KONUTLARDA MİMARİ PROJELERDEN KAYNAKLANAN TEMİZ SU VE ENERJİ KAYIPLARININ İNCELENMESİ Hasan Karabay, Müslüm Arıcı, Erdal Çetkin, Onur Çayırlı Kocaeli Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü, KOCAELİ hasankarabay@gmail.com, muslumarici@gmail.com, erdalcetkin@gmail.com ÖZET Küresel ısınma sonucu ortaya çıkan iklim değişikliklerinin içme suyu kaynakları üzerindeki etkisi bu sorunun yalnızca akademik bir konu olmadığını tüm dünyaya kanıtlamıştır. Ülkemizde de 2006 yılında Kocaeli Yuvacık Barajı ndaki suyun bitmesi ile kamuoyunda konuşulmaya başlayan su kaynaklarındaki azalmalar, İstanbul ve Ankara da yaşanan su kıtlıkları sorunun göz ardı edilemeyecek seviyede olduğunu göstermiştir. Kullanıcılar devletten yeni temiz su kaynakları bulmasını beklerken, devlet te halka çeşitli tasarruf yöntemleri önermektedir. Bu çalışmada konutlardaki mimari projelerden kaynaklanan su israfları araştırılmış, mimari projelere getirilebilecek sınırlamalarla tasarruf edilecek temiz su ve enerji miktarları araştırılmıştır. Bu amaçla, duşlarda ve mutfaklarda sıcak suyun beklenmesi esnasında akıp giden su ve enerji israfının büyüklüğü gösterilmiştir. Bu çalışmada incelenen mimari projelerin birçoğunda su ısıtıcının mutfağa yakın fakat banyoya uzak olduğu görülmüştür. Su ısıtıcısı ile banyo, mutfak gibi sıcak su kullanım yerleri arasındaki mesafeye bağlı olarak her kullanımda 2 lt - 20 lt temiz su, 300 kj - 3000 kj enerjinin israf edildiği bulunmuştur. Türkiye deki konut sayısı dikkate alındığında bir yılda Yuvacık Barajı depolama hacmi kadar suyun ısıtılarak boşa akıtıldığı, bu kayıpların bundan sonra inşa edilecek konutların mimari projelerindeki ıslak zeminlerin bitişik yapılması ile bertaraf edilebileceği gösterilmiştir. Anahtar Kelimeler: Anahtar kelime1, Anahtar kelime2 (Times New Roman, 10 punto, koyu, en fazla 5 anahtar kelime) 1. GİRİŞ Tamamen ikame edilemeyen bir kaynak olan su, yaşayan bütün canlılar için en önemli doğal kaynaklardan biridir. Diğer bir ifadeyle su, hayatın ve canlıların kaynağıdır. Ancak, özellikle son 20 yıl içerisinde artan insan nüfusu ve bunun sonucu olarak artan su talebi, küresel bir su krizini gündeme getirmiştir. Bunun yanı sıra, hızla artan dünya nüfusu ve su talebiyle birlikte ekonomik, politik ve çevresel konulardaki mücadeleler ve çekişmeler çok daha yaygın ve ciddi boyutlara ulaşmıştır. Su kaynakları; miktar, kalite ve tüm diğer sektörel kullanımlar açısından birçok ciddi sorunla karşı karşıyadır. Ülkemizde de 2007 yılında Kocaeli Yuvacık Barajı ndaki suyun bitmesi ile kamuoyunda konuşulmaya başlayan su kaynaklarındaki azalmalar, İstanbul ve Ankara da yaşanan su kıtlıkları sorunun göz ardı edilemeyecek seviyede olduğunu göstermiştir. Kullanıcılar devletten yeni temiz su kaynakları bulmasını beklerken, devlet te halka çeşitli tasarruf yöntemleri önermektedir. Örneğin DSİ internet sitesinden halka duyurulan tasarruf yöntemlerinden başlıcaları aşağıda verilmiştir[1]: 713
Sebze meyveler elde yıkamak yerine su dolu bir kapta yıkanırsa, 4 kişilik bir aile yılda ortalama 18 ton su kurtarabilir. Bulaşıkları elde değil makinede yıkayarak 4 kişilik bir aile bir yılda ortalama 26-40 ton su tasarrufu yapabilir. Diş fırçalarken yaklaşık 48 ton su tasarruf edilebileceği 4 kişilik bir ailenin her bir ferdi duş süresini 1 dakika azaltırsa yaklaşık 18 ton suyu kurtarır. Dört kişilik bir ailenin fertleri günde bir kez sifonu amacı dışında çekerse, yılda 16 ton su harcamış olur. Rezervuara, su dolu 1,5 litrelik pet bir şişe yerleştirilerek, yılda 2 ton su tasarrufu sağlanabilir. Her saniye bir damla damlatan musluk, yılda 1 ton su harcar. Tek bir çalıştırmada yaklaşık 176 litre su harcayan çamaşır makinesi haftada bir kez bile az kullanılırsa, yılda 9 ton su tasarruf edilir, Bu tedbirlerle isteyen her ailenin yılda yaklaşık 140 ton su tasarrufu yapabileceği yine bu sitede belirtilmektedir. Yukarıda belirtilen yöntemler herkes tarafından kolayca uygulanabilir ki muhtemelen de toplumun çoğu tarafından da uygulanmaktadır. Fakat bunların yanında kamuoyunda konuşulmayan, hemen hemen her evde yaşanan, büyük miktarda su ve enerji kayıplarına sebep olan mimari ve mühendislik tasarımı hataları bulunmaktadır. Kullanıcıların bu hatalardan dolayı kaynaklanan su ve enerji israfının önüne geçmeleri imkânsızdır. Bu çalışmada konutlardaki mimari proje aşamasından kaynaklanan su ve enerji kayıpları incelenmiştir. Yapılan incelemelerde mimari projelerde sıcak suyun kullanıldığı mahallerin yerleşimi ve dağıtımı incelenmiştir [2,3,4]. Elde edilen veriler sonucunda, genel olarak, sıcak suyun elde edildiği cihazların bulunduğu yer ve dağıtıldığı mutfak, banyo ve duş gibi yerlerin birbirinden en uzak noktalara koyulduğu tespit edilmiştir. Bununla beraber sıhhi tesisatı yapan mühendisin de bu noktalar arasındaki en uzak yolu takip ederek sıcak su dağıtımını gerçekleştirdiği tespit edilmiştir. Bu çalışma esnasında incelenen mimari projelerden bazı örnekler Bölüm 2 de sunulmuştur. Bu mimari projeler mühendislik firmalarından alınmıştır ve isimleri belirtilmemiştir. Bölüm 2 de incelenen tüm projeler uygulanmış örneklerdir. Bölüm 3 te ise konutlardaki su ve enerji ilgili yapılan ölçüm sonuçları değerlendirilecektir. 2. MİMARİ PROJE ÖRNEKLERİ Sıcak suyun elde edildiği ve kullanıldığı yerlerin birbirlerinden özenle ayrıldığı mimari projelere bir örnek Şekil 1 de sunulmuştur. Şekilde görüldüğü gibi bu meskende sıcak suyun kullanıldığı mutfak banyo ve duş mimari projede birbirlerinden uzaklaştırılarak yapının üç farklı bölgesine dağıtılmıştır. Ayrıca tesisat mühendisi de su ısıtıcını bu mahallerden olabildiğince uzaklaştırmaya çalışmıştır. Bununla beraber sıcak suyu hiç gerek yokken önce binanın ortasına getirmiş daha sonra dağıtmaya çalışmıştır. Örneğin; kombiden mutfak evyesine yaklaşık 4 metre boru ile ulaşabileceği halde bu mesafede 14 metre boru kullanmıştır. Benzer şekilde banyoya 15 metre, duşa ise 17 metre boru kullanmıştır. Bu meskende, ne yazık ki mimar ve tesisat mühendisinin adeta organize şekilde çalışarak su ve enerji israfını neredeyse maksimuma çektiği görülmektedir. Bu binada yaşayanlara isteseler de bu kayıpları engelleme fırsatı bırakmamışlardır. Şekil 2 de sıcak suyun kullanıldığı mutfak ve banyo yerleşiminin mükemmel bir şekilde projelendirildiği mimari bir proje örneği görülmektedir. Mutfak ve banyo tek bir duvarla bölünmüş ve ayrıca mutfak levyesi ve duş teknesi sırt sırta yerleştirilmiştir. Fakat bu güzellik tesisat mühendisi tarafından adeta katledilmiştir. Zira ısıtıcı bu mahallerden özenle uzaklaştırılmıştır. Belki de 1 metre boru ile transfer edilebilecek sıcak su mutfaktan 9, banyodan ise 11 metre uzaklaştırılmıştır. Şekil 3 te incelenen projeler arasında en çok rastlanan mimari proje örneği sunulmuştur. Bu projelerde genel olarak mutfak ve banyolar binanın iki farklı köşesine yerleştirildiğinden yaklaşık 15 m boru kullanıldığı görülmüştür. Bunların arasında antre yada odalar bulunmaktadır. Kombi mutfağa evyeye 714
yakın yerleştirilmiş olmakla beraber her nedense kombiden çıkan sıcak su borusu önce tavana sonra levyeye getirtilerek aradaki mesafenin 4 m civarına çıkartıldığı görülmektedir. Şekil 4 de sunulan projeler ise söylenecek herhangi bir söz bırakmayan örneklerdir. Sıcak su borularının uğramadığı nokta kalmamış. Ayrıca Şekil 4b deki kombinin neden salona kurulduğunu anlaşılamamıştır. BANYO WC Ç.M Mutfak 14 m 4,374 Duş 17,41 m 5,46 Banyo 15,08 m 4,73 LV DUÞ B.M MUTFAK KOMBİ Şekil 7. Mutfak, banyo ve kombinin birbirinden uzak tutulduğu proje örneği HOL KOMBİ Mutfak 9.6 m 2.87 lt Duş 11.35 m 3.56 lt BANYO MUTFAK BULAŞIK MAKİNASI Şekil 8. Sıcak su tesisatından kaynaklanan su ve enerji israfına bir örnek a) b) Mutfak 3.67 m 1.15 lt Duş - - Banyo 12.6 m 3.95 lt Mutfak 4.11 m 1.29 lt Duş - - Banyo 14.6 m 4.58 lt Şekil 9. En çok rastlanan mimari proje örneği 715
a) Mutfak 3.6 m 1.13 lt Banyo 16.1 m 5.05 lt 3. ÖLÇÜM DEĞERLERİ Şekil 10. Geziye çıkmış sıcak su tesisatları b) Mutfak 16.25 m 5.1 lt Banyo 27.5 m 8.63 lt Bu bölümde ise su ve enerji kayıpları ile ilgili konutlarda yapılan ölçümler verilecektir. Ölçümler konutlardaki banyo ve mutfak armatürlerinden akan suyun debisinin ve sıcaklığının ölçülmesi ile gerçekleştirilmiştir. Sıcaklıklar dinamik olarak bakır-konstantan termoeleman kullanılarak yapılmış ve zamana göre değişimleri veri toplama sistemi ile bilgisayarda kaydedilmiştir. Ölçümler esnasında su ısıtıcısı kapalı iken musluklar açılarak hatta eğer varsa önceden kalmış sıcak su boşaltılmıştır. Daha sonra ısıtıcı çalıştırılarak akan su bir kap içinde toplanmıştır. Bu esnada muslukların hemen çıkış ağzına yerleştirilen termoelemanlarla sıcaklık-zaman eğrileri elde edilmiştir. Sıcaklıklar sabitlendiğinde ölçümler sonlandırılmıştır. Kaptaki su ve süre ölçülerek debi tespit edilmiştir. Farklı binalardaki ölçümlerde suların son sıcaklıkları farklı olduğu için aşağıdaki grafiklerde anlık sıcaklıklar son sıcaklığa bölünerek boyutsuzlaştırılmıştır. Şekil 5 te Kocaeli nde bulunan iki farklı toplu konutun mutfağında yapılan ölçüm sonuçları görülmektedir. Şekil 5 ten görüldüğü gibi musluktan akan suyun sıcaklığının bir süre sabit kaldığı daha sonra artarak dengeye ulaştığı görülmektedir. Su sıcaklığın sabit kaldığı sürede ısıtıcı ile musluk arasındaki borularda bulunan su atılmaktadır. Yukarıda mimari projelerde verilen su hacimleri bu değerlerdir. Fakat kullanıcı yalnızca bu suyu boşa akıtmakla kalmayıp, istenen denge sıcaklığına ulaşıncaya kadar boşa akıtma işlemine devam edecektir. Bu süreçte harcanan enerji ile tesisattaki borular ve çevresi ısıtılmaktadır. Bu ısınma süresinde atılan su miktarı borulardaki ilk su miktarının 2-3 katıdır. Yuvam Akarca Konutları nda ilk anda yaklaşık 1.7 litre soğuk su aktıktan sonra denge sıcaklığına kadar toplam 4 litre suyun boşa akıtıldığı görülmektedir. Dünya Bankası Konutları nda ise boruların daha uzun tutulmuş olduğu anlaşılmaktadır. Muslukla ısıtıcı arasındaki borudaki suyun hacmi yaklaşık 2.5 litredir. Su sıcaklığının istenen değere ulaşıncaya kadar 6-7 litre suyun atıldığı görülmektedir. 716
1 T/Tson 0.8 0.6 Yuvam Akarca Konutları Dünya Bankası Konutları 0.4 0.2 0 0 2 4 6 8 10 Su hacmi(lt) Şekil 11. Mutfaklarda israf edilen suyun sıcaklığının miktarı ile değişimi Şekil 6`da Yuvam Akarca konutlarının banyosunda yapılan deney sonucunda su sıcaklığının boşa akıtılan su miktarına göre değişimi gösterilmiştir. Banyo ile ısıtıcı arasında her zaman beklemekte olan yaklaşık 5 litrelik suyun ısınmadan atıldığı görülmektedir. Bununla beraber, suyun kullanıcı tarafından istenen sıcaklığa ulaşması için yaklaşık 15 litre suyun bu konutta israf edildiği de şekilden görülmektedir. 1.0 T/Tson 0.8 Yuvam Akarca Konutları 0.6 0.4 0.2 0.0 4. ENERJİ KAYIPLARI 0 5 10 15 20 Su hacmi (lt) Şekil 6. Banyoda israf edilen suyun sıcaklığının miktarı ile değişimi Duştaki ya da mutfaktaki kullanıcı vanayı açarak su sıcaklığı istendiği değere gelinceye kadar suyun kanalizasyona akıp gitmesini adeta seyredecektir. Bu esnada ilk olarak hattaki soğuk su akacak daha sonra ısıtıcıdan çıkan sıcak su, geçtiği hattı ve çevresini ısıtacağı için kullanıcıya istediği sıcaklıkta ulaşamadığı için yine boşa akacaktır. Bu iki süreçte kullanıcı isterse bu suları bir kapta toplayarak daha sonraki kullanımları için bekletebilir yani su israfını önleyebilir fakat enerji kaybını önleyemez. Nitekim bu ılık suyu daha sonra, yani soğuduktan sonra kullanacaktır. Bu aşamalarda su ve enerji israfı birlikte olmaktadır. Diğer bir kayıp aşaması yani kullanıcı işini bitirdikten sonra vanayı kapattığı andan itibaren başlamaktadır. Vana kapatıldıktan sonra tesisatta kalan sıcak su ve çevresi artık soğumaya terk edilmiştir. Bu esnada ısıtılmış litrelerce su, kilolarca boru ve beton kütlesi bünyesindeki enerji adeta çöpe atılmaktadır. 717
İlk aşamadaki ılık suyla atılan ve daha sonra tesisatta terk edilen enerjinin toplamı hattaki suyun rejime ulaşıncaya kadar atılan toplam su kütlesinin ilk sıcaklıktan son sıcaklığa kadar ısıtmak için gerekli enerji miktarına eşit olacaktır. Şekil 5 ve 6 da gösterildiği gibi toplam su kaybı miktarı ısıtıcı ile musluk arasındaki tesisattaki su miktarının 2-3 katı arasında olmaktadır. Bir günde bir daireden mutfak ve banyodan atılan toplam su miktarını 10 lt olarak kabul edersek ve ülke çapındaki 12 milyon konutta bu israfın her gün yapıldığı düşünülürse yılda, 10 365 12x106/1000=43.800.000 ton/yıl suyun boşa akıtıldığı ve bu esnada 10 365 12x106 4.18 (45-15)= 5,492,520,000,000 KJ/yıl büyüklüğündeki enerjinin israf edildiği ortaya çıkmaktadır. Kocaeli nde bulunan Yuvacık Barajı nın depolama hacminin 50 milyon m 3 olduğu hatırlanırsa, her yıl bir barajı dolduracak miktardaki suyun boşa akıtıldığı ortaya çıkmaktadır. Ayrıca, gereksiz yere atılan bu su, ithal edilen enerji ile ısıtılarak atılmaktadır. Burada verilen değerler tahmini değerlerdir. Gerçek değere ulaşabilmek için konutlardaki sıcak su kullanımındaki günlük tekrar sayılarının istatiksel bir çalışma ile belirlenmesi gerekir. Diş fırçalarken yılda 48 ton su tasarrufu yapılabiliyorsa, bu çalışmada esas alınan değer, bu değerin on üçte biri yani yılda 3.6 ton su israfına karşılık gelmektedir. Dolaysıyla, yapılabilecek tasarrufun, yılda 3.6 ton dan çok daha büyük olduğuna inanıyoruz. 5. SONUÇLAR Bu çalışmada, ülkemizde Mimarlarımızın önderliğinde, makine mühendislerinin katkılarıyla, Makine Mühendisleri Odasının onayıyla ve belediyelerin izniyle hep beraber bir yılda Yuvacık Barajı nın depoladığı kadar suyu üstelik ısıtarak kullanmadan kanalizasyona gönderdiğimiz ortaya konmuştur. Mevcut konutlardaki bu israfın engellenmesi için geç kalınmıştır. Kullanıcıların bu konuda tasarruf yapma şansları ellerinden alınmıştır. Bununla beraber birçok şehirde kentsel dönüşüm programlarının yürütüldüğü ve konut üretim hızının çok büyük olduğu bu günlerde, hiç değilse inşa edilecek yeni konutlarda bu kayıplar engellenebilir. Geri dönülmez bir israf yoluna girmeden önce; Sıcak suyun kullanıldığı mutfak banyo gibi mahallerin ortak bir duvarı kullanacak mimari projeler üretilmelidir. Bu mahallerdeki mutfak evyesi ve duş tekneleri sırt sırta yerleştirilmelidir. Su ısıtıcılarının kullanım yerine yakın yerleştirilebilmesi için baca ve temiz hava aksları mimari projede çözülmelidir. Sıcak su boruları değil, baca veya temiz hava bağlantıları uzatılmalıdır. Bu mekânların ayrı tutulduğu mimari projelerde her mekân için farklı ısıtıcı zorunluluğu getirilmelidir. Bu tip mimarı projelerde tüm ısıtıcıların yerleri ve bağlantıları gösterilmelidir. Sıcak su tesisatlarının tümünde en az ¾ lik boru kullanılmaktadır. Bu boruların çoğu metaldir. Bu çaplar Makine Mühendisleri Odası tarafından yeniden değerlendirilmelidir. 2006 yılı itibariyle toplam enerji tüketimimizin %74 ünü ithal edilirken, bu boru çaplarında ve üstelik metal borularla sıcak su akıtacak lükse sahip bir ülkede yaşayıp yaşamadığımız sorgulanmalıdır. Mimarlar Odası, Makine Mühendisleri Odası ve belediyeler bu kayıplar için bir sınır değer ortaya koymalıdır. Mimarlar Odası ve Makine Mühendisleri Odası bu sınır değeri aşan projelere onay vermemelidir. Belediyeler, inşaatı tamamlanmış binalara kullanım izni vermeden önce bu kayıpları bizzat ölçmeli ve sınır değeri aşan yapılara kullanım izni vermemelidir. 718
2. KAYNAKLAR [1] Devlet Su İşleri internet sitesi, www.dsi.gov.tr [2] Ömer Kantaroğlu, Sıhhi Tesisat Teknolojisi, 2005, Doğa yayın [3] Sıhhi Tesisat Proje Hazırlama Esasları, 2001, Yayın No 260 MMO [4] Sıhhi tesisat, Yayın no 272, isbn: 9699964103, ISISAN 719