TEKNİK MAKALE 68. Sayı (Eylul-Ekim 2007)

James Stahl, Jr. Insulation Outlook Dergisi Mayıs 2007 Sayısı Yangın damperi olmayan, iklimlendirme ve havalandırma tesisat kanalının düşey yangın bölmesi içinden geçişinde uygulanan yangın durdurucu sistem, kanal dış yüzeyi ile boşluk iç yüzeyi arasında her yerde bulunan kırmızı renkli yangın tutucu dolgu malzemesi uygulanmasından daha fazlasını gerektirir.

  Metal levhadan imal edilmiş kanalın yapısı gereği ve bir yangın durumunda oluşan fizik kanunları nedeniyle, bu tür geçiş elemanının doğru bir biçimde korunmasını sağlamak için ek önlemlerin alınması lazımdır. UL Fire Resistance Directory-Cilt 2 bu yüzyılın başında incelenseydi; bu kaynakta, kanalların düşey yangın bölmeleri içinden geçişleri için 66 adet yangın durdurucu sistemin var olduğu görülürdü.  Bu araştırma bugün yapılacak olsaydı, kanalların düşey yangın bölmeleri içinden geçişleri için 237 adet sistemin mevcut olduğu tespit edilirdi.  Sadece 7 yıl içinde, yaygın olarak kullanılan geçiş elemanları için 3 buçuk kat daha fazla yangın durdurucu sistem geliştirilmiştir; ve bu durum, yangın durdurucu teknolojisindeki gelişmeyi temsil eder.

Düşey yangın bölmeleri içinden geçen iklimlendirme ve havalandırma tesisat kanallarının bir çoğunun dış yüzeyi; enerji korunumu, yoğuşma kontrolü ve/veya ses yutuculuğun sağlanması amacıyla, düşük yoğunluklu camyünü şilteyle yalıtılır. Çoğu yalıtım yüklenicisi, iklimlendirme ve havalandırma tesisat kanalının düşey yangın bölmesi içinden geçişinde yangın durdurucu önlemin alınması gerektiği durumla karşılaşır. Ayrıca, bir çok yüklenici yangın durdurucu sisteminin yapımını bir hizmet olarak verir.  Düşey yangın bölmesi içinden kanal geçişinde, uygun yangın durdurucu sisteminin nasıl tasarlanacağı ve yapılacağının bilinmesi, yüksek maliyetli gecikmelerin en aza indirgenmesini ve karlılığın artmasını sağlar.

Yangın koşullarına maruz kalan metal levha kanalının davranışı

İklimlendirme ve havalandırma tesisat kanalının imal edilmesinde cam lifi donatılı plastik, alüminyum gibi bir çok malzeme kullanılmasına rağmen ticari binalarda yaygın olarak çelik levhadan imal edilen kanal kullanılır. Çelik, yapısı gereği yangına karşı dayanıklıdır; bu nedenle, çelik levha kullanımı yangın dayanımı açısından bakıldığında olumlu bir durumdur.  Yukarıda verilen malzemelerden imal edilen kanal sistemi, yangının bölmenin içinden diğer mekana geçmesine neden olacak şekilde yanabilir, çökebilir veya eriyebilir.

Kanal sistemini çelik levhadan imal etmek, yangını durdurmanın kolay olacağı anlamına gelmez. Katıların bir çoğu ısındıklarında genleşir, soğuduklarında büzülür. Yangın koşullarına maruz kalan metal levha ısındığında, yangın durdurucu sistemin performansı üzerinde büyük bir etki oluşturacak şekilde genleşir. Kare veya dikdörtgen kesitli kanal, yangın koşullarına maruz kaldığında, içe doğru sehim yapabilir veya şekil değiştirebilir. Bu durum, yangın durdurucu sistemde boşlukların oluşmasına ve dolayısıyla bu boşluklardan yangın ile dumanın kontrolsüz geçişine neden olabilir.  Geometrisi nedeniyle yuvarlak kesitli kanal daha dayanıklıdır, içe doğru çökmez.

Yangın koşullarına maruz kalan metalin ısıl genleşme yapması nedeniyle kare veya dikdörtgen kesitli kanalın içe doğru sehim yapma ve çökme eğilimi dikkate alınırsa, bu tür şekil değişimlerin önlenmesi için tüm yangın durdurucu sistemlerde çelik köşebentlerin yer alması gerekir. L şeklindeki köşebentler kanalın boyutlarına bağlı olarak kesilir ve kanalın düz yüzeylerine çelik tespit elemanlarıyla tespit edilir veya kaynak ile birleştirilir. Kare veya dikdörtgen kesitli, nispeten küçük boyutlu kanal kullanıldığı durumda, bazı yangın durdurucu sistemlerde köşebent kullanımı isteğe bağlıdır. Bu tür sistemler, ısındığında genleşen ve kanal kenarları içe doğru hafif sehim yaptığında oluşan boşlukları dolduran intumescent yangın durdurucu ürünlerin kullanımını ön plana çıkarır. Ancak, büyük boyutlu kanal kullanıldığı ve sistemde köşebentlerin yer almadığı durumda, bu tür yangın durdurucu ürünler kanal kenarlarının içe doğru sehim yapması sonucunda oluşan büyük boyutlu boşlukları tamamıyla doldurmakta yetersiz kalır.  

Geleneksel yöntemler

Yuvarlak kesitli kanal içe doğru sehim yapmadığından, bu tür kanalda sadece bir yangın durdurucu ürün kullanılarak sızdırmazlık sağlanır. Yangın damperi olmayan, kare veya dikdörtgen kesitli kanal için daha fazlası gerekir. Genellikle ilk adım olarak, düşey yangın bölmesindeki boşluğunun iç yüzeyi fitil, mineral yün gibi malzemelerle bohçalanır. Bazı yangın durdurucu sistemlerde mineral yün kullanılır; bunun nedeni, bir yangın durdurucu dolgu ile birlikte kullanıldığında mineral yünün yangın dayanımına bir dereceye kadar katkı sağlamasıdır. Diğer sistemlerde, özellikle geniş açıklık boyunca, yangın durdurucu dolgunun uygulanmasında kolaylık sağlaması için köpük fitil kullanılır. Bir sonraki adım olarak, yangın durdurucu dolgu gerekli derinliğe kadar uygulanır. Son adım ise köşebentleri kanalın düz yüzeylerine tespit etmektir. Uygulayıcının Underwriters Laboratories Inc. (UL) sistemini dikkate alması gerekse de genel bir kural olarak, köşebentler kanal dış yüzeyi üzerine 2 inç (1 inç ~ 2,54-cm) ve düşey yangın bölmesi dış yüzeyi üzerine 1 inç genişliğinde oturmalıdır.  Örneğin, kanal dış yüzeyi ile düşey yangın bölmesi iç yüzeyi arasında 1 inç genişliğinde bir boşluk olduğu durumda, 2 x 2 inç boyutlarında köşebent gerekli olacaktır.  

Bu yöntem yeterince açık olmasına rağmen, adım adım uygulanabilen bir süreci içermez.  Köşebentlerin tespit edilmesi, kanal dış yüzeyi - düşey yangın bölmesindeki boşluk iç yüzeyi arasındaki boşluğu ve dolayısıyla bakıldığında kolay tespit edilebilsin diye kırmızı renkte olan yangın durdurucu dolguyu örter. Bu durum, denetleme süreci sırasında sorun yaratabilir. Bu nedenle, denetleme süreci iki aşamadan oluşur. İlk aşamada, yangın durdurucu ürünün, ikinci aşamada ise köşebentlerin yerlerine uygulandığı belirlenir. Bu tür bir denetleme süreci, yapım sürecinde gecikmelere neden olabilir.

Yangın ve duman damperleri

Bir çok kanal, yangın koşullarında harekete geçmesi ve kanal içinde yangın ve/veya dumanın yayılmasını engellemesi için tasarlanan damper içerir. Bir çok projede, damper içeren kanalın düşey yangın bölmesi içinden geçişinde nasıl bir yangın tutucu sistemin uygulanacağı sorusu ile karşılaşılır. Bu oldukça tartışmalı bir konudur. Bazı damper üreticileri, damper ile düşey yangın bölmesindeki boşluk iç yüzeyi arasında, normal işletme koşullarında metalin genleşme ve büzülmesine izin veren belirli bir genişlikte boşluk tasarlanmasını ister. Diğerleri ise, bu boşluğun bazı malzemeler ile doldurulmasının damperin çalışma hareketini engelleyeceğini iddia eder. Damper içeren kanalın kullanılması söz konusu olduğunda dikkate alınması gereken daha bir çok konu vardır. Bütün bu konuların ele alınması yerine damper üreticisinin rehberliğini kabul etmek daha iyi bir çözümdür.  

Yalıtımlı iklimlendirme ve havalandırma tesisat kanalları

2000 tarihli UL Fire Resistance Directory kaynağı incelendiğinde, bu kaynakta düşük yoğunluklu camyünü şilteyle yalıtılmış kanal için sadece dört adet sistemin mevcut olduğu görülür. Günümüzde ise düşük yoğunluklu camyünü şilteyle yalıtılmış çelik levhadan üretilmiş kanal için çok daha fazla sayıda sistem bulunmaktadır. Yalıtımlı çelik kanal, yalıtımsız kanala nispeten biraz daha fazla meydan okuyan bir durum oluşturur; bunun nedeni, camyününün 649 ¡C sıcaklıkta erimeye başlamasıdır; bu sıcaklık değerine bir yangın deneyinin ilk 10 dakikasında erişilir. Yalıtım malzemesinin yumuşak olma özelliğinden dolayı da bazen yangın durdurucu dolgunun oldukça büyük bir boşluğu doldurabilecek şekilde şişebilmesi gerekir.

Köşebentlerin kullanılmadığı, sadece bir intumescent yangın durdurucu dolgu veya yangın durdurucu bant kullanıldığı sistemler de geliştirilmiştir. Ancak, kanal boyutlarının büyük olduğu durumda köşebentlerin kullanılması kesin bir zorunluluktur. Köşebentlerin kullanılacağı durumda, yalıtımlı kanalda yangın durdurucu sistem iki yöntemle uygulanabilir.  Birinci yöntem, yalıtım malzemesi üreticileri, uygulayıcıları ve mühendisler arasında bir tartışma konusudur. Bu yöntemde, yalıtımlı kanal ile düşey yangın bölmesindeki boşluk iç yüzeyi arasına bir yangın durdurucu dolgu uygulanır. Daha sonra köşebentler, doğrudan çelik kanal yüzeylerine tespit edilir. Bu durum, yalıtım malzemesinde yarık açılmasına neden olur.  Bazıları bu durumun terleme sorununa yol açacağını iddia eder. Daha tercih edilen ikinci yol ise, köşebentleri doğrudan çelik kanal yüzeylerine tespit etmeden ve su buharı geçirimsiz malzemenin bütünlüğünü bozmadan, uygulama sırasında kanal yalıtımını sıkıştırmaktır.  Bununla beraber, önemli olan, UL sisteminin belirli bir çelik köşebent uygulamasına izin verdiğinin doğrulanmasıdır.

Bazı iklimlendirme ve havalandırma tesisat kanalları, yangın damperleri kullanılmadan, yangının bir kompartımandan diğerine yayılmasını engellemek için özel yalıtım malzemeleri ile yalıtılır. Bu sistemlerde sistemin bütünlüğü, yalıtımı ve stabilitesi sağlanmıştır ve UL Directory ile Intertek / OPL Directory kaynaklarının her ikisinde de kendi sınıfları bulunmaktadır. Sistemde aksi belirtilmedikçe, köşebent kullanımı gerekli değildir.  Havalandırma kanalının düşey yangın bölmeleri içinden geçişinde yangın durduruculuk sağlanmıştır.  UL Directory ile Intertek / OPL Directory kaynaklarında bu sistemlerin nasıl uygulandığı verilmiştir.  Çoğu durumda, bir yangın durdurucu sistem, bir yangın durdurucu dolgu, fitil veya sadece bir yangın durdurucu dolgudan oluşur.