Endüstriyel tesislerde pasif yangın durdurcu sistemlerin tasarım ve uygulama esasları

Endüstriyel yapılar yangından üç farklı yöntemle korunabilir. Bunlar; algılama sistemleri, aktif söndürme sistemleri ve pasif yangın durdurucu sistemleridir.

Bu çalışmada, pasif yangın durdurucu sistemlerin endüstriyel tesislerde kullanımına dair tasarım ve uygulama esasları değerlendirilmiştir. Endüstriyel yapılar yangından üç farklı yöntemle korunabilir. Bunlar; algılama sistemleri, aktif söndürme sistemleri ve pasif yangın durdurucu sistemleridir. Bu sistemlerin yapılarda birlikte kullanımı, olası can ve mal kayıplarının en aza indirilmesi, yangın sonrası risklerin oluşmaması ve yapının tekrar çabuk ve kolayca kullanıma sokulabilmesi açısından çok önemlidir. Yangın çıkan mahalde, alev, duman ve ısı transferi düşey olarak döşemelerdeki boşluklardan ve yatay olarak duvarlar üzerindeki boşluklardan ilerleyeceğinden, döşemeler ve yangın duvarları yangına karşı yalıtılmalıdır.
Pasif yangın durdurucu malzemeler, yangın yönetmeliğimizde de belirtildiği üzere yangının etkilerinden korunma ve yangın sonrası oluşacak risklerin en aza indirilmesi ve can güvenliğinin sağlanması için yapılarda özellikle kullanılması gereken malzemelerdir. Endüstriyel yapılarda ise risk olasılık matrisine bağlı olarak tesisin kompartımanlama projeleri oluşturulmaktadır. Buna bağlı olarak, bu sistemlerin kullanım alanları ve projelendirilmesinde uyulması gereken esaslar, ülkemiz yönetmelik ve şartnamelerinde yer almakta, eksik kalan hususlar için uluslararası yönetmelik ve standartlara başvurulmaktadır. Uygulama alanları ise projeler baz alınarak endüstriyel tesislerde yangın riskinin yüksek olduğu; trafo merkezleri, kimyasal depolama alanları, üretim alanları, mekanik ve elektrik teknik odalar vb. yerler olarak seçilmektedir. Endüstriyel tesis içerisindeki yerlerde, pasif yangın durdurucu uygulamaların örnekleri de incelenecektir.

Giriş
Türk Dil Kurumu yangın sözcüğünü “zarara yol açan büyük ateş” olarak tanımlamaktadır[1]. Oksijen, ısı kaynağı ve yakıt bileşenlerinin bir araya gelmesi ile kimyasal bir tepkime olan yangın oluşmaktadır. Bu kimyasal tepkime ortamda ısı, alev, gaz ve duman oluşumuna neden olmaktadır ve yapılarda konveksiyonel, ısı iletimi ve sıçrama yoluyla yayılmaktadır. Yapıların yangından korunması ile ilgili 3 temel önlem alınmaktadır. Bunlar;
1. Algılama sistemleri (Duman algılama alarmları, otomatik kapılar vb.)
2. Aktif yangın durdurma sistemleri (Sprinkler, yangın söndürücüler vb.)
3. Pasif yangın önleme sistemleri (Yangın durdurucular, yangın kapıları vb.) Yukarıda belirtilen sistemler birbirini tamamlayıcı olup birbirleriyle entegre olarak çalışmalıdır. Algılama sistemleri, yangın sistemleri yangında esnasında yapı kullanıcılarını çeşitli elektriksel tesisatlar yardımıyla haberdar ederek can güvenliğine hizmet etmektedir. Aktif yangın durdurma sistemleri ise yangın esnasında çeşitli mekanik tesisatlar yardımıyla yangını söndürmeyi hedeflemektedir. Son olarak, pasif yangın önleme sistemleri ise yangının yapı içerisinde ilerlemesini engellemeyi hedeflemektedir. Bu çalışmada ise, endüstriyel tesislerdeki pasif yangın durdurucu sistemlerinin tasarım ve uygulama esasları detaylı olarak incelenecektir. Aynı zamanda yangın bölümlendirmede kullanılan diğer pasif yangın önlemleri de tamamlayıcı olarak düşünülmelidir ve göz ardı edilmemelidir.

Tasarım esasları
Pasif yangın durdurucu sistemler, endüstriyel yapıların içerisinde yangının ilerlemesini engellemek amacıyla muhtelif alanlarda uygulanmaktadır. Yangın tasarımı sırasında, tüm yangın önleme sistemleri birlikte düşünülerek “yangın bölümlendirme planı” oluşturulmaktadır. Yapının yangın bölümlendirilmesinin amacı:

• Yolcuların çıkış yollarını korumak.
• Yeterli yapısal kararlılığı sağlamak.
• İtfaiyenin binaya girmek ve yolcuları kurtarması için gereken zamanı artırmak.
• Yangını çıkış noktasına hapsetmek.
• Diğer odalardaki varlık ve ekipmanlara zarar vermeden ateş ve duman geçişini durdurmak.

Yatay ve düşeyde yapılan bölümlendirmenin şematik bir gösterimi aşağıdaki şekilde yer almaktadır. Şekilde işaretlenen duvarlara literatürde “yangın duvarı” denmektedir.

Pasif yangın durdurucu sistemleri yangın bölümlendirmesinde belirlenen yangın duvarlarının bütünlüğünün bozulduğu noktalarda kullanılmaktadır. Temel olarak sınıflandırma yapılması halinde uygulama alanları 4 ana bölümde düşünülmektedir.

1. Mekanik tesisat geçişleri
2. Elektrik tesisat geçişleri
3. Derzler ve dilatasyonlar
4. Giydirme cephe birleşimleri

Uygulama alanlarının şematik gösterimi aşağıdaki şekilde yer almaktadır. Uygulama alanları birbiriyle örtüşebildiği gibi farklı alanlarda da olabilmektedir. Burada önemli husus, bütünlüğü bozan her noktanın yalıtılmasıdır.

Ülkemizde, 2007 yılında resmi gazetede yayımlanan ve 2015 yılında güncellenen “Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik” yangın önlemleri ile ilgili uyulması gereken kuralları ve tasarım esaslarını içermektedir [5]. Yönetmeliğin 5. maddesindeki “Projeler, kanuni düzenlemeler yanında, yangına karşı güvenlik bakımından bu Yönetmelikte öngörülen şartlara uygun değil ise yapı ruhsatı verilmez.” ibaresiyle yönetmeliğin zorunluluğu vurgulanmaktadır. Türkiye yangın yönetmeliği pasif yangın durdurucu sistemler özelinde incelendiğinde ilk olarak madde.69 göze çarpmaktadır. Bu madde, yönetmelik içerisinde “yangın durdurucu ürünler” tabirinin geçtiği tek maddedir. Ancak yönetmelikteki muhtelif bölümler ve maddeler yangın duvarlarının en az duvar dayanımı kadar yalıtılması gerektiği belirtilmektedir. Pasif yangın durdurucu ürünlerin standartlarına ve tasarım esaslarına değinmeyen yönetmelik, ilgili standartlar maddesinde Avrupa ve uluslararası standartlara atıfta bulunmaktadır. Aşağıdaki tabloda pasif yangın durdurucu sistemlerin uluslararası test standartları ve onayları belirtilmiştir.

“Algılama sistemleri, yangın sistemleri yangında esnasında yapı kullanıcılarını çeşitli elektriksel tesisatlar yardımıyla haberdar ederek can güvenliğine hizmet etmektedir.”

Bu test standartlarına uygun olarak yapılan testler sonrasında sistemin yangın performansı değerlendirilir ve raporlanır. Test standartları harmonize olmayan test standartları olduğundan test sonuçlarını raporlamak için ilgili kılavuzlara ihtiyaç duymaktadır. Avrupa’da EOTA (Avrupa Teknik Onaylar Organizasyonu), Amerika’da UL (Underwriters Laboratories) 3.parti ve bağımsız kuruluşlar olarak testleri gerçekleştirir ve raporlar. Bu testler performans-bazlı olarak adlandırılır ve pasif yangın durdurucu ürünlerin uygulandığı sistemdeki tüm bileşenler belirtilir ve test içeriğine dahil edilir. Testteki performansların değerlendirildiği onay dökümanları ise Avrupa’da ETA, Amerika’da UL onayı olarak adlandırılmaktadır.

Pasif yangın durdurucu sistemlerdeki yangın dayanım sınıfları değişiklik göstermektedir. Yangın dayanımında, bütünlük ve yalıtım temel sınıfları oluşturmaktadır. Aşağıdaki tabloda Avrupa ve Amerika performans değerlendirmelerinin notasyonu yer almaktadır. İlgili dayanım süreleri, yangın senaryoları baz alınarak her bir “yangın duvarı” için belirlenmektedir ve pasif yangın durdurucu sistemler için minimum yeterlilik sağlanmaktadır.

Endüstriyel tesislerde, bahsi geçilen pasif yangın durdurucu sistemlerin tasarımı“yangın bölümlendirme planı”na göre yapılmaktadır. Bu plan doğrultusunda yangın riskinin ya da olasılığının yüksek olduğu teknik odaları aşağıdaki gibi sıralayabiliriz.
a. Ana Makina
b. Hidrolik Sistemler
c. HavalandırmaSistemleri
d. Hareket Kontrol Sistemleri (MCC)
e. Dağıtım Panelleri
f. TrafoMerkezleri
g. Pano Merkezleri
h. Sürücü Merkezi
i. Galeri Merkezleri
j. Pompa Merkezleri
k. Kumanda Merkezi
l. Elektrik Üretim Merkezi
m. Elektrik Üretim Merkezi
n. Elektrik Dağıtım Merkezi
o. Jenaratör Merkezi

Yapıların pasif yangın önlemlerinin tasarımını yapan proje müellifleri, tasarım esaslarında bu bölümdeki bilgileri kullanmalıdır. Mimari detayları, mekanik ve elektrik tesisat tasarımlarında pasif yangın durdurucu sistemler ve ürünler belirtilmelidir. Böylece, uygulama esaslarındaki detaylar dizayn aşamasında çözülmüş olacaktır.

Uygulama esasları
Pasif yangın durdurucu sistemlerin, yapıdaki uygulama alanlarından bir önceki bölümde bahsedilmiştir. Bu bölümde ise yangın duvarlarında kullanılan pasif yangın durdurucu sistemlerin uygulama esasları detaylı olarak incelenecektir. Öncelikle, pasif yangın durdurucu sistemlerin uygulamaları ilgili onay dökümanına uygun olmalıdır. Ayrıca, pasif yangın durdurucu sistemlerin uygulanmasında, aşağıdaki esaslar dikkate alınmalıdır. [6]

1. Ana malzeme özelliklerini değerlendirilmesi
a. Ana malzeme tipi nedir? → Beton, alçıpan, tuğla vb.
b. Ana malzeme kalınlığı nedir?
c. Ana malzemedeki boşluk boyutları nedir?

2. Geçiş detaylarını değerlendirilmesi
a. Geçiş yapan malzeme nedir? Yanıcı boru, Metalik boru, havalandırma kanalı, izolasyonlu boru vb.
b. Geçiş yapan malzemeler arası mesafe nedir?

3. Yangına dayanım gerekliliğinin belirlenmesi → EI120, F-2hours, vb.
4. Çözümün yönetmelik ve onay dökümanlarına uygunluğunun belirlenmesi
a. Onay dökümanları (ETA, UL vb.)
b. Ürünlere ait tüm dökümanlar (MSDS, Leed, Performans Beyanı vb.)
c. Sahada yapılacak uygulama etiketlemesi
d. Uygulayıcının eğitim sertifikası

5. Mekanik tesisat özelliklerini göz önünde tutulması
a. Malzeme → PVC, PE, çelik, bakır, sac vb.
b. İzolasyon → Armaflex, taşyünü, maden yünü vb.
c. Boyutlar → Boru çapı, kanal boyutları

6. Sabitleme ve bağlantı elemanlarının dikkate alınması
a. Destek mesafeleri
b. Sabitleme elemanının yangın dayanımı

7. Sistemin ek özelliklerinin belirlenmesi
a. Akustik
b. Isı yalıtımı
c. Hareket kabiliyeti / Deprem performansı
d. Su yalıtımı
e. Patlama direnci
f. Rutubet ve küf
Endüstriyel tesislerde kullanılan pasif yangın durdurucu ürünlerin uygulama resimlerini aşağıdaki şekillerde yer almaktadır. [7]

Bu çalışmada, pasif yangın durdurucu ürünler çeşitleri ve özellikleri detaylı olarak incelenmese de endüstriyel tesislerde kullanılan pasif yangın durdurucu ürünleri aşağıdaki gibi sıralayabiliriz.
1. Pasif yangın durdurucu intümesan tuğla
2. Pasif yangın durdurucu intümesan köpük
3. Pasif yangın durdurucu panel boyası
4. Pasif yangın durdurucu kablo boyası

Bu ürünler çalışma prensibi olarak farklılık göstermektedir. Örneğin; intümesan özellik ısı ile genleşerek şişen malzemeler için kullanılmaktadır. Yanıcı ürünlerin geçişinde, intümesan özellikli ürünlerin kullanılması gerekmektedir. Pasif yangın durdurucu ürünlerin uygulama kalınlıkları onay dökümanı, marka vb. ile değişebilmektedir. Uygulama kalınlığı ise yapıdaki toplam pasif yangın durdurucu sarfiyatını doğrudan etkilemektedir. Bu durum, bütçesel hesaplamalar yapılırken göz önünde bulundurulmalıdır.

Sonuç ve öneriler
Sonuç olarak, pasif yangın durdurucu sistemler endüstriyel tesislerin yangından korunması ile ilgili alınan tedbirlerden biridir. Üç sac ayağı olarak bilinen algılama, aktif söndürme ve pasif yangın durdurucu sistemleri birbiri ile entegre olarak çalışmalıdır. Pasif yangın durdurucu sistemlerin tasarım ve uygulama esaslarında detay onayları temeli oluşturmaktadır ve bu dökümanlar tüm sistemi (beton, boru, uygulama kalınlıkları vb.) tanımlamaktadır. Özellikle, pasif yangın durdurucu sistemler belirlenirken bu deteylara dikkat edilmelidir. Son olarak, bu çalışma kapsamında ele alınmayan ancak tasarım ve uygulamanın tamamlayıcısı olan denetim esasları ilerleyen çalışmalarda ele alınmalıdır. Bu konuda yapılan çalışmalar, standartlar (örneğin, ASTM E2174, ASTM E2393) detaylı olarak incelenerek literatüre kazandırılmalıdır.

Kaynaklar

[1] TÜRK DİL KURUMU, Genel Türkçe Sözlük
[2] CTIF (International Association of Fire and Rescue Service), Report n. 21 – World Fire Statistics 2016.
[3] HALL, JR. JOHN R., NFPA Fire Analysis & Research, Quincy, MA. “Burns, Toxic Gases and other Hazards”
[4] NFPA Fire Protection Handbook, 18th Ed..
[5] Türkiye Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik, 2015
[6] HILTI, Pasif Yangın Durdurucu Uygulamalar Eğitimi, 2018
[7] HILTI, Pasif Yangın Durdurucu UL Onayları Kütüphanesi, 2018