Tünel uygulamalarında yüksek basınçlı su sisi sistemleri

Su sisi sistemlerinde temel prensip yüksek basınçlı suyun küçük çaplı orifislerden geçirilmesiyle küçük çaplı damlacıkların oluşturulmasıdır.

Yangın söndürme sistemleri içerisinde sprinkler sistemleri ya da Türkiye Yangından Korunma Yönetmeliğindeki ifadesiyle otomatik yağmurlama sistemleri hiç şüphesiz yaygın olarak kullanılan söndürme sistemlerininbaşında gelmektedir. Sprinkler sistemlerinin güvenilirliği yanında, sistemdeki yüksek miktarda su tüketimi, yüksek kapasiteli yangın pompaları ve su depolarına ihtiyaç duyulması ve bu nedenle sistemin kullanıldığı binada alan kısıtlamalarına neden olduğu da bir gerçektir.

Günümüzde sıkça kullanılmaya başlayan bir başka sulu söndürme sistemi teknolojisi yüksek basınçlı su sisi söndürme sistemidir. Yüksek basınçlı su sisi sistemlerinde kullanılan suyun sprinkler sistemlerine nazaran yaklaşık 90% oranında daha az olması, düşük kapasiteli pompa kullanımı ve bunun yansıması olarak karşımıza çıkan enerji gereksinimindeki azalma, düşük çaplarda boru kullanımı, sistemin kullanıldığı binada yer avantajı sağlaması gibi önemli özellikleri göze çarpmaktadır. Olası yangınlarda, yangının kontrol altına alınması ve söndürülmesinin yanı sıra amaçlardan bir tanesi de yangından asgari hasarla çıkabilmektir. Bu açıdan da bakıldığında sistemde düşük miktardaki su kullanımı ve yangın anında püskürtülen küçük tanecikli suyun aniden buharlaşması, su sisi sisteminin kullanıldığı yerlerde hasarın minimum düzeyde tutulmasını sağlamaktadır.

Su sisi sistemi; arşiv odaları, veri merkezleri, tarihi binalar, müzeler, konveyörler, trafolar, gaz türbinleri, elektrik odaları, jeneratörler, gemiler gibi birçok alanda kullanılmaktadır.
Su sisi sistemlerinde temel prensip yüksek basınçlı suyun küçük çaplı orifislerden geçirilmesiyle küçük çaplı damlacıkların oluşturulmasıdır. Damlacık boyutu 1000 mikrondan küçük olduğunda su sisi adını almaktadır. Sprinkler sistemlerinde damlacık boyutu 1000 mikron veya bu değerden daha büyüktür.

Düşük basınçlı su sisi sistemlerinde damlacık boyutu 1000- 300 mikron aralığında iken bu değer yüksek basınçlı su sisi sistemlerinde 100 mikrondan daha küçüktür.

Damlacık çapı azaldıkça damlacık sayısı ve yüzey alanı artırılmış olur. Yüzey alanındaki bu artış soğutma etkisini arttırmaktadır. Yangın anında oluşan ısı enerjisi emilerek buharlaşma meydana gelir ve ortam ısısı düşer. İlaveten buharlaşmayla, yani su sisi damlacıklarının sıvı fazından gaz fazına geçişiyle yangın noktasındaki oksijen seyreltilmiş olur, oksijen konsantrasyonu yaklaşık 15% seviyesine düşmektedir. Su sisi sistemlerinde söndürme mekanizması, ısının soğurulması ve oksijenin seyreltilmesi prensibine dayanmaktadır. Yangın anında sistemin çalışmasıyla oluşan sis bulutu ışınımla ısı transferini de engellemektedir. Yüksek ısıl yoğunluğa sahip yangınlarda püskürtülen suyun buharlaşması ve ortamdaki oksijenin seyreltilmesi küçük ölçekli yangınlara göre daha hızlı gerçekleşecektir. Su sisi sistemi kullanımında yüksek ısıl yoğunluğa sahip yangınlar daha çabuk söndürülebilmektedir.

Su sisi sistemleri basınca göre aşağıdaki şekilde sınıflandırılmaktadır, bu noktada Amerikan ve Avrupa standartları arasında farklılıklar söz konusudur.

Amerikan Standardına göre (NFPA 750 Water Mist Fire Protection Systems);

Avrupa Standardına göre (CEN/TS 14972 Water Mist Systems);

Yüksek basınçlı su sisi sistemleri pozitif yer değiştirmeli pompa sistemleri ve silindirli sistemlerden oluşmaktadır. Yüksek basınçlı su sisi sitemlerinde çalışma basıncı 120-200 bar.

Su sisi sisteminde kullanılan vana, su sisi nozulu gibi ekipmanlar genellikle paslanmaz çelikten imal edilmektedir. Su sisi nozullarının orifis çaplarının küçük olması sebebiyle su kalitesinin ve su filtrasyonunun iyi olması gereklidir. Standartlara göre sistemde kullanılan suyun içme suyu kalitesinde olması yeterlidir. Ayrıca sistemde kullanılan boru ve fittings elemanlarının da korozyona karşı dayanıklı olması çok önemlidir, bu nedenle de borulama elemanlarının paslanmaz çelik malzemeden seçilmesi gerekmektedir. Aksi taktirde küçük çaplardaki nozul orifislerinin tıkanması kaçınılmaz olacaktır. Sistemde kullanılacak tesisat malzemeleri seçiminde sistem çalışma ve test basınçları dikkate alınmalıdır.
Üreticiler sistemlerini FM, UL, VDS gibi akredite laboratuvarlara tam kapsamlı yangın testleri çerçevesinde test ettirmekte, sistemler ilgili kuruluşlar tarafından sertifikalandırılmaktadır. Yapılan yangın söndürme performans testi sonucunda nozul koruma alanı, maksimum nozul montaj yüksekliği, minimum nozul çalışma basıncı gibi tasarım kriterleri belirlenmektedir.

Su sisi sistemlerinin kullanılacağı uygulama için test edilmiş ve onaylanmış olması üzerinde durulması ve dikkat edilmesi gereken oldukça önemli bir husustur.