Duman Tahliye Sistemi Nedir? Doğal ve Mekanik Tahliye

Yangında binayı ilk dolduran şey alevden çok dumandır. Sıcak duman çevresindeki havadan hafif olduğu için yükselir, tavana çarpınca yanlara yayılır ve tavan altında giderek kalınlaşan bir tabaka oluşturur. Tabaka aşağı indikçe kaçış yollarında görüş kaybolur, zehirli gazlar solunum yüksekliğine ulaşır, tavan altında biriken ısı da yapı elemanlarını zorlar ve yangının yayılmasını hızlandırır. Duman tahliye sistemi bu tabakayı binanın dışına alarak altta dumansız bir bölge bırakan tesisattır; amacı insanların kaçabileceği ve itfaiyenin içeri girip müdahale edebileceği süreyi uzatmaktır.

Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik (BYKHY) iki kavramı birbirinden ayırır. Duman kontrolü, dumanın yapı içindeki hareketini denetleyen tedbirlerin tümüdür ve basınçlandırma, duman perdesi, duman kesici bu kapsama girer. Duman tahliyesi ise dumanın doğal ya da mekanik yolla binanın dışına atılmasıdır (madde 4). Bu yazı ikincisini anlatıyor: sistem nasıl çalışır, hangi parçalardan oluşur, yapıya göre yaklaşım nasıl seçilir. Hangi binada zorunlu olduğu ve madde madde şartlar duman tahliye yönetmeliği yazısında.

Asıl hedef: dumansız tabaka

Bir duman tahliye sisteminin başarısı "saatte kaç metreküp atıyor" sorusuyla değil, "duman tabakasını hangi yükseklikte tutuyor" sorusuyla ölçülür. Yangının üzerinde yükselen duman sütunu yol boyunca çevresinden temiz hava çeker; sütun ne kadar uzun yol alırsa tabakaya ulaşan duman kütlesi o kadar büyür. Yüksek tavanlı hacimlerde kullanılan yaklaşık bağıntı bunu açıkça gösterir:

M ≈ 0,19 × P × Y^1,5  (M: duman kütle debisi, kg/s; P: yangın çevresi, m; Y: zeminden duman tabakasının alt sınırına kadar dumansız yükseklik, m)

Aynı yangında dumansız yüksekliği 3 m'den 5 m'ye çıkarmak, atılması gereken duman kütlesini (5/3)^1,5 ≈ 2,15 katına çıkarır. Bu yüzden hedef yükseklik, sistemin büyüklüğünü belirleyen ilk karardır. Tasarım yangınının büyüklüğü ise sprinkler olup olmamasına, yapının kullanımına ve depolanan malzemeye göre seçilir. Bu yaklaşım depo, fabrika, AVM ve atrium gibi yüksek hacimlerde kullanılır. Tavanı alçak otoparklarda duman tabakası korunamaz; orada saatlik hava değişimi ve akışı egzoz şaftına yönlendirme esas alınır.

Doğal ve mekanik tahliye

Doğal tahliyede kapağın geometrik açıklığı değil aerodinamik serbest alanı hesaba girer: A_a = A_v × C_v. C_v akış katsayısıdır, kapağın yan rüzgâr altındaki rüzgâr tüneli testinde ölçülür ve kapak tipine göre 0,20 ile 0,80 arasında değişebilir. Aynı geometrik ölçüde C_v değeri 0,40 olan kapak, 0,70 olan kapağın yaklaşık yarısı kadar duman atar. "Çatı alanının yüzde biri kadar kapak" gibi kestirme kurallar bu yüzden yanıltıcıdır: ne tasarım yangınını ne de kapağın katsayısını hesaba katar.

İki yöntemde de dışarı atılan dumanın yerine aşağıdan hava girmesi gerekir. Besleme havası olmadan doğal tahliye çalışmaz; mekanik sistemde ise fan hacmi negatif basınca çeker, kapılar zor açılır ve tasarım debisine ulaşılamaz. Besleme havası dumansız bölgeye düşük hızla verilir; hızlı hava duman tabakasını karıştırıp aşağı indirir.

Sistemin parçaları

Duman tahliye fanı nedir?

Duman tahliye fanı, sıcak dumanı belirli bir sıcaklıkta belirli bir süre boyunca taşıyabildiği EN 12101-3'e göre test edilerek belgelenmiş fandır. Sınıf adı bu iki değeri birlikte verir:

Genel amaçlı bir fan bu sıcaklıklarda motor sargısı, rulman ya da kanat bağlantısı yüzünden kısa sürede durabilir. Duman tahliye fanında motor ya hava akışının dışında tutulur ya da sınıfına uygun yalıtım ve malzemeyle üretilir. Fan tipi aksiyal, hücreli (kutu tipi) radyal ya da çatı fanı olabilir. Pek çok yapıda aynı fan günlük havalandırmayı da yapar; bu çift görevli fanlarda frekans konvertörünün yangın modu ya da baypas devresi projede tanımlanır. Kutu tipi fanların yapısı hücreli aspiratör nedir, çatıya yerleşen tipler çatı fanı ne işe yarar yazılarında anlatılıyor.

Duman tahliye kapağı

Çatıya ya da cepheye yerleşen, yangın sinyalinde açılan kanatlı ya da lamelli açıklıktır (EN 12101-2). Açma mekanizması elektrik motorlu ya da gaz kartuşlu/pnömatik silindirli olabilir. BYKHY doğal tahliye ağızlarının sürekli açık durmasını ya da yangında otomatik veya elle kolayca açılabilmesini ister (86). Pek çok kapak günlük havalandırma ve gün ışığı için de kullanılır.

Duman kontrol damperi

Mekanik sistemde dumanın hangi bölgeden çekileceğini seçen damperdir (EN 12101-8). Yangın damperiyle karıştırılır, ama işlevi terstir: yangın damperi kanalı kapatarak duvarın dayanımını korur; duman kontrol damperi yangın bölgesinde açılarak dumana yol verir, diğer bölgelerde kapanarak fanın gücünü yangın bölgesine toplar. Birden fazla kompartımana hizmet eden kanallarda "multi", tek kompartımanda "single" sınıfı ürün kullanılır. Yangın damperinin çalışması yangın damperi nedir yazısında.

Duman kanalı

Mekanik duman kontrol kanalları çelik, alüminyum gibi malzemeden yapılır (BYKHY 87/2). Kanal başka bir kompartımandan geçiyorsa o bölümün yangın dayanımını taşımalıdır; bu tür kanallar EN 12101-7'ye göre belgelenir. Kanalların kaçış merdiveni ve yangın güvenlik holünden geçirilmemesi esastır (87/5).

Duman perdesi

Tavandan sarkan sabit ya da yangında inen hareketli perdelerdir (EN 12101-1). Dumanı tavan altında bir haznede toplar ve yana yayılmasını keser; böylece emiş noktaları dumanın en kalın olduğu yerde çalışır. Atriumlarda 90 m²'den küçük boşlukların çevresi her katta en az 45 cm yüksekliğinde duman perdesiyle çevrilir (BYKHY 24/5).

Kontrol panosu ve güç kaynağı

Yangın algılama sisteminden gelen sinyali senaryoya çevirir: hangi kapak açılacak, hangi damper açılıp hangisi kapanacak, hangi fan hangi devirde çalışacak. Sistem uzaktan elle de devreye alınabilmelidir (87/10). Fan ve kapak beslemeleri yangına dayanıklı kabloyla ve jeneratörden yapılır (85/5); arıza ve konum bilgileri panelde izlenir (80/1).

Yangın anında çalışma sırası

1. Duman dedektörü, sprinkler akış anahtarı ya da ihbar butonu yangını bildirir.
2. Yangın paneli ilgili bölgenin senaryosunu duman kontrol panosuna gönderir.
3. Normal havalandırma fanları durur ya da duman moduna geçer; yangın bölgesindeki duman kontrol damperleri açılır, diğer bölgelerdekiler kapanır.
4. Besleme havası açıklıkları (kapı, panjur, kapak) ya da besleme fanları açılır.
5. Duman tahliye fanları ya da kapakları devreye girer; konum ve çalışma bilgisi panele döner.
6. İtfaiye, ana kumanda panosundan sistemi elle yönetebilir.

Sıra önemlidir: besleme açılmadan fan çalışırsa hacim negatif basınca düşer; diğer bölgelerin damperleri kapanmadan fan devreye girerse duman bütün bölgelere dağılır.

Yapıya göre yaklaşım

• Depo ve fabrika: Yüksek tavanlı tek katlı hacimlerde duman sütunu yöntemi ve çatı kapakları; raf yüksekliği dumansız yükseklik hedefini belirler. Uygulama endüstriyel havalandırma sistemleri kapsamında.
• Kapalı otopark: 2000 m²'yi aşan otoparkta saatte en az 10 hava değişimi (BYKHY 60/2); dumanı şafta süren jet fanlar sık kullanılır, bkz. jet fan sistemi nedir.
• AVM ve atrium: Duman haznesi, perdeler ve mekanik emiş; galeri katları ve mağaza cepheleri duman yolunu karmaşıklaştırır, bkz. ofis, AVM ve otel havalandırma.
• Yüksek bina koridorları: Yapı yüksekliği 51,50 m'yi aşan binaların hol ve koridorlarında duman kontrolü mecburidir (87/12). Kaçış merdiveni ise tahliyeyle değil basınçlandırmayla korunur, bkz. merdiven basınçlandırma nedir.
• Kazan dairesi, bodrum depo, sığınak: Diğer sistemlerden bağımsız mekanik tahliye (88/3, 59).

Hava değişimi, duman sütunu ve doğal kapak yöntemleriyle ön boyutlandırma için duman tahliye hesabı aracını kullanabilirsiniz.

Devreye alma ve periyodik deneme

Duman tahliye sistemi yıllarca hiç çalışmadan bekler; denenmeden bırakılan bir bileşen ilk gerçek yangında arızalı çıkabilir. Devreye almada her senaryo bölge bölge denenir: kapakların açılma süresi, damper konumları, fan devri ve dönüş yönü, besleme açıklıkları ve panel geri bildirimleri kontrol edilir, mümkünse debi ölçülür. İşletmede aynı denemeler periyodik olarak tekrarlanıp kayda geçirilir. Bakım kapsamı havalandırma bakım onarım sayfasında, yükümlülükler havalandırma periyodik kontrol yönetmeliği yazısında.

Uygulama aşamaları ve tesis tipine göre ayrıntılar duman tahliye sistemi sayfasında. Fan, kapak ve kanal kalemlerinin teklife etkisi hücreli aspiratör fiyatları sayfasında; proje ve keşif talebi için iletişim sayfası.