Ünite 2: Isıl Konfor

Isıl Konfor

İnsan vücudu bulunduğu ortamda, çevre ile devamlı ısı alışverişi yapan termodinamik bir sistem gibi düşünülebilir. Vücudun iç bölgesinden deri yüzeyine ısı transferi kan yoluyla taşınım, iletim ve iç bölgeden deriye doğru nem transferi mekanizmaları ile gerçekleşir. Çevre ile vücut iç bölgesi arasında nefes alıp verme sayesinde sürekli bir ısı transferi vardır. Bununla birlikte vücut ile çevre arasında alınan besinler ve atıklar yoluyla enerji transferi söz konusudur. Deri yüzeyi ile çevre arasında ise kütle transferi (buharlaşma ve nem difüzyonu) yoluyla, iletim, taşınım ve ışınım mekanizmaları ile ısı transferi meydana gelir. Vücutta üretilen enerjinin vücuttan atılan enerjiye eşit olması halinde bulunulan ortam konforlu olarak hissedilir. Organlarımızın yaşamsal fonksiyonlarını yerine getirmeleri için gerekli olan vücut iç bölme sıcaklığı 36,8 °C’dir. Bu sıcaklık değerinden sapma olduğu durumlarda vücut terleme, titreme gibi fizyolojik kontrol mekanizmaları devreye girerek bu düzensizliği karşılama yoluna gider. Bulunulan çevre ile vücut arasındaki enerji dengesi ne kadar kısa sürede kurulabiliyorsa ortam o kadar konforludur. Ancak bu enerji dengesinin kurulduğu her ortam ısıl konfor bölgesi olmayabilir. Isıl konfor insanların içinde bulundukları ortamdan ısıl olarak hoşnut olma duygusu olduğundan kişiden kişiye değişebilmektedir. Yani ısıl konfor hem bulunulan ortama hem de kişiye bağlı olan bir kavramdır.

Isıl Konforu Etkileyen Parametreler

Isıl konfor insan boyutları, yaşı, cinsiyeti gibi parametrelere bağlı olmakla birlikte ısıl konforu etkileyen parametreleri çevresel ve kişisel parametreler başlıkları altında toplayabiliriz. Ortam sıcaklığı, ortam bağıl nemi, ortam hava hızı ve ortalama ışınım sıcaklığı çevresel parametreler olarak adlandırılırken, kişinin aktivite düzeyi ve giysi türü kişisel parametreleri oluşturmaktadır.

Çevresel Parametreler

Ortam sıcaklığı: Isıl konforu etkileyen en önemli parametrelerden biri ortam sıcaklığıdır. Genelde Santigrat (°C) olarak ifade edilir ve kuru termometreler yardımıyla ölçülür. İnsanların çoğunun rahat olarak çalışabildiği ortam sıcaklığı 20-26 °C’dir. İç ortam sıcaklığı ayarlanırken dış ortam sıcaklığı dikkate alınmalıdır.

Ortam bağıl nemi: Ortamın bağıl nemi ısıl konforu etkileyen diğer parametredir. Bağıl nem, belli bir sıcaklık ve hacimdeki havada bulunan su buharı miktarının aynı sıcaklık ve hacimde doymuş havada bulunan su buharı miktarına oranıdır. Psikrometre ve higrometreler ile ölçülür.

Ortam hava hızı: Ortamın hava hızı, insanların hava hareketine karşı duyarlı olmasından dolayı ısıl konforun belirlenmesinde önemli bir etkendir. Hava akımı çeşitli sebeplerle havanın atmosferde veya ortamda yer değiştirmesidir. Anemometre ile ölçülür.

Ortalama ışınım sıcaklığı: Ortamda bulunan sıcak veya soğuk yüzey ve nesnelerden kaynaklanır ve glop termometre ile ölçülür. Isı üretilmesine sebep olan ısı kaynaklarına güneş, spot ışıklandırma, bilgisayar ve televizyon gibi makineler, fırınlar, ateş, sıcaklık yayan yüzeyler ve cihazlar örnek olarak verilebilir.

Kişisel Parametreler

Giysi türü: Giysiler ısıl konforun iyileştirilmesini sağladığı kadar konforsuzluğun sebeplerinden biri de olabilir. Çok kalın giysiler ısı stresine sebep olabilmektedir. Ortam sıcak olmasa bile bu durum meydana gelebilir. Eğer giysilerimiz dış ortama karşı yeterince yalıtım sağlamıyorsa soğuğun yol açtığı soğuk ısırması ve hipotermia gibi hastalıklara maruz kalabiliriz. Giysilerimizin esas amacı vücudumuzun ısı kaybını sınırlamak olduğundan deriden çevreye ısı transferinde giysinin ısı ve nem transferine karşı olan direnci önemlidir.

Aktivite düzeyi: Aktivite düzeyi insan vücudunun aldığı yiyecekleri yakarak birim zamanda ürettiği ve metabolizma düzeyi olarak adlandırılan enerji miktarını etkileyen bir niceliktir. Metabolizma düzeyi insanın yaptığı eylem türü ile doğrudan ilişkili olan enerji düzeyidir. Normalde tüm kas aktiviteleri vücutta ısıya dönüşür ancak fiziksel aktiviteler sırasında bu oran % 75’e düşer.

Isıl Konforun Ölçülmesi

Isıl konfor bölgesi, iş yapma ve faaliyetlerini sürdürme açısından en rahat durumda olabilmek için gerekli ısıl koşulların üst ve alt limitleri arasındaki bölgedir. Parametrelerin değişmesine bağlı olarak ısıl konfor bölgesi de değişiklik gösterir. Bu nedenle ele aldığımız enerji kaybına neden olan ısıl konfor parametreleri ölçülmelidir. Ancak işyerindeki ısıl konfor ile ilgili bilgi sahibi olmanın en basit yolu bu durumu çalışanlara sormaktır. İşyerindeki ısıl konfor ile ilgili bilgi sahibi olmak amacı ile düzenlenen anket örneğini sayfa 29 Tablo 2.5’te bulabilirsiniz.

Isıl Konforun Hesaplanması

Bir ortamın ısıl konfor açısından uygun olup olmadığının belirlenmesinde kullanılan modeller “analitik” ve “deneysel” olmak üzere iki grupta toplanabilir. Analitik modeller insan vücudu ile çevresi arasındaki iletim, taşınım, ışınım ve buharlaşma gibi ısı transfer mekanizmaları yoluyla meydana gelen ısıl etkileşimleri dikkate alır. Analitik metotlar çevresel ve kişisel parametrelerden ölçülebilir verileri alarak işe başlar. Bu parametreleri kullanarak tüm ısı transfer mekanizmalarını kapsayan hesaplamalar ile insan vücudu ile çevresi arasındaki net ısı değişimi bulunmuş olur. Bulunan sonucun büyüklüğü ve yönü o ortamda bulunan kişinin ısıl konfor göstergesidir. Ancak bu modellerde kullanılan parametrelerin çok olması her zaman geçerli olabilecek tek bir çözümün elde edilmesini zorlaştırmaktadır. Deneysel ısıl konfor modelleri ise ısıl konfor kriterlerinin belirlenmesi için insan grupları üzerinde yapılan deneysel sonuçlardan elde edilen istatistik bilgilerin değerlendirilmesi ile elde edilmiş, analitik modellere göre daha az sayıda parametre içeren basit denklemlerdir. Literatürde bulunan başlıca analitik ısıl konfor modelleri A. P. Gagge tarafından bulunan “İki Bölmeli Anlık Enerji Dengesi Modeli” ve P.O. Fanger tarafından bulunan “Sürekli Rejim Enerji Dengesi Modeli”dir.

İki Bölmeli Anlık Enerji Dengesi Modeli (Gagge Modeli)

Gagge’nin iki bölmeli anlık enerji dengesi modeli insan vücudunu iç içe silindirlerden oluşan iki bölüme ayırır. İçteki silindiri iç organlar, iskelet ve kaslar oluştururken, dıştaki silindiri ise deri tabakası oluşturur. Deri ve kor bölmeleri için yazılan enerji denge denklemleri yardımıyla ısıl olarak verilen tepkiyi hesaplar. Bu modelde aşağıda belirtilen kabuller yapılmaktadır;

1. Kor ve deri bölmelerinin sıcaklıkları sabittir.
2. Kor ve deri bölmeleri arasında taşınım (kan akışı ile) ve iletim ile ısı transferi meydana gelir.
3. İki bölme arasında soluma nedeniyle gizli ve duyulur ısı kaybı, yapılan aktiviteler ve titreme sırasında üretilen metabolik ısı, meydana gelen kütle değişimi ölçüsünde enerji transferi meydana gelir.
4. Deri ve dış ortam arasında taşınım, ışınım ve nem buharlaşması yoluyla ısı transferi meydana gelmektedir.

Sürekli Rejim Enerji Dengesi Modeli (Fanger Modeli)

Sürekli rejim enerji dengesi olarak adlandırılan Fanger modeli ısıl denge modelidir. Bu model dört fiziksel değişkeni (hava sıcaklığı, hava hızı, ortam ışınım sıcaklığı ve bağıl nem) ve iki kişisel değişkeni (giysi türü ve aktivite düzeyi) birleştirir. Vücudun ısıl dengede olduğu kabul edilir ve enerji depolanması ihmal edilir. Yani vücutta üretilen ısı taşınım, ışınım, iletim ve buharlaşma yoluyla vücuttan atılan ısıya eşit olmalıdır.

Çok yaygın olan bu iki model dışında sık kullanılan başka bir model ise Stolwijk modelidir. Bu modelde vücut beş silindirik (gövde, kollar, eller, bacaklar ve ayaklar) ve bir küresel (baş) parçaya bölünmüştür. Her bir parça da iç bölüm, kas, yağ ve deriden oluşan dört bölüme ayrılmıştır. Bölümler arasındaki ısı transferi iletim ve taşınım ile gerçekleşir. Her bir parça için enerji denge denklemleri yazılarak çözüme ulaşılır.

Isıl Konforun Sağlanması İçin Yapılması Gerekenler

Bir işyerinde ısıl konfor hakkında bilgi sahibi olmanın en basit yolu çalışanlara sormaktır. Buna göre eğer ciddi bir durum söz konusu ise önlemler almak gerekebilir. Ancak bir sorun olmadan önce de işverenlerin yapması gereken, çalışanların da alabilecekleri küçük tedbirler olabilir.

Isıl Konforun Sağlanması İçin İşverenlerin Yapması Gerekenler

Isıl konforun olmadığı ortamlarda çalışması işyerinin üretimine de etki etmektedir. Bu nedenle ısıl konfor işverenleri de yakından ilgilendirmektedir. İşyeri Bina ve Eklentilerinde Alınacak Sağlık ve Güvenlik Önlemlerine İlişkin Yönetmelik, Ek-1’de bu durum şöyle ele alınmıştır:

Ortam sıcaklığı

19 – İşyerlerinde termal konfor şartlarının çalışanları rahatsız etmeyecek, çalışanların fiziksel ve psikolojik durumlarını olumsuz etkilemeyecek şekilde olması esastır. Çalışılan ortamın sıcaklığının çalışma şekline ve çalışanların harcadıkları güce uygun olması sağlanır. Dinlenme, bekleme, soyunma yerleri, duş ve tuvaletler, yemekhaneler, kantinler ve ilk yardım odaları kullanım amaçlarına göre yeterli sıcaklıkta bulundurulur. Isıtma ve soğutma amacıyla kullanılan araçlar, çalışanı rahatsız etmeyecek ve kaza riski oluşturmayacak şekilde yerleştirilir, bakım ve kontrolleri yapılır. İşyerlerinde termal konfor şartlarının ölçülmesi ve değerlendirilmesinde TS EN 27243 standardından yararlanılabilir.

20 – Yapılan işin niteliğine göre, sürekli olarak çok sıcak veya çok soğuk bir ortamda çalışılması ve bu durumun değiştirilmemesi zorunlu olunan hallerde, çalışanları fazla sıcak veya soğuktan koruyucu tedbirler alınır.

21 – İşyerinin ve yapılan işin özelliğine göre pencerelerin ve çatı aydınlatmalarının, güneş ışığının olumsuz etkilerini önleyecek şekilde olması sağlanır.” şeklinde ifade edilmiştir. İşverenler ortamın ısıl konforunun sağlanmasında hem çevre hem de kişisel parametreleri düşünmelidir. Bu amaçla işverenlerin ısıl konforun sağlanmasında kullanabilecekleri altı adet kontrol metodu vardır. Bunlar şu şekilde sıralanabilir:

1. Kaynağı kontrol etmek:
   • Sıcaklığı arttırmak/azaltmak
   • Sıcak veya soğuk yayılımına sebep olan kaynakları izole etmek veya kaplamak.
2. Çevreyi kontrol etmek:
   • Sıcak havayı soğuk havayla değiştirmek, hava hareketini havalandırma veya klima ile arttırmak
   • Soğuk havayı ısıtılmış hava ile değiştirmek
3. Soğuk veya sıcak yayılıma sebep olan kaynakları çalışandan uzaklaştırmak:
   • Engel koymak veya girişi kısıtlamak.
4. Programı düzenlemek:
   • Sıcak veya soğuğa maruz kalan çalışanların çalışma zamanlarını azaltmak
   • Çalışanların yapması gereken işleri kontrol etmek
5. Çalışanı korumak:
   • İş için uygun özel giysi veya donanım sağlamak
6. Çalışanı izlemek

Ancak bu metotlar ısıl konforun sağlanmasında yeterli değildir. Aşağıda verilen faktörler de dikkate alınmalıdır:

• İşyerinin farklı bölümleri farklı sıcaklıklarda olmalıdır
• İşyerinde makul derecede hava akımının olması sağlanmalıdır.
• Risk değerlendirmesinin bir parçası olarak çalışanlara baş dönmesi, konsantre olmada zorluk çekmek gibi problemleri yaşayıp yaşamadığı sorulmalıdır. Sıcak veya soğuk havanın olası sağlık sorunlarına sebep olabileceği çalışanın olup olmadığı araştırılmalıdır.
• Çalışma yeri ısıl konforun en etkin sağlanacağı şekilde tasarlanmalıdır.
• En uygun ısıtma yöntemi tercih edilmelidir.
• Ortamda ışınım sıcaklığı yaratan yüzeylerin olması durumunda bu yüzeyler ile çalışanların arasına alüminyum gibi yansıtma katsayısı yüksek olan malzemelerden yapılmış levhalar koyulmalıdır.
• Ortamdaki hava hareketi arttırılmalıdır.
• İklimlendirme sistemleri kullanılmalıdır.
• Evaporatif (buharlaşma) soğutucular kullanılabilir. Bu soğutucular suyun buharlaşmasıyla havadan ısı alması prensibine dayanır ve hava sıcaklığını azaltırken ortamdaki nemi arttırırlar.
• Strafor, taş yünü ve levha gibi malzemeler kullanılarak ısı yalıtımı sağlanmalıdır.
• Isınan havanın yükselmesi nedeniyle ortamdan bu havanın atılması için çatıda delikler bulunmalıdır. Ayrıca ortama temiz hava girişini sağlayacak kapı ve pencereler bulunmalıdır.
• Sıcak havalarda ısıl konforun sağlanması için şunlar yapılmalıdır:
  1. Sıcak boruların etrafını yalıtım malzemesi ile kaplamak,
  2. Hava soğutma veya klima tesisatı sağlamak,
  3. Tavana monte edilen veya masada olabilen vantilatörler kullanmak,
  4. Pencerelerin açılmasını sağlamak,
  5. Güneşin ısıtma etkisini azaltmak için pencereleri yansıtıcı filmlerle kaplamak ya da güneşlikler kullanmak,
  6. Çalışanların su ve tuz kayıplarının giderilmesi için sıvı içecek ve tuzlu gıdalar vermek,
  7. Yüksek sıcaklıkların kötü etkilerinden korunmak için esnek çalışma ya da erken başlama/bitiş saatleri uygulamak,
  8. Çalışanların serinlemeleri için yeterli mola süreleri vermek,
  9. Rahat kıyafetlerin giyilmesine izin vermek.
• Soğuk havalarda ısıl konforun sağlanması için şunlar yapılmalıdır:
  1. Taşınabilir ısıtıcılar ile ortamın ısınmasını sağlamak,
  2. Soğuk alanları insanların bulunduğu alanlardan ayırmak,
  3. Cereyanı azaltmak,
  4. Çalışanların soğuk zeminde uzun süre ayakta kalması gereken durumlarda özel ayakkabılar sağlamak ve yalıtımlı zemin kaplaması yapmak,
  5. Uygun koruyucu giysiler temin etmek,
  6. Soğuk havaya maruz kalmayacak şekilde çalışma saatlerini düzenlemek,
  7. Çalışanların daha sıcak alanlarda ısınması için yeterli mola süresi vermek.

Isıl Konforun Sağlanması İçin Çalışanların Yapması Gerekenler

Öncelikle işverenlerin işyerinde ısıl konforun sağlanmasında yasal sorumluluğa sahip olduğunu unutmamalıyız. Bu konuda herhangi bir hoşnutsuzluğumuz varsa yapmamız gereken ilk iş bu konuyu ilgili kişilerle paylaşmak olacaktır. Ancak daha önce de belirtildiği gibi ısıl konfor kişisel parametrelere de bağlı olan bir kavramdır. Yani sizin için problem olan herhangi bir parametre o ortamda bulunan diğer insanlar tarafından konforsuzluk olarak hissedilmeyebilir. Özellikle de bu gibi durumlarda bireysel olarak aşağıda ifade edilen önlemleri yerine getirebilirsiniz:

• Ortamın ne kadar sıcak ya da soğuk hissedildiğine göre giysi seçimi yapmak,
• Hava akışını sağlamak için küçük vantilatör kullanmak,
• Güneşin ısıtıcı etkisini azaltmak için pencereleri yansıtıcı film ile kaplamak,
• Sıcak havalarda soğuk, soğuk havalarda sıcak içecekler içmek,
• Mümkün olduğu derecede direk güneş ışığından ve ısı yayan kaynaklardan uzakta çalışmak,
• Sıcak havalarda serinlemek, soğuk havalarda ısınmak için düzenli molalar vermek.