Duman Tahliye Sistemi

Yangında kaçışı en çok zorlaştıran şey çoğu zaman alevin kendisi değil, görüşü kapatan ve zehirli gaz taşıyan dumandır. Duman tahliye sisteminin görevi, insanlar binayı terk edene ve itfaiye müdahale edene kadar kullanılan seviyeyi dumansız ya da görülebilir tutmaktır. Bu görev tek bir ürünle yapılmaz: yapının tipine göre çatıdaki kapaklarla doğal yoldan, fan, kanal ve damperlerle mekanik yoldan ya da hacmin havasını belirli sıklıkla değiştirerek çözülür. Yöntem doğru seçilmeden yapılan fan veya kapak hesabı, kâğıt üzerinde yönetmelik kontrolünden geçse bile yangında beklenen işi yapmaz.

Hangi yapıda hangi yöntem?

Kaçış merdivenleri dumandan tahliyeyle değil, basınçlandırmayla korunur; bu ayrımı merdiven basınçlandırma sistemi sayfasında anlatıyoruz. Otoparklarda günlük CO havalandırması ve jet fan yerleşimi ayrı bir tasarım konusu olduğu için ayrıntılar otopark havalandırma sistemleri sayfasındadır. Madde metinleri ve yorumları duman tahliye yönetmeliği yazımızda toplu hâlde bulunur.

Bileşenler ve seçim ölçütleri

Duman tahliye fanı

Mekanik sistemde duman tahliye fanı, sıcak dumanı belirli bir süre boyunca taşıyabilecek sıcaklık sınıfında seçilir. TS EN 12101-3'te sınıf sıcaklık ve süreyle birlikte tanımlanır; örneğin F300, 300 °C'de 60 dakika çalışmayı ifade eder. Hangi sınıfın gerektiği, hesapla bulunan duman tabakası sıcaklığından çıkar. Fan kataloğundaki basınç değerleri 20 °C hava içindir; aynı devir ve aynı hacimsel debide sıcak dumanda fanın verdiği basınç yoğunluk oranında düşer. Bu düzeltme yapılmazsa fan yangında kanal kayıplarını yenemez. Çatı tipi, aksiyal ve salyangoz tipteki fanların maliyet kalemleri duman tahliye fanı fiyatları sayfasındadır.

Duman tahliye kapağı

Doğal tahliyede duman, sıcak tabakanın kaldırma kuvvetiyle çatıdaki kapaklardan çıkar. Kapağın performansı geometrik ölçüsüyle değil aerodinamik serbest alanıyla ifade edilir: Aa = Av × Cv. Av kapağın geometrik açıklığı, Cv ise EN 12101-2'ye göre rüzgâr tünelinde, yan rüzgâr etkisi altında ölçülen akış katsayısıdır. Cv üründen ürüne değişir ve tipik olarak 0,2 ile 0,8 arasındadır; bu yüzden hesapta tahmini değer değil, üreticinin test sertifikasındaki Cv kullanılır. Tahliye ağızları BYKHY Md. 86 gereği ya daima açık durur ya da yangında otomatik veya elle kolayca açılabilir. Kapaklardan çıkan dumanın yerini alacak hava, dumansız bölgeden ve duman tabakasının altında kalan girişlerden gelmelidir; hava girişi yetersizse kapak alanını büyütmek sonucu değiştirmez.

Duman tahliye damperi

Mekanik sistemlerde duman tahliye damperi, yangın çıkan bölgenin egzoz ağızlarını açıp diğer bölgeleri kapatarak fan kapasitesini doğru bölgeye yönlendirir. Bu damperler motorludur, yangın algılama sisteminden komut alır; arıza ve konum sinyalleri yangın panelinde ya da ayrı bölgesel panelde izlenir (BYKHY Md. 80/1). Kanalın 120 dakikalık kompartıman duvarını veya döşemesini geçtiği noktada ise başka bir eleman, yangın damperi kullanılır (Md. 87/8). İki ürün aynı hatta bulunabilir ama görevleri terstir: yangın damperi yangında kapanır, duman tahliye damperi ilgili bölgede açılır. Kompartıman geçişleri için yangın damperi sayfamıza, bir projede kaç damper gerektiğini ve damper satırının fiyatını belirleyen kalemler için yangın damperi fiyatları sayfasına bakabilirsiniz.

Duman tahliye bacası ve kanallar

Mekanik duman kontrol kanalları çelik, alüminyum gibi malzemelerden yapılır, kaplamaları en az zor alevlenici sınıfta olur (Md. 87/2, 87/4). Duman ve havalandırma kanalları kaçış merdiveninden ve yangın güvenlik holünden geçirilmez; geçmek zorunda kalırsa o bölümün yangın dayanımı kadar korunur (Md. 87/5). Doğalgaz, LPG veya tehlikeli madde bulunan mahallerde fan ve motorlar ex-proof seçilir (Md. 88/5). Baca ve kanal hatları hava kanalı imalatı kapsamında üretilir.

Duman perdeleri, besleme havası ve kontrol

Geniş tavanlarda duman, perdelerle sınırlandırılmış duman bölgelerinde toplanır; egzoz ya da kapaklar yalnız yangının çıktığı bölgede çalışır. Besleme havası düşük hızla ve dumansız bölgeden verilir, giriş açıklıklarının üst kenarı duman tabakasının altında kalır. Sistem uzaktan elle veya yangın algılama sistemiyle otomatik devreye girebilmelidir (Md. 87/10); fanların besleme kabloları en az 60 dakika yangına dayanıklı olur ve jeneratörden beslenebilir (Md. 85/5).

"Alan × yükseklik × 10" neden her yerde yetmez?

Saatte 10 hava değişimi; otopark, kazan dairesi ve bodrum depo için yönetmeliğin istediği asgari değerdir ve dumanı seyreltir. Depo, fabrika veya AVM gibi yüksek tavanlı hacimlerde ise hedef, insanların bulunduğu yüksekliğin üstünde duman tabakası, altında dumansız bir bölge bırakmaktır. Bu durumda fan debisi hacimden değil, yükselen duman sütununa karışan hava miktarından hesaplanır. Belirleyici girdiler tasarım yangınının büyüklüğü ve çevresi, istenen dumansız yükseklik ve ortam sıcaklığıdır.

Yaygın bağıntılardan biri Thomas–Hinkley yaklaşımıdır: duman kütle debisi M = 0,188 · P · Y^1,5 (P yangın çevresi, Y dumansız yükseklik). Bazı kaynaklarda bu üssün yazılmadığı görülür; üssü düşen formül debiyi ciddi biçimde küçük verir. Eksenel simetrik duman sütunu için NFPA 92 eşitlikleri de kullanılır ve iki sonuç karşılaştırılarak büyük olan esas alınır. Mekanik sistemde tek bir emiş ağzından fazla debi çekilirse ağız, tabakanın altındaki temiz havayı da emer (plugholing); emiş ağzı sayısı ve ağızlar arası mesafe bu yüzden ayrıca kontrol edilir.

Yöntemin etkisini bir örnekle gösterelim: 40 × 40 m tabanlı, 8 m yüksekliğinde sprinklerli bir depoda 3 × 3 m alanda 5 MW konvektif tasarım yangını ve 3,5 m dumansız yükseklik kabul edildiğinde duman tabakası sıcaklığı yaklaşık 360 °C, egzoz debisi iki yöntemle 95.000 ile 106.500 m³/h arasında çıkar. Bu sıcaklıkta F300 fan yetmez. Aynı depo doğal tahliyeyle çözülürse gereken toplam aerodinamik alan yaklaşık 2,6 m²'dir; sık duyulan "çatı alanının %1'i" kuralı ise 16 m² verir ve tasarım yangınını hiç hesaba katmaz. Tasarım yangını gibi girdiler proje kabulüdür; sayılar yalnız yöntem farkını göstermek içindir.

Fan debisi, kapak adedi ve koridor kontrolü için duman tahliye hesabı aracında aynı yöntemlerle ön boyutlandırma yapabilirsiniz; sonuç proje hesabının yerine geçmez.

Uygulama aşamaları

Periyodik test ve onarım işleri havalandırma bakım onarım kapsamında yürütülür.

Tesis tipine göre dikkat edilecekler

Depo ve fabrikalar

Tek katlı depo ve üretim holleri doğal tahliyeye en uygun yapılardır; raf yüksekliği, vinç yolları ve çatı makasları ise kapak yerleşimini kısıtlar. Toz, solvent ya da yanıcı gaz bulunan proseslerde fan ve motorların ex-proof seçimi zorunlu hâle gelir. Gebze ve Dilovası'ndaki OSB fabrikaları, Tuzla'nın sanayi ve tersane bölgesi, İkitelli ve Hadımköy'deki depo ve atölyeler bu gruba girer. Üretim alanının genel havalandırması için endüstriyel havalandırma sistemleri sayfasına bakabilirsiniz.

AVM, atrium ve plazalar

Çok katlı boşluklarda duman bir kattan diğerine taşınır. Atrium alanı hiçbir noktada 90 m²'den küçük olamaz; daha küçük kat boşlukları her katta en az 45 cm derinliğinde duman perdesiyle çevrilir (BYKHY Md. 24/5). Ataşehir gibi plaza ve AVM yoğun ilçelerde duman tahliyesi çoğu projede merdiven basınçlandırma ve otopark sistemleriyle tek bir yangın senaryosunda birleştirilir. İç mekân konfor havalandırması ofis, AVM ve otel havalandırma sayfasında anlatılıyor.

Oteller ve yüksek binalar

Otel iç koridorları doğal ya da mekanik yoldan dumandan arındırılır (Md. 50/1-c). Koridor hiç havalandırılmıyorsa duman kesicilerle bölünür: sprinklerli binada en çok 45 m, sprinklersiz binada en çok 30 m aralıkla (Md. 50/6). Yapı yüksekliği 51,50 m'yi aşan binalarda hol ve koridorlarda duman kontrolü zorunludur (Md. 87/12). Koridorda mekanik tahliye yapılırken yangın odasının kapısı açıkken dumanın koridora taşmaması için kapıda gereken karşı hava hızı kontrol edilir; NFPA 92 yaklaşımında bu hız 1,02 m/s'yi aşıyorsa hava akımıyla kontrol yerine basınçlandırma ya da kompartımanlama düşünülür.

Kazan dairesi, jeneratör ve sığınaklar

Toplam alanı 2000 m²'yi aşan kazan dairelerinde bağımsız mekanik tahliye ve saatte en az 10 hava değişimi gerekir (Md. 88/3). Dizel pompa ve jeneratör mahallerinde sistem bağımsız kurulur; hava girişi herhangi bir egzoz ağzından, egzoz da herhangi bir hava girişinden en az 5 m uzakta olur (Md. 88/1). 100 m²'den büyük sığınaklardaki duman tahliyesi, sığınağın kendi havalandırmasıyla birlikte sığınak havalandırma sistemleri kapsamında ele alınır.

İstanbul'un ilçelerinde ve Kocaeli'de keşif yapıyoruz; ilçe listesi İstanbul ve Kocaeli bölge sayfalarındadır.

Sık yapılan hatalar

• Kapak hesabını üretici sertifikası yerine tahmini bir Cv değeriyle yapmak.
• Besleme havasını hesaba katmamak; kapılar ve kepenkler yangında kapalı kalırsa kapaklar ya da fanlar dumanı çekemez.
• Fan sınıfını hesaplanan duman sıcaklığına göre değil alışkanlıkla seçmek.
• Katalog basıncını sıcak duman için düzeltmeden fan seçmek.
• Tek bir emiş ağzından aşırı debi çekip duman tabakasının altındaki temiz havayı sisteme almak.
• Duman tahliye damperi ile yangın damperini karıştırmak ya da damper konum sinyallerini panele bağlamamak.
• Devreye almada yalnız fanı çalıştırıp yangın senaryosunu (algılama, damper, kapak, fan, jeneratör sırası) bütün olarak denememek.