Bu konuda bu kadar çok standart olmasının gerekip gerekmediği ve bu standartlarda bazı konuların tekrarlanıp tekrarlanmadığı merak konusudur. Sadece ısı yalıtım malzemesinin alev almaması, duman salıvermemesi ve insanlara zararı dokunmamasının istenildiği durumda gerçekte ne yapılmalıdır?

Gerçek bir Felaket: Station Gece Kulübü Yangını

2003 yılı Şubat ayında, West Warwick, Rhode Island'da bulunan Station Gece Kulübü?nde yangın çıktı. Yüze yakın kişi, çoğu yangın kaynaklı duman soluması, ayak altında kalarak ezilme gibi nedenlerden dolayı hayatını kaybetti. Olay gerçekleştiği zaman verilen bir çok haber, orkestranın havai fişek gösterisi sırasında ses yalıtımı sağlayan malzemenin alev aldığını, yangının çok çabuk yayıldığını ve dolayısıyla insanların kaçmaya yeterli vakitlerinin kalmadığını bildirdi. Sonradan yapılan bir araştırma, ses yalıtımını sağlayan köpük yalıtım malzemesinin, ilgili yangın standartlarına uygun bir iç kaplama malzemesiyle kaplanmadığını ve bu malzemede alev almayı geciktirici herhangi bir önlemin alınmadığını ortaya koydu.  Bu durum, bir proje yöneticisinin, bir kutu köpük yalıtım malzemesinin üzerinde yer alan yazıyı okumamış olmasından mı kaynaklanmıştı?.. Bu tür durumlar için geliştirilmiş bir çok yönetmelik ve standart varken bu felaket neden gerçekleşmişti?

Station Gece Kulübü'ndeki yangın yönetmeliğine ilişkin birçok ihlal bu yazıda ele alınmayacaktır. Bizim gibi ısı ve ses yalıtımı konusunda çalışan kişiler için standartlara uygun bir iç kaplama malzemesiyle kaplanmayan yalıtım malzemesinin, ilgili standartlarda verilen değerlere uygun olması ve köpük esaslı yalıtım malzemesi kullanılacağı durumda bu malzemede alev almayı geciktirici bir önlemin alınması gerektiği bilinmektedir. Eğer Station Gece Kulübü'nde kullanılan ses yalıtım malzemesi, ilgili standartlarda verilen değerlere uygun olsaydı ve köpük esaslı yalıtım malzemesinde alev almayı geciktirici bir önlem alınsaydı, söz konusu felaket önlenebilirdi.  

ASTM E84, 25/50 Alev/Duman Sınıflandırması

Bu yalıtım 25/50 olarak sınıflandırılamaz; alçı levha ile kaplandıktan sonra sistemin tümü 25/50 olarak sınıflandırılabilir. Yalıtımın bir yüzeyi buhar kesici bir malzemeyle kaplıdır ve yalıtım yapıştırıcısıyla beraber 25/50 olarak sınıflandırılmalıdır. 

ASTM E84 ve 25/50 alev/duman sınıflandırması, belirli bir yalıtım malzemesinin Station Gece Kulübü?nde olduğu gibi havai fişek gösterisine maruz kaldığında ne tür bir davranış göstereceğini önceden doğru olarak tahmin etmeyebilir. E84, bir tünel içinde, malzemenin tavanda uygulanmış şekliyle yürütülen bir laboratuvar deneyidir. Bir alev oluşturulur, tünel içine dakikada 240 feetlik bir hava akımı üflenir ve alevin yayılma oranı ile duman salınım miktarı ölçülür.  Sınıflandırma, çimento esaslı levha (0 alev yayılma ve 0 duman salınımı) ile kızıl meşeye (100 alev yayılma ve 100 duman salınımı) göre karşılaştırmalı olarak yapılır.  Bir laboratuvar ortamında gerçekleştirilen deney, gerçek şartlarda oluşan bir olayı tam olarak simule etmese de, Station Gece Kulübü?ndeki ses yalıtım malzemesi 25/50 sınıflandırmaya sahip olsaydı, yangın daha yavaş bir biçimde yayılacak, böylece insanların da kaçmak için yeterli vakitleri olacaktı. 

Mekanik Tesisat Yalıtımı ve ASTM E84

Bir binada uygulanan boru ve kanal tesisat yalıtımı, büyük bir alana düz ve sürekli olarak uygulanan duvar ve tavan yalıtımından farklıdır. Boru ve kanal tesisat yalıtımı çoğunlukla bir asma tavan üstünde, plenum olarak işlev gören (hava dağıtımı için) bir alanda yer alır. Asma tavan üstünde plenum olarak işlev gören alanda yalıtımlı su borusu olduğu durumda, eğer yalıtım malzemesi yangının hızla yayılmasını sağlar ve büyük miktarda duman salıverirse yangın durumu çok daha kötü olabilir. Bu nedenle, boru yalıtımı 25/50 alev/duman sınıflandırmasına uygun olmalıdır; ki çoğunlukla da bu şekilde belirtilir. Bununla birlikte, asma tavan üstündeki alan her zaman plenum olarak işlev görmez. Asma tavan üstündeki alan plenum olarak işlev görsün veya görmesin, bir binanın iç ortamında yer alan tüm boru ve kanal yalıtımları, her zaman 25/50 alev/duman sınıflandırmasına uygun olmalıdır.

Mekanik Uygulamalar ve Yanmazlık

ASTM E136, bir malzemenin (sadece ısı yalıtım malzemesini değil) yanmaz olup olmadığının sınıflandırılmasında kullanılır (bazen ISO 1182 veya U.S. Coast Guard 164.109 gibi benzer standartlar kullanılır). Yanmazlık, malzemenin bir yangını desteklemeyeceğini ve organik maddeleri gaza dönüştürmeye yetecek derecede yüksek sıcaklıkta yangına maruz kaldığında, bu gazların yangını beslemeyeceği anlamına gelir. Bir malzemenin yanmaz olarak sınıflandırılması gereği, yapı malzemeleri için her zaman açıkça belirtilmemektedir.  Genellikle gemi ve sızan yanıcı sıvılardan yangın çıkma tehlikesi sürekli olan petro-kimya tesisleri gibi kapalı alanlardaki uygulamalar için belirtilmektedir. 

E136 deneyi, gerçek bir yangınla ilgili gibi değildir. Ufak bir deney numunesi, önceden 750 °C'ye kadar ısıtılmış olan küçük bir fırına sokulur. Yanmaz olarak sınıflandırılabilmesi için, bir çok şartın yerine getirilmesi gerekmektedir: 3 saniye boyunca hiç bir alev gözlemlenmemelidir, numunenin merkezinde ölçülen sıcaklık değeri 30 °C'den fazla artmamalıdır; ve deney bittikten sonra numune, ağırlığının yarısından fazlasını kaybetmiş olmamalıdır. Şekil 3a ve 3b, biri yanmazlık gereklerini karşılayan, diğeri karşılamayan  iki farklı numuneyi gösteriyor. Bir malzemenin yanmaz olarak sınıflandırılabilmesi için nispeten düşük organik madde miktarına sahip olmalıdır.

Mekanik Tesisat Yalıtımı ve Yangın Dayanımı

Bir mekanik tesisat yalıtımının yangın dayanım deneyinde amaç, sistemin bir borunun veya bir cihazın belirli bir bölümünün çok hızlı bir biçimde ısınmasını önleyeceğini göstermektir.  Isı yalıtım malzemesi, sadece ısı akım oranını azalttığı için, genellikle belirli bir malzeme için daha fazla kalınlık, daha uzun bir süre için korunum sağlar; ama sonsuza kadar koruma sağlamaz. Şüphesiz, yalıtım malzemesinin kendisi de yangın sıcaklığına karşı (yaklaşık 2000 °F) dayanıklı olmalıdır. 

Yaygın olarak kullanılan iki adet standart zaman-sıcaklık yangın deneyleri ASTM E119 ve UL 1709'dur.

ASTM E119 yangın deneyi binalar için kullanılmaktadır ve zaman-sıcaklık eğrisi selülozik tipteki bir yangını temsil etmektedir. Örneğin, belirli kalınlıktaki belirli tip yalıtım malzemeleri yangının bir kattan diğerine yayılmasını önlemek için kullanılırlar.  

Tam tersi bir durum olarak, UL 1709 yangın eğrisi çok daha şiddetli bir yangını temsil eder; bu örnekte, bir hidrokarbon yangını temsil etmektedir (bir petro-kimya tesisinde oluşabilecek bir yangın gibi), yangın 75 °F'dan 2000 °F'a kadar beş dakika içinde artar. Ek olarak yangın en az miktarda ısı üretmelidir. Isı yalıtımının amacı, yalıtımlı boru veya cihazın genellikle gereksinmelere bağlı olarak 30, 60 veya 180 dakika gibi sürelerde 1000 °F'a ulaşmasını önlemektir. Bu deneyin sonucu sadece yalıtım kalınlığına ve karakteristiğine değil, yalıtılan borunun ve cihazın karakteristiğine de bağlıdır. Örneğin, verilen bir yalıtım sistemi, boru çapı ve çelik tipi için kalın çelik bir borunun 1000 °F'a ulaşması, ince çelik bir boruya nispeten daha uzun sürecektir.

Yalıtımlı bir çelik boruya uygulanan UL 1709 yangın deneyinin sonucunun, yalıtımın tipi ve kalınlığı, çelik tipi ve boru kalınlığı gibi bir çok değişkene bağlı olduğunun bilinmesi önemlidir. 'UL 1709 deneyinde yalıtım malzemesi 1 saatlik yangın sınıfına uygun mudur?' gibi bir sorunun anlamı yoktur. Doğru soru, daha detaylı tanımlanan bir sorudur: 'Bir UL 1709 deneyinde,12 inch NPS Schedule 80 karbon çeliği boru üstüne uygulanmış bu yalıtım malzemesi 1 saatlik yangın sınıfına uygun mudur; ve uygunsa yalıtım kalınlığı en az ne olmalıdır?'.

Bir çok teknik konuda olduğu gibi, 'Şeytan ayrıntıda saklıdır'. Ve zaman-sıcaklık yangın deneylerinde detaylar son derece önemlidir.

Mekanik Tesisat Yalıtımı ve Yangın Durduruculuk

Bir borunun, bir duvarı delerek geçtiği durumda, mekanik tesisat yalıtımı bazen bir yangın durdurucu malzeme olarak da kullanılmaktadır. Amaç, yangının bir duvarın bir yüzeyinden diğer yüzeyine geçişini önlemektir. Boru, enerji korunumu sağlamak ve/veya yoğuşmayı önlemek için zaten yalıtıldığından, aynı malzeme yangın durdurucu olarak da kullanılmaktadır. Bu yalıtım, boru ile duvar arakesitinden yangının yayılmasını engellemek amacıyla kullanılır.

Yapıda, yukarıda tarif edilen ASTM E119 deneyi kullanılır. Duvar kalınlığı, boru ölçüsü ve tipi, yalıtım kalınlığı ve tipi önemli değişkenlerdir. Bazen gereksinimleri karşılamak için bir kaç yalıtımdan oluşmuş bir sistem kullanılır.

Yağ Kanallarında Mekanik Tesisat Yalıtımı

Ticari mutfakların üstünde egzoz kanalları gibi kullanılan yağ taşıyan kanalların yalıtımı özel bir durumdur. Bu kanallar dıştan yüksek maksimum kullanım sıcaklığına sahip malzeme ile yalıtılır. Yalıtımın amacı, kanallarda oluşan yağ, alev aldığında (ki sonunda alev alacaktır; bu durum bir afet olarak düşünülmemektedir ancak kaçınılmazdır), kanalların yakınında yer alan yapı malzemelerinin alev almasını önlemektir. Yağ kanalları deneyinde kullanılan zaman-sıcaklık eğrisi özeldir. Kanalı çevreleyen ortam oda sıcaklığında iken, kanal içindeki hava dört saat boyunca 500 °F'da şartlandırılır ve bu zaman diliminde kanalın yüzey sıcaklığı, oda sıcaklığının  117 °F üstüne çıkmamalıdır. Daha sonra sıcaklık 30 dakika boyunca 2000 °F sıcaklığa çıkarılır. Bu zaman içerisinde yalıtımın dış sıcaklığının 325 °F'dan daha fazla artmasına izin verilmez. 

Sonuç

Yangın güvenliği için ısı yalıtım malzemelerini de içeren bir çok deney bulunmaktadır.  Bunlardan bazıları mekanik tesisat yalıtımı için özeldir. Herkesin yangın konusunda uzman olmasına gerek yokken mekanik tesisat yalıtımı ile uğraşan ilgililerin, deneylerin ne olduğuna, birbirlerinden nasıl farklılaştıkları, neden ve ne zaman kullanılmaları gerektiklerini merak etmeleri beklenir. Bir malzemenin bir yangın güvenliği performansı için hak kazanabilmesi için, bu malzemenin deneyleri yapılmalıdır. Bazen deneyin düzeneği ve şartları, deney sonuçları için önemlidir. Herkesin bu detaylara dikkat etmesi gerekir.