Çelik Yapilarin Yangina Karsi Korunmasi

Çelik yapilarin avatajlarinin yani sira, yangina olan hassasiyeti hepimiz tarafindan bilinmektedir. Betonarme veya ahsap yapilarin yangina karsi korunmasinda kullanilan donanim ve metodlarin aynilari çelik yapilarda da kullanilmaktadir. Betonarme içindeki donatinin beton tarafindan korunmus olmasi nedeniyle korunan çeligin, korunmamis çelige nazaran yangindaki davranisi daha farklidir.

Bilindigi üzere, yapilardaki yangina dayanim tanimi, "yangin yükü" tanimi ile anlam kazanmaktadir. Öncelikle yapidaki yangin yükünün tanimi yapilmalidir ki, yangina dayanim süreleri ve bu süreleri saglayan donanimin tanimi da buna göre yapilabilsin. Yangin yükü bir hacim içinde yer alan yanici maddelerin bir kilograminin yanmasi halinde açiga çikan kilokalori cinsinden isi degerinin o hacmin alanina bölünmesi ile bulunur. Baska bir degisle, hacim içinde bulunan ve yanabilen maddelerin miktarlarinni degistirilmesi ya da hacmin yangin yükünün degisimine etki etmektedir.

Yangin arastirma enstitüleri ve laboratuvarlarinda standart malzemeler, kullanilarak yapilmis olan denemeler sonucunda yangin yüklerine ait bazi ortalama degerler tesbit edilmistir. Örnek verilmesi gerekirse, 30 Psf (pouns per square foot) yangin yüküne sahip bir yapi yangina dayanim süresi üç saat olan yapi elemanlarindan yapilmis olmalidir. standart bir konuttaki yangin yükü 8-10 psf kütüphane 36 psf, arsiv odalarinda raflarin korunma sinigfina göre 4 ile 86 arasinda degismektedir. ofislerde ise 2 ile 45 arasindadir.

Örnegin, 30 Psf yangin yüküne sahip olan yapi eger standart katkilarla üretilmis betonarme ise minimum 15 cm, hafif betondan üretilmis ise 12 cm, harman tuglasi ise 16 cm ve her iki tarafi sivali tugla ise 12.5 cm kalinlikta olmasi yeterlidir.

Ayni yangin yükünde olan yapiyi çelik olarak insaa edecek olursak, 1000 F (537 C derece) kritik sicaklik dikkate alinarak, kullacagimiz profil niteliklerine göre, yangina karsi dayanimini tesbit edip, korunmasi için izolasyon kalinligi hesabi yapmaliyiz.

Çelik yapi elemaninin kolon olarak kullanilmasi ve hiç korunmamis halinde ;

R= 10.3 (W/D) (W/D küçük 10 ise )

R= 8.3 (W/D) (W/D büyük ve esit 10 ise )

Ayni kolon eger korunmus ise

R= ( C1(W/D)+C2)h

Yukaridaki açiklamalarda R= Dk olarak yangina dayanim

W= Lb/feet cinsinden agirlik

D=inç cinsinden isinan kesitin çevresi

h= inç cinsinden izolasyon kalinligi

C1= Izolasyon maddesinin koruma faktörü

Çelik yapi elemani kiris olarak kullaniliyorsa;

h1= ((W2/D2+0.6)/(W1/D1+0.6))h2

Yukaridaki formülde , (1) degerleri, izolasyonlu

(2) degerleri, referans malzeme degerleridir.

Yangina müdahale eden ekiplerin en önemli risklerinden biri içeride kurtarma operasyonu yaparken, çatinin çökmesi veya segim yapmasidir. Özellikle endüstriyel amaçli yapilarda, depolarda veya kamuya ait olan büyük alisveris merkezlerinde kullanilan çelik kafes ve uzay kafes sistemleri korunmalidir. Yangin aninda, korunmus olan kafes sistemleri, yanginla mücadele ve kurtarma operasyonlari için bir sigortadir. Günümüzde sayilari giderek çogalan büyük alisveris merkezlerinde ayni anda yüzlerce kisinin bulundugu dikkate alinacak olursa, çatiyi tasiyan çelik sistemin korunmasi kaçinilmazdir.

Çeligin korunmasi için yapilacak olan çalismalari bir bütün olarak ele almak dogru olacaktir. Yapinin kullanim amaci, yeni yapi veya mevcut bir yapi olup olmadigi, mimari detaylar ve yapinin havalandirma tesisatindaki prensipler ve detaylar, çati detaylari ve yapi içindeki trafik, yangin yükleri... yapiya ait yangin senaryosu dikkate alinarak yangin önlemleri için bir proje yapilmalidir.

Alinacak olan önlemler iki ayri baslik halinde özetlenebilir.

AKTIF ÖNLEMLER

Aktif önlemlerden maskat, sogutma ve söndürme çalismalari ile tasiyici elemanlarin isiya karsi korunmasi ve yanginin söndürülmesidir.

Sprinkler sistemi,

Dünyada en yaygin söndürme ajani olarak kullanilan suyun basinçlandirilarak ve yangin yüklerine uygun nozullardan efektif olarak kullanilmasidir.

Tesisat mühendisleri genellikle yapinin içindeki mal ve donatimin korunmasini dikkate alarak dizayn yaparlar. Ancak bu dizayna ilave olarak yerinde yapilacak olan degerlendirmeye göre çelik kirislerin ve kolonlarin da korunmasi gerekir.

Örnegin endüstriyel alanlarda ve akaryakit iskelelerindeki çelik kolon ve kulelerin korunmasinda özel sprinkler spray nozullari kullanilmaktadir.

Gaz, toz ve köpük kullanimlari

Içinde gazli, tozlu veya köpüklü otomatik söndürme sistemi bulunan, genis açiklikli depo, fabrika veya hangarlarda tasiyici sistemi korumak üzere yapilacak uygulamalarla ayrica bir sogutma sistemine gerek olmayabilir. örnegin NFPA 11 kurallari geregince uçak hangarlari 2,5 dakika gibi çok kisa bir sürede tamamen yüksek genlesmeli köpükle doldurularak yangina karsi korunmaktadir. Hangar içinde yer alan yüksek riske sahip donanim korunurken, tasiyici sistemde korunmak üzere önlemler alinabilir.

Otomatik yangin söndürme sisteminin olmadigi, manual sistemlerin lokal olarak kullanildigi tesislerde, tasiyicilarin yangina karsi korunmasi için mevcut proje uygun olmasi halinde yapilacak olan ilavelerle aktif bir sogutma saglanabilir.

Mevcut tesiste yangin söndürme sistemi olmamasi halinde, korunacak olan insan, mal ve döküman ile tasiyici sistem ayni proje içinde çözülebilir. Böyle bir bütçe ayrilamiyor veya sistemin tatbiki herhangi bir nedenle gerçeklestirilemiyorsa, çelik donanim pasif önlemlerle korunmalidir.

PASIF-AKTIF ÖNLEMLER

Pasif-aktif önlemlerden maksat, isi ve dumanin yatayda yayilmasini engellemek, düseyde yayilimi kolaylastirmak üzere önlemler almaktir.

Kompartman olusturulmasi

Yangin yükü fazla olan hacimlerde kompartiman olusturularak yangin çikmasiyla beraber yükselen dumanin yatayda dagitilmasini önlemek, diger hacimleri tehdit etmesine engel olmak, düseyde yayilmasini saglamak için yangin duvarlari ve yangin kapilari kullanmak, yangin duvarini tatbik edemeyecegimiz alanlarda, duman ve yangin perdeleri uygulamak, yangin damperleri uygulamak ve biriken dumani emniyetli bir sekilde otomatik veya manuel açilan ventilasyon kapaklari ile atmosfere vermektir.

PASIF ÖNLEMLER

Pasif önlemlerden maksak aktif önlemler ile sogutma ve söndürme yapamiyor, pasif aktif önlemler ile kompartman olusturup konveksiyonu yönlendiremiyorsak, çelik yapi elemanlarini isiya olan dayanimini artirarak yapi içindeki sorumlulugunu bir süre daha uzatmaktir.

Bunun en kolay yolu, çelik elemanlarin boyalarla veya alçi esasli ürünlerle korunmasidir.

Özel boyalarin basarili olmasi için iyi bir yüzey temizligi yapmak ve primer uygulamalar ile aderansi artiracak tabakayi elde etmek, koruma saglayacak olan son kati basarili bir sekilde tatbik etmektir.

Uygulamalari, pratik ve süratlidir. Pistole veya rolo, firça kullanilabilmektedir.

Yapilan laboratuvar çalismalarinda çelik kiris ve kolonlarda yük altinda ve yüksüz olarak homojen dagilimda isitilmis firin içinde film tabakasi olarak tatbik edilmis olan boyalarin reaksiyonlari sira ile izlenmistir. Laboratuvarda yük altinda bulunan bir çelik kolon üzerinde yapilan testde, 20'inci dakikada firin sicakligi 760 c korunmamis çelige gelen isi 600 c derece ve korunmus çelige gelen isi 280 derece olarak tesbit edilmistir. Korunmamis çelik korunmusa göre 2.14 misli daha fazla isi almaktadir. Keza, 40'inci dakikada firin sicakligi 860 c korunmamis çelige gelen isi 740 c ve korunmus çelige gelen isi 350 c olarak tesbit edilmistir. Korunmamis çelik korunmusa göre 2.11 misli daha fazla isi almaktadir.

70'inci dakikada firin sicakligi 960 c korunmamis çelige gelen isi 920 c ve korunmus çelige gelen isi 560 c olarak tesbit edilmistir. Korunmamis çelik, korunmusa göre 1.64 misli daha fazla isi almaktadir.

Krauf patenti ile Türkiye'de üretilen alçi yapi elemanlari ile çelik kolon ve kirislerin kullaniminda da kolay isçilik ve hafif elemanlarla güvenli bir koruma saglanmaktadir.

Çelik elemanlar giydirilerek yangina karsi koruma saglanirken., iç mekanlarda profilin soguk yüzünü görmek istemeyen mimarlar içinde daha kolay kullanilabilecek kesitler ve goemetriler elde edilmektedir.

Özet olarak, Çelik yapi elemanlari korunmali ve sadece çelik malzeme için yapilmak yerine yapinin tamamina hitap eden aktif önlemlerden yararlanilarak gerekirse ilave yapilmali, yangin senaryosunda kritik hacmi olusturan noktalarda aktif önlemlere ilave olarak pasif önlemler getirilmelidir. Çati özellikle korunmalidir.

Z. Irfan Öner
Umtas Uluslararasi Makina Ticaret A.S.'den

Kaynak:

http://www.tucsa.org