Doğalgaz Bacaları

Doğalgazlı sistemlerde baca uygulamaları

Öğr. Gör. Ismail ÇAĞIRAN - Selçuk Üniversitesi Kadınhanı MYO
Öğr. Gör. S.Orkun DEMIRPOLAT -Selçuk Üniversitesi Kadınhanı MYO

GIRIŞ:

Ülkemiz gündemine çağdaş enerji olarak giren doğalgazın konutlarda ve sanayide kullanılmaya başlamasıyla birlikte bir çok teknik sorunun ortaya çıktığı gözlenmiştir.doğalgaz kullanılmaya başlanan binalarda yaşanan sorunların en önemlisi bacalarda karşılaşılan isimlerdir.bu nedenle baca sistemleri standartlara uygun planlanmalı ve monte edilmelidir. Ayrıca statik güvenlik, yangın güvenliği, ve akım tekniği ölçümlerinin yanı sıra çıkan gazlar nedeniyle oluşan ısı ve nem zorlanmalarının yapı fiziği kurallarına uygunluğu da göz önünde bulundurulmalıdır.

YANMA 
1 Birim gazın yanması için 2 birim oksijene ,Dolayısıyla10 birim havaya ihtiyaç vardır.

Kötü Yanmanın Sonuçları 

*Kötü Isınma
*Enerji Kaybı
*Zehirlenme Tehlikesi
*Hava Kirliliği
*Yangın Tehlikesi
*Kül
*Kurum
*Kötü koku

Yanma Ürünleri

Her zaman su ve karbondioksit ortaya çıkar.

Düşük Sıcaklıkta yanma Yüksek Sıcaklıkta 

yanma 

Yetersiz Yanma Havası Karbon hidrojeni Karbonmonoksit
Kurum
Karbonmonoksit 

Yeterli Yanma Havası Karbon hidrojeni
Karbonmonoksit

BACA TASARIMININ ÖNEMI

Isı sistemlerinde yakıtın yanması sonucu açığa çıkan egzoz gazının ortamdan uzaklaştırılması için bir bacaya ihtiyacımız vardır. Baca, bu görevini yaparken de yanmanın sağlanabilmesi için gerekli vakumu da oluşturur. Aynı zamanda baca gazı içerisinde bulunan zehirli bileşenlerin insanlara olan etkisini azaltabilmek için gazın yüksekte havaya bırakılmasını sağlar. 

Bacalar, beton, tuğla, çelik veya plastik yapılabilir. Bazen kendi kendini taşıyabilen, yere monte edilebilen, bazen de çelik konstrüksiyona veya yanda bulunan mevcut yapıya dayandırılarak kurulan, veya gerdirme halatları vasıtasıyla dik durması sağlanılan bacalar olabilir. 

Bacanın dizaynını yapabilmek çok ciddi çalışma gerektirdiği gibi aynı zamanda diğer mühendislik bilimlerinden de bilgi birikimi gerektirir (Yanma, metalurji, diğer malzeme, makine, özel ve yapı mühendisliği). Bacanın dizaynını yapacak olan kişi hem mühendis olmalı hem de baca dizaynında uzman olmalıdır.

GENEL HATLARIYLA BACALAR:

Bacanın Fonksiyonu:

Dumanların ateşlikten atmosfere iletilmesini sağlamak.
Güvenli yanmanın devamı için hava (oksijen) iletimi.
Çevreye zarar vermeden atık gazların ulaştırılması.

Bacada Doğal Çekiş 

Bacadaki doğal çekiş gücü, baca içinde bulunan gaz ile atmosferdeki hava arasındaki yoğunluk farkından kaynaklanmaktadır. Basit olarak aşağıdaki şekilde ifade edebiliriz;

Çekiş = Duman Akışı - Kayıp

Duman bilindiği üzere havadan daha hafiftir. Bu hafifliği de aşağıdaki sebeplere bağlayabiliriz.

1. Hava ve duman ısındıkları zaman genişlerler ve daha hafif hale gelirler.
2. Duman havadan daha sıcak olduğu için daha hafiftir.
3. Duman aynı bir uçan balonun ısınınca yükseldiği gibi yükselmektedir.

Dumanın akışını sağlayan güç(dumanın yükselişini sağlayan etken) içinde şu bilgileri verebiliriz.

Yükselme az bir güçle çalışmaktadır. 
Yükselmeyi, duman ile atmosferdeki sıcaklık farkı belirler.
Bu sıcaklık farkı genellikle sabit değildir. 
10 m’lik bir bacada 50 Pa’lık bir yükselme olur.

Dış Hava Sıcaklığı Yıllık Değişim


Barometrik Değer

Barometrik Değer;atık gazın yükselmesini azaltarak veya düşürerek etki etmektedir. Artma atık gazın yükselmesini arttırmakta, düşmesi ise yükselmeyi düşürmektedir.
Atmosfer basıncının 1040 mBar’ a çıkması duman akışını %3 artırmaktadır.
Atmosfer basıncının 960 mBar’ a düşmesi duman akışını %5 düşürmektedir.
Jeodezik Yükseklik

Jeodezik yüksekliğin artmasıyla hava ve duman inceldiğinden baca çekişi de düşmektedir.

Hava ve duman inceldikçe yoğunluk farkı azalır ve buna bağlı olarak da atık gazın yükselmesi azalmaktadır. 

Duman Akışı ve Jeodezik Yükseklik ilişkisi 

Bacada duman akışını güçleştiren etkiler

Basınç Kaybı

Borular, Dirsekler, Sapmalar, Çap Değişikliği.

Sıcaklık Kaybı

Olmayan ya da kötü yalıtımdan kaynaklanan soğumalar.

Soğuk havanın bacaya sızmasından kaynaklanan soğumalar.

Yalıtım Sınıfına Göre Bacadaki Sıcaklık Kaybı

Bacadaki sıcaklık kaybı yalıtım sınıfıyla ilgilidir. Aynı kesitte 160oC
atıkgaz giriş sıcaklığında;

Tuğla örgü baca/Yapma baca………………… Sıcaklık kaybı 12 - 18°C/m

(ISOKERN)Yalıtımlı iç baca / (ANKI) yapma baca Sıcaklık kaybı 6 - 12°C/m

Çelik baca 40 mm yalıtımlı…………… Sıcaklık kaybı 2 - 4°C/m

Baca çekişine Rüzgarın Etkisi

*Rüzgar Etkilerini Değiştiren Engeller : Yapılar, ağaçlar, bölgeler (tepeler, dağlar).
*Rüzgar Etkisinin Bağlı Olduğu Faktörler: Rüzgar hızı, Rüzgar yönü
*Rüzgar dumanın akışını artırdığı gibi düşürebilir ama;
baca çekişini +30 Pa ile -70 Pa arasında etkileyebilir!
Rüzgar Binanın Çevresinde şekilde görüldüğü gibi Basınç Bölgeleri Oluşturur.

 

BACANIN PLANLANMASI





Çatı eğiminin 20º ve daha fazla olması durumlarında, bacanın çatı üzerinde kalan kısmının yükseklik değeri






 

Çatı eğiminin 20º’ den daha az olması durumlarında, bacanın çatı üzerinde kalan kısımının yükseklik değeri
 

Düz bir çatıda, çatı üzerinde kalan baca yüksekliği en az 100 cm olmalıdır.
Çatı üzerindeki yükseklikler, bacanın çatı üzerinde kalan kısmının yüksekliğini etkiler.







Baca, balkon ve pencerelere yakın olmamalıdır.
Teraslı yapılarda baca, binanın en yüksek kısmının olduğu yerden çıkmalıdır.

Çatı malzemesi yanabilir maddelerden yapılmışsa, çatı üzerinde kalan baca yüksekliği en az 80 cm olmalıdır. (Ahşap çatılar, shingle, vs.) veya, çatı yanmaz bir malzeme ile izole edilmelidir.


BACA PROBLEMLERININ NEDENLERI

1)Baca ve ısı üreteci çıkışındaki düşük baca gazı sıcaklıkları, ısı üreteci verimleri mümkün olduğunca yüksek olmalıdır.

2)Baca gazı sıcaklığındaki 20ºC bir azalma ısı üreteci verimini yaklaşık % 1 artırır.

3)Sıvı ve gaz yakıt yakılan ısı üreteçlerinin atık gazındaki yüksek su buharı miktarından dolayı bacalarda yoğuşma ve asit oluşumu tehlikesi daha fazladır 

4)Yığma bacaların yapı malzemesinin fazla olan kitlesi baca gazından daha çok ısı absorbe eder, baca gazının soğumasına ve baca çekişinin azalmasına sebep olur .

5)Yetersiz Isı Yalıtımı 

6)Baca gazının çok çabuk soğumasına ve sıcaklığının düşmesine baca çekişinin azalmasına sebep olur 

7)Çok büyük baca kesitleri


BACA PROBLEMLERININ ÇÖZÜMLERI

1-Baca ve ısı kaynağı uyumu:

Baca ve ısı kaynağı(kazan)birbirine uyumlu değilse ortaya çıkar.Yapılacak ilk çözüm, daha yüksek baca veya yeni bacanın yapılmasıdır.Alternatif çözüm ise Baca Fanı kullanmaktır. 

2-Yoğuşma:

Atık gaz sıcaklığı yoğuşma sıcaklığının altına düştüğünde, atık gazın içinde bulunan su miktarı yoğuşarak kondenzasyonu meydana getirmektedir.
Yoğuşma tipik olarak kötü yalıtılmış bacalarda ya da yanlış ısıtma sistemlerinde görülmektedir. Yoğuşma problemi tipik olarak eski bacalarda ortaya çıkmaktadır.
Yoğuşmaya mukavemetli bir baca yapılması, bacanın yalıtılması, bacadaki açıklığın düşürülmesi (çap küçülmesi), bacanın sekonder klape ile tali havalandırılması, bacanın havalandırılarak kurutulması (Motorlu sekonder klape) ile bu sorunu giderebiliriz.

3-Soğuk vurgunu(don):

Atık gaz hızının düşük olduğu büyük bacalarda ortaya çıkmaktadır. 
Soğuk hava baca ağzından aşağı doğru inerek baca fonksiyonunu (duman akışını) bozar.
Çözümü, baca ölçülerinin uygun hale getirilmesi veya bir baca fanının kullanılmasıdır.

BACALARDAKI HASARLAR

Tasarımı, yapımı yetersiz bacalarda yoğuşma (bazen aşırı yoğuşma), donma ve buhar difüzyonu nedeniyle meydana gelirler. Yoğuşma suyunun asit özelliğinde (PH=2,5-3) olması, baca malzemesinin tahribatına , çökmesine, yıkılmasına ve bacanın tıkanmasına neden olur. Tehlike yaratarak can kayıplarına kadar zarar verebilir. Pratikte yetersiz bacalar arka sayfada ki resimlerde görülmektedir.

yanlış baca çapı seçimi etkili olmuştur . Zamanla deforme olmuş bir baca malzemesi. Yüksek sıcaklıklara karşı dayanımı düşük olduğundan ve asit ve nemden de etkilendiği için tamamen deforme olmuş.

Ülkemizde her yıl baca problemlerinden dolayı bir çok insan hayatını kaybetmektedir.

Baca mimaride yapının belirleyici öğelerinden biridir. Bu yüzden mimari tasarım aşamasında mutlaka önem verilmelidir.Sağlıklı bir yaşam için baca konusunda duyarlı olunmalıdır. Modern bir baca, farklı talepleri karşılayabilmelidir. Estetik, konfor ve güveni bir arada sunabilen üniversal bir baca sistemi tercih edilmelidir.Baca, çok hassas bir konudur. Bu alanda çalışmak uzmanlık ve tecrübe ister.




Kaynaklar:

1. ULUDAĞ, E.,Doğalgazda Bacalar Ve Ankara’daki Baca Hatalarından Dolayı Ölümler, 1. Ulusal Konya Doğalgaz Sempozyumu ve Sergisi Bildiriler Kitabı, 2005, Konya.

2. GÖK, E.,Baca Sistemleri , 1. Ulusal Konya Doğalgaz Sempozyumu ve Sergisi Bildiriler Kitabı, 2005, Konya.