Pasif Yangın Durdurucu Sistemlerin Tasarım Esasları

11 Şubat 2020

 

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 yangın 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, pasif yangın önleme sistemleri içerisinde yer alan pasif yangın durdurucu sistemlerinin tasarım esasları detaylı olarak incelenecektir. Aynı zamanda yangın bölümlendirmede kullanılan diğer pasif yangın önlemleri de tamamlayıcı olarak düşünülmelidir ve göz ardı edilmemelidir.

 

Yangın İstatistikleri ve Pasif Yangın Durdurucu Uygulama Alanları

Dünya’daki muhtelif yangın istatistiklerine baktığımızda yangın tedbirlerinin önemi perçinlenmektedir. Dünya’da yılda ortalama gerçekleşen 3.8 Milyon yangında toplam yaklaşık 45.4 Bin ölüm gerçekleşmektedir [2]. Ayrıca yangın ölümlerinin %75’i dumandan kaynaklanmaktadır [3]. Bu istatistik bize yangında ortaya çıkan dumanı pasif yangın önlemler ile ortaya çıktığı alanda kontrol altına almamızın önemini göstermektedir. Ek olarak duman yangında hayatta kalanların %47’sinin 3.5 metreden uzağı görememesine de neden olmaktadır.

Son olarak, yangın ölümlerinin %57’si yangının kaynak hacminde gerçekleşmemektedir [4] Kısaca, ölümlerin çoğu yangının çıktığı bölümde değil, yangının yayılarak ilerlediği diğer bir bölümünde gerçekleşmektedir. Bahsedilen bu istatistikler, yangında ölümcül dumanın en az alev kadar önemli olduğunu bizlere göstermektedir.

Pasif yangın durdurucu sistemler, yapı 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.

yangın bölümlendirme gösterimi

Şekil 1. Yangın bölümlendirme gösterimi

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.

pasif yangın durdurucu

Şekil 2. Pasif yangın durdurucu sistemler uygulama alanları

Bu bölümde verilen istatistikler bize pasif yangın durdurucu sistemlerin can ve mal kayıplarının en aza indirilmesi, yangın sonrası risklerin oluşmaması ve yapının tekrar çabuk ve kolayca kullanıma sokulabilmesi açısından çok önemli olduğunu göstermektedir. Ayrıca pasif yangın durdurucu sistemlerin mekanik, elektrik, mimari ve inşai disiplinlerinin tümünde uygulandığı ve birbirini tamamlandığı görülmüştür.

Yönetmelikler, Standartlar ve Tasarım Esasları

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.

Tablo 1. Pasif yangın durdurucu sistemlerin uluslararası test standartları

Avrupa (Türkiye) Standartları Amerikan Standartları
Tesisat Geçişleri (TS) EN 1366-3 ASTM E 814 / UL 1479
Derzler & Dilatasyonlar (TS) EN 1366-4 ASTM E 1966 / UL 2079
Cephe Birleşimleri (TS) EN 1364-3/4 ASTM E 2307

 

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.

Tablo 2. Pasif yangın durdurucu sistemlerin örnek dayanım tablosu

Avrupa Performans Kriterleri Amerika Performans Kriterleri
Bütünlük (Alev ve gaz yalıtımı) E-120 à 120 dakika F-4hr à 4 saat
Yalıtım (Isı yalıtımı) EI-90 à 90 dakika T-2hr à 2 saat

 

İlgili dayanım süreleri, yangın senaryoları baz alınarak her bir “yangın duvarı” için belirlenmektedir ve pasif yangın durdurucu sistemler için minimum yeterlilik sağlanmaktadır.

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.

Ayrıca, pasif yangın durdurucu sistemlerin tasarımı ilgili onay dökümanına uygun olmalıdır. Aşağıdaki kriterler her bir detay için dikkate alınarak, tasarım esasları uygulanmalıdır.[6]

  1. Ana malzeme özelliklerini değerlendirilmesi
    1. Ana malzeme tipi nedir? à Beton, alçıpan, tuğla vb.
    2. Ana malzeme kalınlığı nedir?
    3. Ana malzemedeki boşluk boyutları nedir?
  2. Geçiş detaylarını değerlendirilmesi
    1. Geçiş yapan malzeme nedir? àYanıcı boru, Metalik boru, havalandırma kanalı, izolasyonlu boru vb.
    2. Geçiş yapan malzemeler arası mesafe nedir?
  3. Yangına dayanım gerekliliğinin belirlenmesi à EI120, F-2hours, vb.
  4. Çözümün yönetmelik ve onay dökümanlarına uygunluğunun belirlenmesi
    1. Onay dökümanları (ETA, UL vb.)
    2. Ürünlere ait tüm dökümanlar (MSDS, Leed, Performans Beyanı vb.)
    3. Sahada yapılacak uygulama etiketlemesi
    4. Uygulayıcının eğitim sertifikası
  5. Mekanik tesisat özelliklerini göz önünde tutulması
    1. Malzeme à PVC, PE, çelik, bakır, sac vb.
    2. İzolasyon à Armaflex, taşyünü, maden yünü vb.
    3. Boyutlar à Boru çapı, kanal boyutları
  6. Sabitleme ve bağlantı elemanlarının dikkate alınması
    1. Destek mesafeleri
    2. Sabitleme elemanının yangın dayanımı
  7. Sistemin ek özelliklerinin belirlenmesi
    1. Akustik
    2. Isı yalıtımı
    3. Hareket kabiliyeti / Deprem performansı
    4. Su yalıtımı
    5. Patlama direnci
    6. Rutubet ve küf

Sonuç ve Öneriler 

Sonuç olarak, pasif yangın durdurucu sistemler yapıların 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 esaslarında detay onayları temeli oluşturmaktadır ve bu dökümanlar tüm sistemi (ana malzeme, geçen malzeme, uygulama kalınlıkları vb.) tanımlamaktadır. Özellikle, pasif yangın durdurucu sistemler belirlenirken projenin tüm paydaşlarının tasarım esaslarını dikkate alması gerekmektedir.

 

Tolga AYCI

Teknik Pazarlama Müdürü

Hilti Türkiye

 

 

 

 

               

              KAYNAKLAR

 

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