Modern ofis binasının tasarımı, hızla gelişen teknoloji ile şekilleniyor. Tesisler yeni teknolojilere ve değişen iş misyonlarına hızla adapte olabilmelidir. Ancak bir sistem, modern işyerinin artan taleplerine ayak uyduramadı: geleneksel soğutma teknolojisi.
Ofis binalarının büyük çoğunluğunda kullanılan tipik soğutma teknolojisi, üstten değişken hava hacmi veya VAV'dir (Variable Air Volume). VAV ile hava, tavanda bulunan terminal ünitelerine (VAV kutuları olarak da adlandırılır) metal kanal sistemi yoluyla sağlanır. VAV kutuları ise, alandaki konforu korumak için gerekli miktarda şartlandırılmış havayı alan termostatlarına (genellikle 13 derece) yanıt vererek sağlar. Hava genellikle mekanik odaya, tavanın üstündeki boşluktan geri döndürülür ve buna dönüş plenumu denir.
Geleneksel yaklaşım mülk sahipleri, tasarımcılar ve müteahhitler için aşinadır; 30 yıllık bir geçmiş performans ve kanıtlanmış operasyonel verimlilik sunar. Ancak iki dezavantajı var. Birincisi düşük havalandırma etkinliğidir. Besleme ızgaraları ve geri dönüş ızgaraları tavanda olduğundan, belirli bir miktar kısa hava döngüsü vardır; başka bir deyişle, besleme havası, alanı soğutmak veya havalandırmak için herhangi bir çalışma yapmadan geri dönüşe gider.
Diğer bir dezavantaj, kullanım sonrası tadilatların yüksek maliyetidir. Tavanın üzerinde bulunan ve sacdan yapılan soğutma sistemi ile, tadilatlar rutin olarak tavan sistemlerinin sökülmesini ve yeni kanal sisteminin kurulmasını gerektirir.
Geleneksel tasarımın bir alternatifi çok dikkat çekiyor: zemin altı hava dağıtımı. Amerika Birleşik Devletleri'nde nispeten yeni olmasına rağmen, Avrupa'da 35 yıldır zemin altı hava dağıtımı kullanılmaktadır. Veri merkezlerindeki soğutma sistemlerine benzer şekilde, zemin altı hava dağıtım beslemesine sahip binalar, yükseltilmiş zemin besleme plenumu aracılığıyla şartlandırılmış hava sağlar. Hava, mekana, bina sakinleri tarafından manuel olarak ayarlanan veya oda termostatları tarafından otomatik olarak kontrol edilen zemin hava cihazları aracılığıyla sağlanır. Hava, genellikle bir dönüş tavan plenumu aracılığıyla mahalden geri döndürülür.
90 cm yüksekliğe kadar yükseltilmiş zeminler kullanan veri merkezlerinin aksine, zemin altı hava dağıtımı için yükseltilmiş zeminler 25 ila 45 cm yüksekliğe sahiptir. Yükseltilmiş döşeme alanı genellikle güç ve veri kablolaması için de kullanılır. Veri kablolamasının karmaşıklığı ve miktarı, yükseltilmiş zeminin yüksekliğini etkiler. Örneğin, zemin altı hava dağıtımına ve tek seviyeli zemin altı veri kablosu yönetimine sahip çoğu binada 35 cm yükseltilmiş bir zemin vardır.
Çoğu modern bilgisayar ve ekipman odası, verimli enerji kullanımı ile odanın eşit şekilde soğutulmasını sağlamak için bir yerden hava dağıtımı kullanır. Havalandırma sistemi temiz havayı, zeminin altından düzenli aralıklarla yerleştirilmiş difüzör karoları, üfleyiciler veya belirli ekipmana yönlendirilen kanallar aracılığıyla yukarı doğru dağıtılır. Bu sistemlerde yangın ihtimaline karşı havalandırmayı durdurmak için otomatik kapanan yangından kapatma valfleri gerekebilir. Zemin altından yangın çıkması ihtimali için de ek söndürme sistemleri kurulabilir.
Amerika Birleşik Devletleri'nde yer altı hava dağıtımının kullanımı, 1995'te ofis pazarının yüzde 1'inden daha azken; 2004'te bu oran sadece California Berkeley'de yüzde 6'ya yükseldi. Yer altı hava dağılımına sahip binalar çeşitli nedenlerle popülerlik kazanmaktadır. Düzgün tasarlanmış zemin altı hava dağılımına sahip binalarda kullanıcı konforu, geleneksel üstten soğutmalı binalardan daha yüksektir. Yer altı hava dağıtımı olan binalarda kiracılar için bir alanı yeniden yapılandırmak daha az maliyetlidir. Hava cihazları, güç ve veri taban kutuları, mobilya değişikliklerine uyum sağlamak için kolayca hareket ettirilebilir.
Dahası, uygun şekilde tasarlanmış zemin altı hava dağıtım sistemleri daha etkili havalandırma sağlar. Zemine besleme havasının verilmesi ve tavana geri verilmesi, kirletici maddeleri alandan etkili bir şekilde uzaklaştırır. Konvansiyonel üstten VAV soğutmanın aksine, besleme havasının kısa çevrimi için bir fırsat yoktur. Dönüşe ulaşmak için tüm havanın boşluktan geçmesi gerekir.
Bu noktada, zemin altı hava dağıtım sistemlerinin en büyük dezavantajı ise tasarımcıların, mülk sahiplerinin, kiracıların ve müteahhitlerin yaklaşıma aşina olmamasıdır. Bina uzun vadeli bir yatırımdır ve hiç kimse kanıtlanmadığını düşündüğü bir teknolojiyi denemek istemez.
Bir başka engel de, yer altı hava dağıtımına sahip binaların daha pahalı olduğu yönündeki yanlış algıdır. Bilakis uygun şekilde uygulandığında, zemin altı hava dağıtımına sahip binalar, geleneksel bir tasarımla neredeyse aynı maliyete tasarlanabilir ve inşa edilebilir. Sebebin bir kısmı da mantıksızdır. Zemin altı hava dağıtımı deneyimli bir ekip tarafından bir bina tasarımına dahil edildiğinde, yerden zemine yükseklik 15 ila 30 cm azaltılabilir. Geleneksel üstten soğutmalı bir binada, zeminden zemine yükseklikler genellikle çekirdek duvardaki kirişten kanala arayüz tarafından ayarlanır. Besleme kanalı, dönüş kanalı ve yangın sistemi devre boruları çekirdekteki alana sığdırılabilmek için birbirleriyle mücadele eder ve genellikle tavanın üzerinde gereken alan miktarı belirlenir. Tipik bir tavan boşluğu, yapısal kirişlerin altında 50 ila 60 cm arasında değişir.
Zemin altı hava dağıtımı ile, tavan boşluğunun aksine yapısal kirişlerin sıfır ile 20 cm altına sıkıştırılmasını gerektiren besleme veya dönüş kanalı yoktur. Zemin altı hava dağıtımı ile, dönüş aslında çekirdeğin yan duvarında olabilir ve bu da bir dönüş boşluğu ihtiyacını ortadan kaldırır.
Yer altı hava dağıtım projesini başarılı bir şekilde yürütmek için tüm ekibin (mal sahibi, tasarımcı ve yüklenici) taahhüdü gerekir. Yükseltilmiş bir zemin ve zemin altı hava dağıtımı bir temel tasarıma ilave veya alternatif ise, sistem arızaya mahkumdur. Bir bina tasarımına zemin altı hava dağıtımının entegre edilmesi, elektrik dağıtımından yapısal tasarıma kadar her şeyi etkiler. Bu bütün şekilde ele alınması gereken eksiksiz bir yapı türüdür.
Son birkaç yılda inşa edilen yükseltilmiş zemin altı hava dağıtımına sahip bazı binalar kötü performans gösterdi. Yer altı hava dağıtımı olan yeni bir binada, sızıntı oranları tasarım hava akışının yüzde 70'ini aştı; uygunsuz sıcaklık ve nem kontrolü vardı, dolayısıyla kiracılar da çok memnun değildi. Sorun ise, tasarımcıların, yüklenicinin ve mal sahibinin sistemde yeni olmasıydı. Zemin altı hava dağıtım tasarımındaki temel ilkeleri, özellikle de hava geçirmez bir yükseltilmiş zemin boşluğunun önemini anlamadılar. Hava sızıntıları kapatıldı ve sızıntı oranı yüzde 5'in altına düştü.
Zemin altı hava dağıtım sistemleri hakkında başka endişeler de ortaya çıktı. Bazı durumlarda, kullanıcılar çok soğuk olduğundan şikayet ettiler. Geleneksel üstten VAV, odadaki alan koşullarını 22 derece ve yüzde 50 nemde tutmak için nominal 13 derece besleme havası kullanır. 13 dereceye kadar soğutma havası nemi dışarı atar ve nem seviyelerini kabul edilebilir düzeyde tutar
Zemin altı hava dağıtım sistemleri ise nominal 17 derece besleme havası kullanır. Sorun şudur ki, klima santralinde soğutma bataryasından besleme havası 17 derece ise, nemi kabul edilebilir seviyelerde tutmaya yetecek kadar nem havadan dışarı alınmamaktadır.
Cevap ise bir kangal sistemi kullanmaktır. Bu sistemde havanın çoğu soğutma bataryasından geçirilerek 13 dereceye kadar soğutulur ve nemi sıkar. Ancak bir miktar hava 13 derecelik hava ile karışmak için soğutma bataryasını baypas ederek sıcaklığı gerekli 17 dereceye çıkarır. Nemi gidermek için dış hava ön işleme tabi tutulmalıdır.
Zemin altı hava dağıtımında daha yüksek besleme havası sıcaklığının nedeni kullanıcıların konforudur. Avrupa'da yıllarca süren araştırma ve kullanım, 17 derecenin en iyi sıcaklık olduğunu göstermiştir. 13 derece besleme havasının kullanılması, kullanıcıların konforla ilgili şikayetlerini sebep oluyor. Besleme sıcaklığını 17 dereceye çıkarmak için yeniden ısıtmanın kullanılması da bir hatadır. Yazılım kodu uyumlu değildir ve çok büyük enerji faturalarına neden olur.
Zemin altı hava dağıtım sistemlerine bir başka itiraz da, çok sessiz olmaları ve böylece insanların kulak misafiri olan konuşmalarla dikkatlerinin dağılabilmesidir. Zemin altı hava dağıtımı ile hava son derece düşük basınçta ve düşük hızda verilir. Bu nedenle, tepe VAV ile ilişkili olağan arka plan gürültülerinin hiçbiri yoktur. Konuşma gizliliği önemliyse, kiracı tasarımına bir ses yalıtım sisteminin dahil edilmesi gerekir. Bu sistemler, nispeten ucuzdur ve tavan üzerine aralıklı yerleştirilmiş bir ses jeneratörü ve hoparlörden oluşur.
Küf ve diğer kirleticilerle ilgili endişeler de dile getirildi. Şirketimizin tecrübesine göre bu bir sorun olmadı. Tabii ki, yükseltilmiş taban döşeme inşaattan sonra kapsamlı bir şekilde temizlenmeli ve soğutma sistemi havanın nemini almak için uygun şekilde tasarlanmalıdır. Küf, nem veya yüksek nem seviyeleri gerektirir. Zeminin altında sızan bir boru, başka bir potansiyel nem kaynağıdır. Belirli alanlarda kaçak tespit sistemlerinin kullanılması tavsiye edilir.
Öyleyse bir tesis yöneticisi bir proje için zemin altı hava dağıtımının doğru olup olmadığına nasıl karar verir? En iyi uygulamalar genel ofis alanlarıdır; özellikle de sık sık yeniden yapılandırılan alanlar içindir. Yer altı hava dağıtımı için uygun olmayan alanlar arasında mutfak ve yemek hazırlama alanları, laboratuvar alanı, merkezi depolama ve yükleme, spor salonları, yemek alanları ve çocuk bakım merkezleri bulunmaktadır.
Yer altı hava dağıtımının bir proje için doğru olabileceğini düşünen tesis yöneticileri için, ilgili deneyime sahip tasarımcılar ve yükleniciler aramak önemlidir. Başarılı bir zemin altı hava dağıtım projesini başarıyla tasarlamak ve inşa etmek, geleneksel bir sistemi uygulamaktan daha zor değildir ancak farklıdır.