makale 28

makale
ISIL KLONFOR PARAMETRELERININ OFTIMIZASYONU
GİRİŞ
Ömer KAYNAKLI,
Recep YAMANKARADENIZ
İ
sıl konfor, bir ortamdan duyulur ısıl memnuniyeti ifade eder ve
his ve duygular ile ilgili bir kavramdır Bu nedenle, konfor algılannı
fizyolojik davranışlara bağlamada deneysel denklemlere
Bir ortamın ısıl konfor şartlan gene/ olarak ortam sıcaklığı
başvurulur Vücuttaki fizyolojik davranışları ve vücuttan duyulur ve
nemi hava hızı ortalama ışınım sıcaklığı aton/rf© ve giysi
gizli ısı gecış mekanızmalannı ifade etmede yaygın olarak ıkı model
olmak üzere toplam allı parametreyle belirlenmektedir
Bu çalışmada ısıl konforun sağlanması için söz konusu
parametrelerin optimum değerlen araştırılmıştır Vücut
kullanılır ilki "Sürekli Rejim Enerji Dengesi Modelı"dır ve vücudu
butun olarak ele alır Sürekli rejimde vücutta üretilen ısıl enerjinin ısı
ile çevre arasında kurulan ısı dengesi ısıl konforun
kaybına eşit olduğunu dolayısıyla sıcaklığın zamana gore sabit kaldığını
sağlanması için venlen gerekli den sıcaklığı ve ter
kabul eder Diğen "Anlık Enerji Dengesi Modelı"dır ve iç içe ıkı silindir
kayıptan referans alınarak ısıl konfor şartianmn optimum
değerlen bulunmuştur Dinlenme durumunda hatif giysili
bir insan için optimum ortam sıcaklığı 24 3°C olarak
şeklinde, vücudu iç bölme ve den tabakası olarak ıkı kısımda inceler
Ikı bölme arasında kan akışı yoluyla ve direkt temasla ısı gecısı
bulunmuş ve ortamdaki bağıl nemin artmasıyla bu
olduğunu ve birim zamanda depolanan enerjinin bu bölmelerin
sıcaklığın azalması gerektiği sonucuna ulaşılmıştır
sıcaldıklannı değiştirdiğini kabul eder [2]
Anahtar sözcükler
üzere temel olarak ıkı grupta ıncelenebıkı Isıl konforu etkileyen
Isıl konfor şardarinı etkileyen parametreler çevresel ve kişisel olmak
Istlkonfor ısı konforparametrelen
opbmızasyon
çevresel parametreler ortamın sıcaklığı, nemi, hava harekeden ve insanı
çevreleyen yüzeylerin ortalama ışınım sıcaklığıdır Kişisel parametreler
In generally thermal comfort conditions are determined
arasında ise kışının hareketlilik düzeyi (akavıtesı) ve giysi durumu
by using six factors which are airtemperature humidity
sayılabilir
air velocity mean radiant temperature activity and cloth­
ing In »its study optimum values for these factors are
Bu çalışmada, vücudun ısı dengesini veren denklemler kullanılarak
investigated to provide thermal comfort Optimum val­
ve bunun yanında ısıl konforu sağlayan den tabakası sıcaklığı ( t j j ,
ues of thermal comfort factors are determined with ref
terlemeyle olan ısı kaybı ( E l değerlerinden faydalanılarak ısıl
erence to required skin temperature sweating heat loss
konforu etkileyen kişisel ve çevresel toplam alü parametrenin opn
andheat balance between bodyandenvironment Inresting andlight clothing position of a person the optimum
ambient temperature is found 24 3"C and if s concluded
that this temperature decreases with increasing rela­
mum değerlen bulunmuştur
MATEMATİKSEL MODEL
tive humidity
Daha once de bahsedildiği gibi ısıl konfor uygulamalarında sürekli
Keywords
Thermal comfort thermal comfort factors
optimization
rejim enerji dengesi modeli ve ıkı bölmeli anlık enerji dengesi modeli
olmak üzere yaygın olarak ıkı model kullanılmaktadır Modeller
hakkında geniş bilgi, ilgili referanslarda detaylı olarak yer almaktadır
Bu nedenle bu kısımda, modeller hakkında özet bügı verilecek ve
çalışmanın daha rahat anlaşılması açısından gerekli görülen bazı ifadeler
ve bağıntılara değınılecekur
Sürekli Rejim Enerji Dengesi Modeli
Bu modelde, sureiclı rejimde vücutta üretilen ısıl enerjiyle vücuttan
Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makim
Mühendisliği Bolumu
28
çevreye olan ısı kayıplarının eşit olduğu varsayılmaktadır Dolayısıyla
vücudun enerji dengesi, 1 numaralı denklem ile tanımlanabilir [2]
Mühendis ve Makına
Cilt 43 Sayı 515
malkale
(6)
burada, M, vücudun metabolik eneıjı üretimi, W, yapılan
dış iş, Q 5k , gıvınık \ucuttan olan toplam ısı kaybı, Q ,
solunum yoluyla olan toplam ısı kaybını, C, R ve E s k
sırasıyla deriden olan taşınım, ışınım ve buharlaşma
kayıplarını, Ct ve Er s sırasıyla solunumla olan duyulur
ve gızh ısı kajıplaıını göstermektedir Isıl konforun
sağlanması için vücut ile çevre arasında ısı dengesinin
sağlanması geLekmektedn Yanı, vücutta metabolik
aktıvıtelerle (tum kimyasal tepkimelerle) üretilen ısıl
eneijivle çevre\ e olan ısı kayıplaunın birbirine eşit olması
veya bu farkın kabul edilebilir mertebede olması
gerekmcktedıı. Ancak 1 numaralı denklem ile verilen
vücudun enerji dengesini gösteren ifadenin sağ ve sol
taraflaıının bubırıne eşit veya aralarındaki farkın kabul
edılebılu olduğu heı durumunda ısıl konfor sağlanmış
demek değildir Isıl konfor için bu gerekli fakat yeterli
bir şaıt değildir Çunku vücudun ısı dengesinin
sağlanabileceği çok geniş çevıe şarüarı vardır Bu geniş
çevıe şartlarında dar bu bölgede ısıl konfor
sağlanabilmektedir Belirli bir metabolik ısı urenmınde
ısıl konforu sağlayan vücudun den bölmesi sıcaklığı ve
terleme ile oluşan ısı kavbı miktarı aşağıda verilen ampnk
bağıntılarla bulunabilmektedir [2]
olup, burada h ve b sırasıyla ısı taşınım ve ışınım
katsayıları, tq ve t sırasıyla ortam ve ortalama ışınım
sıcaklıklarıdır. Isı taşınım katsayısı için aşağıda verilen
iki ifadeden buyuk olanının kullanılması tavsiye
edilmektedir, ikinci ifade, vücut hareketlerinden
ka5,naklanan taşınım katsayısıdır [2,4]
(7)
(8)
(9)
burada, E, giysi veya vücut yüzeyinin ortalama yayma
katsayısı, O", Stefan-Boltzman sablä, At, vücudun etkin
ışınım alanı, A^ vücut yüzey alanı, t d , ortalama giysi yüzey
sıcaklığıdır E'nun normal koşullarda (özel yansıtıcı
malzemeler veya yüksek sıcaklıklar soz konusu değilse)
0,95, (A / AJ oranının ayakta duran bir kışı için 0,73
alınması tavsiye edilmektedir [2] Oıtalama giysi yüzey
sıcakkğl ise,
(2)
(3)
Bu ifadelet, vücudun ısı dengesinden uzak olmadığı
bu durumda ısıl konforun sağlandığı den sıcaklığı ve
terleme kalıplarını vermektedir Vücuttan olan duyulur
ısı (taşınım ve ışınım) kayıpları,
(4)
denkleminden bulunabilir. Burada, t A > den sıcaklığı, Rc|,
grj sının ısıl direnci, frf, gl) sı alan faktörüdür Ortalama
ışınım ve çevre havası sıcaklıklarını içine alan operauf
sıcaklık (t) [2] \e gi)sı alan faktörü [7],
(5)
Mühendis ve Makına Cilt 43 Sayı 515
(10)
denkleminden hesaplanabilir Solunum kayıpları ise.
(11)
olup, burada m r e s , solunum debisi, t ve W ra sırasıyla
solunumla dışarı atılan havanın sıcaklığı ve ozgul
nemidir
Anlık Enerji Dengesi Modeli
Bu model, insan vücudunu iç içe ıkı silindir olarak
ele alır iç silindir vücudun ıçını (iskelet, kaslar, iç
organlar) dış silindir ise den tabakasını simgelemektedir
Bu ıh tabaka arasında direkt temasla ve kan akışı yoluyla
ısı geçişi soz konusudur ve bu ısı geçişi vücudun denetim
mekanızmalanyla kontrol edılebıltnektedıı iç vücut ve
den tabakası arasında birim yüzey alan başına düşen kan
akışı [2]
29
makale
m b l = [(6,3 + 200(tcr - 36,8))/ (l + 0,5(33,7 - t s t ))J / 3600 (12)
Kan debısındekı değişmeler, den ve iç vücut bölmelerinin
göreceli kudelerını etkilemektedir Bu etki matematiksel
olarak,
(13)
bağıntısı ile verilmektedir Deriden buharlaşma ile olan
toplam ısı kaybı, vücudun salgılamış olduğu term
buharlaşması ve terin deriden doğal dıfuzyonu ile
gerçekleşir
(14)
Terleme sonucu olan buharlaşma ile ısı kaybı ( E ^ )
uretilen ter ( m r s l v ) ile doğru orantılıdır w t s w ten
buharlaştırmak için vücudun ıslak olması gereken
bölümüdür Maksimum buharlaşma potansiyelini
gösteren E , derinin tamamının ıslak olması (w = î)
durumunda gerçekleşir
denklemıyle bulunabilir Belirli bir çevresel şarta sahip
bir ortama girildiğinde, v ü c u d u n denetim
mekanizmalarının nasıl tepki vereceğini ve vücuttan olan
toplam ısı kayıplarını bulmak biraz karmaşık ve zordur
Bu nedenle, arzu edilirse vücuttan olan toplam ısı kaybım
veren basitleştirilmiş (indirgenmiş) ifadelere
başvurulabilir
Bu ifadelerden yaygın olarak
kullanılanlardan bin 19 numaralı denklem ile venlmışnr
[2] Ancak denklem vücudun üretmiş olduğu terin
tamamının buharlaştığını kabul edip giysilerin nem
geçirgenliğim yok saymıştır Bu varsayım iç ortamlarda
giyilen giysiler ve orta düzeyde aktıvıteler için ıyı bir
yaklaşım sağlasa da terlemenin fazla olduğu yüksek
aktıvıtelerde hassaslık azalmaktadır
(M-W) = R + C + E a ı f + E „ w r e , + E r e s + C „ s
= 3,96 I08fcl ((tc| +273,15)*-{t| +273,15)")+
f c | h c (t d - t a ) + 3,05[5,73-0,007(M-W)-p>] +
0,42[(M-W)-58,15] + 0,0173M(5,87-p8) +
0,0014M(34-ta)]
(19)
Bu denklemde yer alan ortalama giysi yüzey sıcaklığı ( t j
(15)
daha once verilen
10 numaralı bağıntıyla bulunabilir
Bir ortamın geniş bir insan kümesi tarafından konforlu
Giysinin buharlaşmayla olan ısı geçişine göstermiş
olduğu direnç [2,8]
(16)
olup, burada ı d , giysinin buhar geçirgenlik verimi, LR,
Lewis oram olup buharlaşma ile ısı geçiş katsayısının
(h^) taşmımla ısı geçiş katsayısına (h c ) oranıdır
McCullough ve ark (1989) iç orramlarda genelde
kullanılan giysiler için ı = 0,34 değerim ortalama bir
değer olarak önermişlerdir Lewis oram için aşağıda
verilen ifade kullanılmışnr [4]
algılanıp algılanmadığı ifade ermek için kullanılan
"tahmini ortalama oy" (PMV) ısıl duyum ölçeği aşağıda
verilen 7 noktalı sayısal bir skalaya dayanmaktadır
PMV, verilen bir çevrede vücuttan olan gerçek ısı
geçişi ile optimum konfor için gerekli ısı geçişi arasındaki
farka (Est) bağlı olarak 20 numaralı denklem ile ifade
edilmektedir
PMV = (0,303 exp(-0,036M) + 0,028)Est
(20)
SİMÜLASYON
Matematiksel Model kısmında özet olarak değinilen
LR =15,15 (t.. +273,151/273,15
(17)
insan vücudu ile çevre arasındaki ısı geçişim ve vücuttaki
fizyolojik denetim mekanizmalarını ifade eden
Maksimum buharlaşma potansiyeli E
ve ter üretimi
E^ bulunduğu zaman, vücudun toplam den ıslaklığı w
denklemler bilgisayar ortamında çozdurulmuştur
Çevresel şardan (sıcaklık, nem, ışınım sıcaklığı, hava hızı)
belli olan bir ortamda kışının giysi durumu ve aktıvıte
(18)
30
düzeyi bilmiyor ise vücuttan olan duyulur ve gizli ısı
kayıpları verilen denklemler yardımıyla bulunabilir Ancak
Mühendis ve Makına CıEt 43 Sayı 515
makale
Şekil 1 Tahmini Ortalama Oy (PMV) Ölçeği [S]
önemli olan, kışının bu ortamı konforlu algılayıp
geçişi üretilen ısıdan fazla çıkması durumunda giysi
algılamadığıdır Vücuttan olan toplam ısı kaybı vücudun
yaliüm değeri (Rc]) artırılmak suretiyle ısı geçişi azaltılır
üretmiş olduğu ısıdan fazla olması durumunda vücudun
Vücuttan çevreye olan ısı geçişi üretilen ısıdan az ise bu
den sıcaklığı düşecektir Eğer bu ortamda kalınmaya
taktirde Rd azaltılarak ısı kayıpları artırılır Bu şekilde
devam edilirse ilerleyen surede vücut iç sıcaklığı da
ener|i dengesini gösteren 1 numaralı eşitlik sağlanıncaya
azalacaktır Vücuttan olan ısı kaybı vücudun üretmiş
kadar ıterasyona devam edilir Bu esnada diğer butun
olduğu ısıdan az olması durumunda ise vücut üzerinde
faktorler sabit tutulmakta sadece etkisi incelenecek olan
ısıl yuk birikimi olacak ve vücut sıcaklıkları artacaktır
parametre (R c| ) değiştirilmektedir Böylece belli bir
Sonuçta her ıkı durumda da kışı kendim konforsuz
hissedecektir Dolayısıyla vücut ile çevre arasında
kurulacak ısı dengesi yanı üretilen ısı ile kayıpların
birbirine eşit olması konfor için önemli bir parametredir
Ancak çevre ile kurulan ısı dengesi ısıl konfor için yeterli
değildir Bu amaçla, literatürde belirli bir aktıvıteye sahip
insanın konfor için gerekli den sıcaklığı ( t s k } ve terleme
kayıplan (E n
) verilmiştir Çalışmamızda da bu değerler
referans alınmıştır Sımulasyonun başlangıcında kışının
aküvıtesı (M^), giysi durumu (Rcj veya 1^, ortam sıcaklığı
(tj, bağıl nem, ortalama ışınım sıcaklığı ( t f ) ve hava
hızı (V) değerlen girilmektedir Program bu girdilerden
harekede t,
ve E
değerlerim hesaplamakta ve daha
sonra vücuttan olan duyulur (C+R), gizli (E s k ) ve
solunum (C r a i + E r e î ) kayıplarını }anı vücuttan olan
toplam ısı kaybını bulmaktadır Daha sonra 1 numaralı
denklem ile verilen vücut ile çevre arasındaki ısı dengesi
denkleminde 5 erlerine koymaktadır Eğer denklem
sağlanıyorsa progıam sonlanmakta, sağlanmıyorsa girdi
değerlerinden bin değiştirilerek sımulasyonun başına
dönülmektedir Örnek olarak, giysi yalıtımının ısıl konfor
şartlarına etkisi incelenirken, vücuttan çevreye olan ısı
Mühendis ve Makma
Cilt 43 Sayı 515
akuvıtede ve şartları belirli olan bir ortamda, ısıl konfor
için gerekli t 4
.E
ile ısı dengesini sağlayan giysi
yalıtımının optimum değen belirlenmiş olur Bu işlemler
ısıl konfoda ilgili temel ala faktör için tekrarlanarak bu
faktörlerin optimum değerlen tespit edilir Sımulasyonun
doğruluğu 19 numaralı denklemle karşılaşönlarak ortaya
konmuştur
ARAŞTIRMA BULGULARI ve TARTIŞMA
Şekil 2a'da R d = 0,0930 (m 2 K)/W, R K l = 0,0161
2
(m kPa)/W (-0,6 clo) ve R d = 0,1548 (ntfK)/W, \ a
2
- 0,0269 (m kPa)/W (-1,0 clo) olmak üzere ita farklı
giysi grubu için ısıl konforu sağlayan ortam sıcaklıkları
venlmışnr Burada ortamdaki hava hızı 0,1 m/s, bağıl
nem 0,5 ve ortam sıcaklığı ile ortalama ışınım sıcaklılığı
bırbmne eşit (t = t ) alınmıştır Aynı şekil üzerinde
sımulasyondan ve 19 numaralı indirgenmiş denklemden
elde edilen sonuçlar da karşılaştırmalı olarak yer
almaktadır
G ö r ü l d ü ğ ü gibi s o n u ç l a r oldukça
uyumludur Çalışmada dinlenme durumu ile hafif
idman yapan bir kışının aktıvıte seviyelerim gösteren
31
makale
sırasına 1 met (~60 W/m 2 ) de 3,5 met (-210 W/m 2 )
aıası incelenmiştir insanın hareketlilik düzeyi arttıkça
vücuttan üretilen ısı da buna bağlı olarak artmaktadır
Bu nedenle, aktıvıtenm artması) la vucut ile çevre
gösterdiği dirençtir 3,5 met aktıvitede R d = 0,0161
(m 2 kPa)/W iken d e n ıslaklığı 0,37, R c J = 0,0269
(m 2 kPa)/W iken 0,47 olmaktadır
Giysinin
buharlaşama) a karşı gösterdiği direnç arttıkça, ter rahat
arasındaki ısı dengesinin korunabdmesı için vücuttan
olan ısı kayıplarının da artması gerekir Isı kayıpları
doğal olarak ortam sıcaklığının azalmasıyla artmaktadır
Hafif giymen (~0,6clo) bir kışı sakın o t u r m a
pozisyonunda} ken konfor şartları 24,3°C ortam
sıcaklığında ^ağlanırken aktıvıte 2 met değerine
çıktığında sıcaklık 19,7°C'ye inmektedir Vücuttan olan
ısı kayıplarını artıran bir dıger önemli parametre de
giysinin ısı iletim ve b u h a r l a ş m a dirençlerinin
azalmasıdır Bu nedenle, giysi} alıtımının 1 clo'dan 0,6clo
değerine inmesi, duyulur ve gi2İı ısı kayıplarını
artırmakta bunun dengelenebılmesı için ise ortam
sıcaklığının artırılması gerekmektedir
Dinlenme
durumunda bin kışı orta kalınlıkta giysi grubu (~î,0clo)
ile 21,7°C sıcaklığa sahip bir ortamda ısıl olarak rahat
ve konforlu hissederken yazlık bir giysi ("-0,6clo) için
bu sıcaklık 24,3°C değerine çıkmaktadır
Şekil 2 b'de, aj m şardardı ısıl ıcunfcu sağlayan ortam
sıcaklığında vucut üzerindeki den ıslaklığının değişimi
verdmıştır 3 numaralı denklemden de görüldüğü gibi
aktıvıte arttıkça, vücuttan çevreye olan isi geçişinin
artması için terleme kayıpları artmaktadır Terleme
ka) ıplan, az once verilen çevresel \ e kişisel paıametrelenn
sabit kalması koşuluyla ancak ter üretimi artırılarak
fazlalaştırılabdıt Ter üretiminin artması ise derinin terle
kaplı olduğu kısımları artırır yanı vücudun ortalama den
ıslaklığı aıtar Deri ıslaklığını artıran dıger bit parametre
ise giysinin buhaılaşma)la olan ısı geçişine
karşı
Şekil 2(b) Isıl Konforun Sağlandığı Şartlarda Den Islaklığının
Farklı Giysi Dirençlerinde Aktıvıte ile Değişimi
buharlaşamamakta ve vucut üzerindeki den ıslaklığı
artmaktadır
Gunluk hayatta genelde kullanılan mekanlarda (ev
ve ofis ortamlarında) ortalama ışınım sıcaklığı ( t ) ile
ortam sıcaklığı (t ) arasındaki fark çok azdır ve birbirine
eşit almak önemli hatalara neden olma2 Ancak özel
durumlarda t de t sıcaklıkları birbirine eşit olmayabilir
Şekd 3'de farklı ortalama ışınım sıcaklıkları için ortam
sıcaklığının alabileceği değerler verilmiştir
insanı
çevreleyen yüzeylerin sıcaklıktan arttıkça vucut uzenne
ışınımla gelen ısı yuku artar Vucut de çevre arasındaki
ısı dengesinin ve ısıl konforun bozulmaması ıçm ortam
sıcaklığının azaltılması gerekir Böylece vucut üzerine
taşınımla gelen ısı yuku azaltılmış olur
Şekil 4'de hava hızı de ortam sıcaklığı arasındaki dışkı,
ıkı farklı gl) sı grubu için verdmıştır Ortamdaki hava
hızı ve hareketlerinin artması ısı taşınım katsayısını
dolayısıyla vücuttan çevreye olan duyulur ısı geçişim
artırır Vücuttan çevreye olan ısı kayıplarının, azaltdması
ıçm ortam sıcaklığının artırılması gerekir Hava hızı
arttıkça ortam sıcaklığının lineer olarak artmamasının
en buyuk nedeni, taşınım katsayısının hava hızı de lineer
değişmemesinden kaynaklanmaktadır Giysi yalıtımın
artması ise hava hızının aksine ısı kayıplarını azaltıcı
Şekil 2(a) Farklı AUtvttelerde Isıl Konfor için Gerekli Ortam
Sıcaklıkla/1
32
yönde etki yapmaktadır Bu nedenle giysi yakamı arttıkça
ortam sıcaklığının düşürülmesi gerekir Hava hızının 0,2
Mühendis ve Makma
Cıİt 43 Sayı 515
makale
Şekil 3. Isıl Konfor için Ortam ile Ortalama Işınım Sıcaklığının
Değişimi
Şekil 4. Isıl Konfoı Içm Hava Hızı ile Ortam Sıcaklığının Değişimi
m/s olduğu bir ortamda 0,6 clo giysili bir kışı ile çevre
arasındaki ısı dengesi 25,0°C'de sağlanırken giysi yalıtımı
1,0 clo'ya çıktığında ısı dengesinin kurulduğu sıcaklık
22,3°C'ye duşmektedıt
Şekil 5 a'da bağıl nemin ısıl konfor şartlarına etkisi,
farklı giysi grupları ve aktıvıte düzeyleri için verilmiştir
Aktıvıtemn ve giysi yalıtımın artmasıyla ortam sıcaklığının
Şekil 5(a). Isıl Konfor Içm Farklı Bağıl Nem ve Giysi Yalıtım
Değerlerinde Aktıvıte ile Ortam Sıcaklığının Değişimi
Şekil 5(b). Isıl Konforun Sağlandığı Şartlarda Bağıl Nemin Deri
Islaklığı Üzerindeki Etkileri
Ortamın bağıl neminin artması vücut ile çevre arasındaki
kude transferini zorlaştırdığından vücudun daha fazla
bolumu terle kaplanmaktadır. 3,5 met akövıte ve %10
bağıl nemde den ıslaklığı 0,33 iken %90 bağıl nemde bu
değer 0,42'ye çıkmaktadır
Şekil 6'da ise ortamdaki su buharının ısıl konfor
üzerindeki etkisi daha net olarak görülmektedir Burada
azaltılması gerektiğim daha once ifade etmışuk. Benzer
şekilde ortamın bağıl neminin artması da ortam
sıcaklığının azaltılması yönünde etkide bulunmaktadır
Dinlenme durumunda ve 0,6 clo giysili bir kışı için, bağıl
nemin %10 olduğu bir oıtamda sıcaklık 25,1°C olması
gerekirken bağıl nemin %90 olması durumunda ortam
sıcaklığı 23,6°C'ye düşürülmelidir Çunku bağıl nem
arttıkça vücuttan çevreye olan gizli ısı kayıpları azalacaktır
Bu duşusun dengelenebümesı için duyulur ısı kayıplarının
aratılması gerekir Bu nedenle ortam sıcaklığı azaltılır
Şekil 5 b'de giysi direnci 0,6 clo için bağıl nemin, vücut
üzerindeki ortalama den ıslaklığına etkisi görülmektedir
jVîuhendıs ve Makına - Cilt 43 Sayı 515
Şekil 6. Farklı Bağıl Nem Değerlerinde Konfor Bölgelerinin ve
Ortam Sıcaklığının Değişimi
33
makale
M = 60 W/m 2 , V=0,1 m/s ve I d =0,6 clo alınmıştır
Şekilde aynı zamanda ısıl konfor olçuderınden "tahmini
ortalama oy" (PMV) değerlen de verilmek suretiyle
konfor bölgeleri de yer almaktadır PMV'nın 0 olması
ortamın konforlu algılandığını 3 olması ise oldukça
konforsuz olduğunu ifade etmektedir Ortamdaki su
buharı basma artükça ısıl konforun sağlanması için ortam
sıcaklığının azaltılması gerektiği verilen şekilden
görülmektedir A) m zamanda, ortam sıcaklığı arttıkça
vücut üzerindeki ısıl yükten dolayı PMV nötr değerden
sapmakta yanı ortam konforsuz olarak algılanmaktadır
Isıl konfor şardarının opamızasyonunun yapıldığı bu
çalışmada varılan sonuçlar özede şunlardır
Aküvıte arttıkça, vücutta üretilen ısı da buna bağlı
olarak arttığından ısı dengesi ve konfor şardarı, ısı
kayıplarının daha fazla olduğu duşuk o r t a m
= 60 W/m 2 , 0,6
clo ve V= 0,1 m/s şardarında gerekli ortam sıcaklığı
E dıf
E
Era
Solunumla bınm zamanda olan gizli ısı kaybı, Wim'
Em
Deriden terin buharlaşmasıyla bınm zamanda
olan ısı kaybı, Wim2
E^
P M V değerim
0'dan
l'e
Gl) sının buharlaşma direncinin artması, vücut
Giysi alan faktörü, boyutsuz
hc
Taşınım ile ısı geçiş katsayısı, W/m2K
hc
Buharlaşma ile ısı geçiş katsayısı, W/m2kPa
ht
Işınım ile ısı geçiş katsayısı, Wlm2K
I cl
Giysinin ısıl direnci, clo
ıcC
Giysinin bullar geçirgenlik verimi, boyutsuz
LR
Lewis oranı, "C/kPa
mbl
iç vücut ile d e n arasındaki kan dolaşımı, kg/(s m2)
m^.
Solunum debisi, kg/(s m2)
-
Ortamdaki bağıl nemin artması, ısı dengesi ve ısıl
acısından o r t a m
azaltılmasını gerektirir M
Çevre ortamı subuhan basıncı, kPa
PMV
Tahmini ortalama oy
Psk s
Qm
Denden b ı n m zamanda olan toplam ısı kaybı, Wim2
Solunumla b ı n m zamanda olan toplam ısı kaybı,
W/m'
R
D e n d e n ışınımla b ı n m zamanda olan ısı kaybı,
Wim2
bağıl nem %10 şartlarında gerekli ortam sıcaklığı
-
T* sıcaklığında doymuş havada subuhan basıncı,
kPa
sıcaklığının
= 6 0 W/m 2 , 0,6 clo ve
B ı n m z a m a n d a aktıvıte ile olan metabolık ısı
pB
Qsk
konfor şartları
Bınm zamanda toplam metabolık ısı urehmı, Wim2
üretimi, Wim2
üzerindeki deri ıslaklığını artırıcı yönde etkide
bulunur
Vücut uzenndekı ısıl yuk, W/m2
fc|
MIC1
çıkması
Isıl konforu sağlayan denden term buharlaşmasıyla
gerekli bınm zamanda olan ısı kaybı, Wim2
M
çıkarmaktadır
Deriden bınm zamanda olabilecek maksimum
gizli ısı kaybı, Wim'
sıcaklığı 19,7°C'ye İnmektedir
27,5°C'ye
Denden renn dıfuzyonuyla bınm zamanda olan
ısı kaybı, Wim2
24,3°C iken M a c t = 120 W/m 2 'de gerekli ortam
Aynı şardarda ortam sıcaklığının 24,3°C'den yaklaşık
Solunumla b ı n m zamanda olan duyulur ısı kaybı,
W/m2
E
SONUÇ
sıcaklıklarında sağlanmaktadır M^
Cm
25,1 °C iken bağıl nem %90'a çıktığında gerekli ortam
R cl
sıcaklığı 23,6°C'ye inmektedir
Rıcl
Giysinin ısıl direnci, (m2 K)/W
Giysinin buharlaşma direnci, (m2 kPa)/W
Ortamdaki bağıl nemin artması, vücut üzerindeki den
ta
Ortam sıcaklığı, °C
= 9 0 W/m 2 , 0,6 clo ve bağıl
tb
Vücudun ortalama sıcaklığı, °C
ıslaklığını da artırır M
nem %10 şardannda den ıslaklığı 0,12 iken bağıl nem
tc|
Giysinin ortalama yüzey sıcaklığı, "C
%90'a çıkağında den ıslaklığı 0,16 olmaktadır
ttt
D ı ş a n solunan havanın sıcaklığı, °C
tA
D e n tabakası sıcaklığı, ° C
SEMBOLLER
tstre
Isıl konforu sağlayan d e n tabakası sıcaklığı, °C
t
Ortalama ışınım sıcaklığı, °C
\
Vücut yıızey alanı, m'
V
Hava hızı m/s
Af
Vücudun etkin ışınım alanı, m 2
w
Toplam d e n ıslaklığı, boyutsuz
C
Deriden b ı n m zamanda taşmımla olan ısı kaybı,
w^
W/m'
34
Ten buharlaştırma ıçm gerekli olan d e n ıslaklığı,
boyutsuz
Mühendis ve Makına Cilt 43 Sayı 515
mahale
W
Yapılan dış iş, W/m2
Burch, S.D, Ramadhyanı, S and Pearson, J T (1991)
W^
Çevre havasının mutlak nemi, kgH20I kg kuru hava
Analysis of Passenger Thermal Comfort in an Automobile
Dışarı solunan havanın mutlak nemi, kgHp / kg
Under Severe Winter Condinoning ASHRAE Transactions (97)
Wa
a
kuru hava
Hamdı, M , Lachıver, G and Mıchaud, F (1999) A New
Toplam vücut kütlesinin den bölmesinde olan
Predictive Thermal Sensation Index od Human Response En
bolumu, boyutsuz
erg; and Buildings, 29, 167 178p
E
Yayma katsayısı, boyutsuz
Kandjov, I M 1998 Thermal Stability of Human Body Un­
0
Steftn-Boltzman sabiti (5,67 10»), W/m2K'
der Environmental Air Conditioning Journal of Thermal Bi­
1 clo = 0,1548 (m'°C)/W
lmet=
ology, Vol 23, No 2, 117-121p
58,15 W/m2
McCullough, E.A , Jones, B W, and Huck, J (1985) A
Comprehensive Data Base Tor Estimating Clothing Insula­
KAYNAKÇA
1
tion ASHRAE Transactions 91 (2) 29-47p
Ancı, O , Yang, S L, Huang, C C and Oker, E (1996) A
Numencal Simulation Model Tor Automobile Pasenger Com­
partment Climate Control and Evaluation. International Energy
and Environment Symposium Turkey, July 29-31 1081-1087p
2
ASHRAE,(1989) ASHRAE handbook-Fundamentals, chap
ter 8 Atlanta American Society of Heanng, Refrigeration and
Air-Conditioning Engineers. 29p
3
Aybers, N (1978) Isıtma, Havalandırma ve Iklım Tesıslen
Üçer Matbaacılık,! 978 9 25s
McCullough, E .A, Jones, B W andTamura, T (1989) A
Data Base For Determining the Evaporative Resistance of
Clothing ASHRAE Transacnons, 95 (2) 316-328p
Semiz, B D (1990) insan Anatomisi ve Fızyolousı 207s
Marmara Üniversitesi, Yayın No 476 istanbul
Tanebe, S., Arens, E A, Bauman, F S , Zang, H and
Madsen, TL (1994) Evaluating Thermal Environments by
Using a Thermal Manikin With Controlled Skin Surface Tem­
perature ASHRAE Transactions 100 (1)
ODA DERGİLERİ 2003 YILI ABONE FORMU
Adı-Soyadı
Meslek
işyeri Adı
Adres ve Posta Kodu
Telefon
e-posta
Kayıtlı Olduğunuz ODA
Oda Sicil No
İSTENİLEN DERGİ
Dergi
Yıllık Abone Bedeli
25000000
12000000
15 000 000
[ ] Mühendis ve Makına
[ ] Endustn Mühendisliği
[ ] Tesisat Mühendisliği
Tek Dergi Bedelsiz
Q Mühendis ve Makına
• Endustn Mühendisliği
• Tesisat Mühendisliği
Ödenen Miktar
Ödeme Şekli
Gereğini bilgilerinize sunanm.
Tarih
,./2003
İmza
• 96954 No lu Posta Çeki hesabına, fotokopısıyle beraber bir dilekçe
» Is Bankası Yenışehır/ANK Sb 89872 Hs Banka dekontu ile beraber bir dilekçe
Mühendis ve Makına Cilt 43 Sayı 515
35