Adresli yangın ihbar sistemleri, akıllı binalarda yangın güvenliği ve diğer sistemlerle entegrasyonu

Tevfik ERKİN – Satış Direktörü T TEKNOLOJİ BİLİŞİM SANAYİ LTD. ŞTİ. 28 Ağu 2021 Kapak Konusu

Yeni nesil akıllı analog adresli yangın algılama ve ihbar sistemleri, akıllı binalardaki otomasyon sistemleri ile uyumlu olarak çalışabilmektedir.

Analog adresli yanagın algılama ve ihbar sistemi

Duman, sıcaklık, alev gibi yanma ürünlerinin fiziksel büyüklüklerinin anlık değerlerinin analog olarak ölçülmesi esasına göre algılama yapan bu sistemlere analog adresli, akıllı adresli veya akıllı analog adresli sistemler de denilmektedir.
Bu sistem yangın riskinin yüksek olduğu veya kapalı alanı fazla olan yapılarda tercih edilir. Bu tür yapılarda yangın bölgesi sayısı oldukça fazladır. Kamu ve özel sektörce yapılan birçok büyük yapıda bu sistem kullanılmıştır. Bu sistemde ortamdaki tüm ölçümler, algılayıcı giriş cihazları tarafından yapılmaktadır. Dedektörler; ortamın sıcaklığı, ortamdaki zamana bağlı sıcaklık artışı, ortamdaki duman veya gaz seviyesi, arıza durumu, kirlilik, ortamda alev olup olmadığı gibi bilgileri yangın alarm santraline gönderir. Yangın alarm santralince tüm bilgiler toplanır, değerlendirilir ve depolanır. Yangın alarm santralindeki değerlendirme işlemi algılayıcılardan gelen ölçümlerin belirlenmiş eşik değerlerle karşılaştırılması şeklinde icra edilir. Her bir dedektör için bu eşik değerler yangın alarm santralinden kolaylıkla değiştirilebilir. Yangın alarm santralinde yapılan değerlendirme sonucu yangın tehlikesinin olup olmadığına karar verilir. Yangın alarm santrali, yangın tehlikesi olması durumunda yangın senaryosuna göre çıkış cihazlarına ile entegre olduğu sistem ve/ veya cihazlara talimat göndererek yangına karşı önlem alır. Analog adresli yangın algılama ve ihbar sisteminde bu talimatlar noktasal olarak gönderilir. Bu özellik sayesinde yangının kontrolünde, insanların tahliyesinde ve yangının söndürülmesinde alınan önlemler daha etkili icra edilir.

“Tüm adresli sistemlerde konvansiyonel sistemlerden farklı olarak çevrim hattı teknolojisi kullanılır. Bu teknoloji sayesinde birçok yeni uygulamada adresli sistem hatları, hat kesilmelerine karşı kısa devre izolatörleri ile çift yönlü kontrol edilebilmektedir.”

Analog adresli sistemde dedektörler ve diğer giriş cihazları ile çıkış cihazları tek tek adreslidir. Bu sistemde üreticilere göre değişmekle birlikte genel olarak her bir yangın hattına 125-250 adet giriş cihazı bağlanabilmektedir. Ayrıca yangın uyarısının niteliği yangın alarm santralince rahatlıkla anlaşılabilir. Böylelikle konvansiyonel sistemlere göre yangın sistemi için kullanılan kablo miktarında ve işçilikte büyük tasarruf sağlanır. Dedektörler ile yangın alarm santralinin adres belirterek doğrudan haberleşmeleri sayesinde hat kopuklukları ve arızaların hangi dedektörden kaynaklandığı santral ekranından rahatlıkla görülebilmektedir. Böylece konvansiyonel sistemlerde yanlış yangın alarmı olarak gelecek bir uyarı, analog adresli sistemlerde arıza sinyali olarak görülür. Yeni nesil analog adresli sistemler, akıllı analog adresli sistem olarak da bilinmektedir. Eski nesil analog adresli sistemlerde sadece yangın alarm santralinin kendi işlemcisi varken yeni nesil sistemlerde hemen hemen tüm ekipmanların kendi mikroişlemcileri bulunur. Yeni nesil akıllı analog adresli yangın algılama ve ihbar sistemleri, akıllı binalardaki otomasyon sistemleri ile uyumlu olarak çalışabilmektedir. Bu sistemde yangın alarm santrali akıllı binadaki diğer otomasyon sistemlerin merkezi kontrol üniteleri ile protokol desteği sayesinde rahatlıkla haberleşerek onları denetleyebilir, kontrol edebilir. Bu haberleşmede GPRS gibi kablosuz bağlantı teknolojisi kullanılabildiği gibi, kablolu olarak TCP/IP teknolojisi ile RS 485, RS 232 gibi seri haberleşme teknolojileri de kullanılır. Ayrıca bu sistemde yangın alarm santrali, merkezi kontrol birimi olmayan sistem ve/veya cihazların kontrol veya enerji panellerine kuru kontak ile bağlanarak onların yangın anında sevk ve idarelerini üstlenir. Böylelikle akıllı binadaki yazılımsal ve donanımsal entegrasyon sağlanmış olur. Akıllı analog adresli sistemde dedektörlerin her biri mikro işlemciye ve kısa devre sorunu gidermek amacıyla kısa devre izolatör modülüne sahiptir. Bu bakımdan interaktif sistemle benzerdirler. Bu sistemin kontrol ve haberleşme merkezi yangın alarm santralidir. Yangın alarm santrali çevre ekipmanları ile yoğun bir şekilde haberleşme içerisindedir. İnteraktif sistemdeki gibi dedektörlerin hassasiyetinin ayarlanabilmesi, dedektörlerin arıza ve kirlilik durumlarının bildirimi gibi bilgiler akıllı analog adresli sistemde mevcuttur. 1-2 dakikalık belli zaman periyotları ile yangın alarm santralince yangın hatlarına kontrol sinyalleri gönderilerek bu bilgiler temin edilir. Bu sistemdeki santraller; yangın uyarıları, arıza ve kirlilik durumları gibi bilgileri depolamak için gelişmiş ve kapasiteli belleklere sahiptirler.
Tüm adresli sistemlerde konvansiyonel sistemlerden farklı olarak çevrim hattı teknolojisi kullanılır. Bu teknoloji sayesinde birçok yeni uygulamada adresli sistem hatları, hat kesilmelerine karşı kısa devre izolatörleri ile çift yönlü kontrol edilebilmektedir
Çevrim hatlarına bağlanan izolatör modülleri sayesinde çevrim hattında olabilecek kısa devre durumlarında çevrim hattının tümü çökmez ve sistem normal olarak çalışmaya devam eder. Eski nesil analog adresli sistemlerde hatta izolatör modülleri bağlanırken yeni nesil akıllı analog adresli sistemlerde hemen hemen her elemanda izolatör modülü bulunmaktadır.
Akıllı analog adresli yangın algılama ve ihbar sistemi elemanlarının her birinin fiyatı konvansiyonel sistemlerin elemanlarıyla kıyaslandığında yüksektir. Fakat akıllı analog adresli yangın algılama ve ihbar sistemleri, akıllı binalar gibi büyük ve teknolojik yapılarda konvansiyonel sistemlerle kıyaslandığında hem yangına karşı çok daha etkilidir hem de daha ekonomiktir.

İnteraktif yangın algılama ve ihbar sistemi
Yangın riskinin çok yüksek olduğu ve yangına karşı tedbir alınmasının elzem olduğu çoğunlukla akıllı binalarda tercih edilir. Literatürde akıllı adresli sistem olarak da geçerler. Fakat akıllı tabiri analog adresli sitemlerde de kullanılmaktadır. Bu bakımdan akıllı adresli sistem tabiri analog adresli sistem tabirinin yerine kullanıldığı gibi interaktif sistem tabiri yerine de kullanılır. İnteraktif sistemlerde hemen hemen tüm ekipmanların kendi mikroişlemcileri bulunur. Bu sayede bu sistemin dedektörleri ortamdan aldıkları bilgileri yangın alarm santraline iletmeden değerlendirme yeteneğine sahiptirler. Farklı tipteki dedektörlerin farklı yazılımları olur. Ayrıca kullanımda karşılaşılan sorunlar ve zorluklar ile çevre şartlarına göre her bir dedektörün yazılımı özelleştirilebilir. Böylelikle yanlış alarm riski en aza indirgenmiş olur. Bunların yanı sıra dedektörlerin hassasiyeti de zamana bağlı olarak da ayarlanabilir. Yangın riskinin yüksek olduğu zamanlarda hassasiyet azaltılırken, düşük olduğu zamanlarda hassasiyet arttırılır.
Örneğin; ofis ortamlarında çalışma saatlerindeki yangın riski, çalışılmayan saatlere oranla daha düşüktür. Bu durumda dedektörün hassasiyeti çalışma saatlerinde azaltılır, çalışılma dışı saatlerde arttırılır. Aynı zamanda sigara dumanı vb. nedenlerden oluşabilecek yanlış alarmlar da minimuma indirgenmiş olur. Akıllı adresli sistemin analog adresli sistemden en önemli farkı, dedektörlerde bulunan interaktif algoritmik tabanlı parametre veyahut programlardır. Her bir dedektör ölçtüğü veriyi değerlendirir ve elde ettiği bilgilerden eşik değerlerini değiştirerek kendini yanlış alarma duyarlı hale getirir. Basitçe söylemek gerekirse dedektör kendi kendine yangın olup olmadığını öğrenmeye başlar. Dedektörler bu değerlendirmeyi kirlilik seviyesine göre yaparlar. Dedektör kirlendikçe veya kirli bir ortama konulduğunda uyarı eşik değerlerini veya değerler arasındaki mesafeyi değiştirerek yanlış alarmın önüne geçer. Günümüz dedektörlerinde kullanılan mikroişlemciler çok hızlıdır. Bu nedenle daha karmaşık interaktif değerlendirme fonksiyonları olan dedektörler, ölçüm değerlerini değiştirebilen sıcaklık ve harmonikler gibi istenmeyen çevresel etkileri de süzerek, gerçek yangın olayı ile yanlış alarm durumlarını birbirinden çok kolay ayırt edebilmektedir. İnteraktif değerlendirme bu sistem için diğer yangın algılama ve ihbar sistemleri ile kıyaslandığında yüksek performans, yanlış alarmlara bağışıklık ve daha hassas yangın algılama vb. avantajlar sağlar. Böylelikle de yangın algılama ve ihbar sisteminde verimliliği ve sürekliliği sağlayabilecek daha doğru ve güvenilir bilgiler (yangın uyarıları, arıza, kirlilik vb.) ile bakım ve işletme kolaylaşır.
Bu sistemlerde panel kendisine bağlı elemanlarla hem yayın, hem de tarama yöntemini kullanarak haberleşir. Sahada kullanılan dedektörler, modüller ve butonlar mikroişlemci kontrollü, elektronik adreslenebilir geçmişe dönük belleğe sahiptirler. Her bir dedektör, modül ve buton sadece kendilerine ait geçmişe dönük, aşağıda tanımlanan bilgileri belleklerinde saklayabilmektedirler.

Cihaz adresi
Cihazın tipi ve çalışma modu
Sistem içinde sürekli çalıştığı süre
Çalıştığı zaman içinde arıza
geçirdiği ve alarm sayısı
Eğer var ise son girilen alarmın tarihi ve zamanı
Kalan/kullanılan çevresel
kompanzasyon miktarı
En son bakım tarihi
Kullandığı şantiye ve projenin adı
Eğer var ise en son alarm sırasında dedektörün kaydettiği değerler
Dedektörün hassasiyet değerleri
Arıza kodları hakkında bilgiler
Kontrol paneli, dedektör, modül

“Yangın güvenliği için yazılımsal entegrasyon kullanmak, donanım hemen hemen hiç kullanılmadığı için hem kuruluş maliyetini azaltır hem de bakım maliyetini düşürür. Ayrıca kullanılan ekipman sayısı azaldığı için arıza riski de düşer.”

ve butonlar hem yayın hem de tarama yöntemi ile haberleştiğinden, haberleşme yoğunluğu az olmakta, böylelikle sistemde “Blendajlı” özel kabloların kullanımı gerekmemektedir. Bu sistemin etkin bir şekilde kullanılabilmesi için yapılarda yangın analizlerinin çok iyi yapılması ve sistemi işletecek operatörlerin çok yetkin olması gerekir. Bir yapıda veya yangın sahasında akıllı yangın sisteminin kullanılması ile akıllı bina otomasyon sisteminin hem değerlendireceği parametre miktarı hem de kontrol edeceği noktasal kontrol ve yazılımların sayısı ile bunların niteliği oldukça artacaktır. Diğer bir ifade ile bu sistemle beraber genellikle yüksek maaşlı yetkin personel ihtiyacı ile daha maliyetli yazılım ve donanım gereksinimi artar. Bu da yangın algılama ve ihbar sistemi için daha fazla maliyet anlamına gelir. Kaynakların yetersiz olduğu durumlarda bu sistemin kurulumu ve işletilmesine aktarılacak kaynak için fayda maliyet analizinin çok iyi yapılması gerekir. Yangın algılama ve ihbar sisteminin bir binada kendi giriş cihazlarından gelen bilgiler haricinde entegre olduğu diğer sistem veya cihazlardan gelen bilgileri de değerlendirmesi gerekir. Yangın algılama ve ihbar sistemi bu bilgileri değerlendirdikten sonra kendi çıkış cihazlarına ve entegre olduğu diğer sistem ve cihazlara yangına karşı önlem niteliği olan talimatlar gönderir. Diğer bir ifade ile yangın algılama ve ihbar siteminin kendi ekipmanları haricinde izleme ve kontrol etme işlevini yürüttüğü başka sistem ve cihazlar da bulunmaktadır.

Yangın ihbar sistemi ile entegre çalışması gereken sistemler
Yangın algılama ve ihbar sistemi ile entegre çalışması gereken sistemler ve cihazlar aşağıda maddeler halinde yer almaktadır;

HVAC Sistemi
Enerji İzleme ve Yönetim Sistemi
Aydınlatma Kontrol Sistemi
Acil Anons ve Seslendirme Sistemi
Kartlı Geçiş Sistemi
Fotoselli Kapılar
Sprink Sistemi (Yağmurlama Sistemi)
Diğer Yangın Söndürme Sistemleri (Gazlı, Köpüklü, Kuru Kimyasal Tozlu Sistemler vb.)
Asansör Sistemi
Duman Kontrol Sistemi veya Cihazları
Basınçlandırma Sistemi veya Cihazları
Deprem Sensörleri
Gaz Dağıtım Sistemi
CCTV Sistemi

“İnteraktif yangın algılama ve ihbar sistemi yangın riskinin çok yüksek olduğu ve yangına karşı tedbir alınmasının elzem olduğu çoğunlukla akıllı binalarda tercih edilir.”

Yangın algılama ve ihbar sisteminin bu sistem ve cihazlarla entegrasyonu kendi başına olabileceği gibi binada BOS (Bina otomasyon sistemi) varsa BOS üzerinden de olabilmektedir. Bu entegrasyon bu sistem ve/ veya cihazların merkezi kontrol birimleri ile açık haberleşme protokolü desteklerinin olup olmamasına göre göre farklılık gösterir. Yangın algılama ve ihbar sistemi merkezi kontrol birimleri olmayan veya merkezi kontrol birimleri olsa bile bu birimlerin açık haberleşme protokolü desteği sağlamadıkları durumlarda bu sistem ve cihazlarla haberleşebilmek için sadece donanım kullanır. Diğer bir ifade ile yangın algılama ve ihbar sistemi yukarıda belirtilen sistemler üzerindeki izleme ve kontrol işlevlerini izleme ve kontrol modülleri vasıtasıyla kuru kontak ile icra eder. Bu sadece donanımsal bir entegrasyondur. Bu tür entegrasyonun kuruluş maliyeti, bakım zorluğu ve kullanım zorluğu gibi sakıncaları vardır.
Halbuki günümüzde başta HVAC ve enerji izleme ve yönetim sistemi olmak üzere yukarıda belirtilen sistemlerin hemen hemen hepsinin çalışmasını kontrol eden otomasyon (otomatik kontrol) sistemleri vardır. Diğer bir ifade ile bu sistemlerin kendi yazılımları ve merkezi kontrol birimleri vardır. Yangın algılama ve ihbar sistemi bu sistemlerin merkezi kontrol birimleri ile açık protokoller vasıtasıyla haberleşip onlardan rahatlıkla bilgi alabilir ve onlara kolaylıkla kontrol direktifleri gönderebilir.
Bu tür haberleşme çok az donanım gerektiren yazılımsal bir entegrasyondur. Akıllı binalarda yangın güvenliği konusunda uygulanan entegrasyon bu türdendir. Yangın güvenliği için yazılımsal entegrasyon kullanmak, donanım hemen hemen hiç kullanılmadığı için hem kuruluş maliyetini azaltır hem de bakım maliyetini düşürür. Ayrıca kullanılan ekipman sayısı azaldığı için arıza riski de düşer. İlave olarak yazılımsal entegrasyonda işlevler yazılım aracılığı ile otomatik olarak icra edildiğinden insan müdahalesi gerektirmez ve böylelikle kullanım kolaylığı da sağlanmış olur. Dahası yazılımsal entegrasyon ile binadaki yangın riski değişimlerine göre esnek kumanda ve yönlendirme işlevleri sağlanır. Diğer bir ifade ile rahatlıkla kontrol işlevleri değiştirilir.

Yangın ihbar sisteminin yerine getirmesi beklenen işlevler
Yangın anında yangın algılama ve ihbar sisteminin entegre olduğu sistem ve cihazlar üzerinde aşağıda maddeler halinde belirtilen işlevleri yerine getirmesi beklenir;

İlgili sesli ve ışıklı uyarı cihazlarının çalıştırılması (sirenler ve flaşörler)
İlgili mahal veya mahallerdeki gereksiz elektrik enerjisinin kesilmesi (gereksiz elektrik tesisatı devre dışı bırakılarak elektrik kontağından doğabilecek yangın riskinin ortadan kaldırılmaya çalışılır.), akabinde acil aydınlatma ve yönlendirme sisteminin veya ünitelerinin devreye girmesi
Acil anons ve seslendirme sisteminin devreye girmesi
Gaz dağıtım sistemine, ilgili gaz santraline veya gaz kesme emniyet vanalarına (selenoid vanaya) komut verilmesi (gaz kaçaklarının sebebiyet vereceği patlama ve yangın risklerini önlemek için gaz akışı kesilir.)
HVAC sistemine ve bu sistem haricinde yangının olduğu mahallere temiz hava temin eden cihazlara komut verilmesi
İlgili duman kontrol sistemine (boşaltım ve kontrol) veya ilgili cihazlarına komut verilmesi (duman damperi, egzoz fanları, duman boşaltım fanları vb.)
Basınçlandırma sistemine veya ilgili cihazlarına (basınçlandırma fanları) komut verilmesi
İlgili yangın damperlerine komut verilmesi (motor ile çalışan tiptekilere)
Acil durum asansörü haricindeki binadaki diğer asansörlerin acil çıkış katına (genellikle zemin kata) indirilmesi veya çıkarılması,
kullanımına imkân vermeyecek şekilde kapılarını açarak o katta kalmasının sağlanması (Eğer yangın acil çıkış katında ise asansörler alternatif çıkış katına yönlendirilmelidir.)
İtfaiyeye, aranması gereken diğer kurum (jandarma, polis vb.) ve kişilere (iş güvenliği uzmanlarına, bina yöneticilerine) yangın bilgisinin otomatik olarak gönderilmesi
Geçiş kontrol sistemlerine (kartlı geçiş sistemleri, otopark sistemleri) veya ilgili cihazlara (fotoselli kapılar, motorlu bariyerler) komut verilmesi,
Bağlı kapıların ve turnikelerin açılması için bu sistemlere komut verilmesi,
Tüm kontrollü çıkışların açılması (giriş olarak kullanılan turnike ve kapılar ters yöne hareketle çıkışa müsaade eder hale getirilir, garaj giriş ve çıkış kapıları açılarak serbest çıkışa müsaade ederler)
Varsa çağrı cihazları ile yetkili personelin detaylı şekilde otomatik olarak bilgilendirilmesi Yangın algılama ve ihbar sisteminin yukarıdaki işlevleri yerine getirmesi için yazılımsal olarak bağlı olduğu sistemlerle haberleşip onları yönetmesi için açık protokoller kullanması hayati önemdedir. Diğer bir ifade ile yangın algılama ve ihbar sisteminin entegre olduğu sistemlerin açık protokol destekleri olmalıdır.

Ayrıca akıllı bina uygulamalarında BOS yangın algılama ve ihbar sisteminin yerine getirmesi gerektiği bu işlevleri tek bir merkezi kontrol ünitesi ve tek bir yazılım ile yapabilmektedir. BOS yazılımı içerisinde bu işlevlerin yerine getirilmesi için bir yazılım modülü oluşturulur. Bu bakımdan akıllı bina uygulamalarında BOS bir yangın algılama ve ihbar sistemi olarak düşünülebilir.

Yangın algılama ve ihbar sisteminin çevresel sistemlerle entegrasyonuna örnek olarak 17 Temmuz 2012’de Polat Tower binasında gerçekleşen yangın verilebilir. Bu yangında can kaybı yaşanmamıştır. Bunun sebebi BOS sisteminin yukarıda maddeler halinde belirtilen işlevlerden bir kısmını yerine getirmesi idi. Yangın anında BOS sistemi (Yangın senaryosu modülü yüklü) aşağıdaki işlevleri yerine getirmişti:

Patlama tehlikesini engellemek ve yangın yayılımına karşı önlem almak için binadaki doğalgaz akışı kesildi.
Acil durum asansörü (itfaiye asansörü) haricinde binadaki tüm asansörler zemin kata gönderildi ve o katta kalmaları sağlandı.
Yangın mahallerindeki oksijen miktarını artırmamak için bu mahallere temiz hava sağlayan klima santrali kapatıldı (HVAC sistemi).
Zemin kat turnikeleri, otoparktaki çıkışa giden tüm kapılar, turnikeler ve bariyerler açıldı.
Acil anons sistemi devreye girdi ve yangın tehlikesinin olduğu katlardaki insanların tahliyesi için duyuru yapıldı.
İnsanların panik yapmamaları ve kaçış yollarına kolaylıkla ulaşabilmeleri için acil durum aydınlatması ve yönlendirmesi sistemi aktifleştirildi (işaret ışıklarına enerji verildi.).
Yangının diğer katlara yayılmasını önlemek için asansör boşluğu ve yangın merdiveninde (bina içerisinde) bulunan basınçlandırma fanları aktifleştirildi.
Yangın yayılmaya devam ettikçe güvenli tahliye sağlamak ve maddi kaybı azaltmak için yangın senaryosunda tarif edildiği şekliyle BOS sistemi diğer sistemlere gönderdiği komutları düzenli olarak yeniledi.

Yangın algılama ve ihbar sistemi entegre olduğu diğer sistem ve cihazlara sadece kontrol direktifleri göndermez, bu sistem ve cihazlardan bilgi de alır. Bu cihaz ve sistemlerin arıza durumları, varsa kirlilik ve bakım ihtiyacı durumlarının yangın alarm ve ihbar sistemince izlenmesi ve ayrıca bu durumların tanımlı yangın senaryosuna göre değerlendirilmesi gerekir. Donanımsal entegrasyonda bu işlevler genellikle kontrol modülleri ile sağlanırken yazılımsal entegrasyonda ise yazılım üzerinden bilgi aktarımı ile sağlanır.