TEMİZ GAZLI SÖNDÜRME SİSTEMLERİ ÜZERİNE GENEL BAKIŞ
Bu yazının amacı EN 15004 (ISO14520 :2006 sürümünün revize edilmiş halidir) seri standardında yer alan ” Sabit Yangınla Mücadele Sistemleri-Gaz Püskürten Sistemler-Tasarım Montaj ve Bakım “baz alınarak, temiz gazlı söndürme sistemlerinin toplam hacimsel koruma yöntemine göre işlevi, kullanım alanları, gerekli çerçevede tasarımı ve kurulumu ile insan sağlığı üzerine etkileri hakkında bilgiler vermektir. CO2 sistemi, diğer ISO standartları tarafından ayrıca ele alındığı için bu kapsamda yer almamaktadır. EN 15004 standardında, çok sayıda söndürücü gaz tanımlı olmasına rağmen, bu yazıda, iki adedi kimyasal ve iki adedi inert gaz özelliğinde olmak üzere, toplam dört adet söndürücü gaz tipi ele alınarak incelenmiştir. Kimyasal özellikte olan gazlardan birincisi, kullanımı en yaygın olan HFC227ea (Heptaflorpropan-CF3CHFCF3) gazıdır.Bu gazı genel kullanımdaki adıyla “FM200” olarak da tanımaktayız. Diğer kimyasal özellikteki gaz ise HFC125(Pentafloretan-CHF2CF3) gazıdır.Her iki gaz da laboratuar ortamında üretilmekte olup doğada doğal halde bulunmamaktadır. HFC125 gazı, Montreal Protokolü’nde imzalanan ve belli bazı Halon türevi gazların üretimini kısıtlayan anlaşmanın sonucu olarak Halon türevi gaz sistemlerinin değişiminde kullanılan alternatif gazlara örnek olarak seçilmiştir. HFC125 gazı; yapılacak hidrolik hesaplamalara dayalı olarak, Halon 1301 sistemine ait borulama tesisatında değişiklik yapılmaksızın, sistem değişikliğine olanak sağlayan en uyumlu alternatif gazdır. Temiz gazlar içinde yer alan inert gazlara örnek olarak, yaygın kullanımı nedeniyle IG-01(Argon) ve IG-541(Inergen) alınmıştır. Gazlı söndürme sistemleri, yeni teknolojik gelişmeler paralelinde sürekli geliştirilen ve alternatif düzenlemelere olanak sağlayan sistemlerdir. Bu yazıda ele alınan gazların dışındaki teknik özellikleri ve güvenlik seviyeleri yetkili kuruluşlarca onaylanmış söndürücü maddeler ve bu maddeleri kullanan sistemler bulunmasına rağmen bu bölümde yer verilmemiştir. Literatürde yer alan bazı terimlerin anlamlarına bakmak gerekirse;
Temiz gaz: Elektriksel iletkenliği olmayan, buharlaştıktan sonra atık bırakmayan, uçucu sıvı veya gaz halindeki söndürücü maddedir.
Halokarbon gazı: İçeriğinde flor,klor,brom veya iyot elementlerinden bir veya daha fazlasının oluşturduğu organik bileşikler bulunan söndürücü maddedir.
Inert gaz: İçeriğinde helyum, neon, argon, nitrojen veya karbon dioksit gibi gazlar bulunan söndürücü maddedir.
Konsantrasyon: Gazın içinde bulunduğu hacimdeki yüzde olarak oranı.
Söndürme konsantrasyonu: Herhangi bir güvenlik faktörü ihtiva etmeyen, tanımlanan deney şartları altında, özel yakıt yangınını söndürmek için gerekli söndürme maddesinin en düşük konsantrasyonu.
Tasarım konsantrasyonu: Sistem tasarım amaçları için gerekli bir emniyet faktörü içeren, söndürme maddesinin konsantrasyonu. EN 15004’e göre, tasarım konsantrasyonu, her bir söndürücü gaz için yangın sınıfına göre belirlenmiş deneylerle ispatlanmış söndürme konsantrasyonuna 1.3’lük güvenlik faktörü ilave edilerek belirlenmelidir.
En yüksek konsantrasyon: Korunmuş alanda, en yüksek çevre sıcaklığında gerçek söndürme maddesi miktarında meydana gelen söndürme maddesinin konsantrasyonu.
Mühendislik tasarımlı sistem: Söndürme maddesi merkezi bir depodan beslenen ve boru sistemi ve nozullarla boşaltma yapan, her bir boru parçası ve nozulun kesit ölçüsünün ilgili standarda göre hesaplandığı sistem.
Ön mühendislik tasarımlı sistemler: İzin verilen en yüksek tasarıma kadar, dengelenmiş bir nozul dösenmesi ile boru tesisatına bağlı, belirli kapasitede yangın söndürme maddesi kaynağına sahip sistem.
Toplam hacimsel koruma sistemi: Kapalı bir alan içerisinde, uygun tasarım konsantrasyonunu elde etmek üzere, söndürme maddesini boşaltmak için düzenlenmiş sistem.
Dolum Yoğunluğu: Söndürücü gazın bulunduğu kabın birim hacmi başına, söndürücü gazın (kg/m3) cinsinden kütlesidir.
Boşalma Süresi: 20ºC sıcaklıkta, 1.3’lük güvenlik faktörü içeren tasarım konsantrasyonunun %95’ine erişmek için gerekli süre. Halokarbon türevi gazların boşaltılması, ayrışma ürünlerinin oluşumunu sınırlamak ve yangını bastırmak için mümkün olduğu kadar çabuk tamamlanmalı ve hiçbir durumda 10 saniyeyi geçmemelidir; İnert gazlar için bu süre 60 saniyedir.
Ters etki gözlenen en düşük seviye (LOAEL): Zehirlilik veya fizyolojik olarak ters etki gösteren en düşük konsantrasyon.
Ters etki gözlenmeyen seviye (NOAEL): Zehirlilik veya fizyolojik olarak hiç bir ters etki göstermeyen en yüksek konsantrasyon.
Yasal Gereklilikler;
Gazlı sabit söndürme sistemleri, tesisin nitelik ve ihtiyaçlarına bağlı olarak uygun, güncel, sertifikalı ve ilgili TSE standartlarına göre tasarlanmalıdır. Uyulması zorunlu olan TS EN 15004 Standardı “Sabit Yangınla Mücadele Sistemleri-Gaz Püskürten Sistemler-Tasarım Montaj Ve Bakım“ , genel başlığı altında yer alan aşağıdaki bölümleri kapsar:
– TS EN 15004-1: Tasarim, montaj ve bakım
– TS EN 15004-2:FK-5-1-12 söndürme maddesi için tasarım ve fiziksel özellikler
– TS EN 15004-3:HFC Karışım A söndürme maddesi için tasarım ve fiziksel özellikler
– TS EN 15004-4:HFC227ea söndürme maddesi için tasarım ve fiziksel özellikler
– TS EN 15004-5:HFC125 söndürme maddesi için tasarım ve fiziksel özellikler
– TS EN 15004-6:HFC23 söndürme maddesi için tasarım ve fiziksel özellikler
– TS EN 15004-7:IG01 söndürme maddesi için tasarım ve fiziksel özellikler
– TS EN 15004-8:IG100 söndürme maddesi için tasarım ve fiziksel özellikler
– TS EN 15004-9:IG55 söndürme maddesi için tasarım ve fiziksel özellikler
– TS EN 15004-10:IG541 söndürme maddesi için tasarım ve fiziksel özellikler
Özel söndürme sistemleri, suyun söndürme etkisinin yeterli görülmediği veya su ile reaksiyona girebilecek maddelerin bulunduğu, depolandığı ve üretildiği hacimlerde uygun tipte söndürme sistemi tesis edilir. Halon alternatifi gazlar ile tasarımı yapılmış gazlı yangın söndürme sistemlerinde kullanılan söndürücü gazın, yerel ve uluslararası yönetmelik ve standartlarla belgelenmiş uzun süreli kullanım geçerliliği olmalıdır. Her türlü gazlı söndürme sistemleri kurulurken, otomatik gaz boşaltımı esnasında veya sistemin aktive olduğunu işletici ve mahalde çalışan personele bildiren ve kişilerin söndürme mahalini tahliye etmesini sağlayacak sesli ve ışıklı uyarılar temin ve tesis edilmek zorundadır.
AB mevzuatında 97/23/EC sayılı PED direktifi ve 99/36/EC sayılı TPED direktifine karşılık gelen Türk mevzuatına göre, 97/23/AT sayılı ” Basınçlı Ekipmanlar Yönetmeliği” ve 99/36/AT “Taşınabilir Basınçlı Ekipmanlar Yönetmeliği ” gereği, gazlı söndürme sistemlerinde kullanılan silindirlerin üzerinde PED* ve TPED* direktiflerine uygunluk işareti bulunmalıdır. Kazınmış “Π” işareti, silindirlerin PED ve TPED direktiflerine uygunluğunu belirler. Aynı zamanda 97/23/AT sayılı ” Basınçlı Ekipmanlar Yönetmeliği” gereği silindirlerin “CE” işareti taşıması zorunludur. CE ve Π markalama süreci ile sadece temel emniyet gereklerini tanımlayan bu yönetmeliklerin gerekliliklerinin karşılanması değil, aynı zamanda CE veya PI işareti taşıyan bir ürün; can ve mal emniyeti, insan sağlığı, çevre koruması ile enerji tasarrufunu öngörmektedir.
Söndürücü gazın, açıklıklardan bitişikteki tehlikeli alanlara veya çalışma alanlarına kaçmasını önlemek için, bu açıklıklar kalıcı olarak sızdırmaz biçimde kapatılmalı veya otomatik kapatma tertibatlarına sahip olmalıdır. Söndürücü gazı belli hacimde tutmak uygulamada mümkün değilse, koruma bitişik tehlikeli bağlantıları kapsayacak şekilde geliştirilmelidir. Ortam basıncının, standart deniz seviyesi basıncına göre %11 oranında farklılık gösterdiği durumlarda, basınç farkını telafi etmek üzere “atmosferik düzeltme faktörleri” kullanılarak söndürücü gaz tasarım miktarında yükseklik ayarlaması yapılması gerekmektedir. Atmosferik düzeltme Faktörünün TS EN 15004’teki tablosu aşağıda verilmiştir.
Söndürücü temiz gazların boşaltılması ile insanlar üzerinde oluşabilecek herhangi bir tehlike, sistem tasarımında göz önüne alınmalıdır. Gazlı söndürme sistemleri, toplam hacim koruması ile kapalı hacimlerdeki yangın tehlikesine karşı koruma sağlamak üzere genellikle aşağıda belirtilen mahallerde kullanılır:
– 24 Saat esasına göre çalışması gerekli mahaller:(Banka Bilgi İşlem Merkezleri, Radar İzleme Mahalleri,Kesintisiz ve yüksek riskli proses, data vb. endüstriyel odalar,Hava Kontrol Merkezleri)
– Ekipman hasarının yangın ve/veya su uygulaması karşısında önem kazandığı mahaller: (Telefon Santralleri ̀Enerji Üretim Merkezleri Kontrol Odaları, Server vb. Network Sistem Odaları ,Banka Kasa Daireleri)
– Yerine konulamayacak değerlerin muhafaza edildiği alanlar :(El Yazması Eserlerin muhafaza edildiği alanlar, Tarihi Eser Saklama Mahalleri; El Yazmaları, Osmanlı Eserleri, Yüksek güvenlikli ve muhafaza edilmesi gereken değerlerin saklandığı mahaller)
– Geçmişe veya günümüze ait orijinal değerli evrakın saklandığı mahaller :(Mukaddes Emanetler, MGK Kayıtları, ̀TBMM’nin kapalı oturum ve/veya ülke güvenliğini ve/veya politikasını belirleyen tutanaklarının muhafaza edildiği kayıt odaları, Kripto odaları vb. ̀Kıymetli Arşiv odaları)
– Alevlenebilir ve yanabilir sıvılar ve gazların bulunduğu mahaller
Söndürücü Gaz Tipi Seçim Kriterleri
Inert gazlar ve halokarbon türevi gazlar, aynı standartta yer alan ve otoritelerin çoğu tarafından aynı standart kapsamında temiz gaz olarak birlikte değerlendirilir. Söndürücü gaz tipi; insana ve çevreye olan etkilerin yanısıra, korunacak hacim özelliklerine bağlı olarak ilk yatırım ve işletme maliyet faktörleri dikkate alınarak seçilir. Söndürücü gaz tipleri için karakteristikler, aşağıda verilmiştir.
Halokarbon türevi gazların seçiminde aşağıdaki konular dikkate alınmalıdır:
– Halokarbon türevi gazlar, hem fiziksel hem de kimyasal olarak yangını söndürür.
– Halokarbon türevi gazlar daha düşük basınçlarda (25-42bar) sıvı halde depolanır. Tesisatlarda, sistem basıncına göre düşük et kalınlıklı boru kullanılabilir.
– Halokarbon gazların boşaltma süresi 10sn’dir. Bu sürenin sağlanabilmesi için silindirlerin, korunan mahale mümkün olan en yakın yere, tercihen mahalin dışında yerleştirilmelidir.
– Halokarbon sistemlerde stoklama basıncının düşük olması ve daha az sayıda silindir gerektirmesi nedeniyle işletme ve bakım maliyetleri düşüktür.
– Normalde insan bulunan mahallerde kullanımına, ancak tasarım konsantrasyonunun insana zarar verebilecek en düşük seviyenin (LOAEL) altında olduğu yerlerde izin verilir.
– Söndürücü gaz için öngörülen maksimum güvenli maruz kalma süresi 5 dk.’dır. Söndürücü gaza bu süreden daha uzun süre maruz kalınması durumunda fiziksel veya toksik etkiler olabilir. 5dk’dan daha düşük bir maksimum güvenli maruz kalma süresi gerektiren tasarım konsantrasyonları ile tasarlanan sistemler insanlı mahallerde kullanılamaz.
– Yangın esnasında ortama boşaldıklarında, yapılarındaki özelliklerden dolayı yangınla ya da sıcak yüzeylerle girdikleri kimyasal reaksiyonlardan sonra bozunma ürünleri oluşabilir.
– Halokarbon gazlar ozona zarar vermezler. Halokarbon gazların sera etkisi potansiyeli yüksektir ancak sadece yangın sırasında veya kazara boşalan sistemlerin yarattığı CO2 salınımı, dünyadaki sera etkisi yapan günlük CO2 salınımıyla bile kıyaslanamayacak kadar az olmaktadır.
Inert gazların seçiminde aşağıdaki konular dikkate alınmalıdır.
– Inert gazlar ortamdaki oksijen oranını yanma sınırının altına düşürerek, yangını söndürür.
– Inert gazlı sistemler, gaz fazında depolandığından, daha fazla silindir ve buna bağlı olarak silindir yerleşimi için daha fazla alan gerektirir.
– Inert gazlar, yüksek basınçlarda(200-300bar) gaz fazında depolanabilir. Inert gazların sistem basıncı manifolddan (ya da son piyasaya çıkan sistemlerden sonra direkt olarak vana başlığında) itibaren 60 bar’a düşürülür. Inert gazların kullanıldığı sistemlerde aşırı basınç probleminden dolayı relief damper kullanılması zorunlu olabilir.
– Inert gazlarda boşaltma süresi 60sn’dir. Boşaltma süresi ve sistem basıncının yüksek olması, silindir odasına uzak mesafede borulama gerektiren mahallerde kullanılmasına olanak sağlar.
– Inert gazlar, her zaman her yerde rahatlıkla bulunabilen ve dolumu çok ucuz bir gazdır. Boşalan sistemlerin yeniden dolumu ve sistemin yeniden işletmeye alınması işletmeciye ciddi bir mali yük getirmeden mümkün olabilmektedir.
– Normalde insan bulunan mahallerde kullanımına, ancak tasarım konsantrasyonunun insana zarar verebilecek en düşük seviyenin (LOAEL) altında olduğu yerlerde izin verilir. Normalde insan bulunan yerlerde kullanımında, sistem üretici tasarım manuelinde verilen tasarım konsantrasyonlarının üzerinde tasarım yapılmamasına dikkat edilmelidir.
– Inert sistemlerde, bir merkezden görece daha uzakta bulunan korunması istenen hacimlere, aynı anda birden fazla noktada yangın riski olmayacağı kabulü yapılarak, seçici yönlendirme vanaları kullanımı ile koruma sağlanabilmektedir. Bu uygulamada en büyük hacim için sistem kapasitesi belirlenir ve diğer odalar aynı merkezden koruma sağlanır.
– Inert gazlar ile yapılan yangın söndürmede ölçülebilir bir bozunma ürünü oluşmaz. Bununla beraber yangının kendisinden kaynaklanan bozunma ürünleri önemli miktarlarda olabilir ve insanların bulunması için uygun olmayan ortam oluşturabileceği unutulmamalıdır.
– Atmosferde doğal olarak bulunurlar. Ozona zarar vermeyen ve sera etkisi potansiyeli olmayan gazlardır.
Mahalde bulunan yanıcı maddenin türü ve yangın sınıfı belirlenmelidir.
(a) A sınıfı yüzey yangın: A sınıfı yangınlar, yanıcı katı maddeler yangınıdır. Odun, kâğıt, kumaş, plastikler gibi madde yangınları bu sınıfa girer.
(b) A sınıfı yüksek tehlike yangın: A sınıfı yangınlarda aşağıdaki durumlardan herhangi birinin bulunması halinde A sınıfı yüksek tehlike olarak tanımlanır.
– Çapı 100mm’den fazla olan kablo demetleri
– Dolum yoğunluğu kesitinin %20’sinden fazla olan kablo kanalları
– Yatay veya dikey kablo kanalı rafları ( 250 mm’den daha yakın)
– Söndürme süresince enerji sağlanan ekipmanlar, güç tüketiminin 5kW’ın üzerinde olduğu durumda
(c) B sınıfı yangın: Yanıcı sıvı maddeler yangınıdır. Benzin, benzol, makine yağları, laklar, yağlı boyalar, katran, asfalt
gibi madde yangınları bu sınıfa girer.
Koruma Süresi, Söndürücü gaz konsantrasyonunun elde edilmesi yeterli değildir. Bu konsantrasyonun mahalde acil faaliyetlere olanak verecek sürede muhafaza edilmesi gereklidir.Bu durum tüm yangın sınıflarında eşit öneme sahiptir.Korunan hacimde söndürücü gazın konsantrasyonunun ne kadar süre ile muhafaza edileceği tespit edilmelidir. Bu süreye tutma süresi denir. Tahmini tutma süresi kapı fan testi yapılarak veya aşağıdaki kriterleri sağlamak üzere tam boşaltma testi yapılarak doğrulanmalıdır.
(a) Tutma süresi başlangıcında, korunan hacmin her yerindeki konsantrasyonu, tasarım konsantrasyonu olmalıdır.
(b) Tutma süresi sonunda, korunan hacmin içinde tehlikeye maruz en yüksek noktada söndürücü gaz konsantrasyonu, söndürme konsantrasyonundan az olmamalıdır.
(c) Tutma süresi yetkili kuruluşlarca farklı tanımlanmadıkça 10dk’dan az olmamalıdır.
Sızdırmazlık ,Söndürücü gazın, açıklıklardan bitişikteki tehlikeli alanlara veya çalışma alanlarına kaçmasını önlemek için, bu açıklıklar kalıcı olarak sızdırmaz biçimde kapatılmalı veya otomatik kapatma tertibatlarına sahip olmalıdır.Söndürücü gazı belli hacimde tutmak uygulamada mümkün değilse, koruma bitişik tehlikeli bağlantıları kapsayacak şekilde geliştirilmelidir. Cebri çekişli havalandırma sistemleri gaz boşalmadan önce, otomatik olarak kapatılmalıdır. Korunan alan sınırları içinde söndürme sisteminin performansını etkileyici olası tüm tesisatlar(örneğin; yakıt ve güç beslemeleri) uygulama öncesi veya boşalma ile eş zamanlı olarak kapatılmalıdır.
Abdullah Aksoğan
Makine Mühendisi, FPE