160 likes | 440 Views
Prefabrik Yapılarda Çatıların Rüzgara Karşı Elektromıknatıslarla Güçlendirilmesi. İhsan Doğramacı Vakfı Özel Bilkent Erzurum Laboratuvar Lisesi. Özgür Devrim ARIKAN Danışman Öğretmen: Yasin Güneri. 22 Mart 2012. Giriş. Rüzgarların Oluşumu.
E N D
Prefabrik Yapılarda Çatıların Rüzgara Karşı Elektromıknatıslarla Güçlendirilmesi İhsan Doğramacı Vakfı Özel Bilkent Erzurum Laboratuvar Lisesi Özgür Devrim ARIKAN Danışman Öğretmen: Yasin Güneri 22 Mart 2012
Giriş • Rüzgarların Oluşumu • Sıcak ve soğuk hava kütlelerinin yer değiştirmesi • Basınç farkları • Rüzgarların engellenmesinin mümkün olmaması • Tedbir almanın gerekliliği • Prefabrik Yapılar • Maliyetinin düşüklüğü, taşınabilir ve kullanışlı olması • Teknik nedenlerden dolayı çatıların sağlam bir iskeleye oturtulamadığı gözlemlenmiştir. • Şiddetli rüzgarlara karşı dayanıksız çatılar
… • Çatılar Neden Uçar? • Çatının eğimli yüzeyinden geçen rüzgarlar o bölgedeki basıncı düşürürler. • Yapının ve çatının içinde atmosferik basınç vardır. • İçeride ve dışarıda oluşan basınç farkı dışarıya doğru bir kuvvet oluşturur. • Zayıf bağlantı noktalarına veya kalitesiz malzemeye bağlı olarak çatı yerinden oynar veya havalanır.
Amaç • Ani rüzgar artışlarının bulunduğu veya sürekli şiddetli rüzgar alan bölgelerdeki prefabrik yapıların çatılarını veya kendilerini güçlendirmek. • Maksimum verim • Minimum maliyet • İnsan sağlığına zararlı olmayan • Kullanışlı • Uygulanabilir
… • Elektromıknatısların Kullanımı • Minimum Bağlantı Noktası - Maksimum Kuvvet • Elektromıktanısın etkileşim için temasa ihtiyaç duymaması • 500kg/4900N’a kadar dayanıklı olması • Düşük Enerjiyle Çalışabilme • 12 V – 0.5 A ile çalışabilme
Yöntem • Modelleme • 0.53 m yüksekliğinde, 0.70 m genişliğinde, 0.75 m uzunluğunda ve 57o açılı • bir sırt çatı • 0.45m x 0.45m’lik bir sehpa üzerinde
… • Tetikleyici • İletken içi boş çerçevenin içine sarkıtılan iletken çubuk • Rüzgarın tepkisi ile salınım hareketi yapar ve serbest iletken çubuk iletken silindire temas eder. • Böylece 555 Zamanlayıcı Devresindeki “trigger” girişine akım gönderilmiş olur.
… • Tek Kararlı 555 Zamanlayıcı Devresi • Enerji kullanımını azaltmak/kontrol etmek • Tetikleyiciden uyarı gelmediği sürece kararlı durumda • Uyarı ile birlikte belirli süre çalışır • Çalışma süresi aşağıdaki formül ile hesaplanır: • t = 1.1 x R1C1
Hesaplamalar • Rüzgar Hızı - Kuvvet F = 0.63 x A x v2 Cd F = rüzgarın oluşturduğu kuvvet A = rüzgara maruz kalan yüzey alanı v = rüzgar hızı Cd = yüzey katsayısı (yüzey şekli ve rüzgar geliş açısına bağlı) 27 m2’lik bir çatı için: F = 17.01 x v2 Üretici firmanın bilgilerine göre bir mıknatıs 500 kg’lık bir yükü kaldırabilmektedir. Bu demek oluyor ki her bir elektromıknatıs 4900N’a dayanıklıdır. 4900 = 17.01 x v2 v=16,97ms-1 = 61.1kmh-1
… • Maliyet ve Çatı Giderleri Karşılaştırılması • 1 tane Reth EM 500 MR = 250TL (perakende satış fiyatı) • Ortalama prefabrik konut fiyatı= 15 000TL
İnsan Sağlığına Zararlı Mı? • Dünya Sağlık Örgütü http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs299/en/index.html Electromagnetic fields and public health Static electric and magnetic fields Fact sheet N°299March 2006 10 Mart 2012, Cumartesi günü ulaşıldı.
Sonuçlar ve Tartışma • Yapılan hesaplamalar ve modelleme tek bir elektromıknatıs kilidin 4,900N’luk bir kuvvete ve dolayısıyla 61.1 kmh-1 hızındaki bir rüzgara karşı dayanıklı olduğunu göstermiştir. • Beaufort Skalası’na göre 7 şiddetindeki bir rüzgara karşı dayanıklı olan elektromıktanıs kilitlerden birden fazla kullanılarak prefabrik yapıların çatılarının ve hatta kendilerinin şiddetli rüzgarlara karşı güçlendirilebileceği düşünülmüştür. • Böylece hem çevreye verilebilecek zararlar hem de çatıların uçması durumunda oluşabilecek harcamalar ve yapının içinde konaklayanların çekeceği sıkıntılar önlenmiş olacaktır.
Projenin Geliştirilmesi • Mimarlar ve mühendisler ile ortak çalışma ile kilitlerden maksimum verim alınacak yerlerin belirlenmesi • Sadece çatıların değil, prefabrik yapıların kendilerinin yere ve birbirine sabitlemek için kullanılması • Tetikleyici devrenin rüzgarın şiddetine göre aşamalı olarak devreye girmesi için gerekli değişikliğin yapılması • Tek bağlantı noktasını da kaldırmak adına yapının kendisinin elektromıknatıs özellik kazandırılması
Soru - Cevap • TEŞEKKÜRLER
Prefabrik Yapılarda Çatıların Rüzgara Karşı Elektromıknatıslarla Güçlendirilmesi İhsan Doğramacı Vakfı Özel Bilkent Erzurum Laboratuvar Lisesi Özgür Devrim ARIKAN Danışman Öğretmen: Yasin Güneri 22 Mart 2012