Entegre Bina Teknolojileri

Yangın Korunumu ve Mühendisliği

Genel Tanıtım ve Sistem Broşürü

Bize Ulaşın

     

    YÜKSEK BASINÇ SU SİSİ (HP WATERMIST) SİSTEMİ NEDİR ?
    SPRİNKLER veya GAZLI SÖNDÜRME SİSTEMLERİNE NASIL BİR ALTERNATİF OLABİLİR ?

    Gökhan AKTAŞ
    Protek Mühendislik ve Teknolojik Sistemler San.Tic Ltd.

    Giriş:
    Su sisi sistemleri kullanımı dünyada ve ülkemizde daha yaygın uygulama alanları bulmaya başlamıştır. Çevreci yaklaşımlar ve çok yaygın olarak yıllardır kullanılagelen geleneksel sprinkler sistemlerinde oluşan su hasarının azaltılması için alternatif olarak düşünülen su sisi sistemlerinin geliştirilmesi için bir çok çalışma ve testler yapılmaktadır.

    Gerekli standartların bu konuda oluşmamış olması ve ülkemizin “görece” gelişmelerde aktif olarak yer alamamasından dolayı bazı kavram karmaşaları yaşanmaktadır. Su sisi sistemleri doğru amaçlarla doğru alanlarda tasarlanmalıdır. Eğer sprinkler veya gazlı söndürme sistemlerine alternatif olabileceği uygulamalar özenle seçilmelidir.

    Su sisi sistemleri için mevcut standartlarda maalesef Sprinkler Sistemi ve Gazlı Söndürme sistemlerinde olduğu
    üzere kesin dizayn kriterleri tanımlamamaktadır. Çok fazla farklı nozul ve basınçlandırma sistemi olmasından dolayı seçim ve kıyaslamada karmaşa yaşanabilmektedir.

    Birçok altermatif gazlı söndürme sistemi yanı sıra hem yüksek basınç ve hem düşük basınçlı söndürme sistemi konusunda tecrübeye sahip biri olarak aşağıdaki noktalara dikkat çekilmektedir.

    Su Sisi Nedir (Watermist , Waterfog, Aquafog vb isimlerde de adlandırlanmaktadır)?

    NFPA750 standartına göre %99 oranındaki damlacıkların 1 mikrondan daha küçük çaplarda oluşması “su sisiwater mist” olarak kabul edilmektedir. (Bu değer henüz son halini almamış olan EN standartlarında %90dır) İstenilen su partikül büyüklüğünü hangi basınçla hangi tip nozulla elde edileceği firmadan firmaya değişiklik
    göstermektedir. Standartlarda biri diğerine üstün olarak tanımlanmamaktadır.

    Yüksek basınç sağlayan silindir batarya sistemi veya pompa-tank sistemi ile özel olarak tasarlanmış Su sisi nozulu ve gerekli borulama sistemi ile kurulumu sağlanır. Baskın, ıslak borulu, ön uyarılı (pre-action) olarak elektronik, mekanik veya pnömatik algılama sistemi ile entegre edilebilir.

    Su sisi Bataryası: 1N2+3H2O
    Yüksek basınç sistemi-tank-pompa
    Yüksek Basınç 68C Bulb SuSisi Nozulu

    Pompalar pozitif yer değiştirmeli (displacement) tip genellikle 50 ile 150 litre/ dakika kapasiteli ve çıkış basıncı 100-140 bar arasında olabilmektedir.

    Silindirler genellikle 80litre @ 200 Bar Azot silindirleri ile su saklanan silindiler ise içi korozyona karşı kaplama yapılmış 80litre silindirler tercih edilir.

    Su sisi hem Soğutma ve hem de Oksijen azaltma yöntemi ile yangını söndürür:

    – Su ne kadar çok atomize edilirse yüzey alanı da o derece artar : Gaz halinde hacım 1700 kata kadar artar.
    – Ortamdan önemli derecede ısıyı alacaktır : 1 kg su ortamdan 2237 kJ alarak buharlaşır
    – Oksijen seviyesi %12-15 seviyeleri düşürek İNERT gazlar gibi boğma etkisi yaratacaktır

    Otomatik Söndürme Sisteminden beklenebilecekler ve Su sisinin yapabilecekleri :

    Yangın söndürme için beklenti ve bazı kavramlar aşağıdadır.

    – Söndürme( Extinguishing ):
    Oluşan alev ve ısının tamamen ortadan kaldırılması yangın büyüklüğünü 0 Kcal değerine kadar indirgemektir. İtfaiye müdahalesine gerek duyulmaz.

    – Bastırma( Supression ):
    Oluşan yangın büyüklüğünde ani ve önemli derecede azaltma sağlamak ve kontrol etmek ve kimi koşullarda tamamen söndürmektir.

    Örneğin 6 MW değerinden 500 KW değerlerine indirgemek ve zaman kazanmakdır.
    Ulaşım süresine bağlı olarak itfaiye müdahalesi gerektirir.
    (Ofisdeki bir çöp kovasında oluşabilecek yangın yaklaşık 1MW büyüklüğündedir.)

    – Kontrol altında tutmak :
    Oluşan yangını büyümesinin engelleme belirli derecede azaltmak ve mutlaka Bir personel veya itfaiye tarafından müdahele gerektirir.

    – Sıcaklık Kontrolu / Soğutma:
    Ortamda veya bir makinanın yüzeyinde sıcaklığı istenilen limitlerde tuturak alevlenmeyi önlemek

    – Isı Radyasyonun Kontrolu:
    Diğer objelerin ışınım yoluyla tutuşmasını önlemek veya yangına müdahale olanağı sağlamak amaçlanabilir

    Su sisi sistemleri bir çok durumda SPRINKLER sistemlerinde de olduğu üzere yangını belirli bir süre
    KONTROL etme modunda dizayn edilebilir; tek başına SÖNDÜRME özelliği taşımaz veya taşımayabilir.

    KISIR DÖNGÜ : Yangın büyüdükçe ve ısı artıkça suyun SÖNDÜRME özelliği artar !

    Su sisinin etkili olabilmesi için ısıya ihtiyaç vardır. Suyun buharlaşabilmesi ve oksijeni azaltabilecek buhar fazına geçebilmesi için çevreden ısı almasına ihtiyaç vardır. Bu iki şekilde olabilecektir.

    1) Proses gereği ortamda her zaman yüksek sıcaklık olması örneğin Kızgın Yağ pişiricisi , Jeneratörler veya Türbinlerde olduğu üzere çalışırken oluşan ısıdan dolayı yüksek sıcaklıkta bulunan makina yüzeyi vb.

    2) Oluşan yangının büyümesi sonucunda gerekli sıcaklık artışının ortamda oluşmasıdır.

    “Su sisi mum alevini söndüremeyebilir ama zeminde oluşan sıvı havuz (pool fire) yangını söndürebilir”

    Yapılan testlerde 500 kW altında oluşan yangınlarda sistemin söndürme anlamında başarılı olmadığı tarafından da görülmüştür. 500 kW değerindeki bir yangın bir server odasında ve elektrik dağıtım odasında oldukça büyük hasara neden olabilecektir. Halbuki bu derecede ki yangın Makina Dairesi veya Turbin kabini için küçük bir değerdir.

    Öncelikle küçük bir kablo yangını ile başlayacak bir yangında su sisi sistemini “söndürme sistemi” olarak tasarlamak yanlıştır. Ancak açıklıkların olduğu bir ortamda yangını kolayca kontrol altına alabilecektir.

    Su sisi su ne kadar atomize edilirse edilsin gaz fazında değildir. Ancak yüksek sıcaklıkla kısmen buhar haline dönüşür. Gaz gibi oda içerisindeki her boşlukdan objelerin içerisine nufüs edemez. Gaz fazına dönüşmesi için ortam sıcaklığın 70 – 80 C üzerine çıkması gereklidir.

    Arşivlerde hasar oluşmadan yangın söndürmek amaçlanıyorsa gazlı söndürme sistemi kullanılması
    amaçlanmalıdır.

    Su sisi sistemleri için oluşmuş kesin standart yoktur üreticilerin testlerine dayanmaktadır:

    Tasarım yaparken üretici firmalara bağımlı ve kısıtlı yapılabilen testlere göre kabul edilmiş verilerle sistem dizaynı yapılmaktadır. Gemi vb prototip makina daireleri veya türbin kabinleri için yapılan birçok test vardır ve dizayn değerleri oldukça güvenilirdir. IMO (International Maritime Organisation) tarafından belirlenmiş test kriterleri mevcuttur. Aynı değerlendirmeyi binalar için yapmak olanaklı değildir.

    Pratikde her tesis, her oda her makina farklı özelliklerde ve boyutlarda olabilmektedir.

    Gazlı Söndürme Sistemleri yapılan tasarım değerlerinde kapalı bir hacim içerisinde yangını söndürmesi %100 olarak kabul edilmektedir. Yapılan bir çok test ve simülasyonla oluşan ve emniyet faktörleriyle matematiksel olarak sistemi %100 güvenilir ve insanlar için emniyetli bir sistem haline getirmek olanaklıdır.

    Sistemin Minimum Çalışma (Discharge Duration ) Süresi :

    Silindirli sistemlerde maliyeti doğrudan etkileyen bir faktördür.

    Yüksek basınçlı sistemlerde minimum 10 dakika ve Düşük basınçlı sistemlerde ise min. 30dk boşaltma süresi tasarlanmalıdır. Gazlı söndürme sistemlerinde olduğu üzere minimum 10 dakika (retention time) gazın ortamda kalma süresi kadar tasarlanmalıdır.

    EN standartlarında bu sürelerin min. 30 dakika olması beklenmektedir. Testlerde söndürme süresinin daha kısa olması boşaltma süresini etkilememelidir.

    Söndürme süresi 2 dakikadan başlayan sürelerde sistem tasarımı yapan bazı firmalar tasarım yapmaktadır. Bu sürelere her koşulda güvenmek doğru değildir.

    Su rezervi açısından sistemi pompalı sistem olarak seçmek ve ülkemizde itfaiyenin varış süresine bağlı olarak 30 dk çoğu zaman 60 dk olarak tasarlamak doğru olacaktır.

    Diğer tarafdan kazara oluşan boşalmalarda uzun süre sistemin devrede kalması durumunda suyun vereceği hasar oluşabilecektir.

    Depolanan suyun saf su olarak seçilmesi iletkenliği azaltsa da gerçek yangın ortamında duman ve toz vb partiküllerle karışan su damlacıklarının iletkenliği artıracaktır.

    Sprinkler sistemlerine Alternatif olarak tasarlandığında aşağıdaki noktalara dikkat edilmelidir;

    – Yüksek basınçlı ancak daha düşük debili pompa gerekecektir.
    – Yüksek basınca dayanımlı borulama sistemi gerektirecektir. Tesisat işçiliği daha da önem kazanmaktadır.
    – Yüksek Basınçlı Siyah boru yerine çoğu zaman Paslanmaz Çelik boru kullanılır
    (Düşük basınçlı sistemlerde ise Galvaniz CPVC, bakır boru kullanılabilir. )
    – Boru çapları düşecektir ancak sistemde tıkanıklıklara karşı risk artacaktır.
    – Daha az su reservi gerektirecektir. Su depoları Pazlanmaz veya PVC esaslı olmalıdır.
    – Nozulların koruma alanlarına dikkat edilmelidir. (6m2 ile sınırlı olan nozullar vardır)
    – Yükseklik sınırlamalarına dikkat edilmelidir. Firmadan firmaya değişiklikler vardır
    Kimi ürünler sadece 2.5m ve çoğu zaman 5 m ile sınırlıdır.
    – Light (Düşük) ve Sıradan (Ordinary) I sınıfı risklerde su sisi kullanılabilmektedir. Yüksek risk
    taşıyan ortamlarda kullanılamaz. Çoğu zaman Arşivlerde kullanılması uygun değildir.
    – Su reservinin kısıtlı olduğu yerlerde az su ile daha etkin yangını kontrol etmek amaçlanırsa su sisi
    tasarlanabilir.
    – Yeterli asma tavan yüksekliği olmayan ve estetik kaygıların dolayı bazı binalarda tercih edilebilir.
    Küçük çaplı boru kullanımı ve paslanmaz boru tercihi estetik bir tercih olabilecektir.

    Yatırımcı ve işletmecinin sistemden ne beklediği de çok önemlidir:

    Mimimum hasara neden olacak söndürme sistemi mi? Makul bir hasarla kontrol ve müdahele ile söndürmek mi? İşletme koşullarında olabilecek en iyi koruma mı?

    Örneğin Paralel olarak başka bir merkezde de backup alınmış ve sigortalanmış bir server odasında sadece sprinkler sistemi de yeterli olabilecektir. Bu karar yatırımcı ile sigortacı arasında ki anlaşmaya da bağlıdır.

    Telafisi mümkün olmayan değerli evrakların saklandığı kanıt olarak uzun süre saklanması gereken belgelerin bulunduğu mekanlarda yangın “kontrol” etmek yerine “söndürmek” amaçlanacaktır.

    Sonuç Olarak :

    Su sisi sistemleri hem gazlı söndürme sistemlerine ve geleneksel sprinkler sistemlerine alternatif olabileceği bir çok uygulama alanı vardır ancak beklentileri çok iyi belirlemek gereklidir.

    Sızdırmazlık problemi olan yerlerde Temiz Gaz ve CO2 gazlı söndürme sistemlerine alternatif lokal uygulama olarak kullanılabilecektir.

    Trafo, jeneratör, sızdırmazlık sağlamak çoğu zaman olanaklı olmamakta veya cebri havalandırma yerine doğal menfezler tercih edilmektedir.

    Geniş alan bir makinanın tamamı veya riskli olan bölümü, konveyörler gibi kapalı bir mekan elde edilemeyecek alanlarda ekonomik ve etkili çözümdür.

    Örneğin : Makina daireleri için IMO testlerinde 1000m2’ye kadar hacimde 4m2 açık kapı bırakılarak
    yapılmaktadır.

    Ani gelişebilecek ve yüksek derece ısı oluşabilecek yangınlarda etkilidir. Yakıt hortumun patlaması ve yakıtın sıcak yüzeye teması sonucu aniden alev alması veya zeminde birikmesi ve birden alev alması olasığı olan Jenerator ve Turbin vb. makina dairelerinde (Machinery Spaces) idealdir. Bu taze hava ihtiyacı ve soğutma amaçlı olarak mekanlarda sızdırmazlık problemi vardır. Basınçla bir yakıtın taşındığı ve yüksek sıcaklıkta yüzeylerin bulanabileceği yerler ideal kullanma alanlarıdır.

    Yaygın uygulama alanları;
    – Motor Test Merkezleri
    – Jenerator Odaları
    – Arşivler
    – Biokimyasal laboratuvarlar ,
    – Suyun kısıtlı miktarda olabileceği tesislerde az su ile etkili söndürme yapabilecek amaçlanan yerler
    – Suyun drenajının problem olabileceği tesisler
    – Sprinkler borulamasının problem olduğu binalarda (Örnek DN100 yerine DN20 boru çapı yeterlidir)
    – Kablo Galerileri
    – Lokal koruma olarak Dizel Jeneratörler
    – Endüstriyel Pişiriciler (Suyun temasında ani buharlaşmanın yaşanabileceği tipik uygulamadır. )
    – Müze , tarihi bina vb binalar

    Su sisi sistemleri Elektrik Odaları, IT Odaları, Arşivler vb yerlerde “SÖNDÜRME” sistemi olarak tasarlanmamalıdır. Eğer dizayn edilecekse ancak insan müdahalesi gerektiren yangını “KONTROL” sistemi olarak tasarlanabileceği veya boşalma süresi bağlı olarak suyun vereceği hasarında dikkate alınması gerektiği unutulmamalıdır.

    SİSTEM TASARIM KRİTERLERİ

    Her bir üreticinin yapmış olduğu test sonuçlarına göre ve minimum ilgili standartların gereklerine göre tasarım yapılmalıdır.

    A) İstenilen Standartlar ve Onaylar:
    IMO , VdS , FM , TÜV , CINTEF vb

    B) Risk Türü:
    IT odası, Arşiv , LH , OH1, OH2 ,OH3 veya Makine Koruması vb.

    Yanıcı parlayıcı parlama sıcaklığı 40 C altında olan risklerde köpük ilave yapmak gerekecektir.
    (Dizel jeneratörler bu sınıfta değildir)

    C) Yangın Büyüklüğü :
    Örneğin maksimum 9 m boy x 5 m eninde ve yüksekliği 4 m olan bir hidrolik yağ çukuru

    D) Sistemin Amacı:
    Söndürme, Bastırma Kontrol etme

    E ) İzin verilen sistem türü:
    Baskın (deluge), Islak boru (wet pipe) veya ön-tepkili (pre-action) tip

    Açık Nozul veya Kapalı tip cam tüplü nozullar seçilir

    (Donma kriterleri de irdelenir)

    LOKAL UYGULAMA MI veya KOMPLE ODANIN KORUNMASI MI?
    Bir makinanın bölgesel korunması mı yoksa hacmin tamamının korunması mı ?

    F) Nozul Tipleri ve seçimi :

    Örnek resimler :

    NOZUL TİPİNİ TANIMLAYAN ÖZELLIKLER :

    • Uygulanabilecek Koruma alanı (m2)
    • Uygulanabilecek Yükseklik (m)
    • Nozul debi değeri ( litre /dakika) veya K faktörü
    • Sistemin ihtiyaç duyduğu minimum Nozul basıncı (bar)
    • Nozulların Yerleşme şekli ve koruma alanı (m2) :
    • Duvar ve Nozullar arası mesafe ( m) :
    • Açık tip veya Belirli Sıcaklıkda ( 68-240 C ) açılan tip nozullar
    • Ortamın kirliliğina göre tıkanmaya karşı pislikden koruyucu kapaklı veya Teflon korumalı

    D) Sistemin çalışma / operasyon süresi ( dakika)
    Bu süre sistem kaynağı doğrudan belirler.

    Sistemin Su kaynağı: SİLİNDİRLİ veya POMPALI olması

    E) Su Deposu Kapasitesi (litre):
    Ara tank (break tank) kullanılırsa ara transfer (Booster) pompası kullanılır

    F) Açıklıklar ve Rüzgar etkisi :
    Ortamda açıklıklara müsaade ediliyor mu?

    Ne kadara kadar ediliyor ?

    Açık alanda korunacak trafo vb rüzgar ile etkileşimi irdelenir

    G) Yedekleme şekli:
    Sistemler gazlı söndürme sistemlerinde olduğu gibi istenirse asıl veya yedekli bataryalar ile veya pompalar ile tasarlanabilir.

    Pompalar genellikle bir den fazla gerekirse N+1 şeklinde yedeklenir

    H) Su Kalitesi : Distilled (Safsu), içme kullanım suyu vb.
    (Pompa veya su deposundan öncesine monte edilen filtreler ile 100mikrodan büyük partiküllere müsaade edilmez! )

    TASARIM Bilgileri :

    ÖNEMLİ HATIRLATMA :
    Bu verilen bilgiler tamamen bir firmanın aldığı onaya göre verilen örnektir

    GENELLEME YAPILAMAZ !

    Alan : A korunacak alan m2
    Koruma Süresi : T (min.)
    Yaklaşık gerekli nozul sayısının bulunması :

    Nozzle ref. ( firma Nozul ref.)89XXXX0
    K faktörü 0.8Coverage/Koruma alanı 9 m2
    Min. press. / basınç

    100 bar.

    100 barda Akış değeri / Flow rate @ 100 bar

    8.0 l/min

    Su ihtiyacı tüketimi / Waterconsumption.

    0.88 L/min m2

     

    Korunacak Risk: Dizel Generatör

    Dizayn kriter alanı ojenin 0.75m mesafesinde çevresinde. Herbir köşesinde ve maksimum 3 m aralıkla nozul yerleştirmesi yapılmıştır. Toplam 12 adet Nozul gereklidir.

    • Gerekli Akış :
      Debi değeri Flow = Nozul sayısı x * 8.0 = 12 x 8.0 = 96 l/ m
    • Su kaynağı ihtiyacı :

    Toplam gerekli su ihtiyacı :

    Akış x Koruma Süresi T = 96 l/dk x 10 dakika = 960 litre su gereklidir.

    96 litre/dakika @120 bar pompa sistemi

    Nozullarda min hedeflenen basınç 100 bar olduğu için kayıplar için min 20-25 bar ilave edilerek pompa çıkış basınçı belirlenir ancak bu hidrolik hesaplama ile belirlenmelidir.

    veya

    80 litre kapasiteli x 12 adet su silindiri ve bu miktara uygun olarak gerekli 200 bar da basınçlandırılmış
    Azot (N2) silindirleri kullanılır

    12x80H2O + 6 xN2 Silindirleri içeren batarya grubu kullanılır.

    SİSTEM TEK KULLANIMLI veya %100 YEDEKLİ YAPILABİLİR:

    FARKLI RİSKLER İÇİN ÖRNEK TASARIM KRİTERLERİ TABLOLARI :

    ÖRNEK : Kağıt Arşiv Depoları / Paper Archive Stores

    ÖRNEK:
    Hidrolik Pres Çukuru ( Servis Piti) Hydraulic Pits (Machinery & Associated Risks)

    ÖRNEK :
    Depolama (stores ) : Sıradan Tehlike 3 (OH3) / Ordinary Hazards OH 3

    ÖRNEK:
    Yanıcı Parlayıcı Sıvı Deposu / Flammable Liquid Stores (Stores)

    YÜKSEK BASINÇLI SU SİSİ TESİSATINDA DİKKAT EDİLMESİ GEREKENLER :

    • Paslanmaz Çelik 316L Kalite Boru kullanılır
      Çaplar genellikle : 12mm -100mm arasında kullanılabilir
      (Nadiren 35mm çap üzerine çıkacaktır )
    • Uygulama basıncının 1.5 katı test dayanımı gerektirir.
      (120 bar pompa çıkışı için 180 bar test dayanım basıncı yapılır )
      Silindirli sistemlerde korozyona karşı kaplamalı tip kullanılır
      Bekleyen suyun içine bakteri üretimini önlemek için kimyasal katlı kullanılır.

      Kullanılan paslanmaz fittings ve birleştirme sistemleri:
    • Yüzüklü sıkmalı ( compressed tip )
    • Özel makina ile preslenmiş fittingsler / (wallforming )
    • Argon ile kaynak

      Tesisatın su deposundan itibaren temiz tutulması ve yıkama yapılması gerekmektedir
      Her bir nozul dan su akıtılması sağlanmalıdır.