DERS NOTLARI
TESİSAT TEKNOLOJİSİ
Hazırlayan Öğr.Gör. Erdoğan ŞİMŞEK ÇÜ Adana MYO
Aralık 2007 1
ÖNSÖZ
Bu ders notunu hazırlarken makine mühendisler odası ve çeşitli sıhhi tesisat yayınlarından faydalandım. Ders notunu kullanacak arkadaşlara makine mühendisleri yayınlarını almalarını tavsiye ederim. Erdoğan ŞİMŞEK
2
İÇİNDEKİLER BÖLÜM1 Sıhhi Tesisat………………………………………………………5 Genel Sıhhi Tesisat Sembolleri…………………………………...7 BÖLÜM 2 Temiz Su Tesisatı…………………………………………………10 Aygıt Ve Donanımların Yerleştirilmesi…………………………..12 Aygıtların Yükseklik Değerleri…………………………………...12 Donanımlara Ait Yükseklik……………………………………….12 Temiz Su Tesisatında Boru Çapı Hesabı………………………….13 Temiz Su Tesisatında Boru Çapı Hesabı (MB Birimine göre)……13 Bazı Cihazların MB Esasına Göre Temiz Su tüketimi…………...13 Konutlara Şehir Şebekesinden Giren Temiz Su Ana Borularının Çapları…………………………………………………………….14 Temiz Su Tesisatının Bölümleri…………………………………..14 Sıcak Su Tesisatı…………………………………………………..15 Bağımsız Sıcak Su Tesisatı………………………………………..16 Merkezi Sıcak Su Tesisatı…………………………………………16 Sıcak Su İhtiyacı…………………………………………………..17 Boyler Hesabı……………………………………………………...18 Sıcak Su Tesisatında Boru Çapı Hesabı…………………………...19 Soğuk Su Tesisatı………………………………………………….20 Temiz Suyun Depolanması Ve Basınçlandırılması………………..21 Hidrofor Seçimi……………………………………………………22 Pompa Seçimi……………………………………………………...26 Su Deposu Kapasite Hesabı………………………………………..26 Su Deposu Hesabı………………………………………………….27 Pompa Debisi Hesabı………………………………………………27 Pompa Basıncı Hesabı……………………………………………..27 Hidrofor Tank Basınçları…………………………………………..27 Üst Basınç Hesabı………………………………………………….27 Hidrofor Ön Basıncı……………………………………………….27 Hidrofor Tankı Hesabı……………………………………………..28 Ön Basınçlı Durum Hesabı………………………………………...28 Kompresör Hesabı…………………………………………………28 Kumanda Sistemi…………………………………………………..28 Emniyet Cihazları………………………………………………….29
3
İÇİNDEKİLER BÖLÜM 3 Pis Su Tesisatı……………………………………………………...31 Bina Dışı Pis Su Tesisatı…………………………………………...32 Bina İçi Pis Su Tesisatı…………………………………………….33 Ana Boru , Kolon , Kat Borusu , Havalık..………………………...33 Pis Su Tesisatının Tasarım Kuralları…………………………...….34 Pis Su Borularının Çap Tayinleri…………………………………..35 Yağmur Suyu Tesisatı……………………………………………...36 Yağmur Suyu Tesisatının Hesabı…………………………………..36 BÖLÜM 4 Yangından Korunma Tesisatı………………………………………39 Yapı Dışı Yangından Korunma Tesisatı……………………………39 Boru Çapları ve Su Hızları …………………………………………39 Yapı İçi Yangından Korunma Tesisatı……………………………...40 Sabit Boru Hortum Sistemi…………………………………...……..40 Boru Çapı Hesabı, Yangın Dolapları, Yangın Muslukları, Hortumlar……………………………………………………………42 Su Kaynakları………………………………………………………..43 BÖLÜM 5 Kalorifer Tesisatı…………………………………………………….45 Dikişli Siyah Çelik Borular………………………………………….45 Dikişsiz Siyah Çelik Borular………………………………………...45 Sıcak Sulu Kalorifer Tesisatı………………………………………...46 Alttan Dağıtmalı Alttan Toplamalı Isıtma Sistemi………………….47 Üstten Dağıtmalı Alttan Toplamalı Isıtma Sistemi………………….48 Üstten Dağıtmalı Üstten Toplamalı Isıtma Sistemi…………………49 BÖLÜM 6 Kat Kaloriferi Sistemleri…………………………………………….51 BÖLÜM 7 Suyun Yumuşatılması……………………………………………….55 Geçici Sertlik, Kalıcı Sertlik………………………………………...55 Sertlik Birimleri, .Yumuşatma Yöntemleri…………………………55 BÖLÜM 8 Güneşli Su Isıtıcıları………………………………………………...59 Güneşli Su Isıtıcıları Tesisat Şemaları……………………………....60 Sıcak Su Gereksiniminin belirlenmesi………………………………61 Güneşli Su Isıtıcılarının Tasarımı………………………………...…62
4
BÖLÜM
SIHHİ TESİSAT
Amaç: Sıhhi tesisat hakkında genel bilgilendirme.
5
1.1 Sıhhi Tesisat
Yapı için gerekli suyun temini, depolanması, yumuşatılması, ısıtılması, basınçlandırılması ve dağıtımı, sıhhi tesisat aygıt ve donanımları, pis suyun atılması, atık suyun arıtılması, yağmur suyu drenajı ve yağmurdan koruma konularını kapsar. Ayrıca mutfak ve çamaşırhane tesisatı, yüzme havuzları güneş enerjisi tesisatı gibi özel tesisatlar sıhhi tesisat kapsamındadır. Modern bir sıhhi tesisat sisteminin gerçekleştirilmesi için gerekli temel amaçlar ve sistem performans kriterleri aşağıdaki gibi sıralanabilir; 1. Yapıya temiz suyun sağlanması ve herhangi bir pis suyun karışmasının önlenmesi 2. Aygıtların sayısı sağlanan suyun miktar ve basıncı uygun bir sistem kurulması. 3. Gerekli durumlarda su depolanması. 4. Pis su drenaj sisteminin tıkanma ve katı madde birikimlerinden uygun bir bakımla korunmasının sağlanması. 5. Tesisat ömrü için uygun boru ve donatım malzemesinin seçilmesi. 6. Temiz ve pis su tesisatlarının uygun ayrıma, yalıtım ve havalandırılmasının sağlanması. Projelerde ön hazırlık safhasında mimari projeler üzerinde boru geçiş yerleri cihaz yerleştirme gibi konularda dikkat edilecek noktalar şunlardır; 1. Islak hacimler düşey doğrultuda üst üste, yatay planda da yan yana getirilmelidir. • Sıhhi tesisat olan bölümler üst üste getirilmelidir. • Banyo ve helâlar yapı özellikleri göz önüne alınarak normal döşemeden 25 ila 40 cm düşük döşeme yapılmalıdır. • Düşey borular en az 50x50 ölçülerinde tesisat galerilerinden geçirilmelidir ( çok katlı binalar için ). 6
•
Duvarlardan geçen borulara gerekli eğim verilmelidir.
Bir konutta tavsiye edilen aygıt sayıları şöyledir. En az bir lavabo En az bir banyo En az bir helâ taşı En az bir evye bulunmalıdır. Komple bir tesisat projesinde aşağıdaki paftalar bulunmalıdır; 1. 2. 3. 4.
Hesap ve açıklamaları içeren bir tesisat hesap raporu. Kat planları. Kolon şeması Gerekirse izometrik boru akış şemaları. 5. Laboratuar ve mutfak gibi özel işlem aygıtlarını bulundukları yerler için özel boru diyagramları. 6. Rögar, yağ ayırıcı ve cihaz bağlantıları gibi gerekli yerler için detay çizimleri.
7
1.2 Genel sıhhi tesisat sembolleri
8
9
BÖLÜM TEMİZ SU TESİSATI
Amaç: Temiz su tesisatı hakkında bilgilendirme.
10
2.1 Temiz Su Tesisatı Temiz su tesisatı sayaçtan veya bağımsız sistemlerden suyun kaynağından başlayarak kullanma yerlerine kadar olan temiz su boru donanımları ve aygıtları içerir. Temiz su tesisatı; • •
Soğuk su tesisatı Sıcak su tesisatı
Olmak üzere iki ana bölümde incelenir. Bu bölümde suyun depolanmasından basınçlandırılmasına, yumuşatılmasına ve tesisattaki ses yalıtımı detaylı olarak incelenecektir. Temiz su tesisatları su sayacından itibaren başlar. Su sayacından önceki kısım çoğu zaman belediyeler tarafından yapılmaktadır.Temiz su tesisatında uyulması gereken kurallar şunlardır ; 1- Temiz su tesisatlarında kullanılan borular, ftings ve kolektörler galvanizli olmalıdır. Ya da plastik borular kullanılmalıdır 2- Borular diş açarken; a- Dişlerin bozulmaması için pafta lokmaları sık sık yağlanmalıdır. Dişler arası talaş temizlenmeli ve kullanılan ftingsler temper döküm olmalıdır. bAçılan dişler üzerine teflon veya keten sarılıp sülyan boya ile boyanmalıdır. cSızdırmazlığı sağlamak amacıyla maşon ve benzeri parçalar anahtarla bir sefer tutularak sıkılmalıdır. Aksi takdirde Galvaniz dökülür. 3- Gerekirse temiz su tesisatlarında sayaç yönünde su boşaltılması sağlamak amacıyla yatay borulara %1 eğim verilmelidir. 4- Açıktan döşenen borular mutlaka kelepçelenmelidir. Boru ekseninin duvardan açıklığı 3 inç ’e kadar 4cm, 3 inç ve daha büyük borularda 5–6 cm olmalıdır. 11
5- Bina dışında toprak altına döşenecek borularda donmaya karşı önlem almak için bölgesine göre 60 – 80 – 100 cm derinlikte gömülerek izolasyon yapılmalıdır. Ayıca ağır vasıta geçecek yerlerde gerekli önlem alınmalıdır. 6- Kolektör yapımında kaynak kullanılmamalıdır. Eğer kullanılması zorunlu ise yeniden galvanizlenme işlemi gerçekleştirilmelidir. 7- Ülkemizde genelde borular duvar içi tesisat olarak döşendiğinden yağlı boya ile boyanıp yağlı kâğıtlarla sarılıp gerekirse ziftlenmelidir. 8- Sıcak ve soğuk su boruları aynı zamanda döşendiği için bakış yönünde soğuk su borusu sağ tarafa sıcak su borusu sol tarafa takılır. Özellikle banyolarda bu konuya dikkat edilmelidir. 9- Tesisat çekildikten sonra mutlaka basınç testi uygulanır. Tesisata test yapılmadan bütün çıkışlar kor tapa kapatılır. Tesisata su basılarak kör tapadan havası alınır. Daha sonra en az işletme basıncının 1,5 katı basınç uygulanarak basınç sabitlenir. Test cihazındaki manometreden 30dk. Sonda basınç değerine bakılarak düşme olup olmadığı kontrol edilir. Eğer basınçta düşme varsa kaçak yeri bulunur. Gerekli tamirattan sonra tekrar teste tabi tutulur. 10- Ana dağıtım ve kolon boruları mümkün olduğunca açıktan geçirilmeli her kolon vanalarıyla ayrı ayrı kapatılabilmeli ve suyu boşaltabilmelidir. Ayrıca ana dağıtım boruları ve kolonlar ayrı renklere boyanabilir.(Sıcak su kırmızı, soğuk su mavi.) 11- Her katın bağımsız olarak kapatılabilecek vanaları olmalıdır. 12- Borular kesinlikle kiriş, kolon gibi taşıyıcı elemanlar delinerek veya kırılarak geçirilmemelidir. 12
13- Vanalar kolay ulaşılabilecek noktalara yerleştirilmelidir. 14- Birbiriyle yan yana geçecek tesisatlarda terleme göz önünde bulundurulup soğuk su tesisatı alttan geçirilmelidir. 15- Tüm kullanma suyu tesisatı kullanım noktalarına doğru yükselerek çekilmelidir. Sistemde hava yapması önlenmelidir.
2.2 Aygıt ve Donanımların Yerleştirilmesi: Çeşitli aygıtlara takılacak muslukların ve çeşitli donanımların yüksekliği bunların yapılış şekillerine göre değişsede normal olarak aşağıdaki ölçüde alınabilir. Bu ölçüler döşeme yüzeyinden itibaren verilmiştir.
2.2.2 Aygıtların Yükseklik Değerleri: Banyo Bataryaları Duş Bataryaları Evye Bataryaları Lavabo Bataryaları Alaturka Helâ Alafranga Helâ Yıkanma Yalağı (Erkek) Yıkanma Yalağı (Bayan) Pisuvara Püskürtme Su Tesisatı
0,75m 1,10m 1,15m 1,05m 0,20m 0,25m 1,45m 1,30m 1,20m
2.2.3 Donanımlara Ait Yükseklikler: Lavabo Üzerindeki Etajer Lavabo Aynası Alt Kenarı Rezervuar Zincir Yüksekliği Bas Tipi Rezervuar Yüksekliği Helâ Kâğıtlık Alt Kenarı Normal Lavabo Üst Kenarı Bulaşık Tekneleri Çamaşır Tekneleri Sulama Yalakları İlköğretim Ok. Lavabo Üst Kenarı
1,35m 1,35m 1,10m 0,70m 0,80m 0,80m 0,75m 0,50m 0,70m 13
Tesisatta aygıt denilince bütün bataryalar şiber ve ventiller gibi malzemeler anlaşılır. Bu armatörlerin suyun musluklardan yeterli bir basınçta akmasını sağlamak için su akımına küçük bir direnç göstermesi gerekir. Bu bakımdan şiber ve adi musluklar daha uygundur.
2.2.4 Temiz Su Tesisatında Boru Çapı Hesabı: Temiz su tesisatında boru çapının hesap esası suyun izlediği yol boyunca oluşan basınç kayıplarının belirli bir değerde tutulmasına dayanır. Basınç kayıpları boru malzemesine borudan akan suyun debisine yerel kayıplar yaratan elemanların sayısına su sayacına veya benzeri özel donanımlara bağlıdır. Borudan akan suyun debisi ise borunun beslediği kullanma yerlerinin sayısı ve cinsiyle belirlenir.
2.2.5 Temiz Su Tesisatı Boru Çapı Hesabı (Musluk Birim) Esasına göre: Lavabo, banyo, duş bataryaları, evye, tuvaletler, çamaşır makinesi muslukları, temiz su giriş çapları ½ inç olmalıdır. Banyo, tek tuvalet ve mutfaktan oluşan bir dairede ana temiz su girişi boru çapı ¾ inç olmalıdır. Farklı tertipteki dairelerin boru çapı musluk birimi esasına göre hesaplanacaktır. Musluk birimi esasına göre temiz su tüketimi cihazların tipine göre hesaplanır.
2.2.6 Bazı Cihazların MB Esasına Göre Temiz Su Tüketimi: Lavabo, rezervuar, pisuvar, evye , ½inç musluk : ½ MB Çamaşır makinesi, su alma yalağı : 1 MB Banyo, otomatik helâ : 2 MB Temiz su tüketimine göre boru çapları aşağıdaki tablo göz önünde bulundurularak seçim yapılacaktır. Musluk Birimi 0–3 Dahil 3–8 Dahil 8–20 Dahil 20–35 Dahil 35–50 Dahil 50 den Fazlası 14
Cinsinden Boru Çapları ½ inç ¾ inç 1 inç 1 - ¼ inç 1 - ½ inç 2 inç
2.2.7 Konutlarda Şehir Şebekesinden Giren Temiz Su Ana Borularının Çapları: Daire Sayısı 1–2 Daireye kadar 3–6 Daireye kadar 7–13 Daireye kadar 14–19 Daireye kadar 20–30 Daireye kadar 30 ‘dan Fazla
Boru Çapları 1 , ¾ inç 1 inç 1 - ¼ inç 1- ½ inç 2 inç İhtiyaç ve şartlara göre
2.2.8 Temiz Su Tesisatının Bölümleri:
Su sayacı
15
2.3 Temiz Su Tesisatı İki Ana Bölümde İncelenir; 1-
Sıcak su tesisatı
2-
Soğuk su tesisatı
2.3.1- Sıcak Su Tesisatı:
Yapılardaki sıcak su tesisatı, aranılan konforu, mevcut ısıtma kaynaklarına, enerji durumuna, hacim ve yer durumuna göre seçilir. Temel olarak iki ayrı sıcak su sistemi mevcuttur.
16
2.3.1.1- Bağımsız Sıcak Su Tesisatı: Bağımsız sıcak su tesislerinde şebeke suyu şofben, termosifon, kombi gibi her daire için bağımsız olarak kurulan su ısıtıcılarında ısıtılır.
2.3.1.2- Merkezi Sıcak Su Tesisatı:
17
Merkezi sıcak su tesislerinde ise sıcak su bir merkezde boylerler vasıtasıyla ısıtılıp ve borularla sisteme dağıtılır. Sisteme doğal veya zorlanmış dolaşımlı sirkülasyon hattı çekilerek batarya sıcak su girişlerinde sıcak su bulunması sağlanır. Eğer sıcak su sirkülasyon hattı 30m’den daha uzunsa sıcak su sirkülasyon hattına biri asil diğeri yedek olmak üzere iki sirkülasyon pompası konur.
2.3.1.3- Sıcak Su İhtiyacı: Konutlarda sıcak su sıcaklığı 30 – 60 ºC arasında değişir. Eğer endüstriyel mutfak ve çamaşırhane sisteme yük getiriyorsa bu sıcaklık arttırılabilir. Standart olarak kullanma suyu sıcaklığı 60º C olarak kabul edilir ve hesaplamalarda bu değer esas alınır. Üniversal bir hesap yöntemini belirlemek amacıyla verilen çeşitli standart tüketim değerleri arasında çeşitli kaynaklar arasında farklılıklar gösterilmektedir. Aşağıdaki çizelgede çeşitli kullanım yerleri için farklı kaynaklarda rastlanan en düşük ve en yüksek 60ºC su sıcaklığında saatlik ani su ihtiyaç değerleri verilmiştir.
18
Tablo: Bazı cihazların mekânlarda ani sıcaklık ihtiyaçları için L/h olarak değerleri; Bağımsız Apartman Otel Ev Özel Lavabo Genel Lavabo
İşyeri
Okul
Fabrika
Hastane
7,5 – 9
7,5 – 9
7,5 – 9 7,5 – 9 7,5 – 9
7,5 – 9
7,3 – 9
-
15 – 18
30–36
40–54
20–27
23–27
50–68
90 – 250 76 – 250 76–250 450 Banyo Bulaşık 166– 40x68 40 – 68 75–450 75–450 Makinesi 760 35x45 35 – 45 70–136 38–90 35–90 70–90 Eviye Çamaşır 750– 70x70 70 – 90 75–126 Makinesi 1000 250– 114– 136x250 114 – 250 250–1000 0,4–1 Duş 340 136 Kullanma Eş 0+3 0+3 0–25 0–3 0,4 0,4 Faktörü 1,25 0–8 2 1 0,6 Depolama 0 – 7
---------.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-
76–250 160–680 70–90 75–126 250–350 0,25 0,6
Soğuk Su Sıcak Su Sıcak su sirkülâsyonu
Sistemde kullanılan yerlerin hepsinin aynı anda çalışma olasılığı düşük olduğundan merkezi sistemlerde sıcak su ihtiyacı toplam ani sıcak su ihtiyacının kullanma eş zaman faktörü ile çarpılması ile belirlenir.
2.3.1.4- Boyler Hesabı: Boyler ısıtıcılarında kazında elde edilen sıcak su kızgın su veya buhar kullanılarak çeşitli ortamlarda kullanılacak olan su ısıtılır. Genelde Boylerler; 1- Tek cidarlı 2- Çift cidarlı olarak sınıflandırılırlar.
19
Çift cidarlı boylerde ısıtıcı akışkan 2 cidar arasında kalan dış gömlekte dolanır. Isıtıcı akışkan basıncının düşük olduğu uygulamalarda kullanılır. Tek cidarlı boylerlerde ise eğer ısıtıcı akıştan basıncı yüksek olan buhar veya kızgın su kullanılıyorsa kullanım suyunu ısıtmak için boyler içerisine serpantin döşenir ve kullanım suyu böyle ısınır. Gerekli boyler hacmi sıcak su ihtiyacı ile belirlenir sıcak su ihtiyacı bir depolama faktörü ile çarpılarak boyler hacmi bulunur. Boyler imalatları standart olduğundan bulunan hacme en yakın standart boyler seçilir. Isıtma devresi hesabında belirlenen depo hacmi suyu kadar iki saatte 10ºC - 60º C sıcaklığa kadar ısıtılacağı esas alınmalıdır. Buna göre ev ve apartmanlarda ısıtıcı kapasitesi; Q= Mss x C x (ta – tg) formülüyle bulunur. 2 Q= Isıtıcı kapasitesi Mss= Boyler hacmi C= Suyun özgül ısısı (tç – tg ) = Su giriş (60ºC) ve çıkış (10ºC) sıcaklığı
2.3.1.5- Sıcak Su Tesisatında Boru Çapı Hesabı; Bağımsız sıcak su tesisatında sıcak su boruları için hesaba gerek yoktur. Kullanacakları batarya çaplarına göre tesisat çekilir. Merkezi sıcak su sistemlerinde sıcak su boruları YB veya MB yardımı ile hesaplanabilir. Boylerli binalarda sıcak su boru şebekesine paralel olarak sirkülasyon boruları döşenir. Sıcak su tesisat borularına paralel olarak döşenecek sirkülasyon boru çapları aşağıdaki tabloda verilmiştir. Tablo: Sıcak Su Boru Çapına Bağlı Olarak Sirkülasyon Boru Çapları
Sıcak Su Tesisat Boru Çapı 2“ 11/2 “ 20
Sirkülasyon Boru Çapı
11/2 “ 11/24“
11/4“ 1” ¾“
1” ¾“ ¾“
2.3.2- Soğuk Su Tesisat:
Yapılardaki soğuk su tesisatı, aranılan konforu, mevcut hacim ve yer durumuna göre seçilir.
21
2.3.2.1 Temiz Suyun Depolanması ve Basınçlandırılması: Şebeke suyu kesilmelerine karşı temiz su tesisatlarında en az 24 saatlik suyun depolanması istenir. Ayrıca yangın suyu rezerve olarak ta bir miktar suyun depolanması gerekir. Depolanacak su miktarını belirleyebilmek için önce temiz su tüketiminin belirlenmesi gerekir. Aşağıdaki çizelgede su tüketimi değerleri verilmiştir. Çizelge: Günlük Ortalama Su Tüketimi Cinsi
Ortalama Tüketim Lt/kişi Lavabolu 60–80
Konutlar Oteller
Duşlu
80–115
Küvetli
120–200
Duşlu
100
Küvetli
150–200
Hastaneler
200–500
Okullar
5
Çocuk Yuvaları
80–100
Kreşler
100–150
Kışlalar
60–80
Lokantalar
20–100
Bahçe sulama işlerde
1,5 lt/m2
Binek otosu(temizlik)
100 lt(günlük)
Seçilecek su deposunun hacmi yukarıdaki çizelge yardımıyla belirlenerek yangın rezervinde dikkate alınacaktır. Depolar bakımı kolay yapılacak ve temizlenebilecek yerlere yerleştirilmelidir. İç kısımları korozyona karşı korunmuş olmalı sızdırmaz bir kapakla kapatılmalı ve havalandırma borusu bağlanmalıdır. Taşıma borusunun çapı standart olarak su giriş borusu çapının iki katından az olmamalıdır. Ayrıca depo suyunun gerektiğinde boşaltılabilmesi için boşaltma borusu bağlanmalıdır. 22
Aşağıdaki çizelgede su deposunun boşaltma ve taşıma boru çapları verilmiştir. Depo (lt)
hacmi Taşıma Borusu Çapı
Boşaltma borusu çapı
0–2900
1"
2–1/2"
300–3900
1–1/2"
2–1/2"
6000–12000
2"
2–1/2"
1200–1900
2–1/2"
2–1/2"
20000–28000
3"
3"
29000–38000
4"
4"
39000-Fazlası 4"
4"
2.3.2.2 Hidrofor Seçimi:
Suyun basınçlandırılması amacıyla kullanılan hidrofor şehir şebeke basıncının yeterli çok yüksek katlı binalarda kullanılır. Günümüzde çok değişik tipte hidrofor üretilmekte olup hidrofor tankı olan sistemlerde sistemin basınçlandırılması suyun üzerinde bulunan sıkıştırılmış hava yastığı ile sağlanır. Hidrofor tankları standart hale getirilmiş ve tablolarda verilmiştir. Toplam depo hacminin hesabı aşağıdaki adımlardan oluşur; 23
a. Günlük ortalama su tüketimi belirlenir. Günlük ortalama su tüketimi çizelgesinden kişi başına su tüketimi değerleri ile yapıda yaşayan kişi sayısı x günlük ortalama değerler bulunur. b. Saatlik maksimum su tüketimi belirlenir. Aşağıdaki çizelgede verilen değerlerle günlük ortalama su tüketimi çarpılır maksimum su tüketimi değeri (saatlik “Qm”) bulunur. Çizelge: Saatlik en fazla su gereksinimini bulmak üzere kullanılacak katsayı. Binanın Cinsi
Katsayısı
Konutlar 1–10 daireli Apt
0,4
10–20 daireli Apt
0,3–0,4
Daha fazla daireli Apt
0,25
Köşk ve Sayfiye Evleri
0,6
Oteller 20 Yataklı
0,4
20–50 Yataklı
0,3–0,4
20'den Fazla Yataklı
0,2–0,3
Hastaneler 50–500 Yataklı
0,2–0,3
500–1000 Yataklı
0,15–0,20
1000–2000 Yataklı
0,1–0,15
Okullar
0,3
Kışlalar
0,3–0,4
İş hanları
0,3
c. Pompa debisi belirlenir. Pompa debisi (Qp) saatlik maksimum su debisinin bir emniyet katsayısı ile çarpılmasıyla bulunur. Emniyet katsayısı 1,4–2,5 arasında değişir. d. Pompanın devrede kalma süresi belirlenir. 24
Qm
Z= Qpxi Z Qm Qp İ
: : : :
Pompanın Devrede Kalma Süresi Saatlik Maksimum Su Tüketimi Pompa Debisi Pompanın Devreye girme Sayısı (i değeri 6–15 arasında değişir)
e. Pompanın faydalı hacmi belirlenir. Pompanın su bastığı depo aralığındaki hacmidir. Vf=(Qp-Qm)Xz Vf=Deponun faydalı hacmi Qp=Pompa debisi Qm=Saatlik maksimum su tüketimi Z=Pompanın devrede kalma süresi f. İşletme alt basıncı belirlenir. Bu basınç kritik devre dediğimiz tesisatın en elverişsiz kullanma yerindeki akma basıncını sağlayacak olan basınçtır. Pa=H+ha+hb Pa=İşletme basıncı H=Kritik kullanma yeri yüksekliği Ha=Kritik kullanma yeri akma basıncı Hb=Kritik hattaki toplam müsaade edilen basınç kaybı g. İşletme basıncı belirlenir. Üst limit normal tesisatta alt işletme basıncının 1–1,5 Atü, zorunlu hallerde 2–3 Atü daha fazla alınır. h. Etkin hacim belirlenir. Vf x Pü Ve = Pü - Pa
Ve: Etkin hacim Pü: İşletme üst basıncı i.
Vf: Deponun faydalı hacmi Pa: İşletme alt basıncı
Hidrofor depo hacmi hesaplanır. Toplam hacim(Vlt) şöyle hesaplanır; 25
Vf=1,25 x (Ve) Vt=Toplam Hacim Ve=Etkin Hacim Vö=Ölü Hacim (Toplam Hacim) %20’si oranında alınır, bu hacme en yakın standart hidrofor hacmi çizelgeden seçilir.
2.3.1.3- Pompa Seçimi: Pompa debisi yukarıda belirtilmiştir. 26
Pompanın basma yüksekliği ise; Hp= Pü + He + Hbe + Hbb Hp: Pü: He: Hbe: Hbb:
Pompanın basma yüksekliği İşletme üst basıncını Pompanın emme yüksekliği Emme tarafındaki boru kayıpları Basma tarafındaki boru kayıpları
Örnek: 16 daireli ve her dairesinde ortalama 4 kişi yaşayan bir konutun hidrofor hesabını yapınız? Örnek: Kuvvetli boylerli tesisatı yapılması istenen 16 daireli apartmanda hidrofor tesisatının hesabını yapınız?
2.3.1.4 Su Deposu Kapasite Hesabı: Konutta ortalama su tüketimi tespit edilir. Qt=Daire adedi x Kişi Adedi x Kişi için su ihtiyacı (lt/gün) (Apartmanlarda kişi adedini 4–6 kişi alırsak) Konutlarda Günlük Su İhtiyacı Duş Tekneli veya Küvetli Konutlar Çift Banyolu Konutlar
125 lt Kişi-gün 200 litre Kişi-gün
Qt=16 Daire x 4 kişi daire x 125 litre (kişi-gün) =8000 litre/gün
2.3.1.5- Su Deposu Hesabı: Apartmanda hesap edilen günlük ortalama su ihtiyacı depo edilmektedir. Depo şehir şebekesinden beslenecek, falatörlü, seviye 27
göstergesi, su alma ve boşaltma vanalarıyla donatılmış olacaktır. Depo betonarme veya sacdan yapılacaktır. Qmax = Qt x k (litre/saat) k=0,40 = 8000 x 0,40 = 3200 lt/h = 3,2 m2/h
2.3.1.6 Pompa Debisi Hesabı: Q max
3200
Qpompa= (0,4 veya 0,7) Lt / h = 0,7 = 4570 Lt/h Z değeri 0,4–0,7 arasında alınır.
2.3.1.7 Pompa Basıncı Hesabı: Hman: Pompanın manometrik basma yüksekliği. Hman=(Püst+Hemme+Hkayıp) x 1,1 (Pa) Emme tarafındaki basıncı sıfır alırsak; Hman= (4,73 x 105 + 0 + 0,49 x 105) x 1,1 = 5,74x105 Pa
2.3.1.8- Hidrofor Tank Basınçları: Palt= ( H + Hakma + Hkayıp ) x 1,1 ( Pa )
2.3.1.9- Üst Basınç Hesabı: Püst = Palt +∆ D
2.3.1.10- Hidrofor Ön Basıncı: h −a
Pön = hxpatt
( Pa )
2.3.1.11 Hidrofor tankı Hesabı: Vfad=(Qpompa-Qmax) x Z 28
1atü=1 bar=105 Pa 1ata=(1 Atü veya atm)+1,033 Teknik atmosfer 1atm=%8070 Pa Mutlak atmosfer 1ata=1,9807x105 Pa Vfay = (Qpompa-Qmax)Xz = 4570–3200 x 0,07 = 95,9 =100 alındı.
2.3.1.12 Ön Basınçlı Durum Hesabı: Vtank =
V fay x Püst x Palt Pön x ( Püst − Palt )
2.3.1.13 Kompresör Hesabı: Hidrofora P ön basıncını temin etmek ve hava kaçaklarını karşılamak için kompresör kullanılır. Kompresör hidrofor ön basıncında çalışacağı göz önüne alınarak çıkış basıncı 8 Atü olan kompresör seçilir. Ve kompresör kapasitesi hidrofor depo hacmini 2 saatte tamamlayacak değerde seçilmelidir.
2.3.1.14 Kumanda Sistemi: Pompanın devreye girip çıkmasını sağlayacak sistemler aşağıda belirtilmiştir. Alt ve üst tahliye cihazları Bujili seviye kontrol cihazları Elektrikli alt ve üst seviye flatörleri Su alt seviyeye gelince pompa çalışır. Üst seviyeye gelince pompa devreden çıkar. Sistem üst alt basıncı prosestat vasıtasıyla ayarlanır. Prosestat basıncının P altın altına düşmesi halinde kompresörü çalıştırarak tankın Palt basıncına getirttirir ve kompresörü durdurur.
2.3.1.15 Emniyet Cihazları: Hidrofor tankı üzerine monte edilmiş ve kendinden hava ikmali yapabilen pistonlu hidroforların seçimi için yukarıdaki 29
hesaplamaların tamamı yapılacak pompa ve hidrofor tankı seçimi için hesap edilen değerlere göre saptanacaktır. Musluk Lavabo Banyo ve duş Rezervuar Pisuvar Yangın Dolabı
30
Su Atma Basıncı 49035 Pa 49035 Pa 49035–98070 Pa 117687 Pa 49035 Pa 292210 Pa
5 5 5–10 12 5 30
mss mss mss mss mss mss
BÖLÜM Pis Su Tesisatı
Amaç: Pis su tesisatı hakkında bilgilendirme.
3.1 Pis Su Tesisatı:
31
Yapılarda su akıtma yerlerinden gelen kullanılmış suları şehir kanalizasyonuna ileten boru bölümüne bina pis su tesisatı denir.
3.1.1 İyi Yapılmış Bir Pis Su Tesisatı Şu Nitelikleri Taşımalıdır: 32
1. Tüm pis ve kirli suları çabuk olarak, sağlığa zarar vermeden ve insanları rahatsız etmeyecek şekilde bina dışına taşımalıdır. 2. Koku ve gazların pis su borularından bina içinden sızması önlenmelidir. 3. Borular hava, gaz ve su sızdırmaz olmalıdır. 4. Borular dayanıklı çabuk kırılmamalı, yapının oturmasından zarar görmemelidir.
Bina pis su tesisatı 3 ana bölüme ayrılır; •
Bina dışı pis su tesisatı
•
Bina içi pis su tesisatı
•
Yağmur suyu tesisatı
3.2 Bina Dışı Pis Su Tesisatı:
33
Binanın 1–1,5 m dışından başlayıp şehir kanalizasyon şebekesinde son bulan tesisat kısmıdır. Bina dışı pis su tesisatında pvc boru, düz, dökme demir veya asbestli boru kullanılır.
Bina dışı pis su tesisatı şehir şebekesine mümkün olduğu kadar doğal akışla bağlanır. Bu nedenle rögarlar arasındaki ve konut dışındaki borularda sürekli bir eğim sayesinde pis sular için uygun bir serbest akış karakteristiği yaratılmalıdır. Boruların oturtuldukları zemin yumuşak olmamalıdır. Çünkü yumuşak zemin tesisatta çatlamalara ve bel vermelere neden olur. Bina dışı pis su tesisatı ağaçlardan 4–4,5 m uzaktan geçecek şekilde çekilmelidir. Eğer şehir kanalizasyonunun seviyesi bina seviyesinden yüksekse kurtardığı kadar şehir kanalizasyonuna bağlanmalı akışın kurtarmadığı katlar bir pis su çukuru açılarak pis su borularda toplanmalı ve bir pis su pompası vasıtasıyla şehir kanalizasyonuna bağlantı sağlanmalıdır. Eğer yerleşim yerlerinde şehir kanalizasyon sistemi yoksa o zaman bir fosseptik (pis su çürütme) çukuru açılarak pis sular bu çukura bağlanmalıdır. 34
Şehir suyu şebekeleri ayrık sistem ve birleşik sistem pis su şebekeleri olmak üzere iki şekilde yapılır. Bütün pis su ve yağmur suları aynı kanala atılıyorsa birleşik sistem, yağmur suyu ve pis sular ayrı borularla ayrık sistem olarak adlandırılır.
3.3. Bina İçi Pis Su Tesisatı: Tanım: Su akıtma yerlerinden gelen tüm pis ve kirli suları 1–1,5 m bina dışına taşıyan tesisata bina içi pis su tesisatı denilir. Bina içi pis su tesisatı şu bölümlerden oluşur; a. Ana Boru b. Kolon c- Kat Borusu d- Bağlantı borusu ve havalık
a- Ana Boru: Kolonların getirdiği pis suları toplayarak bina dışına ileten boru bölümüdür. Bodrum kat tavanına asılı olarak döşenebileceği gibi tavan içine gizlenerekte döşenebilir.
b- Kolon: Üst katlardaki kullanma yerlerinden gelen pis suları bodrum kata ileten ve genellikle düşey döşenen borudur. Kolona helâ bağlantısı varsa boru çapı en az 100 mm (Q100) olmalıdır. Kolonun boruya ana boruya bağlanan kısımlarında temizleme kapağı bulunmalıdır. Borunun çatıdaki devamı havalıkla son bulur.
c. Kat Borusu: Bağlantı borusu ile kolon borusu arasındaki boru bölümüdür. Mümkün olduğunca kısa olmalıdır.
d. Havalık: Pis su borularındaki hava basıncının değişmesi sistemde pis su kokularının binaya yayılmasına neden olur. Pis suyun rahat akıtılması 35
ve pis su kolonlarından dışarı atılması için havalık çekilir. Pis su kolonlarından dışarı atılması için havalık çekilir.
3.3.1 Pis Su Tesisatı Genel Tasarım Kuralları: Tüketim yerleri plan üzerinde en az sayıda düşey boru inecek şekilde düzenlenmelidir. Pis su tesisatında kullanılan semboller aşağıda verilmiştir
Gerektiğinde yatay boruların birleşme ve dönüş noktalarında kontrol ve temizleme kapakları konulacaktır. Düşey pis su borularının zeminine uygun ölçüde tabi rögar yapılacaktır. Her düşey pis su borusunun havalandırılması için çatı döşemesine kolan uzatılacak ve çatıdan 50 cm yukarda havalık borusu döşenecek ve şapkası takılacaktır. Koku sorununu azaltmak için tuvalet ve mutfak kolonlarının ayrı olması faydalıdır. Yatay borularda 90º dirsekten ve çift çataldan kaçınılmalıdır. Banyo ve tek tuvalet gibi ıslak hacimlerde düşük döşemeden mümkün olduğunca kaçınılmalıdır. Banyo ve tek tuvalet gibi ıslak hacimlerde düşük döşemeden mümkün olduğunca kaçınılmalıdır. Islak hacimlerin bir alt katta görünen kısımları asma tavan bir alt katta görünen kısımları asma tavan ile kapatılmalıdır. Pis su rögarlarının temizliklerinin yapılabilmesi için baca işleri 90 x 90 kapakları 60 x 60 olmalıdır. Kapak betondan ya da mozaikten yapılmalıdır. Bina içinde yatay pis su boruları %2 eğimle döşenmelidir. Pis su tesisatı olmayan bodrum katlarında sular pis su çukurlarında toplanacak pis su pompalarıyla rögara aktarılacaktır. Pis su pompası elektrikli ve otomatik kumandalı olacak kullanılacak boru galvanizli ve çatı en az 2 inç olacaktır.
3.3.2- Pis Su Boru Çaplarının Tayini:
36
Bina içindeki pis su boruları sarfiyat birimi(SB) esasına göre aşağıdaki cetvelden yararlanılarak boyutlandırılır. Tablo: Bazı Cihazların Sarfiyat Birimi Cinsinden Pis Su Tüketim Değerleri;
Sarfiyat Cinsi (Cihaz) Duş teknesi Helâ taşı ve klozet Lavabo ve yer süzgeci Evye ve Çamaşır Makinesi Pisuvar ve Bide
Sarfiyat Birimi 7 8 2 4 1
Tablo: Sarfiyat Birimine Göre Boru Çapı Hesabı Cetveli; Yatay Boru Birimi
Sarfiyat Düşey Birimi
Boru
Sarfiyat Boru Çapı
0–4
--
50
4–25
0–40
70
25–100
40–150
100
100–270
150–400
125
270–600
400–700
150
3.4. Yağmur Suyu Tesisatı: 37
Yağmur suyu tesisatı, konut çatısı üzerine düşen yağmur sularını çatı olukları vasıtası ile bağlandığı yağmur uyu kolonlarına ve oradan da gerekirse zemin altı tesisata bağlanır. Yağmur suyunun zemin altı tesisata verilmesi mümkün olmadığı durumlarda konutun veya komşu konutlarda rutubet yaratmayacak şekilde, her hangi bir şekilde iletilmeleri sağlanabilir. Balkon, teras ve benzeri yerlerin su akıntı kısımlarının yağmur suyu kolonlarına olan mesafeler 1m’den fazla değilse bu akıntı kısımları doğrudan yağmur suyu kolonlarına bağlanabilir. Balkon yağmur suyu borularına evye, lavabo, tuvalet gibi cihazların pi su borularına bağlanmamalıdır. Yağmur suları kirli ve ya pis sularla beraber atılmamalıdırlar. Kolonlar vasıtasıyla toplanan yağmur suları şehir kanalizasyon sistemine ayrı bir rögar ile konut dışına kanal sistemindeki rögara bağlanır. Ayrıca yağmur suyu boruları mümkünse yapı içinden geçirilmemelidir. Yağmur suyu boruları olarak çinko saç, galvanizli çelik saç, kolon borusu olaraktan genelde PVC kullanılır.
3.4.1 Yağmur Suyu Tesisatının Hesabı: Binanın çatı yağmur sularının çatının her m2’sine ADANA ili için (İzmir ili değeriyle eşit kabulüyle) 0,75cm2 düşey yağmur borusu hesaplanır. Eğer binada bulunan balkonlar açık ise çatı alanı hesabına dâhil edilecek aksi halde hesaba katılmayacaktır. P: Çatı Alanı + Balkon Alanı (m2) S:
P x 0,75 (cm2) 1
P:Toplam alan (m2) S:Gerekli yağmur borusu alanı (cm2)
F: Kullanılan yağmur borusu adedi S
A: f (cm2)
A:Yağmur Borusu Kesiti (m2)
D: 1,13 x
A
D: Boru Çapı (cm)
Yağmur suyu borusu çapı hesabı, yağmur boruları sayısı ve kesitleri göz önüne alınarak farklı çapta boruların kullanılması ile en uygun boruları seçilir. 38
Silindirik borular için aşağıdaki tablo kullanılabilir. Yağmur Borusu kesiti(cm2) 19,55 38,36 78,31 122,34 175,75
Boru çapı (D)mm Ø 50 Ø 70 Ø 100 Ø 125 Ø 150
Kurallar: • • • • •
Zemin üzeri serbest olarak akıtılacak yağmur borularının altlarına dirsek konulmalıdır. Yağmur suları zemin altındaki pis su şebekesine doğrudan bağlanmamalıdır. Yağmur suyu zemin üzerine akıtılabileceği gibi her borunun altına bir yağmur rögarı yapılarak yağmur kanalizasyonuna bağlanabilir Yağmur suyu rögarı, pis su şebekesine S sifonu ile bağlanır Yağmur suyu rögarları, projede YR1, YR2, YR3 şeklinde gösterilir.
39
BÖLÜM
YANGINDAN KORUNMA TESİSATI
Amaç: Yangından korunma tesisatı hakkında bilgilendirme.
4.1 Yangından Korunma Tesisatı: Yangından korunma tesisatı bina içi ve bina dışı olarak iki kısımda incelenir. 40
Bina içi yangından korunma tesisatı Boru - Hortum Sprinkler (yağmurlama) Kimyasal Söndürme Olarak üç bölümde incelenir. Sprinkler(yağmurlama) sistemleri ve kimyasal söndürücüler daha çok endüstriyel ve ticari yapılarda kullanılır. Konut tipi yapılarda ise temel yangından korunma sistemi boru-hortum tesisatıdır. Yangın tesisatı tasarımında belediye ve itfaiyelerin hazırladıkları şartnameler ve yönetmelikler ulusal ve uluslar arası standartların yanında sigorta şirketlerinin şartnameleri de esas alınır.
4.2 Yapı dışı yangından korunma tesisatı: Merkezi su besleme sistemleri, yalnız içme ve kullanma suyu sağlamaya değil aynı zamandan yangından korunmaya da hizmet ederler. Nüfusu 20.000 kişiden fazla olan yerleşim yerlerinde yangından korunma, ana boruların, su depolarının ve mekanik tesisatın tasarımında önemli rol oynamaz. Çünkü yangın söndürmede kullanılacak su debisi içme ve kullanma suyu debisinin çok altındadır. Bu sebeple şebekeye yalnızca yangın hidrantları eklenir ve bu hidrantların üzerinde bulunduğu boru devresi için uygun çaplar seçilir. Yangın hidrantları yapı dışı yangından korunma tesisatının en önemli elamanlarıdır. Yeraltı ve yerüstü yangın hidrantları olmak üzere iki gruba ayrılır. Yeraltı yangın hidrantlarının çapı 80mm ventil çapı 70mm’dir.Montajları oldukça kolay olup bağlandıkları noktalar da geçişlere engel olmazlar. Yerüstü hidrantları bağlantı ve ventil çapı 100mm değerindedir. Daha fazla kapasiteli ve hizmete her an hazırdır. Pahalı ve geçişe engel olabilirler Yangın hidrant Aralıkları 80-100m daha geniş yerleşimlerde ise120m aralıkla döşenebilmektedir.100x100m bir alan için dakikada 1800 litre su alabilme imkânı sağlamalıdır.
4.2.1 Boru Çapları ve Su Hızları: Şehirlerde üzerinde yangın hattı bağlı borularda çap değeri en az 150mm ‘dır.Hız değeri ise 0,5m/sn ila 1,2m/sn arasında değişir.Alt hız 41
sınırı su içindeki parçacıkların sürüklenmesi üst hız sınırı ise su darbelerini azaltmak ve aşınmayı önlemek için konulmuştur
4.3 Yapı içi yangından korunma tesisatı: Yapı içi yangından korunma tesisat: • Sulu sistemler • Sabit Boru sistemi • Sprikler ( yağmurlama sistemi ) • Gazlı sistemler ( Co2 ve Halon gazı sistemleri )
4.3.1- Sabit boru hortum sistemi Sabit boru hortum sistemi aşağıdaki gibi sınıflandırılır. a. Islak sabit boru sistemi: Bu sistemde su kaynağı ile sistem arasındaki vana sürekli olarak açık olup devrede daima basınçlı su bulunmaktadır. Şayet sistem Sprinkler olarak tasarlanmış ise uyar. Sıcaklığında Sprinkler açılması ile su püskürtmesi yapılır. Yangın sisteminin yapılması besleme vanası ile yapılır. b. Otomatik olarak beslenen sabit boru sistemi: Bu sistemin tasarımında normal halde donma tehlikesine karşı borular hava ile doludur. Vana açıldığında veya sprikler uyarı sıcaklığında açılırsa boru devresi otomatik olarak su ile dolar. c. El ile çalışan sabit boru sistemi: Bu sistemde her yangın dolabında bulunan el ile kumandalı bir şartelin açılması ile suyun devreyi beslemesi sağlanır. d. Kuru sabit boru sistemi: Bu sistemde devrede su yoktur. Islak boru sistemli yardımlı tesisattır. İtfaiye teşkilatı tarafından su bağlantısı ile su bağlanır. e. Kendiliğinden kapanan tekrarlamalı söndürme sistemi: Yanmaz kablolu ve detektörlü algılama yoluyla çalışır yangın söndüğünde otomatik olacak kapanır bu sistemi müzeler arşivler
42
eşya dolapları ve endüstriyel tesisler için kullanılır. Aşağıdaki şekilde ıslak ve kuru sabit boru sistemidir. Aşağıdaki şekilde ıslak sabit boru sistemi ve kuru sabit boru sistemi şematik olarak verilmiştir.
4.3.1.1- Boru çapı Hesabı: Kuru, sabit boru sistemi, yüksekliği 22 metreye kadar olan 7 kat ve daha alçak binalarda düşey ve yatay borularda 2”, yüksekliği 22m’den 43
daha yüksek yapılarda kuru yangın tesisat borusu 2½” branşman 2”çapında olacaktır. Kuru yangın tesisatı borusu yapı girişi ver her kat merdiven sahanlığı tasarlanıp itfaiye araçlarının bağlantı yapabilmeleri için ağızlar Ø 110 mm (Alman rekoru) olacaktır. Yüksek yapılarda boru çaplarının belirlenmesinde 2½” ‘den az olmamak üzere boru çapı hesabı yapılacaktır.
4.3.1.2- Yangın Dolapları: Kat alanı 150m2’ den fazla ve birden fazla katı olan konurla harici umumi binalarda ve iskan edilsin veya edilmesin bodrum kat dâhil 5ve daha fazla katlı binalarda her katta yangın musluğu ve donatısı olan bir yangın dolabı yapılması zorunludur. 3030 sayılı yasa gereği kat alanı 800m2’nin altında olan yapılarda 1adet üstünde olan yapılarda 2 adet yangın dolabı olmalıdır.
4.3.1.3- Yangın Muslukları Yangın muslukları itfaiye teşkilatınca kullanılan standartlara uygun, çapları 2”, su devresi basıncı musluklarda dakikada 500litre debiyi veya en kritik noktadaki statik basıncı 6bar olacak şekilde sağlamalıdır.
4.3.1.4- Hortumlar: Her yangın dolabında 15m uzunluğunda yassılaşmış genişliği 85mm ve anma çapı 53mm olan hortum ve lans bulundurulmalıdır.
4.3.1.5- Su Kaynakları: Yangın hattını besleyen kaynak veya kaynaklar su akışı varken en kritik noktada statik basıncı 6bar basıncı sağlayacak şekilde ve dakikada 500 litre su debisini 30 dakika süre ile karşılayacak 44
kapasitede olmalıdır. Herhangi bir sebeple elektrik kesilmesi durumunda hidrofor sistemini çalıştıracak jeneratör bulundurulmalıdır. Su depoları bina altlarına veya tasarlanırken yangın depoların 1/3’ü kullanma 2/3’ü yangın rezervi olarak sirkülesinin sağlanması gerekir.
45
BÖLÜM
KALORİFER TESİSATI
Amaç: Kalorifer tesisatı hakkında bilgilendirme
5.1 Kalorifer Tesisatı: Merkezi ısınma tesislerinde genellikle siyah çelik borular kullanılır. Eğer çelik borular üretimden çıktığı şekilde hiçbir özel işlem yapılmadan piyasaya sürülürlerse, siyah çelik boru adını alır. Tipik bir bir siyah çelik boru bileşiminde %0,15 karbon, %0,44 manganez, %0,013 fosfor, %0,030 kükürt bulunur. 46
5.2. Çelik borular üretim yöntemlerine göre şöyle sınıflandırılır. 1. Dikişli Siyah Çelik Borular 2. Dikişsiz Siyah Çelik Borular
5.2.1. Dikişli Siyah Çelik Borular Genellikle dikişli boru rulo veya levha halindeki çelik sacın boru halinde kıvrılıp kaynak edilmesi ile meydana getirilir. Borular için iki önemli ölçü mevcuttur. Bu ölçüler borunu çapı ve et kalınlığıdır. Çap, boru içinden geçen akışkan miktarı ile et kalınlığı akışkan basıncı ile ilgilidir. Boru çapı ve et kalınlığı standartlaştırılmıştır.(1/2”-15mm), (3/4”-20mm),(1”-25mm),(1¼”-32mm). Dikişli borular kullanım alanlarına göre aşağıdaki şekilde sınıflandırılırlar. •
Dikişli siyah vidalı borular (TS 301)
•
Dikişsiz siyah vidasız borular (TS 416)
5.2.1.1. Dikişli Siyah Vidalı Borular: Bu boruların et kalınlıkları fazladır. Dolayısıyla bu borulara diş açılması, maşon ve diğer vidalı rakorlarla birbirine bağlanması mümkündür. Düşük sıcaklık ve basınçta çalışan ısıtma sistemlerinde kullanılırlar.
5.2.1.2. Dikişli Siyah Vidasız Borular: Eğer boru birleştirmeleri kaynakla gerçekleştirilecekse tesislerinde bu borular kullanılır. Et kalınlıkları azdır.
ısıtma
5.2.2. Dikişsiz Siyah Çelik Borular(DIN 2448):
47
Patent çelik çekme boru olarak ta bilinen bu borular sıcak plastik şekil verme suretiyle dikişsiz olarak üretilirler. Yüksek sıcaklık ve basınçlarda kıllanılırlar. Kazanlarda çekim boruları da dikişsiz siya çelik borudur.
5.3. Sıcak Sulu Kalorifer Tesisatı Sistemleri: Sıcak sulu tesislerde uygulanan başlıca sistemler şunlardır. 1. Alttan dağıtmalı alttan toplamalı ısıtma sistemi. 2. Üstten dağıtmalı alttan toplamalı ısıtma sistemi. 3. Üstten dağıtmalı ve üstten toplamalı ısıtma sistemi
5.3.1. Altan Dağıtmalı Altan Toplamalı Isıtma Sistemi: Bu sistem günümüzde en fazla kullanılan sistemdir. Bu sistemin teras çatılı binalarda uygulanması zordur. Eğer kazan dairesi zemin katın bütün bina tabanına yayılması, yani bodrumu tam olan binalarda rahatlıkça uygulanan bir sistemdir.
48
5.3.2. Üstten Dağıtmalı Alttan Toplamalı Isıtma Sistemi: Bu sistemler çatısı olmayan tam bodrumlu binalarda uygulanabilir. Bütün katları aynı derecede yani homojen biçimde ısıtmak mümkündür. Bu nedenle en iyi çalışan sistemdir.
49
5.3.3. Üsten Dağıtmalı Üstten Toplamalı Isıtma Sistemi: Şemsiye sistemi olarak ta adlandırılan bu sistem teras çatısı olmayan ve kısmi bodrumu olmayan yerlerde uygulanır. Bodrumu olmayan yerlerde alttan toplama için yeraltı tesisat kanallarına ihtiyaç vardır. Bu kanallarda herhangi bir sebeple kaçak olduğu takdirde kaçağı bulabilmek için zemin döşemesinin sökülmesi gerekir yani maddi zararlara yol açabilir. Kaçak anında, evde bulunmama hallerinde ise evde bulunan eşyaların zarar görmesi de mümkündür.
50
Isınma bakımından istenmeyen ve en kötü olan bir sistemdir. Zorunlu hallerde uygulanır ve günümüzde çok az uygulanan bir sistemdir.
51
BÖLÜM
KAT KALORİFERİ TESİSATI
Amaç: Kat kaloriferi tesisatı hakkında bilgilendirme.
6.1 Kat Kaloriferi Sistemleri Tek katlı binalarda kat kaloriferi sistemi en uygun yoldur. Günümüzde çok katlı binalarda da ortaya çıkan problemler sebebiyle kat kaloriferi uygulamaları yaygınlaşmıştır. Kat kaloriferi sistemi: a.Tek borulu b. Çift borulu 52
Yatay tek borulu sistemlerde ısıtıcılar by-pass borusu ile bağlanmıştır.
53
Çift borulu sistemlerde ise;
• Alttan dağıtılıp alttan toplanan çift borulu kat kaloriferi • Üstten dağıtılıp üstten toplamalı çift borulu kat kaloriferi • Üstten dağıtılıp alttan toplamalı çift borulu kat kaloriferi Uygulamaları kullanılmaktadır.
54
55
BÖLÜM
SUYUN YUMUŞATILMASI
Amaç: Su yumuşatma hakkında bilgilendirme.
7.1 Suyun Yumuşatılması: Doğada bulunan su çeşitli yer tabakalarından geçerken bazı tuzları eriterek içerisine alır. Buda suya sertlik veriri. Bu tür sulara sert su denir. Sularda sertlik 2 tür nitelendirilebir. 1. Geçici Sertlik 2. Kalıcı Sertlik
7.1.1. Geçici Sertlik: 56
Kaynatılarak çökeltme biçiminde giderilebilen sertliğe geçici sertlik denir. Bu tür sularda erimiş olarak karbonatlar bulunur. Kalsiyum bikarbonat ve magnezyum bikarbonat gibi.
7.1.2. Kalıcı Sertlik: Kaynatılarak çökeltme biçiminde giderilemeyen sertliğe kalıcı sertlik denir. Bu tür suların bünyesinde sülfat tuzları bulunur, magnezyum sülfat, kalsiyum sülfat gibi. Toplam sertlik sudaki kalsiyum karbonat (Caco3) miktarı ile belirlenir
7.1.3 Sertlik Birimleri Ülkemizde en çok alman ve Fransız sertlik birimleri kullanılmaktadır. •
Bir Alman sertlik birimi derecesi:1 ton suda bulunan 17,86gr CaCo3.
•
Bir Fransız sertlik birimi:1 ton suda bulunan 10gr CaCO3
7.2 Su Yumuşatma yöntemleri: Çökeltme, filtreleme gibi ön temizleme işlemlerinden sonra sularda kimyasal veya fiziksel yumuşatma işlemlerinden geçirilir. Su yumuşatma işlemleri aşağıdaki yöntemlerden oluşur. a) Kireç-soda yöntemi b) Fosfat yöntemi c) Fiziksel yöntem • Buharlaşma ve yoğuşturma yöntemi • Elektro-osmoz yöntemi • Manyetik aygıt yöntemi d) İyon değiştirme yöntemi Reçine (Permolit) yöntemi olarak ta bilinen bu yöntem özellikle sanayide en fazla kullanılan yöntemdir. İyon tutma prensibine dayanır. Bu nedenle iki tür reçine kullanılır. • Anyotik Reçineler (Anyon yüklü metal tuzlarını tutar. Katot görevi görür) 57
• Katyotik Reçineler (Katyon yüklü metal tuzlarını tutar. Anot görevi görür) Bu reçinelere zeoit adı verilir. Doğal ve yapay zeolit mevcuttur. Piyasada yapay zeolit (reçine) kullanılır. 1m3 yapay reçine 14.000– 15.000 gr CaCO3’i sudan ayırır Suyun yumuşatılmasında kimyasal olay şöyledir. Ca(HCO3)2+Na2 - Pe → Ca – Pe + 2 NaHCO MgSO4 + Na2 – Pe → Mg – Pe + Na2SO4 Denklemlerinde görüldüğü gibi. Suya sertlik veren kalsiyum ve magnezyum reçine bünyesine alınır. Bir başka deyişle sodyum (Na) ve kalsiyum (Ca), magnezyumla (Mg) yer değiştirir. Reçine doyana dek Ca ve Mg’lar tutulur. Reçine doyduktan sonra suyu yumuşatamaz hale gelir. Eğer yumuşatma işlemi durmuşsa kalorifer kazanlarında kireç taşı oluşumuna neden olur. Su yumuşatma cihazı belli bir debi ve süre su geçişinden sonra yumuşatma yapamaz. Büret şişesi yardımıyla suyun yumuşayıp yumuşamadığı kontrol edilir. Mürekkep şişesi büyüklüğündeki Büret şişesi yarısına kadar kontrol edilecek su ile doldurulur ve içine 15–16 damla sabun eriyiği damlatılır. Sonra şişe ağzı kapatılıp çalkalanır. Suyun üzerinde 1 parmak kalınlığında köpük olmuşsa su yumuşaktır. Eğer hemen sönüyorsa veya olmuyorsa su çok serttir. Eğer su sertse geri kazanma işlemi ( Rejenerasyon) işlemine tabi tutulur. Su yumuşatma cihazı önce ters yıkanarak reçine üzerindeki çamur ve pislikler dışarı atılır. Sonra reçine üzerinden tuz eriyiği geçirilir. Böylece tuzun sodyumu ile sert su ile doymuş olan reçine deki magnezyum ve kalsiyum iler yer değiştirir. Böylece reçine suyu yeniden yumuşatabilir duruma gelir. Ca – Pe (veya Mg – Pe ) + 2 NaCl → Na2 – Pe + CaCl2 (veya MgCl2) Her 100gr kalsiyum için 500 – 600 gr tuz eriyiği gerekir. Tuzlamadan sonra reçine yeniden yıkanır çünkü tuz metalı çürütür. Tatlı su gelene dek yenden yıkama devam eder. Tatlı su geldikten sonra yumuşatma cihazı işletmeye hazırdır.
58
59
BÖLÜM
GÜNEŞLİ SU ISITICILARI
Amaç: Güneşli su ısıtıcıları hakkında bilgilendirme.
8.1 GÜNEŞLİ SU ISITICILARI Türkiye’nin ortalama güneşlenme süresi 2640 n/yıl, toplam güneş ışınımı ortalaması 3083 kcal/m2 değerindedir. Bu değerler yüksek bir güneş enerjisi potansiyelini ifade eder. Öte yandan güneş enerjisinin en verimli ve en yaygın kullanım alanı ise güneşli su ısıtıcılarıdır. Güneşli su ısıtıcılarının ana elemanı düz toplayıcılardır. Bu düz toplayıcıların konumu ve güneş ışını ile yaptığı açılar Şekil-7.1 de gösterilmiştir. 60
Bu şekildeki Q güneş geliş açısını (Güneş ışınının toplayıcı düzleminin dikeyi ile yaptığı açı, S toplayıcı eğim açısı (Toplayıcı düzlemin yatayla yaptığı açı), Ψ Güneş zenit açısı (Güneş ışınının, güneş başucu yüksekliği ekseni ile yaptığı açı), A toplayıcı azimut açısı (Toplayıcı düzlemin tam güneyden, batı ve doğuya sapma açısıdır.)
8.2 Güneşli Su Isıtıcıları Tesisat Şemaları Şekilde doğal akımlı bir güneşli su ısıtıcısının toplu şeması ve elemanları görülmektedir. Doğal akımın oluşabilmesi için toplayıcı üst düzeyi ile sıcak su deposu alt düzeyi arasında en az 35 cm yükseklik farkı bulunmalıdır. (Açık sistem)
61
Şekilde ise pompalı, kapalı sistem ve ısı değiştirgeçli bir güneşli su ısıtıcı tesisatının, var olan bir boyler tesisatına bağlantısı görülmektedir. Pompalı sistemde devrede bir dolaşım pompası bulunduğundan depo, güneş toplayıcısından aşağıda yerleştirilebilir. Güneşli su ısıtıcısının devreye girip çıkması sıcaklık farkına göre çalışan otomatik düzenleme aygıtı ile gerçekleşir. Toplayıcı ise su deposu arasındaki farkı belirli bir değere ulaşınca pompa devreye girer ve depodaki su ısınmaya başlar. Güneşle ısıtılan su deposu mevcut sıcak su tesisatına bir üç yollu vana ile bağlanır.
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14.
62
Otomatik düzenleme aygıtı (Fark term.) Toplayıcı duyargası Güneşli sistem deposu duyargası Su değişim pompası Güneşli sıcak su deposu Üç yollu vana Termostatlı elektrikli ısıtıcı Varolan boyler deposu Genleşme deposu Geri tepme venteli (çekvalf) Güvenlik venteli Termometre Manometre Kazan
8.3 Sıcak Su Gereksiniminin Belirlenmesi Sıcak su tesisatı konusunda kullanma sıcak su gereksinimi verilmiş ve su sıcaklığı 60ºC olarak esas alınmıştır. Güneşli su ısıtıcısında sistem verimi su sıcaklığına çok bağlıdır. Konutlarda genelde banyolarda 40ºC ve mutfakta 60ºC sıcaklıkta su kullanılır. Dolayısıyla enerji tasarrufu açısından güneşte su ısıtmada kullanma suyu tasarım sıcaklığını 45ºC almak uygun olmaktadır. Kullanma suyu sıcaklığı 45ºC alındığında çeşitli uygulamalarda kişi başına sıcak su gereksinimi çizelge 7,1 de verilmiştir. Güneşle su ısıtma tesisatı tasarımında bu çizelgeden yararlanılabilir. Çizelge 7,1 Değişik Kullanma Yerlerinde 45ºC Sıcak Su Gereksinimi Kullanma Yeri Konutlar Oteller Atölye Fabrika
Açıklama Düşük gelirli Orta gelirli Yüksek gelirli Ortalama değer Lüks oteller Ortalama Lavabolarda Açık duşlarda
İhtiyaç (lt/gün. kişi) 40 – 60 60 – 100 100 – 150 100 200 50 30 50
8.4 Güneşli Su Isıtıcılarının Tasarımı Güneşli su ısıtıcılarının tasarımı şu adımlardan oluşur. 1. Güneşli su ısıtıcısının planlandığı yerin enlemi belirlenir. 2. Güneşli su ısıtıcısının planlandığı mevsim belirlenir. 3. Toplayıcı AZİMUT açısı (A) belirlenir. 63
4. En uygun toplayıcı eğim açısı (S) planlanan yerin enlemine ve mevsimine göre Şekil–7,4 ten alınır. 5. Yatay yüzeye gelen toplam güneş ışınımının ortalama değeri Qy planlanan yer ve mevsimine göre çizelge 7,2 den alınır. 6. Eğik toplayıcı yüzeyi için dönüşüm faktörü R, planlanan yerin enlemi, eğim açısı ve mevsimine göre çizelge 7,3 ten bulunur. 7. Toplayıcı azimut açısının düzeltme faktörü, A planlanan yerin enlemi ve toplayıcı azimut açısına göre Şekil–7,5 ten bulunur. 8. Eğik toplayıcı yüzeyine gelen toplam ışınım ortalaması Q K = Q y x R x A 1 (kcal/m 2 .gün) Formülüyle bulunur.
QK = Eğik toplayıcı yüzeyine gelen toplam ışınım ortalaması Qy = Planlanan yer ve mevsime göre yatay yüzeye gelen toplam güneş ışınımı ortalama değeri R= Planlanan yerin enlemi, eğim açısı ve mevsimine göre eğik toplayıcı yüzeyi için dönüşüm faktörü A1 = Planlanan yerin enlemi ve toplayıcı Azimut açısına göre, toplayıcı azimut açısı düzeltme faktörü 9. En uygun toplayıcı verimi, nK toplayıcı tipi ve mevsimine göre çizelge 7,4 ten alınır. 10. Toplayıcı dışında sistemin ortalama verimi nm=0,60 alınır. 11. Yararlı ısı QN aşağıdaki formülle bulunur.
Q N = Q K x n K x n m (kcal/m2.gün)
12. Sıcak su hazırlanması için gerekli ısı Q d = M w x C x (T w − TF ) (kcal/gün) formülüyle bulunur. M w → Sıcak su miktarı (lt/gün)
C
→ Suyun özgül ısısı (kcal/kgºC)
Tw → Erişilmesi istenen su sıcaklığı (ºC)
TF → Ortalama şebeke suyun sıcaklığı (ºC)
NOT: TF (Ortalama şebeke suyu sıcaklığı olup çizelge 7,5 ten 1 m derinlikteki toprak sıcaklığı olarak alınır.) 13. Gerekli toplayıcı alanı 64
FK =
Qd (m2) QN
Qd = Sıcak su hazırlamak için gerekli ısı
Formülüyle bulunur.
Q N = Yararlı ısı
14. Sıcak su deposu hacmi V= B1 ∗ FK
(m3)
Formülüyle bulunur.
B1 = 0,06 (sabit) FK= Gerekli toplayıcı alanı 15. Su dolaşım pompası debisi P = B2 x FK
lt / dak
B2 = 1 ( sbt )
Örnek: Alanya’da 50 yataklı bir otelin Haziran-Ağustos dönemindeki sıcak su ihtiyacını karşılayacak güneşli su ısıtıcı tesisatının tasarımını yapınız.
Çözüm: 1. Yer ALANYA ENLEM → 36º33ı(K) 2. MEVSİM
→ HAZİRAN-AĞUSTOS
3. Toplayıcı AZİMUT Açısı (A)
→ 0º
4. En uygun toplayıcı eğim açısı (S)
→ 16 65
5. Yatay yüzeye gelen toplam güneş ışınımlarının ortalama değeri (Qy)=4870 (kcal/m2.gün) 6. Eğik toplayıcı yüzeyi için dönüşüm faktörü (R=1,056) 7. Toplayıcı azimut açısının düzeltme faktörü (A1=1) 8. Eğik toplayıcı yüzeye gelen toplam ışınım ortalaması Q K = Q y x R x A1 = 4870 x 1,056 x 1 = 5 / 43 kcal / m 2 gün
9. En uygun toplayıcı verimi nm
→ 0,65
10. Toplayıcı dışında sistem ortalama verimi
→ 0,60
11. Yararlı ısı (QN) 12. Sıcak su hazırlamak için gerekli ısı (Qd) 13. (FK) Gerekli toplayıcı alanı 14. Sıcak su deposu hacmi (V) V = B1 x FK = 0,06 x 37 ,39 = 2,244 m 3 ≅ ( 2250 lt ) 15. Pompa debisi (P)
P = B2 x FK = 1 x 37 ,39 = 37 ,39 lt / dak
66
67
Çizelge 7.3 Toplayıcı Eğim açısı (5) ve Enlem Derecelerine göre dönüşüm faktörü (R) değerleri
Aylar
Ψ
S 15º
30º
45º
60º
36ºK Enlem İçin R Faktörleri R=Cos (Ψ −S)/Cos Ψ Arınç, 1979 Nisan, Mayıs, 26,87º 1,097 1,119 1,006 0,886 Eylül Haziran – 19,12º 1,056 1,039 0,952 0,800 Ağustos Nisan – Eylül 22,99º 1,076 1,078 1,007 0,867 Ekim – Mart 51,43º 1,293 1,496 1,597 1,589 Bütün Yıl 36,00º 1,154 1,229 1,221 1,129 68
38ºK Enlem İçin R Faktörleri Nisan, Mayıs, Eylül Haziran – Ağustos Nisan – Eylül Ekim – Mart Bütün Yıl
27,70º
1,102
1,129
1,078
0,955
20,00º
1,060
1,059
0,964
0,815
23,85º 51,87º 38,00º
1,080 1,296 1,168
1,087 1,503 1,257
1,020 1,608 1,260
0,883 1,603 1,177
40ºK Enlem İçin R Faktörleri Nisan, Mayıs, Eylül Haziran – Ağustos Nisan – Eylül Ekim – Mart Bütün Yıl
29,84º
1,114
1,153
1,113
0,997
22,84º
1,075
1,077
1,005
0,865
26,34º 53,44º 40,00º
1,094 1,315 1,183
1,114 1,540 1,286
1,057 1,661 1,301
0,929 1,668 1,227
42ºK Enlem İçin R Faktörleri Nisan, Mayıs, Eylül Haziran – Ağustos Nisan – Eylül Ekim – Mart Bütün Yıl
32,95º
1,137
1,190
1,166
1,061
24,28º
1,083
1,092
1,026
0,891
28,62º 55,98º 42,00º
1,107 1,349 1,199
1,139 1,607 1,316
1,093 1,755 1,344
0,973 1,783 1,280
69
Şekil–7,4 Enlem derecesi ve aylara göre en çok güneş enerjisi alacak toplayıcı eğim açısının bulunması
Şekil–7,5 Toplayıcı azimut açısına ve enleme göre düzeltme faktörleri
Çizelge 7,4 Değişik toplayıcı tiplerine ve mevsimlere göre en uygun toplayıcı verimleri
Aylar
Tek tabaka cam örtülü ve selektif absorber yüzeyli toplayıcı
Haziran, Temmuz, Ağustos Nisan, 0.65 Mayıs, Eylül 0.50 Ekim, Kasım, Aralık, Ocak, 0.25 0.40
Şubat, Mart Bütün Yıl
70
Çift tabaka cam örtülü ve selektit absorber yüzeyli toplayıcı 0.64 0.45 0.35 0.45
TOPLAYICI VERİMİ
80 VAKUM İZOLASYON SELEKTİF YÜZEY
60 ÇİFT TAB. CAM SELEKTİF YÜZEY
40 20
TEK TAB CAM SELEKTİF OLMAYAN YÜZEY
ÇİFT TAB. CAM SELEKTİF OLMAYAN YÜZEY
Şekil 7,6 Sıcaklık farkı/ısınım şiddetli parametresi ile düz toplayıcı veriminin bulunması 20 40 80 60 100 120 140 SICAKLIK FARKI / IŞINIM ŞİDDETİ
71
72
KAYNAKLAR Bu Ders Notunu Hazırlanırken •
Cavit SIDAL, sıhhi tesisat 2007
•
Tesisat market derğisi (Şubat-Mart 2000 sayı:23 ve Ağustos-Eylül 2000 sayı :26)
•
Makine mühendisleri odası (mmo) yayın no 122 1998
73
74
•
Isısan sıhhi tesisat (ısısan çalışmaları 2001)
•
Mimarın tesisat el kitabı .(2003)
•
IV. Ulusal Tesisat Mühendisliği kongresi ve sergisi.
•
www.Vitra.com.tr internet sitesi mutfak tasarımı.
•
Cavit SIDAL,Etem Sait ÖZ Yapıda sıhhi tesisat (Birsen Yayınevi İstanbul 1990)
•
Çeiştli web adreslerinden (grafik ve resimler)
•
Tesisat iş ve işlem yaprakları
•
Kalorifer Tesisatı Proje Hazırlama Teknik Esasları 13. Baskı Yayın
•
Erdoğan Şimşek, Sıhhi Tesisat Notları’ dan faydalanılmıştır.
75
