Merdiven Basınçlandırma Sistemi

Yangın sırasında kaçış merdiveni, binada en uzun süre kullanılabilir kalması gereken hacimdir. Merdiven basınçlandırma sistemi bunu merdiven kovasına dışarıdan temiz hava basarak sağlar. Kapılar kapalıyken merdiven kat koridorlarından daha yüksek basınçta kalır ve duman kapı aralıklarından içeri sızamaz; bir kapı açıldığında ise kapıdan geçen hava akımı dumanı geri iter. Tasarımın zor tarafı, bu iki durumun aynı fanla karşılanması ve kapının yine de bir insanın açabileceği kuvvette kalmasıdır. Bu sayfada Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik'in (BYKHY) Madde 89'da istediği değerleri, sistemi oluşturan parçaları ve devreye almada neyin ölçüldüğünü anlatıyoruz.

Hangi binalarda basınçlandırma zorunlu?

Yapı yüksekliği, yönetmeliğin tanımında bodrum, asma kat ve çatı arası dâhil bütün katların toplam yüksekliğidir ve bina yüksekliğiyle karıştırılmamalıdır. Bodrum ve üst kat merdivenleri zeminde 120 dakika dayanıklı, duman sızdırmaz bir duvarla ayrılıp ayrı çıkış verilmişse Madde 89/1'de üst katların yüksekliği esas alınır. Madde metinleri ve yorumları merdiven basınçlandırma yönetmeliği yazımızda yer alıyor.

Tasarımın sayısal kriterleri

50 Pa bir alt sınırdır, 110 N ise dolaylı bir üst sınır koyar: basınç arttıkça kapıyı açmak zorlaşır. Kapı ölçüsü, kapı kapatıcının kuvveti ve kolun kapı kenarına uzaklığı bilindiğinde, kapıyı 110 N ile açtıran en yüksek basınç farkı hesaplanabilir. Bu değer 50 Pa'nın altında kalıyorsa yönetmeliğin iki şartı aynı kapıyla sağlanamaz; kapatıcı ya da kapı değiştirilmelidir. Avrupa'da basınç farkı sistemlerinin tasarımı EN 12101-13:2022 ile tarif edilir; Türkiye'de bağlayıcı olan Madde 89'dur ve sınırlar farklıdır (örneğin kapı açma kuvveti EN 12101-13'te 100 N, BYKHY'de 110 N).

Sistem yangında nasıl çalışır?

Yangın algılama ve uyarı sistemi alarm verdiğinde basınçlandırma fanı otomatik olarak devreye girer (Md. 89/14). Fan dışarıdan aldığı havayı basınçlandırma şaftı üzerinden merdivenin bir ya da birkaç noktasına üfler. Bütün kapılar kapalıyken fanın debisi ihtiyaçtan fazla gelir ve basınç yükselir; fazla hava aşırı basınç damperiyle dışarı atılır ya da fan frekans konvertörüyle yavaşlatılır (Md. 89/11). Kapılar açıldıkça damper kapanır veya fan hızlanır ve debi açık kapılara yönelir. Fanın emişindeki duman algılayıcısı emilen havada duman görürse fanı durdurur (Md. 89/13); fan ayrıca bir açma-kapama anahtarıyla elle çalıştırılıp durdurulabilir (Md. 89/15).

Bileşenler

Merdiven basınçlandırma fanı

Fan iki değerle seçilir: debi (m³/h) ve basınç (Pa). Debi; kapalı kapı, açık kapı hızı ve 15 Pa senaryolarının en büyüğüne kanal kaçakları için pay eklenerek bulunur. Fan basıncı ise merdivende tutulacak basınç farkı ile şaft, panjur, damper ve menfez kayıplarının toplamıdır. Hava doğrudan dışarıdan alınır ve emiş ağzı egzoz noktalarından en az 5 m uzakta olur (Md. 89/12). Besleme kablosu en az 60 dakika yangına dayanıklı olur, fan jeneratörden beslenebilir (Md. 85/5). Fan tipi ve kapasitesine göre maliyet kalemleri, fiyat sayfamızda merdiven basınçlandırma fanı fiyatı başlığı altında yer alır.

Merdiven basınçlandırma şaftı ve kanalı

Basınçlandırma havası merdivenin yanında yükselen bir şaft ya da kanalla taşınır. Şaftın sızdırmazlığı fan debisini doğrudan etkiler; birleşim yerlerinden kaçan hava merdivene ulaşmaz. Basınçlandırma kanallarında yangın damperi kullanılmaz (Md. 87/9), çünkü damperin kapanması yangın sırasında merdivenin havasını keser. Kaçış merdiveni kovasına ve yangın güvenlik holüne tesisat şaftı kapağı açılamaz (Md. 41/9); şaft güzergâhı bu yüzden mimari projeyle birlikte belirlenir. Şaft ve kanal parçaları hava kanalı imalatı kapsamında üretilir.

Üfleme noktaları ve merdiven basınçlandırma menfezi

Basınçlandırılan merdivenin yüksekliği 25 m'yi aşıyorsa hava birden fazla noktadan üflenir; iki nokta kullanılıyorsa aralarındaki yükseklik merdiven yüksekliğinin yarısından az olamaz. Yapı yüksekliği 51,50 m'yi aşan binalarda üfleme her katta ya da en çok üç katta bir yapılır (Md. 89/12). Menfez net alanı nokta başına düşen debiden ve seçilen çıkış hızından hesaplanır; menfez, açılan kapının önüne doğrudan üflemeyecek ve merdivendeki kaçışı rahatsız etmeyecek şekilde yerleştirilir.

Aşırı basınç damperi ve frekans kontrolü

Damper ya da frekans kontrolü olmayan sabit devirli bir fan, bütün kapılar kapalıyken merdivendeki basıncı kapının açılamayacağı değerlere çıkarabilir. Aşağıdaki örnekte bu kontrolsüz basınç yaklaşık 1.800 Pa'dır; 110 N kapı açma kuvvetiyle izin verilen basınç ise 70 Pa'nın altındadır. Aşırı basınç damperinin net alanı, tasarım debisi ile kapalı kapı sızıntısı arasındaki farktan ve damperin ayarlandığı basınçtan hesaplanır.

Sızıntı yolları ve yangın katında hava tahliyesi

Kapalı kapı, duvar ve pencere aralıklarından olan sızıntılar Q = 0,83 · A · ΔP^1/2 bağıntısıyla hesaplanır (A sızıntı alanı m², ΔP basınç farkı Pa, Q m³/s); seri ve paralel sızıntı yolları ayrı ayrı birleştirilir. Tanımlanamayan sızıntılar için kapalı kapı debisi 1,5 katına çıkarılır, kanal kayıpları için bulunan en büyük debiye %15 eklenir. Açık kapı senaryosunda ise merdivenden kata geçen hava, katta bir çıkış yolu bulamazsa kapıda istenen hız oluşmaz. Bu yüzden yangın katında dışarıya açılan bir hava tahliye açıklığı ya da mekanik egzoz gerekir ve bu çoğu projede duman tahliye sistemi ile birlikte tasarlanır.

Örnek: 14 kat kapılı ofis binasında mertebe

Zemin dâhil 14 kat kapısı olan, kat yüksekliği 3,2 m bir ofis binasında merdiven kovası 44,8 m'dir ve 30,50 m'yi aştığı için basınçlandırma zorunludur. Kapılar 0,90 × 2,10 m, kapalı kat kapısı sızıntı alanı 0,01 m², dış tahliye kapısı 0,02 m² kabul edilmiştir.

Bitişik kattaki kapıda tahliye açıklığı yoksa o kapıdaki hız 0,1 m/s civarında kalır. Madde 89/8 "her bir kapının tam açık hâli için" ortalama hızdan söz ettiği için bu kapının da kontrol edilmesi gerekir; bu okuma fan debisini artırır ve proje müellifi ile onay makamıyla birlikte netleştirilir. Tablodaki sayılar kabullere bağlıdır, yalnız mertebeyi göstermek içindir.

Kendi binanızın verileriyle ön boyutlandırma için merdiven basınçlandırma hesabı aracını kullanabilirsiniz; sonuç proje hesabının yerine geçmez.

Uygulama adımları

1. Keşif ve veri toplama: Merdiven kovası ölçüleri, kat sayısı ve yükseklikleri, kapı ölçüleri ve açılma yönleri, kapatıcı tipleri, yangın güvenlik holünün olup olmadığı, şaft ve fan için ayrılabilecek yer, temiz havanın alınacağı cephe ve bu noktanın egzozlara uzaklığı yerinde tespit edilir.
2. Hesap: Sızıntı alanları, kapalı ve açık kapı senaryoları, kapı açma kuvveti, aşırı basınç damperi ve üfleme noktaları hesaplanır; yüksek binalarda baca etkisinin merdiven boyunca basınç dağılımına etkisi kontrol edilir.
3. İmalat: Basınçlandırma kanalı ya da şaft kaplaması, menfez bağlantıları ve fan bağlantı parçaları üretilir.
4. Montaj: Fan, panjur, aşırı basınç damperi, menfezler ve emişteki duman algılayıcısı yerleştirilir; yangın paneliyle bağlantı ve yangına dayanıklı besleme kablosu çekilir.
5. Devreye alma ve ölçüm: Bütün kapılar kapalıyken her katta basınç farkı ölçülür; açık kapı senaryosunda kapılardaki hava hızı anemometreyle, kapı kolundaki açma kuvveti dinamometreyle kontrol edilir. Yangın sinyaliyle otomatik çalışma, duman algılayıcısıyla durma ve elle kumanda denenir.
6. Bakım: Fan, damper ve algılayıcı fonksiyonları ile basınç ölçümleri periyodik olarak tekrarlanır; kapı kapatıcısının değişmesi kapı açma kuvvetini değiştirdiği için kontrol listesine alınır. Bakım kapsamı için havalandırma bakım onarım sayfamıza bakın.

Bina tiplerine göre uygulama

• Ofis ve plaza binaları: Merdiven kovası 30,50 m'yi aşan konut dışı binalarda basınçlandırma zorunludur. Yapı yüksekliği 51,50 m'yi aşan binalarda kaçış merdiveni önünde yangın güvenlik holü de bulunduğundan (Md. 34/7) merdiven ve hol basınçları birlikte ayarlanır. Bu yapıların yoğun olduğu Şişli, Ataşehir ve Maslak'ı kapsayan Sarıyer'de basınçlandırma çoğu zaman duman tahliyesiyle tek senaryoda çalışır.
• Yüksek konutlar: Yapı yüksekliği 51,50 m'yi aşan konut kulelerinde basınçlandırma zorunludur; 30,50–51,50 m arasındaki konutlarda hol ile basınçlandırma arasında seçim yapılır. Esenyurt gibi yüksek konut bloklarının yoğun olduğu ilçelerde bu ayrım projenin başında netleşmelidir.
• Derin bodrumlu AVM ve otoparklar: 4'ten fazla bodrum katı olan yapılarda bodruma inen kaçış merdivenleri basınçlandırılır; bu yapılarda sistem otopark havalandırma sistemleri ile aynı yangın senaryosunda çalışır.
• Hastane ve oteller: Acil durum asansörü bulunan binalarda asansör kuyusu da basınçlandırılır (Md. 63/6). Bodrum katlardaki sığınaklar ise basınçlandırmadan bağımsız olarak sığınak havalandırma sistemleri kapsamında çözülür.
• Mevcut binalar: 51,50 m'yi aşan ya da 4'ten fazla bodruma hizmet eden mevcut binalardaki kaçış merdivenleri de Madde 89 esaslarına göre basınçlandırılır (Md. 163). Mevcut binada en zor kısım çoğu zaman şaft ve fan için yer bulmaktır.

İstanbul ve Kocaeli'deki ilçe sayfalarımız için İstanbul ve Kocaeli bölge sayfalarına bakabilirsiniz.

Sık yapılan hatalar

• Yalnız yangın katı kapısında 1 m/s kontrol edip açık kabul edilen diğer kapıları kontrol etmemek.
• Kapı açma kuvvetini "basınç × kapı alanı" ile hesaplamak. Bu bağıntı kapatıcı kuvvetini ve kol ile menteşe arasındaki moment kolunu yok sayar; basınçtan gelen kuvvet payını yaklaşık iki kat büyük gösterir.
• Aşırı basınç damperi ya da frekans kontrolü koymamak; kapılar kapalıyken basınç kapının açılamayacağı seviyeye çıkar.
• Fan emişini otopark egzozu, mutfak bacası veya duman tahliye çıkışının yakınına koymak. Yangında emişteki algılayıcı fanı durdurur ve merdiven korumasız kalır.
• Yüksek binada tek noktadan üflemek; baca etkisiyle merdivenin alt ve üst bölümlerindeki basınç farkı izin verilen aralığın dışına çıkar.
• Basınçlandırma kanalına yangın damperi koymak (Md. 87/9).
• Devreye almayı yalnız fan debisiyle bitirmek; basınç farkı, kapı hızı ve kapı açma kuvveti sahada ölçülmeden sistem kabul edilmemelidir.