Ülkemizde binaların yangından korunması hakkında ki yönetmelikler ve TSE 12845 gibi standartlarda sprink sistem korumalarında maalesef ki 7,60 m üzeri endüstriyel yapılarımız bulunmamaktadır. Özellikle ülkemizde depolama alanları ve lojistik merkezleri 12 m ve üzeri yapılar olduğundan dolayı şunu çok rahat söyleyebiliriz ki “özellikle depolama alanlarımızı kapsayan bir yönetmeliğimiz yoktur”. Bu durum depo alanlarımızın tasarımlarında NFPA 13 standartlarını baz almamızı zorunlu kılmaktadır. İşte bu noktada da ESFR sprinkler çok iyi bilmemiz ve anlamamız gereken bir konu olarak önümüze çıkmaktadır.

Günümüzde, her metrekare alışveriş merkezi için 5m² depolama ihtiyacı bulunmaktadır. Bu durum depolama hizmetlerindeki artışla birlikte, yüksek depolama alanlarına özel sprinkler sistemi çözümlerini gündeme getirmiştir. Bu bildiride spesifik uygulama gerektiren sprinkler tiplerinden biri olan ESFR ele alınarak, uygulama alanları ile birlikte sistem tasarımına ilişkin kriterler incelenmiştir.

ESFR Sprinkler, yüksek depolama alanlarındaki yangın riskine karşı, özellikle çatı sprinkler sisteminin raf arası sprinkler sistemlerine tercih edildiği durumlarda kullanılmak üzere geliştirilmiştir. ESFR sprinkler, montaj maliyetleri, çarpma sonucu oluşabilecek sprinkler hasar riski ve raf yerleşiminde değişiklik olanakları açısından raf arası sprinklere göre daha yaygın olarak kullanılmaktadır.

ESFR Sprinkler, hızlı tepkili algılama elemanı ile yüksek hızda yüksek su debisi sağlamak üzere tasarlanmıştır. Dört farklı K değerine sahip ESFR üretimi yapılmaktadır. NFPA 13’te; ESFR sprinkler tasarım kriterleri depolama yüksekliği ve yangın yüküne bağlı olarak tablolar halinde verilmiştir. Bu tablolarda her depolama yüksekliğinde K14, K17, K22 ve K25 ESFR için farklı basınç değerleri bulunmaktadır.

Belirli bir depolama yüksekliğinde K22 ve K25 ESFR seçenekleri için sprinkler debi ve basınç ihtiyaçları kıyaslanarak, K faktörüne bağlı olarak pompa ve su deposu kapasitesi, boru çapları gibi konularda sağlanabilecek avantaj ve dezavantajlar belirlenmiştir.

Sprinkler Sistemi

Sprinkler sisteminin amacı, yangını kontrol veya söndürmeye yetecek minimum uygulama yoğunluğunu sağlamaktır. Sprinkler sistemi, endüstriyel bir tesisin yangın söndürme sisteminin en etkili elemanıdır.

Yangın esnasında yükselen duman içinde su damlacıklarının penetrasyonu ve yanan yüzeye ulaşarak söndürme işleminin gerçekleştirilmesi, çevrede ve tavan seviyesinde sıcaklığın düşürülmesi sonucu aşırı sprinkler açılması ve konvektif ısı transferi nedeniyle yapısal yangın zararlarının önlenmesi, yanan nokta çevresini ıslatıp soğutarak yangının yayılmasını önlemek yangının kontrol altına alınabilmesi için gerekli zorunluluklardır.

Sprinkler sisteminin bu zorunlulukları yerine getirebilmesi için optimum damlacık çapının sağlanması gereklidir. Sprinkler deflektöründen yayılan damlacıkların çapına bağlı olarak yangının ilerleme hızı ve sıcak gazların yapı içine transferi çok fazla değişebilir.

Büyük damlacıkların yükselen duman içerisinde penetrasyonu kolaydır, ısıl yükü yüksek yangınlarda küçük damlacıklara göre daha etkilidir. Küçük damlacıklar ise yanan bölge çevresinde ve özellikle tavan çevresinde buharlaşıp ısı çekerek soğutma etkisi sağlarlar. Böylece daha çok sprinkler açılması önlenmiş olur.

Ancak yükselen dumanın hızı damlacıkların terminal hızını geçiyorsa özellikle küçük damlacıklar duman ile birlikte sürüklenecek ve söndürme ya da soğutma işlemine katkı yapamayacaktır. Eğer sprinkler uygulanacak alan yüksek tavanlı ise bu kritere daha fazla dikkat edilmelidir.

Yangın esnasında ortaya çıkan ısı miktarına bağlı olarak yüksek tavanlı binalarda tavan sıcaklığının sprinklerin aktivasyon sıcaklığına ulaşması daha uzun sürecektir. Buna paralel olarak yangın büyüyecek ve yükselen alevler sonunda sprinklerlerin çalışmasını sağlayacak ancak damlacıklar yere düşmeden buharlaşacak ya da damlacık hızlarına bağlı olarak duman ile birlikte sürüklenecektir.

Bunu önlemek için yüksek tavan uygulamalarında büyük orifisli sprinkler kullanılması gerekmektedir. Kullanılacak sprinkler tipinin seçimi ve yerleşimi ise en sağlıklı olarak sprinkler su atım karakteristiklerinin değerlerine göre karşılaştırılması ya da projelendirme yapılan yükseklik için test verilerinin üreticiden sağlanması ile yapılabilir. Ancak pratik çözüm olarak 9,1 m’ye kadar olan yüksek tavan uygulamalarında ESFR veya iri damlacıklı sprinklerler çözüm olabilir.

Sprinkler sisteminde kontrol ve söndürme özellikli olmak üzere iki tip sprinkler mevcuttur.

1.2 ESFR (Erken Uyarılı Hızlı Tepkili) Sprinkler

1980’lerin sonunda, Factory Mutual Sigorta şirketinin çalışmaları sonucunda yangınların bastırılması için özel dizayn edilen ESFR sprinkler geliştirilmiştir. Yüksek depo alanlarında yangını bastırmak ve özel uygulama gerektiren yerlerde kullanmak için geliştirilmiş ilk sprinklerdir. ESFR sprinkler söndürme özellikli sprinklerdir ve K14, K17, K22 ve K25 olmak üzere dört farklı basınç değerinde ESFR sprinkler mevcuttur. Kullanılacak olan bu sprinkler tipini çatı ve depolama yükseklikleri belirler. (Tablo 2)

ESFR sprinkler, yangını bastırmaya yönelik homojen ve güçlü su dağılımı ile hızlı şekilde su akışı sağlar. Deflektörü iri su damlacıkları üretir ve yangın sırasında erken devreye girerek, iri damlacıkları sayesinde sıra yangınların bastırılmasında etkilidir.

Tüm dizayn ve montaj kriterlerinin tam olarak yerine getirilmesi halinde, depo ve depolama alanlarında ESFR sprinkler diğer sprinklerler ile karşılaştırıldığında çok daha etkilidir.

ESFR sprinklerin montajında uygulanması gereken; tavan eğimi, çatı konstrüksiyonu, montaj yerleşimi ve çatı engelleri gibi bazı zorunlu kurallar vardır. Bu zorunlu kurallara uyulmaması durumunda sprinklerin atım karakteristiği bozulabilmekte ve yangın anındaki performansını olumsuz etkileyerek söndürme işleminin gerçekleşmemesine neden olmaktadır.

ESFR Sprinkler Kullanım Limitleri

• ESFR sprinkler sadece ıslak borulu sistemlerde kullanılır.
• Çatı eğimi %16,7’yi geçtiğinde (Her 12 m’de 2 m yükseklik) kullanılamaz.
• Kapalı raf plakalarının kullanıldığı ve/veya üstü açık konteynerlerin bulunduğu raflı depolama düzeninde kullanılmaz.
• Yanıcı engelli çatılarda kullanılmaz.
• Engelli ve engelsiz tavan yapısında kullanılabilir.
• Kapalı yapı elemanlarının (kiriş vb.) derinliği 305 mm’yi geçtiği yerlerde, sprinkler arası minimum mesafe ve koruma alanları dikkate alınarak bu yapı elemanlarının oluşturduğu her kanal içine yerleşim yapılmalıdır.

ESFR Sprinkler Yerleşiminde Dikkat Edilmesi Gereken Konular

• Sprinkler maksimum koruma alanı ve sprinkler arası mesafe; Tablo 1’de verilen değerleri geçmemelidir.
• Sprinkler minimum koruma alanı: 6 m²’den az olmamalıdır.
• Sprinklerin duvara maksimum mesafesi: Tablo 1’de verilen sprinkler arası maksimum mesafenin yarısını geçmemelidir.
• Sprinklerin duvara minimum mesafesi: 102 mm’den az olmamalıdır.
• Sprinkler arası minimum mesafe: 2,4 m’den az olmamalıdır.
• Sprinklerin tavana olan mesafeleri K faktörüne göre değişiklik gösterir:
  • K=14 (Sarkık Tip): Maksimum: 356 mm, Minimum: 152 mm
  • K=16.8 (Sarkık Tip): Maksimum: 356 mm, Minimum: 152 mm
  • K=22.4 ve 25.2 (Sarkık Tip): Maksimum: 457 mm, Minimum: 152 mm
  • K=14 (Dik Tip): Maksimum: 305 mm, Minimum: 76 mm
  • K=16.8 (Dik Tip): Maksimum: 305 mm, Minimum: 76 mm
• Branşmanların kirişleri kesecek şekilde yerleşimine izin verilir, ancak sprinkler eş aralıklar içinde kalmalı ve kirişlerin altında bulunmamalıdır.
• Sprinkler deflektörü, tavana veya çatıya paralel olmalıdır.
• Genişliği 0.6 m veya daha az olan engel altına sprinkler ilavesi yapılmaz; sprinkler, engel kenarına yatayda 0.3 m veya daha fazla mesafede yerleştirilir.
• ESFR sprinkler, çelik veya boşluklu çelik kirişlerin alt kirişlerine yatayda minimum 0.3 m mesafede yerleştirilmelidir.

Sistem genel olarak yukarıda yazmış olduğum standartlara uygun şekli ile çok etkili ve etkin bir koruma sağlamaktadır.