İnşaat Tedarik Dergisi

İnşaat – Yatırım – Proje – Ulaştırma – Mimarlık – Enerji – Maden

Havalandırma Sistemleri Damperlerinin Yangın Alarm Sistemleri Tarafından Kontrolü

Özcan Uğurlu

Elektrik Mühendisi

Mavili Elektronik Tic. Ve San. AŞ. Ege Bölge Müdürü

Özet

Yangın esnasında havalandırma sistemlerinin kontrol edilmesi, olası zehirlenmeleri ve yangın etkilerinin yayılımını engellemek açısından önemlidir. Havalandırma sistemlerinin en önemli parçaları olan; yangın-duman damperleri ve duman kontrol damperlerinin yönetilmesi işlemi, yangın alarm sistemi tarafından gerçekleştirilmektedir. Yangın alarm sistemlerini tasarlayanların, yangın-duman damperleri ve duman kontrol damperleri ile ilgili teknik terimlerin yanı sıra, havalandırma sistemleri çizimlerinde yer alan bu damperlerin çeşitlerini ve kullanım amaçlarını da bilmesi gerekmektedir. Bu bilgiler doğrultusunda, yangın alarm sistemine ait damper kontrol cihazları tasarlanmalı ve yangın alarm sistemi çizimlerinde belirtilmelidir. Bu çalışmada yangın alarm sistemleri ile ilgili tasarım, çizim, danışmanlık ve uygulama aşamalarında görev alan kişilere; yangın-duman damperleri ve duman kontrol damperleri hakkında kaynak oluşturacak bilgiler “ilgili mevzuat, deneyimler ve teknolojik çözümler çerçevesinde” derlenmiştir.

Yangın ve Duman Damperi Çeşitleri

Aynı ürün ailesinde değerlendirilse de yangın damperi, yangın-duman damperi ve duman kontrol damperi, işlevleri açısından farklı özellikteki ürünlerdir. Konfora yönelik havalandırma sistemlerinin yangına dayanıklı kompartıman geçişlerinde, dumanın geçişini sınırlamak için “yangın damperleri” kullanılmaktadır. Eğer binada kapsamlı bir yangın algılama ve alarm sistemi varsa, konfora yönelik havalandırma sistemlerinin yangına dayanıklı kompartıman geçişlerinde, dumanın geçişini sınırlamak için “yangın-duman damperleri” kullanılmaktadır. Duman tahliye sistemlerinde dumanın yönlendirilmesini sağlamak için ise duman kontrol damperleri kullanılmaktadır.

Yangın Damperi ve Yangın-Duman Damperi

Yangın kompartımanlarında, havalandırma kanallarının yangına dayanıklı duvarlardan geçmesi durumunda, yangının sıcaklık etkisi ile bu geçişleri kapatan mekanik ürünlere “yangın damperi” denilmektedir. İçerisindeki termik eleman sayesinde belirli bir sıcaklıktan sonra kendiliğinden kapanmaktadır (Şekil 1). Bu ürün yangına dayanıklı duvarın bir parçasıdır.

Şekil 1. Yangın damperi

Yangının ilk aşamalarında; “soğuk duman” diye tabir edilen zehirli gazların, konfor havalandırma kanallarından ilerlediği ve zehirlenmelere sebep olduğu görülmektedir. Binalarda bu durumun önüne geçmek için; gelişmiş yangın algılama ve alarm sistemlerinden alınan bilgiler ve kontrol sinyalleri ile kumanda edilebilen motorlu yangın damperleri kullanılmaktadır. Bunlar “yangın-duman damperi” olarak tanımlanmaktadır (Şekil 2). Bu damperler de tıpkı yangın damperleri gibi; kanalların yangın duvarından geçen kısımlarında yer almakta ve yangın alarm sisteminden gelen uyarı ile oldukça erken bir şekilde yangın duvarını güvenli hale getirmektedir. Bu sayede zehirli gazların ya da soğuk dumanın geçişi engellenmektedir.

Şekil 2. Yangın-duman damperi

Yangın damperlerinin ya da yangın-duman damperlerinin kullanımı ile ilgili zorunluluk, doğrudan yangın kompartımanları ile ilgilidir. Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik ilgili maddelerine göre kompartımanlar belirlenmektedir. Yüksekliği 21,5 m’yi geçen binalarda (konutlarda 30,5 m) her kat ayrı bir yangın kompartımanı olarak değerlendirilmektedir. Dikey mekanik havalandırma şaftları ayrı bir yangın kompartımanı olarak değerlendirilmekte ve bu şaftlardan her kata giden konfor havalandırma kanallarına yangın damperi ya da yangın-duman damperi tesis edilmektedir.

Şekil 3. Duman kontrol damperi

Etkin yağmurlama sistemi ile birlikte gelişmiş yangın alarm sistemleri tesis edilen binalarda, sadece termik etki (eriyen tel) ile çalışan yangın damperleri yerine yangın-duman damperi tesis edilmektedir.

Konfor havalandırma sistemleri üzerinde kullanılacak damperlerin özellikleri ve seçimi kadar, bunların kontrolüne ilişkin senaryoların belirlenmesi de önemlidir. Günümüzde, üzerinde kesin anlaşmaya varılmış tek bir yöntem bulunmamaktadır. Duman tahliyesinin ayrı olarak yapıldığı durumlar ve duman tahliyesinin aynı zamanda aspiratör (hava dönüşü) kanalı ile yapıldığı durumlarda; mekanik tasarımlar ve seçilen damperler farklılık göstermektedir.

Yangın-duman damperi kullanılan binalarda, yangın durumunda klima santrallerinin çalışmaya devam etmesi, yangın çıkan katın damperinin kapatılması genel olarak kabul görmüş bir uygulamadır. Bu esnada, yangın çıkan katın hava dönüş kanalı damperinin açık kalması ve diğer komşu katların hava dönüş kanalı damperlerinin kapatılması ile komşu katlarda pozitif basınç oluşturularak bu bölgelerin yangın dumanı ve zehirli gazlardan etkilenmemesi sağlanmaktadır (Şekil 4). Yangın-duman damperlerinin elektrik beslemesi sürekli olarak bir kaynaktan yapılmalıdır. Damperleri besleyen elektrik bağlantısının kesilmesi durumunda yay geri dönüş mekanizması ile kapalı konuma gelmelidir.

Şekil 4. Konfor havalandırması yangın-duman damperlerinin yangın anında davranışı

Duman kontrol damperi

Bu kısma kadar; klima santralleri ile binanın kompartımanlarına sağlanan taze hava kanalları ve hava dönüş kanallarında kullanılan yangın-duman damperleri hakkında bilgiler yer aldı. Bu bölümde duman tahliyesi için özel olarak tasarlanmış havalandırma sistemlerinde kullanılacak “duman kontrol damperleri” hakkında bilgiler yer almaktadır. Duman tahliye sistemlerinde kullanılacak kanalların ve duman kontrol damperlerinin daha yüksek sıcaklıklarda da çalışır ya da kullanılır durumda olması istenilmektedir.

Yangın oluşan kompartımanda duman kontrol damperinin açılması istenmektedir. Birden çok katın tek bir kanal ve fan ile duman tahliyesi yapıldığı durumlarda, yangın oluşan katın duman damperinin açık, diğerlerinin kapalı olması istenmektedir. Bu durumun gerekçeleri; fanın tüm gücü ile yangın oluşan katın dumanını çekmesi ve diğer katlarda pozitif basıncın sağlanması olarak değerlendirilmektedir (Şekil 4).

Aynı ürün grubu olsa da duman kontrol damperleri, yangın damperleri ile yangın-duman damperlerinden farklı özellikler içermektedir.

  • Duman kontrol damperleri yangın ile mücadele senaryosunun gerektirdiği açık ya da kapalı konuma gelerek o konumu korumalıdır (Dolayısıyla açma ve kapatma işlemini de motor ile yapmaktadır).
  • Duman kontrol damperleri sıcağa duyarlı tetikleme elemanı barındırmamalıdır.
  • Duman kontrol damperleri elektrik kesilmesi durumunda konumunu değiştirmeyecek, yani yay geri dönüşlü olmayacaktır.

Bu bağlamda duman kontrol damperlerinin açma ve kapama işlemlerinin motor ile sağlanması ve yangına en az 30dk dayanıklı olması beklenmektedir.

Görüldüğü üzere; yangın damperi, yangın-duman damperi ve duman kontrol damperi farklı işlevsel olarak farklı özellikler taşımaktadır. Teknik terimler ve ürün farklılıkları yangın algılama ve alarm sistemlerinin tasarımını ve çizimini yapan taraflarca doğru bilinemediğinde tasarımda, çizimde ve uygulamada eksiklikler ve yanlışlıklar ortaya çıkmaktadır. Basit ve anlaşılır olması adına Tablo 1’den yararlanılabilir.

Tablo 1. Damperler ve özellikleri

Yangın Alarm Sistemi Tarafından Yangın-Duman ve Duman Damperlerinin Kontrolü

Binalarda konfor koşullarının sağlandığı normal durumda; ortama, klima santrallerine bağlı temiz hava kanalları ile (mekanik tasarıma ait çizimlerde AHU olarak adlandırılır) temiz hava verilmektedir. Hava dönüş ya da egzoz kanalları ile de (mekanik tasarıma ait çizimlerde EF olarak adlandırılır) ortamdaki hava tahliye edilmektedir. Bu işlemleri sağlayan havalandırma kanallarının kompartıman geçişlerine “yangın-duman damperleri” tesis edilmektedir. Normal durumda yangın-duman damperlerinin tamamı açık durumdadır (Şekil 5).

Şekil 5. Normal durumda havalandırma sistemi kanalları üzerindeki damperlerin konumları

Yangın dumanının algılanması durumunda akıllı adresli yangın alarm sistemine bağlı olan damper kontrol modülü vasıtası ile o kompartımana taze hava sağlayan yangın-duman damperi kapatılmaktadır. O kompartımanın hava dönüşü ya da egzoz kanalı üzerindeki yangın-duman damperi açık konumda kalmaya devam etmektedir. Aynı kanal ile hava dönüşü sağlanan komşu kompartımanların, hava dönüş kanalları üzerindeki yangın-duman damperleri kapatılarak, zehirli gazların ya da soğuk dumanın bu bölgelere ulaşması engellenmektedir. Bu arada komşu kompartımanların taze hava kanalları üzerindeki yangın-duman damperleri açık konumda bırakılarak bu kompartımanlarda pozitif basınç yaratılmaktadır (Şekil 6).

Binada tesis edilmiş duman tahliye sistemi (DEF) kanalı üzerinde yer alan duman damperlerinin tamamı normal durumda kapalı durumdadır. Yangın durumunda, kattaki duman tahliye kanalı üzerinde var olan duman damperi açılmaktadır. Aynı duman tahliye kanalı üzerindeki komşu kompartımanların duman damperleri kapalı konumda kalmaya devam etmektedir. Duman tahliye fanına (DEF) yangın alarm sistemi tarafından çalış komutu verilmektedir. Bu sayede yangın oluşan kompartımanın duman tahliyesi sağlanmaktadır.

Binada yangın merdiveni ve acil durum asansör kuyusuna tesis edilmiş basınçlandırma sistemi (PF) varsa, basınçlandırma kanalı üzerindeki motorlu kapak açık hale getirilir ve basınçlandırma fanı çalıştırılır. Bu işlemler yangın alarm sisteminin akıllı adresli kontrol modülleri ile sağlanmaktadır.

Şekil 6. Yangın durumunda havalandırma sistemi kanalları üzerindeki damperlerin konumları

Günümüzde yangın alarm sistemleri tarafından damperlerin konumlarının izlenmesi ve kontorlü çoğunlukla birden çok röle ve kontak izleme modülleri ile yapılmaktadır. Bu durum; yangın alarm sisteminde birden çok adrese gereksinim duyulmasına neden olurken, aynı zamanda ilk montaj zorluğu ve montaj sonrası işletme zorluğu da yaratmaktadır. Bazı firmalar geliştirdikleri yeni teknolojik ürünler ile tek bir adresten birden fazla kontrol ve izleme işlemini gerçekleştirebilmektedir. Bu yeni ürünler 220 V AC, 24 V AC ve 24 V DC çalışma gerilimlerindeki damperleri kumanda etmekte, uzaktan kumanda girişleri ile damperleri açma ve kapama işlemlerini yerine getirmektedir.

Aynı zamanda bu ürünler;

  • uzaktan kumanda girişlerinin ve kontrol çıkışlarının açık/kısa devre durumları takip edilebilmesi,
  • damper kontrol modülü kapağının açık kalması durumu gözlenebilmesi,
  • damperin açılma ve kapanma süresinin programlanabilmesi,
  • modül üzerinde yer alan çeşitli renklerdeki LED’ler ile önemli uyarıların takip edilmesi,
  • uyarıların yangın alarm sistemi santralinde mesaj olarak gösterilebilmesi

gibi kolaylıklar sunarak, duman kontrolünü çok daha etkin ve başarılı hale getirmiştir (Şekil 7).

Şekil 7. Duman damper kontrol modülü ile damper kontrolü örneklemesi

Duman kontrol damperlerinin yangın alarm sistemine bağlı kontrol modülleri ile bağlantısı aşağıdaki örnekteki gibi gerçekleştirilmektedir (Şekil 8).

Şekil 8. Duman kontrol damperinin yangın alarm sistemi kontrol modülü ile bağlantısı

Sonuç

Havalandırma sistemi konusunda tasarım uzmanı olan makine mühendislerince, yangın kompartımanı geçişlerindeki havalandırma kanallarında “yangın damperleri” yerine, “yangın-duman damperlerinin” kullanılması konusunda uygulama birliği oluşmuştur. Duman tahliye sistemlerinde belirli ölçülerde yangına dayanıklı olan “duman tahliye damperlerinin” kullanılması gerekmektedir.   

Yangın alarm sistemi tasarlayan ve çizen kişilerin makine mühendisleri tarafından tasarlanan ve çizilen havalandırma sistemlerini detaylı olarak incelemesi gerekmektedir. Yangın-duman damperi, duman kontrol damperi, klima santrali, egzoz fanı, duman tahliye fanı, basınçlandırma fanı gibi ürünlerin mekanik çizimlerden belirlenerek, özelliklerine uygun olan kontrol cihazlarının yangın alarm sistemi tasarımlarında ve çizimlerinde yer alması gerekmektedir.

Teknik Terimler

Yağmurlama (sprinkler) sistemi: Yangını söndürmek, soğutmayı sağlamak ve gelişen yangını itfaiye gelinceye kadar sınırlamak amacı ile kurulan ve su püskürtmesi yapan otomatik sistemi,

Yangına karşı dayanım (direnç): Bir yapı bileşeninin veya elemanının yük taşıma, bütünlük ve yalıtkanlık özelliklerini belirlenmiş bir süre koruyarak yangına karşı dayanmasını,

Yangın duvarı: İki bina arasında veya aynı bina içinde farklı yangın yüküne sahip hacimlerin birbirinden ayrılması gereken hâllerde, yangının ilerlemesini ve yayılmasını belirlenmiş bir süre için durduran düşey elemanı,

Yangın kompartımanı: Bir bina içerisinde, tavan ve taban döşemesi dâhil olmak üzere, her yanı en az 60 dakika yangına karşı dayanıklı yapı elemanları ile duman ve ısı geçirmez alanlara ayrılmış bölgeyi,

Basınçlandırma: Kaçış yollarındaki iç hava basıncını yapının diğer mekânlarındaki basınca göre daha yüksek tutarak duman sızıntısını önleme yöntemini,

Duman kontrolü: Yangın hâlinde duman ve sıcak gazların yapı içindeki hareketini veya yayılımını denetlemek için alınan tedbirleri,

Duman perdesi: Yükselen dumanın yanal yayılımını sınırlamak amacıyla tavanda sabit konumda, uzaktan kapatılabilen veya bir algılayıcı uyarısıyla kapanan, yangına karşı dayanıklı bölücü perdeyi,

Duman tahliyesi: Dumanın yapının dışına kendiliğinden çıkmasını veya mekanik yollarla zorlamalı olarak atılmasını,

İlgili standart: Türk standartlarını, bu standartların olmaması hâlinde Avrupa standartlarını, Türk veya Avrupa standartlarında düzenlenmeyen hususlarda, uluslararası geçerliliği kabul edilen standartları,

EN 54-17:2005 Yangın algılama ve yangın alarm sistemleri – bölüm 17: Kısa devre izolatörleri

EN 54-18:2005 Yangın algılama ve yangın alarm sistemleri – bölüm 18: Giriş/çıkış cihazları