Nano Malzemeler ile HVAC Proseslerinin İyileştirilmesi
Geçen 50 yıl boyunca, HVAC sistemlerinin yalıtım ve hava kalite verimliliği çok büyük bir değişim ve gelişme sergilememiştir. Buna karşın, nano-teknoloji tabanlı yalıtım ve anti-bakteriyel malzemelerdeki gelişmeler; daha az alanla yalıtım yapılabilirlik, performans ömrünün uzaması, hava kaynaklı aşınma ve nem direnci ve hava kalitesinin artması gibi amaçları uygun fiyatla ve maliyet verimli bir şekilde ulaşılabilir hale getirmiştir.
Nano-malzeme nedir?
Nano-teknoloji, malzemelerin eskiden olduğundan daha küçük bir ölçekte işlenmesidir. Malzemenin nano-ölçekte işlenmesi ile malzeme atomik ölçekten çok daha az israf ile inşa edilebilir. Bilim, malzemelerin bu denli küçük bir ölçekte inşa edilmesi ile farklı nitelikler kazanabildiğini keşfetmiştir. Örneğin gümüşün anti-bakteriyel özellikler kazanması gibi. Nano-malzemeler ve bu dalın içerisinde bulunan nano-kaplamalar; nano-bilimin en hızlı büyüyen dallarından biridir. Isıl direnç, küflenme engelleme, bulaşıcılara direnç gösterme ve de bunun gibi çeşitli yüzey koruyucu özellikler gösterebilen kaplamalar icat edilmiştir.
Nano-kaplamalar ile HVAC yalıtımının iyileştirilmesi
HVAC sistemlerinin yalıtımı; bina enerji tüketimlerinin ve buna bağımlı olarak sera gazı salınımlarının azaltılmasında en önemli konudur. Yıllardır bize, yalıtım yapabilmek için kalın malzemelere ihtiyaç duyulduğu öğretilmiştir. Fakat yalıtım da, yıllar geçtikçe cep telefonları ve bilgisayarların küçüldükçe daha güçlendiği gibi küçüldükçe güçlenmiştir. En yeni yalıtım formu; çok düşük ısıl iletkenliğe sahip olan bir nano malzemenin su bazlı akrilik latex malzeme ile karıştırılması ve bu karışımın ince bir film kaplama oluşturacak şekilde kanallara, borulara ve kazanlara sürülmesi ile elde edilir. Bu yalıtım şekli hem etkin hem de tutarlıdır. Bu ince filmin bir diğer faydası da, fiberglas ve kaya yünü gibi fiberli yalıtım malzemelerinin zamanla bozulmasından ortaya çıkan nem, kir, toz ve diğer kirleticilere sebep olmamasıdır. Kritik HVAC sistem elemanlarının yalıtımı için nano-teknoloji bazlı bir kaplama kullanılması, toplam yenileme ve bakım maliyetlerini düşürürken; bina dışı ve çatı ekipmanlarını kar, yağmur ve diğer hava kaynaklı problemlere karşı korumuş olur.
Isıl yalıtım ve koruyucu nano-kaplamaların, tutarlı bir yalıtım değeri ile 5 ile 10 yıllık servis ömrü olduğu, uygulamanın tipine bağlı olarak, enerji maliyetlerini yüzde 10 ile 40 arasında düşürdüğü gözlemlenmiştir.
Nano-kaplamalar ile bulaşıcıların azaltılması
HVAC sistemi yolu ile bina içerisine sızan bulaşıcıların azaltılmasına yardımcı olduğundan, iç hava kalitesinin iyileştirilmesi nano-teknolojinin diğer bir alanıdır. Tesis içerisinde çalışanların sağlığı ile direkt olarak ilgili olduğundan, bina sağlığı gittikçe artan bir öneme sahiptir. Nano-kaplamalar konusunda yapılan çalışmalar sonucu elde edilen gelişmeler ile bu malzemeler küf ve mantar oluşumunu engelleyip korozyon koruması sağlayan ve aynı zamanda anti-bakteriyel özellikler gösteren bir karakter kazanmışlardır.
Küf ve mantarın bir HVAC sistemine sızması sağlıksız bir binaya sebebiyet verir. Geleneksel fiberli yalıtım malzemeleri nemlendiklerinde, bu tip bulaşıcılar için tam bir üreme alanı haline gelirler. Diğer bulaşıcılar ise dış havadan, kanal ve boru sisteminde meydana gelen küflenme kaynaklı istenmeyen açıklıklardan sızarlar.
Nano-kaplamalar, küf ve mantar oluşumuna direnç sağlar, korozyonu engeller ve bazıları anti-bakteriyeldir (istenmeyen bulaşıcıların azaltılması için kanal sistemi içerisinde kullanılabilir). Hastanelerde etkisinin denendiği bir anti-bakteriyel kaplama ve nano silikon dioksit karışımının, kullanıldığı yüzeylerdeki bakteri miktarını % 50’ye kadar düşürdüğü görülmüştür.
Bu yeni teknolojiyi bekleyen zorluklar
Her yeni ve ileri düzey teknolojide olduğu gibi, bu teknolojinin de adaptasyon sürecinde zorluklar vardır. Bunlardan biri, önceden belirlenmiş ve günümüzde kullanılan ölçüm standartları ve yapı yönetmeliklerinin, daha eski teknolojileri ölçmek için tasarlanmış ve yeni teknolojik gelişmelerin ölçümünde yetersiz kalıyor olmasıdır. Standartlar, hızla artan yeniliklerin hızına yetişememektedir.
Nano-kaplamaların kullanımını ilgilendiren bir diğer zorluk, ince bir tabaka ile ısı iletiminin azaltılmasının sağlanması için kullanılan malzeme için standartların oluşturulmasıdır. Örneğin, ortaya çıkaran denklemi fazlasıyla malzemenin kalınlığına bağlı olan R-değeri (R burada ısı akısına direnci simgeler), ince film yalıtım malzemelerin enerji tasarruf yetilerinin yansıtılmasında yetersiz kalmıştır.
Bu zorluğun üstesinden gelinmesi için, ısı iletimini direkt olarak ısıl iletimdeki düşüşü gösteren ve kalınlığın dahil edilmediği enerji birimlerinde ölçen (watt ya da btu olarak) bina standart testlerinin kullanımı gereklidir.
Diğer bir zorluk ise, her yeni teknolojinin karşılaştığı korku faktörüdür ve nano-teknoloji buna hiç yabancı değildir. İnsanlar, nano-boyuttaki partiküllerin derilerine nüfuz ederek kendilerini tehlikeye düşüreceğinden korkmaktadırlar. Fakat nano-ölçekte partiküller direkt olarak kullanılmamakta, onun yerine malzemelerin bünyesine katılmaktadır. Bu yüzden böyle bir korku yersizdir. Ek olarak, piyasadaki konu ile ilgili üreticiler, bu tip korkuların azalması için sağlık ve güvenlik testleri yapmaktadırlar.
Değişimin avantajı
HVAC verimliliği için kullanacağınız yeni teknolojileri gözden geçiriyor iseniz, nano-teknoloji bazlı malzemeler ile ilgili gelişmeleri ve yenilikleri de gözden geçirmeniz faydalı olacaktır. Nano-teknoloji artık laboratuvardan çıkmış ve endüstride on yıldan daha uzun zamandır fark yaratmaktadır. Enerji verimliliğinde, sera gazı emisyonlarının azaltılmasında ve ısıtma-soğutma sistemlerinin servis ömürlerinin ve hava kalitelerinin artırılmasında muazzam iyileştirmeler ve gelişmeler sağlayabilir. Bu ileri teknolojiyi daha önceden adapte edenler, eski düşünce tarzını değiştirmedeki isteklerinin faydalarını günümüzde deneyim etmektedirler. Bu yeni teknoloji standartlarda değişiklik gereksiniminin önemini arttırmakta olsa da, çok yakın gelecekte, nano-malzemelerin standartlar ve şartnamelerin içerisine dahil edildiğini ve verimli HVAC prosesleri için en önemli seçenek olacağını göreceğiz.
