Mühendis
Group : Süper Moderatör
|
Çelik
yapıların avantajlarının yani sıra, yangına olan hassasiyeti hepimiz
tarafından bilinmektedir. Betonarme veya ahşap yapıların yangına karşı
korunmasında kullanılan donanım ve metodların aynıları çelik yapılarda
da kullanılmaktadır. Betonarme içindeki donatının beton tarafından
korunmuş olması nedeniyle korunan çeliğin, korunmamış çeliğe nazaran
yangındaki davranışı daha farklıdır.
Bilindiği üzere,
yapılardaki yangına dayanım tanımı, "yangın yükü" tanımı ile anlam
kazanmaktadır. Öncelikle yapıdaki yangın yükünün tanımı yapılmalıdır
ki, yangına dayanım süreleri ve bu süreleri sağlayan donanımın tanımı
da buna göre yapılabilsin. Yangın yükü bir hacim içinde yer alan yanıcı
maddelerin bir kilogramının yanması halinde açığa çıkan kilokalori
cinsinden isi değerinin o hacmin alanına bölünmesi ile bulunur. Başka
bir değişle, hacim içinde bulunan ve yanabilen maddelerin miktarlarını
değiştirilmesi ya da hacmin yangın yükünün değişimine etki etmektedir.
Yangın
araştırma enstitüleri ve laboratuarlarında standart malzemeler,
kullanılarak yapılmış olan denemeler sonucunda yangın yüklerine ait
bazı ortalama değerler tespit edilmiştir. Örnek verilmesi gerekirse, 30
Psf (pouns per square foot) yangın yüküne sahip bir yapı yangına
dayanım süresi üç saat olan yapı elemanlarından yapılmış olmalıdır.
standart bir konuttaki yangın yükü 8-10 Psf kütüphane 36 Psf, arşiv
odalarında rafların korunma sınıfına göre 4 ile 86 arasında
değişmektedir. Ofislerde ise 2 ile 45 arasındadır.
Örneğin, 30
Psf yangın yüküne sahip olan yapı eğer standart katkılarla üretilmiş
betonarme ise minimum 15 cm, hafif betondan üretilmiş ise 12 cm, harman
tuğlası ise 16 cm ve her iki tarafı sıvalı tuğla ise 12.5 cm kalınlıkta
olması yeterlidir.
Aynı yangın yükünde olan yapıyı çelik olarak
inşaa edecek olursak, 1000 F (537 C derece) kritik sıcaklık dikkate
alınarak, kullanacağımız profil niteliklerine göre, yangına karşı
dayanımını tespit edip, korunması için izolasyon kalınlığı hesabı
yapmalıyız.
Çelik yapı elemanının kolon olarak kullanılması ve hiç korunmamış halinde ;
R= 10.3 (W/D) (W/D küçük 10 ise )
R= 8.3 (W/D) (W/D büyük ve eşit 10 ise )
Aynı kolon eğer korunmuş ise
R= ( C1(W/D)+C2)h
Yukarıdaki açıklamalarda R= Dk olarak yangına dayanım
W= Lb/feet cinsinden ağırlık
D=inç cinsinden ısınan kesitin çevresi
h= inç cinsinden izolasyon kalınlığı
C1= İzolasyon maddesinin koruma faktörü
Çelik yapı elemanı kiriş olarak kullanılıyorsa;
h1= ((W2/D2+0.6)/(W1/D1+0.6))h2
Yukarıdaki formülde , (1) değerleri, izolasyonlu
(2) değerleri, referans malzeme değerleridir.
yangına
müdahale eden ekiplerin en önemli risklerinden biri içeride kurtarma
operasyonu yaparken, çatının çökmesi veya seğim yapmasıdır. Özellikle
endüstriyel amaçlı yapılarda, depolarda veya kamuya ait olan büyük
alışveriş merkezlerinde kullanılan çelik kafes ve uzay kafes sistemleri
korunmalıdır. Yangın anında, korunmuş olan kafes sistemleri, yangınla
mücadele ve kurtarma operasyonları için bir sigortadır. Günümüzde
sayıları giderek çoğalan büyük alışveriş merkezlerinde aynı anda
yüzlerce kişinin bulunduğu dikkate alınacak olursa, çatıyı taşıyan
çelik sistemin korunması kaçınılmazdır.
Çeliğin korunması için
yapılacak olan çalışmaları bir bütün olarak ele almak doğru olacaktır.
Yapının kullanım amacı, yeni yapı veya mevcut bir yapı olup olmadığı,
mimari detaylar ve yapının havalandırma tesisatındaki prensipler ve
detaylar, çatı detayları ve yapı içindeki trafik, yangın yükleri...
yapıya ait yangın senaryosu dikkate alınarak yangın önlemleri için bir
proje yapılmalıdır.
Alınacak olan önlemler iki ayrı başlık halinde özetlenebilir.
AKTİF ÖNLEMLER
Aktif
önlemlerden maksat, soğutma ve söndürme çalışmaları ile taşıyıcı
elemanların ısıya karşı korunması ve yangının söndürülmesidir.
Sprinkler sistemi,
Dünyada
en yaygın söndürme ajanı olarak kullanılan suyun basınçlandırılarak ve
yangın yüklerine uygun nozullardan efektif olarak kullanılmasıdır.
Tesisat
mühendisleri genellikle yapının içindeki mal ve donatının korunmasını
dikkate alarak dizayn yaparlar. Ancak bu dizayna ilave olarak yerinde
yapılacak olan değerlendirmeye göre çelik kirişlerin ve kolonların da
korunması gerekir.
Örneğin endüstriyel alanlarda ve akaryakıt
iskelelerindeki çelik kolon ve kulelerin korunmasında özel sprinkler
sprey nozulları kullanılmaktadır.
Gaz, toz ve köpük kullanımları
İçinde
gazlı, tozlu veya köpüklü otomatik söndürme sistemi bulunan, geniş
açıklıklı depo, fabrika veya hangarlarda taşıyıcı sistemi korumak üzere
yapılacak uygulamalarla ayrıca bir soğutma sistemine gerek olmayabilir.
örneğin NFPA 11 kuralları gereğince uçak hangarları 2,5 dakika gibi çok
kısa bir sürede tamamen yüksek genleşmeli köpükle doldurularak yangına
karşı korunmaktadır. Hangar içinde yer alan yüksek riske sahip donanım
korunurken, taşıyıcı sistemde korunmak üzere önlemler alınabilir.
Otomatik
yangın söndürme sisteminin olmadığı, manual sistemlerin lokal olarak
kullanıldığı tesislerde, taşıyıcıların yangına karşı korunması için
mevcut proje uygun olması halinde yapılacak olan ilavelerle aktif bir
soğutma sağlanabilir.
Mevcut tesiste yangın söndürme sistemi
olmaması halinde, korunacak olan insan, mal ve döküman ile taşıyıcı
sistem ayni proje içinde çözülebilir. Böyle bir bütçe ayrılamıyor veya
sistemin tatbiki herhangi bir nedenle gerçekleştirilemiyorsa, çelik
donanım pasif önlemlerle korunmalıdır.
PASİF-AKTİF ÖNLEMLER
Pasif-aktif
önlemlerden maksat, ısı ve dumanın yatayda yayılmasını engellemek,
düşeyde yayılımı kolaylaştırmak üzere önlemler almaktır.
Kompartıman oluşturulması
Yangın
yükü fazla olan hacimlerde kompartıman oluşturularak yangın çıkmasıyla
beraber yükselen dumanın yatayda dağıtılmasını önlemek, diğer hacimleri
tehdit etmesine engel olmak, düşeyde yayılmasını sağlamak için yangın
duvarları ve yangın kapıları kullanmak, yangın duvarını tatbik
edemeyeceğimiz alanlarda, duman ve yangın perdeleri uygulamak, yangın
damperleri uygulamak ve biriken dumanı emniyetli bir şekilde otomatik
veya manuel açılan ventilasyon kapakları ile atmosfere vermektir.
PASİF ÖNLEMLER
Pasif
önlemlerden maksat aktif önlemler ile soğutma ve söndürme yapamıyor,
pasif aktif önlemler ile kompartıman oluşturup konveksiyonu
yönlendiremiyorsak, çelik yapı elemanlarını ısıya olan dayanımını
artırarak yapı içindeki sorumluluğunu bir süre daha uzatmaktır.
Bunun en kolay yolu, çelik elemanların boyalarla veya alçı esaslı ürünlerle korunmasıdır.
Özel
boyaların başarılı olması için iyi bir yüzey temizliği yapmak ve primer
uygulamalar ile aderansı arttıracak tabakayı elde etmek, koruma
sağlayacak olan son katı başarılı bir şekilde tatbik etmektir.
Uygulamaları, pratik ve süratlidir. Pistole veya rulo, fırça kullanılabilmektedir.
Yapılan
laboratuar çalışmalarında çelik kiriş ve kolonlarda yük altında ve
yüksüz olarak homojen dağılımda ısıtılmış fırın içinde film tabakası
olarak tatbik edilmiş olan boyaların reaksiyonları sıra ile
izlenmiştir. Laboratuarda yük altında bulunan bir çelik kolon üzerinde
yapılan testte, 20'inci dakikada fırın sıcaklığı 760 ºC korunmamış
çeliğe gelen ısı 600 ºC derece ve korunmuş çeliğe gelen isi 280 ºC
derece olarak tespit edilmiştir. korunmamış çelik korunmuşa göre 2.14
misli daha fazla ısı almaktadır. Keza, 40'inci dakikada fırın sıcaklığı
860 ºC korunmamış çeliğe gelen ısı 740 ºC ve korunmuş çeliğe gelen isi
350 ºC olarak tespit edilmiştir. korunmamış çelik korunmuşa göre 2.11
misli daha fazla ısı almaktadır.
70'inci dakikada fırın
sıcaklığı 960 ºC korunmamış çeliğe gelen ısı 920 ºC ve korunmuş çeliğe
gelen ısı 560 ºC olarak tespit edilmiştir. Korunmamış çelik, korunmuşa
göre 1.64 misli daha fazla ısı almaktadır.
Krauf patenti ile
Türkiye'de üretilen alçı yapı elemanları ile çelik kolon ve kirişlerin
kullanımında da kolay isçilik ve hafif elemanlarla güvenli bir koruma
sağlanmaktadır.
Çelik elemanlar giydirilerek yangına karşı
koruma sağlanırken; iç mekanlarda profilin soğuk yüzünü görmek
istemeyen mimarlar içinde daha kolay kullanılabilecek kesitler ve
geometriler elde edilmektedir.
Özet olarak, Çelik yapı
elemanları korunmalı ve sadece çelik malzeme için yapılmak yerine
yapının tamamına hitap eden aktif önlemlerden yararlanılarak gerekirse
ilave yapılmalı, yangın senaryosunda kritik hacmi oluşturan noktalarda
aktif önlemlere ilave olarak pasif önlemler getirilmelidir. çatı
özellikle korunmalıdır.
Yazar : Z. İrfan Öner
Alıntıdır
kaynak:bilinmiyor
|