e–0.036H + 0.0275) . {6.57 + 0.46H + 0.31Pa + 0.0017HPa + 0.0014HTa – 4.13 fcl (1 + 0.01dT) (Tcl – Tr) – hc fcl (Tcl – Ta)}
ASHRAE Standard 55: insanlar tarafından kullanılan ısıl çevre koşullarını belirleyen değerlerin de bulunduğu bir rehberdir.
ASHRAE 55 Standartlarına Göre Isıl Algılama PMV Değerleri
| -3 | -2 | -1 | 0 | 1 | 2 | 3 |
| Çok soğuk | Soğuk | Serin | Nötr | Ilık | Sıcak | Çok Sıcak |
ASHRAE 55 Standartlarına Göre Isıl Konfor Koşulları
| MEVSİM | OPTiMUM SICAKLIK | KABUL EDiLEBiLiR
SICAKLIK ARALIĞI |
DiĞER PMV DEĞİŞKENLERİ İÇİN VARSAYIMLAR |
| Kış | 22°C | 20-23°C | Bağıl nem: 50%
Bağıl hız: < 0.15 m/s Ortalama ışıma sıcaklığı: ortam sıcaklığına eşit Metabolik oran: 1.2 met Giysi ısı yalıtım: 0.9 clo |
| Yaz | 24.5°C | 23-26°C | Bağıl nem: 50%
Bağıl hız: < 0.15 m/s Ortalama ışıma sıcaklığı: ortam sıcaklığına eşit Metabolik oran: 1.2 met Giysi ısı yalıtım: 0.5 clo |
Bir kişinin ter veya su nedeniyle derisinin ıslak olması onun konforunu olumsuz yönde etkiler. Fanger bu eşitliği türetirken bu gibi durumları dikkate almayarak eşitliği sadece ıslak olmayan deri için türetmiştir. Bu da Fanger eşitliğinin olumsuz yönü olarak ortaya çıkar.
Fanger eşitliği ile kişinin bulunduğu ortamı çok sıcak, sıcak, ılık, nötr, serin, soğuk veya çok soğuk olarak hissettiğini belirleyebiliriz. ASHRAE Standart 55’e göre PMV değerleri, bu durumlar için yukarıdaki tabloda verilmiştir. Aynı standartlarda ısıl konfor koşullarının ne olması gerektiği de belirtilmiştir.
Termal Konforun Kontrolü
Termal konforun kontrol edilmesi için birçok yol vardır. Bunlardan bazılarını şöylece sıralayabiliriz:
Yönetimsel Kontrol: Yönetime ilişkin kontroller çalışma saatlerinin, şeklinin ve dinlenme saatlerinin planlanması ve yeniden programlanmasını içerir. Örneğin‚ sıcak işleri günün soğuk saatlerine almak veya yüksek sıcaklıklarda çalışmanın olumsuz etkilerinden kaçınmak için çalışanlara esnek saatler vermek gibi. Yönetimsel kontroller genelde kısa erimli, doğası gereği geçici ve ayrıca uzun erimli mühendislik kontrollerinden daha pahalı ve daha az maliyet düşürücü olarak kabul edilmektedir.
Mühendislik Kontrolleri: Mühendisliğe yönelik kontroller tehlikenin azaltılması veya ortadan kaldırılması için ilk seçenek olmalıdır. Mühendislik kontrollerinin başlangıç maliyeti yüksek görünmesine rağmen uygulamaların üretimi artırması ve aksama süresini azaltması, işe gelmemeyi azaltıp çalışanların motivasyonunu yükseltmesi gibi sonuçları bu olumsuzluğu en aza indirmektedir. Termal konforun kontrolüyle ilgili pratik çözümlerden biri de farklı çözüm önerilerini işveren, çalışan ve onların temsilcilerine danışmaktır.
Isıtma: Sıcak hava kullanılan ısıtma sistemleri, sıcak su ve radyatör kullanılan merkezi sistemler, elektrikli ısıtma sistemleri, klimalı sistemler, yerden ısıtmalı sistemler, üflemeli ısıtma sistemleri gibi çeşitli ısıtma sistemleri kullanılabilir. Bu sistemlerin hepsi de faydalı olabilir. Fakat bunlardan hangisinin enerji tasarrufu açısından ve çalışanların memnuniyetini sağlayacak ilaveten düşük maliyetli olduğuna karar vermek gerekir.
Havalandırma: Havalandırma için de çok ve çeşitli yöntemler vardır. Küçük kişisel fanlar kullanılabileceği gibi büyük fanlarla da havalandırma yapılabilir. Fakat büyük fanlar kullanıldığında bazı çalışanların üst solunum yolu rahatsızlığı yaşama olasılığı ortaya çıkar. Havalandırmanın ne şekilde yapılırsa yapılsın termal konfora katkısı çok azdır.
iklimlendirme: iklimlendirme için klima sistemi kullanılır. Bu sistemler bazı üniteler için düşünülebileceği gibi, tüm çalışma yeri için merkezi olarak da düşünülebilir. Yalnız klima sistemi kurulurken rutubeti de kontrol eden bir sistemin kurulması daha uygun olur. Böylece bazı bakteri türlerinin üremesi sonucu salgın hastalık oluşma riski ortadan kalkmış olur.
Isıl Yalıtım: Isı yalıtımı için stropor, cam yünü, taş yünü gibi birçok malzeme kullanmak mümkündür. Bu malzemelerle duvarlar, tavan ve tabanda yapılan yalıtım kışın ısının dışarı kaçmasını yazın ise sıcağın içeri girmesini azaltır. Bu işlem iç ve dış mekan sıcaklıkları arasında büyük farklar olan bölgeler için uygundur.
Kapsamlı Kontrol Yöntemleri
Kullanılabilecek bazı kapsamlı kontrol yöntemi vardır. Bunlar;
- Isı kaynaklarının kontrolü,
- Çevre koşullarının kontrolü,
- Soğuk veya sıcak ısı kaynaklarıyla çalışanların ayrılması,
- Çalışma koşul ve zamanlarının kontrolü,
- Gerekiyorsa iş elbiselerinin kontrolü,
- Çalışanların davranışsal uyumlarına izin vermek,
- Çalışanları korumak ve çalışanları izlemek olarak sıralanabilir.
Termal Konfor ölçümleri ile ilgili bilgi veya teklif alabilirsiniz.