Havalandırma Sistemleri
Yangın-Duman Damperleri ve Duman Kontrol Damperleri, İşlevsel Açıdan Bir Karşılaştırma
Yangın damperi, duman damperi, kombine yangın-duman damperi, duman egzost damperi, duman kontrol damperi… Bir kısmı aynı ürünü tanımlıyor, bir kısmı tam zıt ürünleri. Aynı terim farklı ülkelerde farklı özellikler için kullanılabiliyor. Farklı üreticiler, benzer ürün için ayrı tanımlamalar kullanabiliyor. Ortak dil olmayınca da mekanik tesisat tasarımcıları, üreticiler ve uygulamacılar arasında yanlış ürün kullanımına kadar varan kopukluklar olabiliyor..
Aynı ürün ailesinde değerlendirilse de Yangın-Duman Damperleri ile Duman Kontrol Damperleri hem tasarım hem de işlev açısından çok farklı ürünler. Yangın-Duman Damperleri havalandırma kanalları üzerinden sıcaklık ve dumanın yayılımını engelleyen cihazlardır. Duman Kontrol Damperleri ise duman tahliye sistemlerinde dumanı yönlendirmek için kullanılan ürünlerdir. Birincisi sadece normal havalandırma tesisatında tedbir amaçlı kullanılırken, ikincisi duman tahliyesi için kurulan sistemlerin aktif bir parçasıdır.
Bu derlemede yangın damperi ile duman tahliye sistemlerinin temel prensipleri açıklanarak farklı uygulamalarda kullanılacak damperlerin temel özellikleri incelenecektir. Kaynakça olarak Avrupa’da hazırlanan yeni standartlar kullanılmıştır. Vurgulanması gereken bir nokta, bu standartların bir kısmının hala taslak aşamasında olduğu, ama yakın zamanda onaylanmalarının beklendiğidir. Ayrıca Avrupa dışında farklı ülkelerde farklı yaklaşımlar olduğunu da hatırlatmakta fayda var.
1.Yangın Damperleri
Yangın damperlerinin işlevsel tanımı basittir: Yangın kompartmanlarının bütünlüğünü sağlamak. Bu tanım gereği öncelikle yangın kompartmanları ve duvarları konusunu incelemekte fayda var.
Yangın kompartmanları pek çok yönetmelikte can güvenliğiyle ilgili temel zorunluluklardandır. Kompartmanların boyutları ve direnç süreleri farklı olsa da temel prensip tüm Dünya’da benzerlik gösterir; bir yangın sırasında hem güvenli tahliye, hem de itfaiyenin verimli müdahalesi için yangını başladığı bölümde hapsedecek yapısal tedbirlerin alınmasıdır.
Kompartmanlar arası duvarlar yangın sırasında beklenen sıcaklığa dayanacak malzemeden imal edilir. Kablo, boru gibi tesisat için açılan delikler yangına dayanıklı malzemeler ile doldurulur. İnsan geçişinin gerektiği noktalarda yangın kapıları kullanılır. Normalde açık kalması gereken havalandırma kanallarında ise yangın sırasında otomatik kapatacak yangın damperleri kullanılır.
Bu ihtiyaçtan yola çıkarak yangın damperleri hakkında aşağıdaki genellemeleri yapabiliriz;
– Yangın damperi, duvarın bir parçasıdır. Her ne kadar mekanik tesisat paketi içinde temin edilse de, yangın damperinin öncelikli görevinin duvarın bütünlüğünü sağlamak olduğu unutulmamalıdır. Bu ayrıma dikkat edilmesi iki konudaki yanlışları engelleyecektir:
Birincisi damperin montaj konumuyla ilgili. Yangın damperleri mutlaka duvarla bütünlüğü sağlayacak şekilde monte edilmelidir. Montaj kasası duvara denk gelmeyen veya arada boşluk kalan uygulamalar Nasrettin Hoca’nın türbesine benzetilebilir.
İkincisi de yangın damperine, özellikle motorlu olanlara, yüklenebilecek ilave işlevlerle ilgili. Bu damperler, normal zamanlarda konfora yönelik işlevler için kullanılabilir. Veya, binanın diğer bölgelerinde algılanan bir yangın sırasında duman kontrolüne yönelik bazı senaryolar üretilebilir. Ancak tüm bu uygulamalarda, önceliğin yangın damperi işlevinde olduğu unutulmamalı ve kanal içindeki (ve tercihan dışındaki) sıcaklık belirlenen sıcaklığa geldiğinde damperin kapalı konuma gelerek yangın duvarının bütünlüğü sağlanmalıdır. Mekanik ve elektriksel tüm bağlantılar bu temel ihtiyaca öncelik verecek şekilde yapılmalıdır.
– Yangın damperi termik elemanlı olmalıdır. Yangın damperi içerisindeki sıcaklık belirli bir dereceye, çoğunlukla 72°C, kapanacak şekilde tasarlanmalıdır. Özellikle motorlu yangın damperleri daha erken tepki vermek için dumana duyarlı yangın algılama sistemlerine de bağlanabilir. Ancak bu ilave tedbir, esas işlevin yerini almamalı, damperlerin sıcaklık artışında kapanmasını sağlayacak termik düzenekler mutlaka kullanılmadır.
– Yangın damperi, yangın sırasında mutlaka kapalı duruma gelmelidir. Kanal içerisindeki sıcaklık yükselene kadar damperler çeşitli amaçlar için kapalı veya açık duruma getirilebilir. Ancak sıcaklığın yükselmesiyle birlikte damperler kapalı konumunu alarak duvarın bütünlüğünü sağlamalıdır. Enerji kesilmesi durumunda da yangın damperleri kapalı konuma gelmelidir. Yangın damperinin kapandıktan sonra uzaktan müdahale ile açılmasına izin verilmez.
– Yangın damperlerinin düzenli bakımları yapılmalıdır. Tüm yangınla mücadele malzemeleri gibi, yangın damperleri de normalde çalışmayan cihazlardır. Oluşabilecek arızalar özellikle testleri yapılmadığı sürece fark edilemezler. İhtiyaç olduğunda da tamir fırsatı kalmamıştır. Bu yüzden bütün yangın damperlerinin belirli sürelerde kapatılıp açılarak test edilmeleri gerekmektedir. Dampere yakın bir noktaya ulaşım kapağı konulması bu sebeptendir. Eriyebilen metal bağlantılı yangın damperlerinde işletmeye önemli angarya getiren bu iş, motorlu yangın damperlerinde otomatik olarak yapılmaktadır. Herhangi bir iş yükü getirmediği için kontroller yönetmetmeliklerin gerektirdiği azami sürelerden çok daha sık tekrarlanabilir.
Yangın damperlerinin kullanımı nerelerde zorunludur?
Yangın damperleri, havalandırma kanallarının yangın kompartman duvarlarını geçtikleri noktalarda kullanıldığından doğrudan yangın kompartmanı zorunluluklarıyla bağlantılıdır. Binalarda yapılabilecek azami yangın kompartmanı boyutları BYKHY’in Ek-4’ünde belirtilmiştir. Değerler bina kullanımına göre 1500’den 8000 metrekareye kadar değişmekte, yağmurlama sistemi yapılması durumunda iki katına kadar çıkarılabilmektedir.
Aynı yönetmeliğin 24’üncü maddesine göre yüksekliği 21.50 metreyi geçen binalarda her bir kat yangın kompartmanı olarak düzenlenmelidir. (Konutlarda 30.50 metre) Bu, binanın toplam metrekaresi, kullanım amacı ve yağmurlama olup olmamasından bağımsız bir kriterdir ve pratikte 6-7 katın üzerindeki tüm binaları kapsamaktadır.
Dikey şaftlar : Yangın damperi ve diğer yangın geciktirici dolgu malzemelerinin kullanımıyla ilgili sık sorulan bir soru dikey şaftlarla ilgilidir. Her katın bir yangın kompartımanı olarak ayrıldığı binalarda şaftların kat geçişleri nasıl korunmalıdır? Sorunun cevabı Yönetmeliğin 25.3üncü maddesinde verilmiştir. Şaftların kendisi birer yangın kompartmanı oluşturacak şekilde inşa edilmeli, tesisatların şafta giriş noktaları bütünlüğünü koruyacak şekilde izole edilmelidir. Doğal olarak hava kanallarının şafta girip çıktığı noktalarda yangın damperi kullanılmalıdır. Her kat geçişinde ayrıca bir damper kullanımına gerek yoktur. (Eğer havalandırma kanalları yangına dayanıklı bir şafttan çıkmıyorsa, her kat geçişinde bir yangın damperi gerekecektir.)
2. DUMAN İLE MÜCADELE
Yangın kompartmanları ve duvarlarına verilen önem çok geçmişe dayanmasına rağmen, yangın sırasında dumanın verdiği zarar nispeten son dönemlerde kavranmış ve karşı tedbirler alınmaya başlanmıştır. Yangının ilk aşamalarında daha düşük sıcaklıklarda oluşan dumanın havalandırma kanallarından ilerleyerek binaların çok farklı bölümlerinde can ve mal kaybına neden olduğu pek çok istatistikte görülmüştür. Özellikle kokusuz ama son derece zehirli bir gaz olan karbonmonoksit yangın mahalinden çok uzakta bulunan kişileri bile etkileyebilmiştir.
Klasik yangın damperlerinin sıcağa duyarlı tetikleme mekanizmaları soğuk duman olarak bilinen bu tehlikeye karşı yeterli olmayınca duman dedektörlerinden gelecek sinyalle kapatılabilen damperler gündeme gelmiştir. Bunun için eriyebilen metal bağlantılı mekanizmalara ilave olarak elektriksel sinayalle kapatabilen selenoidli veya motorlu yangın damperleri üretilmiştir. Bu damperler de, yangın damperleri gibi yangın kompartman geçişlerinde kullanılır ve duman algılama sisteminden gelen sinyalle bir yangın damperine göre çok daha erken aşamada yangın kompartmanı tecrit edebilir.
Burada üç noktayı vurgulamak çok önemli;
– Birincisi, bu damperler bir yangın algılama sisteminden komut alacak olması, üzerlerindeki termik elemanlardan vazgeçilebileceği anlamına gelmiyor. Yangın kompartmanları, duvarları ve damperleri bütün yönetmeliklerde en temel zorunluluklardan biri olarak geçiyor ve pek çok standart yangın damperini termik elemanıyla birlikte tanımlıyor. Yangın damperi işlevi için harici elektronik bir sisteme güvenilmesi güncel mevzuatlara uygun değil.
– İkinci konu, yangın damperlerinde de vurgulandığı gibi sıcaklık arttığında bu damperlerin kapalı konuma gelerek kendilerini kilitlemeleri. Tetikleme sıcaklığına erişene kadar bu damperler duman tahliyesi, basınçlandırma gibi senaryolar için açıp kapatılabilir. Ancak sıcaklığın artmasıyla yangın kompartmanı gereksinimleri öncelik kazanır ve kapalı duruma gelirler.
– Üçüncü konu yangın damperi motorları ile ilgili oluşmuş yanlış bir varsayımla ilgili. Bu motorların yüksek sıcaklıklarda çalışabileceği varsayılmakta. Oysa bir yangın damperi 72 dereceye ulaştığında bir daha açılmamak üzere kapanacaktır ve elektrik motorunun tekrar çalışması beklenmemektedir. Bu yüzden motor kasası içinde bulunan yay ve kilitleme mekanizmaları yüksek sıcaklıklara dayanıklıdır, standartların gerektirdiği sürelerde damperi kapalı tutabilmektedirler. Ama elektrik motorunun özel bir koruması yoktur. (A.B.D.’de farklı uygulamalar görebiliyoruz, ancak A.B. Standartları bu uygulamalara izin vermiyor.)
Bu üç nokta da herhangi bir yangın koruması olmayan hava kanallarının yangın duvarı geçişlerinde kullanılan yangın damperleri ile ilgilidir. Korumalı duman tahliye sistemlerinde kullanılacak damperler bir sonraki bölümde incelenecektir.
Senaryoların içeriği kadar, bu senaryoların hangi sistem tarafından kontrol edileceği de dikkatli değerlendirilmelidir. Prensip olarak yangınla mücadele sistemlerindeki tüm parçalar ilgili onaylara sahip olmalıdır. Bu yüzden yangın-duman damperlerinin öncelikli kontrolünün yangın algılama sistemleri tarafından yapılması tercih edilmelidir. Esnek programlama yeteneğine sahip bir yangın algılama sistemi kullanılabileceği gibi, klasik yangın algılama sistemleri ile entegre çalışan bu işe özel onaylı kontrol sistemleri de kullanılabilir. Normal bir bina otomasyon sistemi ise yangın senaryolarını gerçekleştirmek için kullanılmamalı, ihtiyaç olması durumunda durum izleme ve test/kontrol işlevleri için ikinci öncelikli olarak bağlanmalıdır.
3. DUMAN KONTROL DAMPERLERİ
(Eski terminolojide “Duman Tahliye Damperleri” veya “Duman Egzost Damperleri”)
Bu derlemede şu ana kadar normal havalandırma kanalları üzerinden sıcaklık ve dumanın yayılmasının engellenmesine ve bu tesisatın ‘güçlerinin yettiği kadar’ duman tahliyesine yardımcı olması anlatılmıştır.
Bu bölümde duman tahliyesine yönelik sistemlerde kullanılacak damperlerden bahsedilecek. Yukarıdakilerden farklı olarak, bu sistemlerin daha yüksek sıcaklıklarda da çalışması beklenmektedir. Bina içinde farklı kompartmanlardan geçmesi gereken kanal ve şaftların da yangına dayanıklı olarak imal edilmesi beklenmektedir. (Konfora yönelik havalandırma sistemlerinin de ilave tedbirlerle duman tahliye sistemi olarak kullanılması mümkündür.)
Yangın zonundan doğrudan dışarıya açılabilen tahliye sistemlerindeki uygulama nispeten basittir. Fanlı veya doğal çekişli bu uygulamalarda kullanılacak damperler yangın sırasında açacak şekilde tasarlanırlar. Bunların varsa yay geri dönüş mekanizmaları damperi açacak şekilde bağlanmalıdır. Tek mahale hitap ediyor olsa da, diğer yangın kompartmanlarından geçmesi gereken duman tahliye kanallarının izole edilmesi gerektiği unutulmamalıdır.
Birden çok katın ortak bir fan ile tahliye edildiği uygulamalarda ise, çoğunlukla sadece yangın çıkan mahalden emiş yapılması, diğer katların damperlerinin kapalı tutulması kurgulanır. Bundaki sebepler;
– Fanın tüm gücünün yangın mahaline adanması, bu sayede daha etkili bir tahliye yapılması
– Diğer mahallerde eksi basınç yaratılmayarak duman sızma riskinin azaltılması
– Fanın veya elektrik kaynağının arızalanması durumunda bina içinde duman hareketine engel olunması
Bu gereksinimleri karşılayacak “Duman Kontrol Damperleri” ilk bölümde bahsedilen “Yangın Damperleri”nden oldukça farklı özelliklere sahip olmalıdır. En belirgin fark, duman kontrol damperlerinin belirli bir güvenlik konumunun olmamasıdır. Yangının çıktığı noktaya göre açık veya kapalı duruma gelmeleri istenebilir. Bu bakımdan genelde aynı ürün ailesi içinde değerlendirilse de, yangın ve duman damperlerinden önemli farklılıklar içermektedir;
-Duman kontrol damperleri sistemin gerektirdiği açık veya kapalı konuma gelerek o konumu korumalıdır.
-Duman kontrol damperleri sıcağa duyarlı tetikleme elemanı barındırmamalıdır.
-Duman kontrol damperleri elektrik kesintisinde konum değiştirmeyecek, yani yay geri dönüşlü olmayacaktır.
-Duman kontrol damperleri bir konumdan diğerine 60 saniye içinde geçebilecektir
(Bu tanımlar EN12101-8’den alınmıştır.)
Bunlar arasında en çok tartışmaya yol açan konu, motorların yay geri dönüşsüz olması. Yangınla mücadele cihazlarının çoğu için bir emniyet konumu tanımlanabilir. Yani elektrik kesintisi durumunda yangınla mücadele için almaları konum bellidir ve depoladıkları enerji ile otomatik olarak bu konuma geçerler. Örneğin, yangın damperlerinin kapalı duruma geçmeleri, başlamış veya başlayabilecek bir yangınla mücadelece görevlerini yerine getirmeleri için yeterlidir. Oysa, duman tahliye sistemlerinde yangının çıkış noktasına göre damperlerin bir kısmının açması, bir kısmının ise kapatması beklenmektedir. Yay geri dönüşleri açacak şekilde bağlanan motorlar, olası bir enerji kaybı durumunda tüm damperlerin açılmasına ve tahliye sisteminin bütün kompartmanları birbirine bağlayan bir bacaya dönüşmesine neden olur. Yayların kapatacak şekilde bağlanması ise, yangın çıkan katta bir enerji sorunu durumunda duman tahliyesinin kesilmesine neden olur.
Bu yüzden EN12101’deki yönlendirme, duman kontrol damperlerinin enerji kaybı durumunda aldıkları en son konumda kalmalarıdır. Burada güncel algılama sistemlerinin dumanı erken bir aşamada algılayarak damperleri sıcaklık yükselmeden istenen konuma getireceği varsayılmaktadır. Yangın çıkan kattaki damper açılacak, diğerleri kapatacaktır. Enerji kesilmesi durumunda bu konumun korunması öngörülmüştür.
Duman kontrol damperleri sıcaklık dayanımı açısından kullanılacakları sisteme göre üç gruba ayrılıyor:
– Otomatik tetiklemeli duman kontrol sistemlerinde kullanılan damperlerden sadece ilk sinyal ile senaryonun gerektirdiği pozisyona gelmeleri ve bu konumu korumaları bekleniyor.
– Elle müdahale imkanı bulunan otomatik duman kontrol sistemlerinde ise ilk tetiklemeden sonra itfaiye ve diğer yetkililerin komutuyla damperlerin konumu değiştirilebiliyor.
– Manuel duman kontrol sistemleri ise sadece yetkili kişiler tarafından devreye sokulabiliyor, ve gerektiğinde damperlerin konumu değiştirilebiliyor.
Sadece otomatik tetiklenebilen sistemlerin yangının erken bir aşamasında istenen konuma gelecekleri varsayıldığı için elektrik motorunun yüksek sıcaklıklarda işlev göstermesi beklenmiyor. (Tabi aldığı komutla geldiği pozisyonu belirlenen süre ve sıcaklıkta koruyacak kilitleme mekanizmasına sahip olması gerekiyor.)
İlk tetiklemeden sonra uzaktan komutla açıp kapatılabilmesi gereken duman kontrol damperleri ise yangın sırasında 30 dakika boyunca işlevini yerine getirecek yapıda olmalıdır. Basit gibi gözükse de bu son kriter, duman kontrol damperleri üzerindeki yükü ciddi şekilde arttırmaktadır. Sıcaklığa dayanımın bir kısmı motor imalatçıları tarafından sağlanmakta, ama önemli kısmı damper imalatçısı tarafından motoru iyi bir izolasyon içine alarak temin edilmektedir. Yangın damperlerinde elektronik parçaların yangın sırasında çalışması beklenmediği için motorlar özel bir korumaya alınmazlar. Oysa duman kontrol damperleri en az 30 dakika aç/kapa yapabilmelidir. Bu yüzden motorlar korumaya alınmalıdır. Yangın sırasında bu ihtiyacı karşılamak hiç de kolay değildir ve imalatçıların bu ürünlerde oldukça kalın izolasyon malzemeleri kullandığını görüyoruz. (Tabi motorla birlikte tüm elektrik ve kontrol tesisatı da yangına dayanıklı şekilde yapılarak jeneratörden beslenmelidir.)
Sonuç
“Duman Damperleri” mekanik sektörde en fazla karışıklığa neden olan terim olabilir. Tarif edilmeye çalışılan ürünler de tam zıt işlevlere sahip olduğu için uygulama sırasında oldukça sıkıntılı durumlara yol açabiliyor. Sürekli karıştırılan iki uygulama, konfora yönelik havalandırma kanallarından yangın sırasında dumanın yayılımını engellemek için kullanılan “Yangın-Duman Damperleri” ile duman tahliyesine yönelik sistemlerde kullanılan “Duman Kontrol Damperleri”dir.
Dumanla mücadele konusu önplana çıktıkça, yangın damperi işlevlerinin gözardı edilmemesi, hatta pek çok uygulamada öncelik gerektirdiği unutulmamalıdır.
Bu terminoloji kargaşası tasarımcı, uygulamacı ve malzeme imalatçısı arasında vahim iletişim hatalarına neden olabilmektedir. Doğru ürün temini için projecinin ürettiği detaylı şartname mutlaka malzemeyi temin edecek firmalara eksiksiz iletilmelidir. Bu şartnamelerde ürünlerin işlevsel tanımları ve karşılanması gereken standartlar mutlaka belirtirmelidir. Ayrıca tüm damperlerin ve fanların yangın sırasında geçecekleri konumlar senaryolarda detaylı bir şekilde anlatılmalı, bu işlevlerin hangi sistemin kontrolünde olacağı da tanımlanmalıdır.
