YANGIN YALITIMI
Yanma, oksijen ve tutuşma sıcaklığına ulaşmış bir madde ile meydana gelen kimyasal bir reaksiyondur. Bir başka deyişle yanma, yakıtların oksijenle girdikleri kimyasal reaksiyonun adıdır. Bu reaksiyon ile yanan maddenin içindeki kimyasal enerji ortaya çıkar. Meydana gelen bu enerji, ses enerjisi, ışık ve sıcaklık gibi farklı enerji formlarında kendini gösterir. Bazen maddeyi tutuşma sıcaklığına ulaştırmak için bir başka yanıcı maddeye ihtiyaç duyulur. Böyle bir durumda yangın üçgeni olarak adlandırılan 3 faktör birlikte bulunur. Bunlar; tutuşma sıcaklığı, oksijen ve yanıcı maddedir. Yangın ise, maddenin ısı ve oksijenle birleşmesi sonucunda meydana gelen yanma reaksiyonlarından kaynaklanan bir afettir. Kontrol ve istem dışı meydana gelir.
YANMA KİMYASI
Yanma kimyasal bir reaksiyondur. Reaksiyondan önce var olan maddelere “yanma işlemine girenler”, reaksiyondan sonra oluşan maddelere de “yanma sonu ürünleri (yanma işleminden çıkanlar)” denir. Genellikle C, H2, S, CO, Cc Hh gibi maddelerin saf O2 ile yanması söz konusudur. Örneğin, doğalgazın önemli bir bileşeni olan metanın yanışı ve yanma sonu ürünleri CH4 + O2 » CO2 + 2 H20 (Yanına işlemine girenler » Yanma sonu ürünleri) şeklinde olmaktadır. Yanıcı bir maddenin ve oksijenin buluşması yanma için ye-terli değildir; yanıcı maddenin sıcaklığının da tutuşma sıcaklığına getirilmesi gerekir.
YANGIN VE YAPI
Bir yangın yerinde sıcaklığın zamanla değişimi ilk 5 dakikada 555°C, 10. dakikada 660°C, 15. dakikada 720°C, 30. dakikada 820°C, 60. dakikada ise 927°C şeklinde olmaktadır. Yapı malzemesi olarak kullanılan birçok polimer ürün düşük tutuşma sıcaklığına sahiptir. Bunun yanı sıra yine yapılarda sıkça kullanılan ahşap ve türevi ürünler de 260°Cden başlayan sıcaklıklarda tutuşabilmektedir. Bu maddelerin yanması sonucu karbonmonoksit, dioksin ve furan gazları ortaya çıkar. Ayrıca söz konusu yanıcı maddelerin yanması sonucu yanıcı olarak değerlendirilmeyen yapı elemanları üzerinde ciddi tahribatlar meydana gelir. Yangına karşı yapı tasarımında yapının taşıyıcı elemanları belirli süreler için korumak bir başka deyişle göçme süresini uzatmak amaçlardan birisidir. Bu süre hem yapıyı kullananların tahliyesine hem de yangına müdahaleye zaman sağlayacaktır. Ahşap elemanların yaklaşık 20 dk boyunca yangına dayanabil-dikleri ve bu sürenin sonunda göçmenin yaşanabildiği görülmüştür.
Her ne kadar yapı taşıyıcı sistemlerini oluşturan yanmaz malzemeler alev almasalar da özellikle yapı çeliğinin ısı ile maruz kaldığı deformasyonlar sonucu taşıyıcılık nitelikleri oldukça azalır. Yapı çeliği ısıyı iyi ileten bir malzeme olarak ısıl yükler-den çok kolay etkilenir. Üzerinde kalıcı deformasyonlar meydana gelebilir ve bu deformasyonlar düğüm noktalarında ötelenmelere ve hesap edilmemiş kuvvetlere neden olur. Çelik 350°C de taşıyıcılığının %33'ünü, 500°C'de %50'sini ve 700°C'de %80'ini kaybeder. 640°C'ye gelmiş bir çelik elemanın boyu yaklaşık %1 uzamaktadır. Bu nedenle çelik yapılarda göçme riski daha yüksektir.
Benzer bir durum betonarme yapılar için de geçerlidir. Bir yapıdaki yangın en çok 1093°C olabilmekte genellikle de 815°C'yi geçmemektedir. Çeliğin erime noktası ise 1450°C'dir. Yangın hâlinde meydana gelen ısıl yüklemeler ve taşıma gücündeki kayıp sonucu çelik 550°C'de statik hesaplar açısından kritik noktaya gelir. Bu sıcaklığın üzerine çıkması halinde çelik üzerinde kalıcı deformasyonlar oluşur. düğüm noktalarında meydana gelecek plastik şekil değiştirmeler ile çökme yaşanır. Her ne kadar pas payı koruyucu bir faktör olarak bulunsa da yapı elemanının bu sıcaklığa ulaşmaması yangın riski ve önlemleri çalışmalarında göz önüne alınmalıdır.
TEMEL YANGIN YALITIM MALZEMELERİ
Yangın yalıtımında, yapı elemanlarının meydana gelen sıcaklığa ve ısıl yüke dayanımlarının arttırılması hedeftir. Yangın yalıtımında meydana gelen ısıya yangın sonuna kadar dayanacak yapı ve yalıtım elemanları tasarlanabileceği gibi, yapıdaki insanların ve/veya eşyaların tahliyesine yetecek süre dayanacak yapı ve yalıtım elemanları da tasarlanabilmektedir. Yapı malzemelerinin yangına dayanım durumlarına göre sınıflandırılması sonucu aşağıdaki tablo oluşmuştur.
A1 Sınıfı : Kum, çakıl, alçı, beton, tuğla, seramik, cam yünü, taş yünü, perlit.
A2 Sınıfı : Organik bağlayıcılı cam yünü ve taş yünü,
B1 Sınıfı : Keçe, Alçı-karton plaka, çimentolu odun talaşı, yanma geciktiricili katkılı polistiren ve poliüretan köpük.
B2 Sınıfı : Ahşap, silikon derz dolgusu, polistiren ve poliüretan köpük.
B3 Sınıfı : Ahşap talaşı, kağıt vb.
Yangın yalıtımının içerden yapılan bir yalıtım olması nedeniyle kullanılan yalıtım malzemelerinin yapının kullanım şeklini etkilemeyecek görsel ve fonksiyonel özelliklerde olması gerekmektedir. Yalıtım kaplaması nedeniyle ortaya çıkan hacim daralmaları, yapı elemanlarındaki boyut artışı, yüzeylerdeki kaplama mukavemeti gibi sonuçlar göz önüne alınmalıdır. Yangın yalıtımında en sık karşılaşılan yalıtım ürünleri taş yünü ve cam yünüdür. Bu ürünler genel olarak meydana gelen ısının yapı elemanına verdiği 'zararı önleyebilmektedir. Ancak iç mekânda kullanım zorlukları nedeniyle son dönemlerde yerlerini boya ve emprenye ürünlerine bırakmaya başlamışlardır. Bu ürünler genel olarak tahliye için gerekli zamanın kazanılması amacıyla kullanılırlar.
TAŞYÜNÜ YANGIN YALITIM MALZEMELERİ
Taş yünü piyasada bağlayıcılı ve bağlayıcısız olarak bulunur. Dökme diye tabir edilen taş yünü bağlayıcısız iken belli formlar kazandırılmak için eklenen bağlayıcılar ile üretilenler plak formundadır. Taş yünü bağlayıcısız hali ile 750°C, organik bağlayıcılı olarak 650°C sıcaklığa kadar dayanabilir. En sık kullanılan yangın yalıtım malzemesi olan taş yünü “Büyük kısmı yanmaz malzemeler” olan A2 yangın dayanımı sınıfındadır. Depo, hava kanalları, galeriler gibi temas veya kullanım süresi-nin düşük olduğu alanlarda açık olarak kullanılabilirken yaşam alanlarında alçı levhalar gibi yanmaz ürünler ile kaplanarak kullanılması uygundur.
CAM YÜNÜ YANGIN YALITIM MALZEMELERİ
Cam yünü de taş yünü gibi A2 sınıfı yangın dayanımına sahip bir üründür. Ancak cam yünü bağlayıcısız hali ile 550°C, organik bağlayıcılı (bakalit) olarak 250°C sıcaklığa kadar dayanabilir. Yaşam alanlarında cam yününün de taş yünü gibi yanmaz plaklarla kaplanarak kullanılması gerekmektedir
YANMAZ BOYALAR
Yanmaz boyalar ve emprenyeleme ürünleri yangının yapı elemanı üzerindeki etkisini geciktirmek amacıyla kullanılabilen ürünlerdir. Kimyasal yapısındaki farklılıktan ya da uygulama kalınlığından kaynaklı olarak yapı elemanının yangın dayanımı 30, 60; 90 ya da 120 dk' lık sürelerde korumasını sağlar.
Yanmaz boya uygulamaları genellikle çelik yüzeylerde tercih edilmektedir. Emprenye uygulamaları ise ahşabın yangın dayanımını arttırmak için kullanılmaktadır. Yangına dayanıklı boyalar yangın sırasında şişerek hacimleri artar. Bu hacim artışı ile yalıtım katmanı elde edilmiş olur. Hacimdeki bu artış için belli bir süre gereklidir. Boya kullanarak yangına karşı koruma ev tipi yangın olarak adlandırılan selülozik yangınlara karşı etkilidir. Ancak akaryakıt yangınları gibi hidrokarbon yangınlarında hızla ısı artışı yaşandığı için boyalardaki tepki süresi yetersiz kalmakta ve yeterli koruma sağlayamamaktadırlar.
TEMEL YANGIN YALITIMI UYGULAMA KURALLARI VE DETAYLAR
Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik ile mimari ve statik tasarıma temel teşkil edecek büyüklükler ve detaylar belirlenmiştir. Yangına dayanıklı yapı tasarımı birçok parametreye bağlı olarak ele alınan bir konudur. Yapı elemanlarının üretildiği malzemenin seçimi veya yapı elemanlarını koruyan yalıtım malzemesinin tercihi yangın yalıtımında bir bölümdür.
Diğer bölüm ise yapı elemanlarının tasarımı ve yapıdaki hacimlerin boyutlarının belirlenmesidir. Daha çok mimari tasarımla birlikte anılan ikinci kısım kaçış hollerinin ya da merdivenlerin genişlikleri, çıkış kapılarının hacimlere olan uzaklıkları, yangın merdivenlerinin konumlanışı ve bunların yapıdaki pozisyonlandır. Bu tasarımların amacı yangın anında, kaçışları ve taşımayı sağlayacak zamanı sağlamaktır.