Bir Mekanik Mühendislik Yangın Sistemleri

Yangın Algılama Sistemleri

Elektronik Yangın Algılama ve İhbar Sistemi en basit anlamı ile bir yangın oluşumunu daha başlangıç safhasında iken yangının fiziksel özelliklerine duyarlı elektronik algılama elemanları tarafından algılanması ve ihbar edilmesi şeklinde çalışmaktadır. Elektronik Yangın Algılama ve İhbar sistemleri, yapıların yangın koruma özellikleri bakımından anahtar konumda hizmet veren sistemlerdir. Uygun biçimde tanımlanmış, dizayn edilmiş, üretilmiş, montajı tamamlanmış, test edilmiş ve bakımı yapılmış yangın algılama sistemi yapılardaki yangın kayıplarını sınırlamaya yardımcı olur. Elektronik Yangın Algılama ve İhbar sistemleri genel olarak İki sınıfa ayırmak mümkündür. Ancak son yıllarda elektronik ve bilgisayar teknolojisinde meydana gelen hızlı gelişmeler Elektronik Yangın Algılama ve İhbar Sistemlerine yansımış ve çok hassas algılama kabiliyetine sahip modüler yapıda algılama elemanları piyasaya sürülmüştür.
1. Konvansiyonel Sistemler:
Konvansiyonel sistemler genellikle alan bakımından küçük olan mahallere ve kompartıman sayısı az olan bölgelere uygulanır. Konvansiyonel sistemlerde algılama elemanları, bölgeler oluşturacak şekilde tasarlanır ve her bir bölge kontrol paneline ayrı bir hat olarak bağlanır. Konvansiyonel sistemlerde yapılan algılama sadece bölge bazında gerçekleşmektedir. Bu durum yangın oluşumu uyarısı geldiği bölgenin panelde görülmesini sağlamakta, ancak uyarının bu bölgedeki hangi algılama elemanından geldiği konusunda her hangi bir bilgi teşkil etmemektedir. Yangın oluşumunu bulmak için, kontrol panelinde görülen ve yangın oluşumu uyarısı gelen bölgenin araştırılması gerekmektedir. Bu araştırmanın kısa sürede tamamlanabilmesi için, bölgeler oluşturulurken bazı sınırlamalara uyulması gerekmektedir. Bu sınırlamaları şöyle tanımlayabiliriz.
a)   Eğer bir binanın toplam taban alanı 300 m2' den az ise, tüm bina tek bir yangın bölgesi olarak kabul edilebilir
b)   Eğer bir binanın toplam taban alanı 300 m2' den fazla ise, her kat ayrı bir yangın bölgesi olarak tanımlanmalı, herhangi bir kat birden fazla yangın bölmelerine bölünmüş ise bunların her biri ayrı birer yangın bölgesi olarak kontrol edilmelidir.
c)   Herhangi bir yangın bölgesinin alanı 2000.m2' yi aşmamalıdır.
d)   Bir yangın bölmesi dahilinde, yangın yerinin belirlenmesi için bir kişi tarafından katedilmesi gereken yol, 30 m' yi geçmemelidir.
e)   Birden fazla kullanıcısı olan binalarda her bir" kullanıcı tarafından işgal edilen alan en az bir yangın bölgesi olarak tanımlanmalıdır.
f)    Özel yangın riski bulunan yerler ayrı yangın bölgeleri olarak tanımlanarak yangın yerinin hızla belirlenmesi sağlanmalıdır.
Bir bölge hattı üzerinde 25 algılama elemanın üzerine çıkılmaması kontrol açısından daha isabetli olmaktadır.
Yangın oluşumu uyarısı gelen bölgedeki odalar kilitli olması durumunda yangın kaynağına ulaşmakta zaman kaybı meydana gelebilir. Bu durumları ortadan kaldırmak için ofis binaları gibi oda sayısının çok olduğu bölgelerde her odanın girişine paralel uyarı lambaları konulmalıdır. Mahal içindeki algılama elemanına ek bir bağlantı kablosu ile bağlanan paralel uyarı lambaları sayesinde mahallere girmeden yangın uyarısı gelen dedektörün yeri saptanabilir.
2. Adresli Sistemler
Adresli sistemler genel olarak alan bakımından büyük olan yerlerde, yüksek yapılarda ve yapının mimari özelliğinden dolayı çok sayıda yangın bölmesine ayrıldığı yerlerde kullanılır. Adresli sistemler son yıllardaki teknolojik gelişmeler neticesinde analog adreslenebilir sistemler ve interaktif (akıllı) sistemler olarak ikiye ayrılmıştır.
I. Analog Adreslenebilir Sistemler
Analog adreslenebilir sistemler, konvansiyonel sistemlere nazaran teknolojik olarak yangın algılama ve ihbar sistemleri sektöründe bir üst seviyeyi temsil etmektedir. Bu sistemlerde kullanılan algılama elemanlarının her biri kontrol paneli ile iletişim kurabilme özelliğine sahiptir. Bu özellik sayesinde her algılama elemanının kendini kontrol paneline tanıttığı özel bir kodu yani adresi vardır.
Analog adreslenebilir sistemlerde kullanılan kontrol panelleri sırasıyla tüm algılama elemanları ile tek tek haberleşir ve bu elemanlardan gelen uyarı sinyallerini alır. Böylece yangın oluşumu uyarısını gönderen algılama elemanı ve/veya elemanlarının yeri kesin olarak belirlenebilir.
Analog adreslenebilir sistemlerde, konvansiyonel sistemlerde kullanılan bölge tanımı kullanılmaz, Analog Adreslenebilir sistemlerde loop ( ring veya halka ) tanımı kullanılır. Bu sistemlerde hat, kontrol panelinden çıkıp, belirlenen mahalde montelenerek tekrar kontrol paneline döner. Analog adreslenebilir sistemlerde bu duruma loop adı verilir. Bir loop' a 50 ila 128 algılama elemanı monte edilebilir ve loop uzunluğu genel de 2000 mt.' yi geçmez.
Analog adreslenebilir sistemlerde kullanılan algılama elemanları ve kontrol panelleri mikroişlemci tabanlıdır. Kontrol paneli algılama elemanlarını enerji verildiğinde tanımlayabilmektedir. Bu tanıma genel olarak "mantıksal adres" adı verilmektedir. Algılama elemanlarının fiziksel olarak tanımlanması ise bir P.C. yazılımı ile gerçekleşmektedir. Bu yazılım sayesinde yangın oluşumu veya hata mesajlarının geldiği algıma elemanın yeri kesin olarak belirlenir.
Analog adreslenebilir sistemlerde veri akışı loop üzerinden olduğundan dolayı, loop üzerinde meydana gelebilecek yanlış monte, kablo kopukluğu ve kısa devre gibi sorunların nereden kaynaklandığı tam olarak belirlenebilir.
Analog adreslenebilir sistemlerin en önemli avantajı yangın oluşumu uyarısının geldiği yer tam olarak saptanmaktadır. Konvansiyonel sistemlere nazaran maliyeti yüksek olmasına karşın kablo ve montaj maliyeti açısından daha uygundur.
Analog adreslenebilir sistemlerde maliyeti düşürmek amacı İle "grup adresli" olarak tanımlanan bir ara çözümde kullanılmaktadır. Bu avantaj, alanca büyük olan ve bölünme olmayan mahallerde (örneğin sinema salonu, toplantı salonu, uzun koridorlar v.b.) konvansiyonel algılama elemanları tek bir adres şeklinde kontrol paneline bir ara birim elmanı sayesinde bağlanabilmektedir. Bu durum sayesinde sistemin genel maliyeti daha alt seviyelere çekilebilmektedir.
II. İnteraktif (Akıllı) Adreslenebilir Sistemler
İnteraktif (akıllı) sistemler, yangın algılama ve ihbar sistemleri teknolojisinin en son ulaştığı tepe noktasını işaret etmektedir. Gerek konvansiyonel gerekse analog adreslenebilir sistemlerdeki algılama elemanları kontrol paneline normal ya da alarm durumlarını bildirirler. İnteraktif (akıllı) sistemlerde ise algılama elemanları ve kontrol panelleri tamamen farklı bir yaklaşım göstermektedirler.
Bu sistemlerde algılama elemanları (duman ve ısıya duyarlı dedektörler) kontrol paneline ölçtükleri duman ya da ısı değerlerini iletirler. Bu nedenle piyasada bu algılama elemanları için "sensör" terimi de kullanılmaktadır.
İnteraktif (akıllı) sistemlerde kullanılan kontrol paneli, sırasıyla loop üzerindeki her bir algılama elemanı ile iletişim kurarak, bu algılama elemanlarının ölçtüğü duman ya da ısı verilerini bünyesine alır. Bu veriler kontrol panelinde daha önce tanımlanmış eşik (hassasiyet) parametreleri ile karşılaştırılır. Kontrol paneli bu eşik parametrelerinin değerlerini göre bu verilerin bir tehlike durumu teşkil edip etmediğine karar verir.
Kontrol paneli içindeki eşik parametreleri bir P.C. yazılımı ile elde edilir. Bu yazılım üretici firmaların kendi kontrol panellerinde kullanmak için geliştirdikleri ve sadece kendi kontrol panellerinde kullanılabilen bilgisayar yazılımlardır. Bu yazılım sayesinde her algılama elemanı için ayrı bir eşik parametresi tanımlanabilir. Bu şekilde sigara içilen bir mahaldeki algılama elemanın hassasiyeti düşük seviyede tutulurken, bilgisayar odası ve benzeri mahallerdeki algılama elemanlarının hassasiyet seviyeleri yüksek seçilebilir. Böylece yangın oluşumunu en erken zamanda değerlendirildiği gibi yanlış algılama hataları en aza indirgenebilir. İnteraktif (akıllı) sistemlerde, ölçülen duman ve ısı verileri alarm seviyesine ulaşmadan önce ön alarm uyarısı almak mümkündür. Operatör olağan dışı bir durum olduğunu (alarm durumu) bildiğinden dolayı, mahal içindeki sesli/ışıklı uyarı cihazları devreye girmeden bu olağan dışı durumun sağlamasını yapabilir.
İnteraktif (akıllı) sistemlerde, kontrol paneli ölçülen değeri takip ettiğinden dolayı tozlanma nedeniyle algılama elemanından gelen Ölçüm değerlerinde bir değişiklik olursa, bu durum kontrol paneli tarafından operatöre uyarı gelen algılama elemanı belirtilerek bakım yapılması gerekliliği ikazını verir. Böylece tüm algılama elemanlarının bakımı yapılmadan uyarı gelen algılama elemanının bakımı yapılabilir. Bu özellik çok fazla sayıda algılama elemanın olduğu mahaller için büyük kolaylık sağlamaktadır. İnteraktif (akıllı) sistemlerin bir diğer büyük avantajı ise, kurulu bulundukları mahallerde gece/gündüz, tatil/mesai gibi seçim yapılarak, kontrol paneli üzerinden tüm algılama elemanlarının hassasiyet seviyeleri artırılabilir veya azaltılabilir. Bu şekilde kurulan bir interaktif (akıllı) sistem yanlış alarmların önüne geçebilecektir.        
Bu önemli avantajları sayesinde interaktif (akıllı) sistemler kullanışı bakımından operatöre büyük kolaylıklar sağladığı gibi yanlış uyanları da en aza indirgemektedir. İnteraktif (akıllı) sistemler son yıllarda oldukça yaygınlaşmıştır. Bu durum maliyetlerine de yansımış ve günümüzde analog adresli sistemler ile aynı maliyete sahiptirler.
3. Algılama Elemanları Tipleri ve Seçimleri
Algılama elemanları yangın olayının üç karakteristik özelliğine duyarlı olarak çalışmaktadırlar. Bu karakteristik özellikler duman, ist ve alevdir. Algılama elemanlarının seçilmesi ve amacına uygun olarak kullanılması için uyulması gereken bir takım kurallar vardır. Bu kurallar ulusal düzeyde olup, algılama elemanlarının ve kontrol panelinin üretilmesinde ise uluslararası normlar gözetilmektedir.
Yangın algılama ve ihbar sistemlerinin planlanmasında algılama yapılacak mahallerin tespiti, yangın yükünün büyüklüğü ve ekonomik koşullar ön plandadır. Temel olarak yangın algılama ve ihbar sistemlerinin planlanmasında uygulanacak mahallin tümü gözetilmeli ve sistem bu şekilde dizayn edilmelidir. Ancak bazı istisnai durumlarda, yangın güvenlik sorumlusunun onayı da alınarak kısmi koruma veya cihaz koruması da yapılabilir.
Algılama elemanlarının tipleri ve seçimleri şöyledir.
a)  İyonizasyon Duman Dedektörleri;
İçindeki radyoaktif bir elementin oluşturduğu İyonizasyon akımının, dedektör içine giren duman tarafından değişime uğraması prensibine göre çalışmaktadır. Küçük partiküllü siyah dumana ve yanma gazlarına duyarlıdır. Görünmeyen yangın ürünlerinin algılanması amacıyla da kullanılır.
b)  Optik Duman Dedektörleri;
Bir ışık kaynağı ve alıcısı bulunan, algılama hücresine giren dumanın partiküllerinin ışığı emmesi veya dağıtması prensibine göre çalışmaktadır. Büyük partiküllü, beyaz dumana daha duyarlıdır. Görülebilen dumanı algılamada ve plastik yangınları ile elektrik yangını riski olan yerlerde kullanılır.
c)  Sabit Sıcaklık Dedektörleri;
Bulunduğu mahaldeki ortam sıcaklığı belli bir değere ulaşarak uyarı vermesi prensibine dayalı çalışır. Bu sabit değerler genelde 40° ile 90° arasındaki değerlerde kullanılırlar. Normalde nemli, tozlu ve buharlı ortamlarda kullanılır.
d)  Sıcaklık Artış Hızı Dedektörleri;
Bulunduğu mahaldeki ortam sıcaklığının belirli bir zaman aralığındaki artışını ölçerek, bu artışın normalin üzerinde olmasında uyarı vermesi prensibine dayalı çalışır. Sabit sıcaklık dedektörleri gibi nemli, tozlu ve buharlı ortamlarda kullanılır.
e)  Lineer Duman Dedektörleri, Işın Tipi Duman Dedektörleri, Beam Dedektörler;
Bir ışın kaynağı bulunan ve bu ışın kaynağının içine giren dumanın, ışınları kırması neticesiyle uyarı verilmesi prensibine dayalı olarak çalışır. Optik duman dedektörleri gibi görülebilen dumana duyarlıdır. Diğer tip duman dedektörlerinin kullanılmasının elverişli olmadığı yerlerde (depo gibi yüksek mahallerde) kullanılır.
f)   Lineer Isı Dedektörleri;
Fiber optik bir kablo boyunca lazer teknolojisi ile yollanan ışının, yangının çıkardığı ısı ile kırılması neticesinde uyarı verilmesi prensibine dayalı olarak çalışır. Radyo frekansı ve elektromanyetik girişimlere duyarlı olduğundan dolayı yanlış alarm vermez. Tünellerin ve kimyevi maddelerin depolandığı tanklarda kullanılır.
g) Alev Dedektörleri;
Ultraviyole ve/veya infrared ışınımı algılanıp uyarı verilmesi prensibine dayalı çalışırlar. Direkt alev aşamasından başlayan yangınların algılanmasında kullanılır. Alkol, mineral, fosfor, magnezyum, akaryakıt, sodyum v.b. gibi maddelerin oluşturdukları yangınlarda kullanılır.
Yukarıdaki dedektör tipleri haricinde diğer bir dedektör tipi ise duman örnekleme prensibine dayalı olarak çalışan ve çok hassas değerlerde alarm uyan bilgilerini gönderen dedektör tipleridir. Aslında duman örnekleme dedektörleri kendi başlarına hareket etmektedirler. Normal duman dedektörlerinden çok hassas olan duman örnekleme dedektörleri yangın oluşumunda ortaya çıkan en küçük duman partiküllerini yangının ciddi boyutlara ulaşmadan algılar. Genellikle cihaz içlerine yerleştirilen duman örnekleme dedektörleri bulundukları mahaldeki dedektörleri desteklerler. Bu tip sistemlerin kullanım alanları ise telefon santralleri, bilgi işlem merkezleri ve temiz odalar (clean rooms) dır.
4. Algılama Kategorileri
Yangın algılama ve ihbar sistemlerinin tesis edilmesinde dikkat edilecek bir husus da algılama kategorilerinin seçimidir. Algılama kategorileri yangın oluşumunun haber verilmesinde genel amaçlı olarak üç değişik şekilde tanımlanılabilir.
a)  Algılama Kategorisi - 1;
Birinci algılama kategorisinde risk ve sonuç oranı düşük veya orta düzeye yakın olarak değerlendirilen, hayati bir tehlike belirtisi bulunmayan, 150 m2' ye kadar olan, yangının ilerleme tehlikesi veya duman birikme tehlikesi bulunmayan veya çok az olan ve değerli eşya/araç-gereç yoğunluğu düşük olan mahaller yer alır. Bu mahallerde açık yangınların algılanması amaçlanır. Algılama-1 kategorisine dahil olan mahaller, mutfaklar, ısı santralleri, dinlenme alanları, küçük garajlar ve küçük atölyeler olarak tanımlanır.
b)  Algılama Kategorisi - 2 ;
İkinci algılama kategorisinde risk ve sonuç oranı orta veya yüksek düzeye yakın olarak değerlendirilen, hayati tehlike belirtisi bulanan, 150 m2' den büyük alana sahip olan, yangının hızla yayılabileceği ve değerli eşya/araç-gereç yoğunluğunun orta seviyede bulunduğu mahaller yer alır. Bu kategoride yer alan mahallerde açık yangınların algılanması göz önünde tutulabilir. Bu mahaller otel odaları, fabrika odaları, önemli evrak içeren ofisler, araştırma laboratuarları ve merdiven sahanlıkları olarak tanımlanır.
c)  Algılama Kategorisi - 3 ;
Üçüncü algılama kategorisinde risk ve sonuç oranı yüksek ve çok yüksek olarak değerlendirilen, hayati tehlike belirtisi bulunan, yangın yayılma hızı çok yüksek olan ve kıymetli eşya/araç-gereç yoğunluğunun yüksek seviyede bulunan mahaller ile kaybında telafisi mümkün olmayan sanat eserlerinin sergilendikleri veya korundukları mahaller yer alır.
Bu mahallerde her türlü yangının erken algılanması amaçlanır. Bu mahaller bilgi işlem merkezleri, müzeler, tarihi binalar olarak tanımlanır.