Sığınakların Havalandırılması tasarımında,Sığınak ortamında koruma süresince bulunacak insan ların,yaşamlarını sürdürebilmeleri için gerekli temiz havanın sağlanması düşünülmektedir.Bu amaçla asgari ihtiyaç havasının tespiti açısından bir açıklama gerektiği görülmektedir.
Solunum için gerekli hava içinde asgari Oksijen miktarının dan az, CO2 miktarının %2 den çok olmaması,kuru termometre sıcaklığın 290C’ yi aşmaması sağlanmalıdır.Sağlık koşullarının korunması, ortam havasındaki CO2 miktarının %4ü aşmaması için ise insanlarda,kişi başına en az 500 lt/h
solunum havasına ihtiyaç duyulmaktadır.Bedensel bir faaliyeti olmaksızın yetişkin bir insanın teneffüs ettiği hava yaklaşık 0.5 m3/h (maksimum 8….9 m3/h) olup, solunum sonucu havası ise 35 0C ve %95’lik neme sahip olmakta ve ortalama olarak O2 , %4 CO2 ve %79 N içermektedir. İnsanlar için diğer
biyofiziksel ve fizyolojik veriler aşağıdaki tablolarda verilmiştir.
İNSANLARIN ORTALAMA BİYOFİZİKSEL VERİLERİ
| Kütlesi | 60-70 kg | Temel Devri (Sakin) | 70-80 W |
| Hacmi | 60 litre | Nefes Alma Sayısı | 16 nefes/dk |
| Yüzeyi | 1,7…1,9 m2 | Nefes Alma Miktarı | 0.5 m3/h |
| Vucut Sıcaklığı | 37 0C | Ortalama Deri Sıcaklığı | 32..33 0C |
| Nabız Atışı | 70-80 atış/dk. | Sürekli gücü | 85 W |
| CO2 Nefes Veriş (Sakin) | 10-20 lt/h |
DEĞİŞİK İŞLER SIRASINDA KALP ATIŞLARI İLE OKSİJEN TÜKETİMİ ARASINDAKİ İLİŞKİLER
| Oksijen Tüketimi lt/dak | Kalp Atışı Atış/dak | |
| Hafif iş | < 0.5 | <90 |
| Orta düzeyde iş | 0.5-1.0 | 90-110 |
| Ağır iş | 1.0-1.5 | 110-130 |
| Çok ağır iş | 1.5-2.0 | 130-150 |
| Çok zorlayıcı iş | > 2.0 | 150-170 |
Böylece,Sığınak içerisinde havalandırma koşulları şöyle sıralanabilir;
a. Yeterli düzeyde hava değişimi sağlanabilmeli, ortamdaki CO2 %2’den fazla ve oksijen seviyesi ’dan az olmamalıdır.
b. Radyasyon, biyolojik ve kimyasal tozların ve parçaların sığınak içerisine sızmasını önlemek için iç ortamda dış ortama göre 50 Pa değerinde pozitif basınç yaratılmalıdır
c. Sığınak havası ısıtılmamalı, soğutulmamalı ve nemlendirilmemelidir.
d. Sığınaktaki bütün açılıp kapanan veya dış bağlantısı olan açıklıklar hava sızdırmaz şekilde yapılmalıdır.
Bu koşullarla birlikte, gerekli emniyetin sağlanabilmesi için sistem tasarımında aşağıdaki tedbirler de alınmalıdır.
e. Sığınaklar bir normal havalandırma bir de koruyucu havalandırma sistemlerini içermelidir.
Dışarıdaki hava solunabilir kalitede olduğu zaman normal havalandırma devrede olmalı ve dışarıdan alınan temiz hava EU 3 kalite toz filtre ile filtre edilip ortama verilmelidir.
f. Sığınak havalandırma sisteminin enerji ihtiyacı uygun kapasitede bir jeneratör ile karşılanmalı, jeneratör için sığınak alanı dışında bir alan Makina dairesi olarak tasarlanmalıdır.
Jeneratör egzozu doğrudan dışarıya verilmelidir.
2. SIĞINAKLARIN TANIMI, ÇEŞİTLERİ VE ÖZELLİKLERİ
3194 Sayılı İmar Kanununa Göre Düzenlenmiş Bulunan İmar Yönetmeliklerinde Sığınaklarla İlgili
Ek Yönetmelik hükümlerine göre sığınaklar,
2.1. Kullanacaklara göre sığınaklar,
2.2. Kullanım amacına göre sığınaklar olmak üzere ikiye ayrılmıştır.
2.1. Kullanacaklara Göre Sığınak Çeşitleri
2.1.1. Özel Sığınaklar : Evlerde, Resmi ve Özel İdare, fabrika ve müesseselerin
bodrumlarında veya bahçelerine yapılan sığınaklar.
2.1.2. Genel Sığınaklar : Nüfus ve trafik yoğunluğunun fazla olduğu yerlerde,
dışarııdbulunan halkın korunması için Devlet tarafından yapılan sığınaklar olmak üzere ikiye ayrılmıştır.
2.2 Kullanım Amacına Göre Sığınaklar
2.21. Basınç Sığınakları : Nükleer silahların ani (Işık, ısı, basınç ve ilk radyasyon) ve kalıntı (radyoaktif serpinti) etkileriyle konvansiyonel silahların tesirlerine, kimyasal ve Biyolojik harp maddelerine karşı korunmak amacıyla inşa edilen sığınaklar,
2.2.2. Serpinti Sığınakları : Nükleer silahların radyoaktif serpinti etkilerine karşı korunmak amacıyla inşa edilen sığınaklardır. Bu sığınaklar; kimyasal ve Biyolojik harp maddelerine, nükleer silahların zayıflamış basınç ve ısı tesirlerine ve konvansiyonel silahların parça tesirlerine karşı da
korunmayı sağlamak için inşa edilen sığınaklardır.
3. SIĞINAKLARDA HAVALANDIRMA KAPASİTESİ TAYİNİ VE FİLTRASYON TASARIMI
Sığınağın çeşidi ne olursa olsun,sığınaktan yararlanan insanların,bulundukları koruma ortamında, bulunma süreleri boyunca,sağlıklı ve konforlu olarak yaşamalarının sağlanması gerekmektedir.
İnsanların yaşamlarını sürdürebilmeleri için,ortam havasının asgari yaşam koşullarına uygun olması planlanmalıdır.
Dışarıdaki havanın radyasyon, biyolojik veya kimyasal toz ve parçalar ile kirli olduğu durumlarda emilen hava bu kirleticileri tutacak uygun filtrelerden geçirilerek ortama verilmelidir. Yüksek yangın tehlikesinin olduğu yerlerde dış hava mutlaka basınç, sıcaklık ve neme karşı tampon görevi gören kum filtreden geçirilmeli ve daha sonra aktif karbon filtreden geçirilerek ortama verilmelidir.
Sığınakların mekanik havalandırmasının kapasitesi sığınak büyüklüğüne göre değişmektedir.
Aşağıdaki tabloda verilen sığınak büyüklüğüne göre normal ve koruma havalandırma Kapasiteleri ve kullanılacak filtreler dikkate alınarak tasarım yapılmalıdır. Aşağıdaki kapasite değerleri minimum değerler olup hava kalitesini arttırıcı her türlü ilave önlem tasarımda kullanılabilir.Tablodaki Hava debileri kişi başına asgari hava miktarını ifade etmektedir.
Sığınaklarda havalandırma tasarımına esas kriterler.
| Sığınak Kapasitesi | Normal Ortam Havalandırması | Koruma havalandırması | Yüksek Yangın Tehlikesi | Düşük Yangın Tehlikesi |
| 50 kişiliğe kadar | 9 m3/h ve EU3 kalite toz filtresi | 1.8 m3/h | Kum filtre, EU 3 toz filtre, aktif karbon fitre | EU3 toz filtre, Radyoaktif filtre ve aktif karbon filtre |
| 51-150 kişiliğe kadar | 3 m3/h ve EU3 kalite toz filtresi | 3 m3/h | Kum filtre, EU 3 toz filtre, aktif karbon filtre | EU3 toz filtre, Radyoaktif filtre ve aktif karbon filtre |
| 150 kişiden büyük | 4.5 m /h ve EU3 kalite toz filtresi | 4.5 m 3/h | Kum filtre, EU 3 toz filtre, aktif karbon filtre | EU3 toz filtre, Radyoaktif filtre ve aktif karbon filtre |
Sığınaklar için planlanan kum filtreleri hesaplanırken;
a- 1-25 kişi arası sığınaklarda kum miktarı 1.5m³ yüksekliği 1 m.
b- 25-50 kişi arası sığınaklarda kum miktarı 3m³ yüksekliği 1 m.
c- 50-150 kişiye kadar olan sığınaklarda havalandırma havasının 1m³/dak.sı (60m³/h) başına 1 m³ kum hesaplanmalı ve yüksekliği 2 m. olmalıdır.
Kum yüksekliği 2 m olduğunda kum filtrenin basınç kaybı 200 Pa olarak tasarım yapılmalıdır.
Sığınakta kum filtresi kullanımı tercih edildiğinde, kullanılacak kum, emiş ızgarasını 5 cm. örtecek şekilde 2-5 mm. tane iriliğinde olmalı ve bunun üzerine 0.4-0.8 mm. tane büyüklüğünde kuvartz kum kullanılmalıdır.Aşağıdaki şemalarda örnek tasarımlar verilmektedir.
Sığınağın bulunduğu bölgede yangın tehlikesi yüksek ise mutlaka kum filtresi kullanılmalıdır.
Sığınak Havalandırması Tasarımında Ana Kum Filtresi Filtresi Detayı
Sığınak Havalandırması Tasarımında Ön Kum Filtresi Detayı
4. ÖRNEK SIĞINAK HAVALANDIRMA HESABI
Sığınak Havalandırması hesaplamalarında,Yapının brüt alanın 20 m2 si başına 1 m2 Sığınak alanı,
Sığınakta toplanacak İnsan sayısı ise Sığınağın her m2 si için 1 kişi olarak hesaplanmaktadır.Bu bilgi
lere dayanarak aşağıda orta büyüklükte Sığınaklar için havalandırma havası ve havalandırma ekip
manları tasarımı için hesaplamalar örnek olarak verilmektedir.
Örnek :1 Kum Filtresi ile Koruma yapılması :
| Toplam İnşaat Alanı | : 3000 m2 |
| Gerekli Sığınak Alanı | : 3000 / 20 = 150 m2 |
| Sığınaktaki kişi adedi | :150 m2 x 1 m2/kişi = 150 kişi |
| Kişi başına normal ve koruma halinde hava ihtiyacı | : 3 m3/h-kişi |
| Toplam hava ihtiyacı | :150 kişi x 3 m3/h-kişi = 450 m3/h …(1.a) |
1.1- Kum Filtresi tasarım Hesaplaması ;
1.1.1. Kum havuzu hacmi = 450 m3/h / 60 = 7.5 m3 (Gerekli Filtre kumu miktarı)
60 m3/h hava için = 1 m3 kum
1.1.2. Kum havuzu alanı = 7.5 m3 / 2 m = 3.75 m2
Kum depolama yüksekliği = 2 m.
1.2- Kum havuzu difüzör hesaplaması ;
A = Difüzörde olması gereken deliklerin toplam alanı
H = Difüzörden geçen kirli hava miktarı
V = Hava hızı
2 mm delik alanı = 3.14 mm2
Delik pürüzlülük kat sayısı = 0.85
N = Toplam delik miktarı ( adet)
K = Difüzör Boyu (m.)
1 m. Ø15 lik borudaki delik miktarı = 3000 adet
K = 11689 / 3000 = 3.90 m. Ø15 çapında delikli boru kullanılacaktır.
1.3- Havalandırma Fanı Basınç Hesaplaması ;
Bu hesaplamalarda kullanılan basınç kayıpları,kataloglardan ve basınç kaybı hesabı yapılarak
bulunacak değerlerdir.
| 1.3.1. Giriş Hücresi | 22 Pa |
| 1.3.2. Aktif Karbon Filtre | 50 Pa |
| 1.3.3. Kanal menfez kaybı | 15 Pa |
| 1.3.4. Pozitif iç Basınç | 50 Pa |
| 1.3.5. Kum Filtresİ | 200 Pa |
| 1.3.6. Toplam | 337 Pa |
| 3450 m /h , 400 Pa kapasitesinde fan seçildi….(1.a) |
(Hava hızına ve kullanım zamanına göre hesaplar filtre abaklarından kontrol edilmelidir.)
Örnek :2 Nükleer Tip Hepa Filtreler ile koruma yapılması
2.1- Havalandırma Fanı Basınç Hesaplaması ;
| 2.1.1. Giriş Hücresi | 22 Pa |
| 2.1.2. Aktif Karbon Filtre | 50 Pa |
| 2.1.3. Hepa Filtre200-750 Pa | (750 Pa = Final Basıncı) |
| 2.1.4. Kurşun Eliminatör | 23 Pa |
| 2.1.5. Fan Hücre Kaybı | 13 Pa |
| 2.1.6. Kanal Menfez Kaybı | 30 Pa |
| 2.1.7. Pozitif İç Basınç | 50 Pa |
| 2.1.8. Toplam | 388-938 Pa |
Sonuç olarak havalandırma debisi 50 m3/h ,basıncı 400 Pa kapasitesinde fan seçildi.(Hava hızına ve
kullanım zamanına göre hesap sonucu filtre çizelgelerinden kontrol edilmelidir.)
Hesaplamalar sonucunda,havalandırma Sistemi tasarımı yapılırken,uygun ölçülerde havalandırma ve
Ekzost kanalları ve menfez seçimi yapılmalıdır. Ortamdaki kirli havanın dışarı atılması tasarımında,atık
havanın Banyo,WC gibi hacimlerden geçirilerek atılması düşünülmelidir. 50 kişiden fazla insanın
barındırılacağı sığınaklarda,Yangından Korunma yönetmeliğinin 5.bölüm madde 59’da açıklanan
tedbirler alınarak,tasarlanan havalandırma sistemi Duman Tahliye sistemi olarak da kullanılabilir.
Sığınak mekanının düzenlenmesi esnasında,Gaz,kalorifer ve diğer tehlike arz edebilecek borular
mümkün olduğunca sığınak içerisinden geçirilmemelidir. İçme suyu ve atık su boruları sığınak
içerisinden geçirilebilir. Elektrik cihazlarının kabloları nemli ortama uygun olarak seçilmelidir.
KAYNAKLAR
[1] Bautecnishe Grundsatze für Grundschutzraume Mitlerer Grösse – Mai 1986
[2] Bautecnishe Grundsatze für hausschutzraume für Grundschutzes für 10,15 und 25 Personen – Mai 1991
[3] Bautecnishe Grundsatze für hausschutzraume für Grundschutzes für 25 und 50 Personen – Mai 1991
[4] Bautecnishe Grundsatze für hausschutzraume des verstarkten Schutzes ( 3 bar) Vom Juli.1983
[5] 3194 sayılı kanuna göre düzenlenmiş imar Yönetmeliklerine Sığınaklarla ilgili ek yönetmelik R.G.02.09.1999 ASHRAE Fundamentals 1993
[6] Makina Mühendisleri Odası İzmir Şubesi XXII. Dönem Tesisat Mühendisliği Komisyonu
[7] Çalışmaları