1.GİRİŞ
Otomatik yağmurlama sistemini; kısaca bir yangını erken safhada algılamak ve su ile söndürmek veya yangını kontrol altında tutarak diğer yöntemlerle söndürmek için tasarlanan bir sistem olarak tanımlayabiliriz. Bu sistem, temel olarak su kaynağı, kontrol vanaları ve yağmurlama başlıklarının monte edildiği boru ağından oluşur. Otomatik yağmurlama sistemi tahta, kâğıt ve plastikler gibi A sınıfı (Katı) malzemeleri içeren binalarda en etkili söndürme sistemidir,
Bu tür yangından korunma sistemlerinin zorunlu olduğu binalar, ülkeler veya ülke eyaletlerinin yangın yönetmelikleri veya yangın kodları tarafından belirtilir. Ülkemizde de yağmurlama sisteminin zorunlu olduğu binalar, Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelikte belirtilmiştir. Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik 2009 basımına göre;
1. Yapı yüksekliği 30.50 m’den fazla olan konut haricindeki bütün binalarda,
2. Yapı yüksekliği 51.50 m’yi geçen konutlarda,
3. Alanlarının toplamı 600 m2’den büyük olan kapalı otoparklarda ve 10’dan fazla aracın asansörle alındığı kapalı otoparklarda
4. Birden fazla katlı bir bina içerisindeki yatılan oda sayısı 100’ü veya yatak sayısı 200’ü geçen otellerde, yurtlarda, pansiyonlarda, misafirhanelerde ve yapı yüksekliği 21.50 m’den fazla olan bütün yataklı tesislerde,
5. Toplam alanı 2000 m2’nin üzerinde olan katlı mağazalarda, alışveriş, ticaret ve eğlence yerlerinde,
6. Toplam alanı 1000 m2’den fazla olan, kolay alevlenici ve parlayıcı madde üretilen veya bulundurulan yapılarda.
Otomatik yağmurlama sistemi kurulması zorunluluğu bulunmaktadır.
Yukarda belirtildiği üzere otomatik yağmurlama sistemleri gibi yangından korunma sistemlerin nerelerde zorunlu olduğu konusu yangın yönetmelikleri tarafından belirlenir, ama sistemlerin nasıl kurulacağı konusundaki ayrıntılar için ise konu ile ilgili standartlara başvurulmak zorundadır.
2. YAĞMURLAMA BAŞLIKLARI
Yağmurlama sistem elemanlarında ilk olarak sistemin en önemli elemanı olan ve yangın üzerine su dağıtımını sağlayan yağmurlama başlıklarıdır.
Yangını söndürmek veya kontrol altına almak için suyu özel bir yöntemle yanan bölge üzerine boşaltan yağmurlama başlıkları dört ana elemandan oluşur; nozul, ısıya duyarlı civa, suyu sprey olarak dağıtan deflektör ve bunları bir arada tutan yağmurlama başlığı gövdesidir. Yağmurlama başlığı çalışma mekanizması, yangın sonucu açığa çıkan ısı ortam sıcaklığını belirli bir değere getirdiğinde ısıya duyarlı eleman aktive olarak açılan nozuldan su akışının sağlanmasına dayanır.
3. YAĞMURLAMA BAŞLIKLARI SICAKLIK ÖZELLİKLERİ
Yağmurlama başlıkları monte edilecekleri ortam sıcaklıkları dikkate alınarak değişik sıcaklıklarda aktive olacak şekilde tasarlanır ve üretilirler. Aşağıda ki tabloda ortam sıcaklıkları, bu ortamlarda kullanılabilecek sprinkler başlıkları sıcaklıkları, sıcaklık sınıfları ve renk kodları verilmiştir. Genel olarak insanlar tarafından kullanılan mekanlarda sıcaklık sınıfı sıradan olan başlıklar kullanılır. Kazan dairesi veya jeneratör dairesi gibi mekanlarda ise sıcaklık sınıfı orta olan başlıklar tercih edilir. Yalnız, sıradan başlıkların yerleştirileceği bölümlerde başlıklar ısıtıcılara yakın olmamalı, ışıklık altlarında üzerlerine direkt güneş ışınımı gelmemeli, havalandırılmayan cam bölmeler içerisine konulmamalı veya ticari fırınların yakınına yerleştirilmemelidir. Bu tür mekanlarda sıcaklık sınıfı daha yüksek olan başlıklar kullanılmalıdır.
Isıl duyarlılık: Belirli test koşullarında belirlenmiş sıcaklığa erişilmesinden sonra yağmurlama başlığı gövdesi içinde yer alan ısıl elemanın (kontakt veya cam tüp) tepki verme süresidir. Bu durum tepki zaman indeksi ile (Response Time Index-RTI) belirlenir. RTI değeri 50 veya daha düşük olan yağmurlama başlıkları hızlı tepkili (fast response), 80 veya daha yüksek olanlar ise standart tepkili olarak adlandırılırlar.
4. YAĞMURLAMA BAŞLIKLARI SINIFLANDIRMASI
Genişletilmiş Koruma Alanlı (Extended Coverage) Yağmurlama Başlığı: Normal başlıklara nazaran daha büyük alanları korumak için dizayn edilen yağmurlama başlıklarıdır.
Büyük Damlacıklı (Large Drop) Yağmurlama Başlığı: Yüksek riskli yangınlar için deflektör özelliği ile büyük su damlacıkları oluşturan, yangını kontrol etmek için kullanılan başlık türüdür.
Konvansiyonel (Old style/Conventional) Yağmurlama Başlığı: Orifisinden geçen toplam su debisinin %40 ile %60’nı aşağı doğru geri kalanını yukarı doğru püskürten bir deflektöre sahip yağmurlama başlığıdır. Bu tip yağmurlama başlıkları yukarı dönük (upright) veya aşağı dönük (pendent) olacak şekilde monte edilirler.
Konut Tipi (Residential) Yağmurlama Başlığı: Konut oda veya koridorlarında oluşabilecek yangınları söndürebilme yeteneğine sahip ve bu tür uygulamalar için kullanılan hızlı tepkili bir yağmurlama başlığı türüdür. Belirgin özellikleri suyu tavanı da ıslatacak şekilde dağıtmalarıdır.
Gizli Tip (Concealed) Yağmurlama Başlığı: Bu tip yağmurlama başlığının deflektörü dekoratif bir kapak ile gizlenmektedir. Genel olarak asma tavan uygulaması yapılan mahallerde kullanılır. Ergiyen metalli ısıl elemana sahip kapak düştükten sonra, deflektör aşağı düşerek başlık faaliyete geçer.
Aşağı dönük (Sarkık) (Pendent) Yağmurlama Başlığı: Su akışının deflektör üzerinden aşağıya doğru püskürtüldüğü yağmurlama başlığıdır.
Yukarı dönük (Upright) Yağmurlama Başlığı: Su akışının yukarı doğru yapıldığı ve deflektör sayesinde aşağı yönlendirildiği tip yağmurlama başlığıdır.
Duvar Tip (Sidewall) Yağmurlama Başlığı: Duvara monte edilen ve püskürtülen su miktarının çok az bölümünün duvar yanında, çok büyük bölümünün monte edildiği duvardan uzağa atacak şekilde dizayn edilen, özel deflektöre sahip tip yağmurlama başlığıdır. Bu tip başlıklar boruların geçmesi için asma tavan olmayan otel yatak odaları, lobiler, yemek odaları için idealdir.
5. HESAPLAMALAR
5.1. Branşman Sayısı Hesaplaması
Branşman sayısı hesaplanır iken binanın tavan yapısı, tavanda bulunan kiriş ve benzeri engeller dikkate alınmalıdır. Düz bir tavan da branşman sayısının hesaplanması yapının duvarları arası uzaklığın sprinkler arası maximum uzaklığa bölünmesi ile yapılır. Yapı duvarları olarak kiriş gibi engeller bulunması durumunda branşmanların kirişlere paralel olacağı dikkate alınmalıdır. Eğer yapılan hesaplamalarda tam sayı çıkmaz ise en yakın tam sayıya yuvarlanmalıdır.
Branşman Sayısı = Duvar Genişliği (dikkate alınan) / Lmax
Alanı (12 x 97,5) 1170 m2 olan bir yapının branşman sayısı hesaplanması;
Lmax= 4 mt olursa
BS = 12 / 4
BS = 3 , Branşman sayısı 3 olacaktır.
Branşmanlar arası uzaklık hesaplanmasında (dikkate alınan yapı genişliğinin) yapı genişliğinin branşman tam sayısına bölünmesi ile elde edilen mesafedir.
L= Kısa Kenar Genişliği/ Branşman Sayısı
L= 12 / 3 = 4 metre olacaktır.
Branşman hattının yan duvardan uzaklığının hesaplanmasında ½ (L)ölçüsü de dikkate alınmalıdır.
5.2. Sprinkler Arası Maximum Mesafe ve Sprinkler Sayısı
Sprinkler arası maximum mesafeler sprinkler tipi ve tehlike sınıfına göre belirlenerek hesaplanacaktır.
Örneğimizde orta tehlike sınıfı bina dikkate alınmaktadır. Sprinkler uygulama alanı 12 m2 dir. Sprinkler uygulama alanının iki branşman arası uzaklığa bölünmesi ile sprinkler arası mesafe bulunur.
S= A / L S= 12/4 =3 mt
Branşman hattın da sprinkler arası maximum uzaklık 3 metre olacaktır. Branşman hattında sprinkler sayısı, branşman hattına paralel duvar uzunluğunun sprinkler arası maximum uzaklığa bölünmesi ile bulunur.
SS=97,5 / 3 = 32,5, tam sayıya tamamlanarak branşman hattında 33 adet sprinkler olacaktır.
Yapılacak tasarım sonucunda sprinkler arası gerçek mesafe ve sprinkler adedi hesaplanır. Branşman hattı başlangıcında ve sonunda sprinklerin duvara uzaklığı 1/2S olmalıdır.
Sprinkler uygulama alanı tablosu
| Sistem Tipi | En fazla koruma alanı | İki sprinkler arası en fazla mesafe |
| Hafif tehlike | 21 m2 | 4,6 m |
| Orta tehlike | 12 m2 | 4,0 m |
| Yüksek tehlike | 9 m2 | 3,7 m |
Uygulama alanı ve uygulama alanında olması gerekli sprinkler adedi: Orta tehlike sınıfı bir bina da 144 m2 toplam alanda her bir tanesi 12 m2 alanı etkileyen sprinkler kullanıldığı kabul edilir. (Yangın Yönetmeliği Ek-8/B)
Toplam Sprinkler Sayısı= Uygulama alanı/Bir adet sprinklerin koruduğu alan TSS= 144/12 =12 adet sprinkler hesaplanır. Burada 12 adet sprinkler olacaktır.
5.3. Uygulama alanı uzunluğunun hesaplanması:
Sprinkler uygulama alanının belirlenmesi sonucu, alan (örneğin 144 m2) dikdörtgen kabul edilir ve dikdörtgenin uzun kenarı branşman hattına paralel hesaplanmalıdır. Uygulama alanı minimum uzunluğu;
L = ( 1/2 ) * A1/2 olarak hesaplanır.
Uygulama alanı branşman hattında sprinkler sayısının hesaplanması;
Branşman hattında sprinkler sayısı=1.2 * A1/2 /S
A: Sprinkler uygulama alanı
S: Branşman hattında sprinklerler arası uzaklık
BSS=1.2 *144½/3,65 = 3.945 düzeltme yapılarak branşman hattında 4 adet sprinkler hesaplanır.
5.4. Sprinklerden İstenen Minimum Su Akışı
Sprinklerden uygulama anında su akışının etkili olabilmesi için dizayn debisi, sprinklerin uygulama alanı ve sprinklerin boşaltma karakteristiği dikkate alınmalıdır. Hidrolik hesap yapılan projelerde sprinklerin uygulama alanı ve debi/uygulama alanı grafiğinden alınacak debi çarpılarak sprinklerde olması gereken minimum akış hesaplanacaktır.
Q = (d) x As
d= dizayn debisi (lt/dk m2)
As = Bir adet sprinklerin uygulama alanı (m2)
Örneğin orta tehlike sınıfı bir yapıda yağmurlama sisteminden tasarım yoğunlukları çizelgesinden (5 lt/dk m2) alınarak;
Q= 5 x 12 = 60 (lt/dk) minimum akış olması gerektiği hesaplanır.
5.5. Sprinklerde Akma Esnasında Olması Gereken Minimum Basınç
Sprinkler başlığında su akışı altta ki formül ile hesaplanır;
Qm=Km P^(1/2)
Qm : Debi (lt/dak)
Pm : Basınç (bar)
Km : K Faktörü – Metrik (Birimsiz) K=5.6 Km=80
Sprinklerdeki akış, sprinklerdeki basıncın karekökü ile K sabitinin çarpımıyla elde edilir. K sabiti test edilmiş ve onaylı her bir sprinklerin orifis sabitidir. Minimum basınç hesaplanmasından önce kullanılacak sprinklerin seçilmesi gereklidir. Nominal orifisi ½” olan sprinklerin K sabiti yaklaşık Km=80 dir.
Üsteki örnekte verilen sprinkler Km=80 olarak seçilmiştir. Uygulama alanı su debisi 60 lt/dk dır.
P =(Qm/Km )²
P = (60 / 80)² = 0,5625 Bar
Kritik devrede ki en uç ve en yüksekteki sprinklerin 60 lt/dk ve 0.5625 Bar akma ve basınç değerlerinde sağlanması gerekir. Sprinklerde minimum basınç (konutlarda) 0,5 Bar olmalıdır. Basıncın daha düşük çıkması durumunda K sabiti değişik sprinkler seçilmelidir.
6. BORU TABLOSU
Hafif tehlike sınıfı binalarda sprinkler boru çapı tablo 1 ‘e göre belirlenir.
Tablo1
| Boru Çapı | Çelik | Bakır |
| 1” | 2 | 2 |
| 11/4” | 3 | 3 |
| 11/2” | 5 | 5 |
| 2” | 10 | 12 |
| 21/2” | 30 | 40 |
| 3” | 60 | 65 |
| 31/2” | 100 | 115 |
Orta tehlike sınıfı binalarda sprinkler boru çapı tablo 2’ye göre belirlenir.
Tablo 2
| Boru çapı | Çelik | Bakır |
| 1” | 2 | 2 |
| 11/4” | 3 | 3 |
| 11/2” | 5 | 5 |
| 2” | 10 | 12 |
| 21/2” | 20 | 25 |
| 3” | 40 | 45 |
| 31/2” | 65 | 75 |
| 4” | 100 | 115 |
| 5” | 160 | 180 |
| 6” | 275 | 300 |
| 8” |
6.1. Boru Boyutlandırması
Boru boyutlandırılmasında NFPA13 kriterleri dikkate alınmıştır. Boru hatlarında bakır, CPVC veya PE borusu kullanıldığında en küçük çap ¾” olacaktır. Çelik borularda ise en küçük çap 1” yapılacak, sprinkler takıldığı uç noktada 1”-1/2” redüksiyon kullanılacaktır.
Ülkemizde şebeke suyunun 24 saat kesintisiz olmamasından dolayı sprinkler sistemi kurulan tesislerde yangın suyu deposu ve yangın pompa seti projelendirilecektir. Boru boyutlandırılmasında boru basınç kayıpları 3 no’lu tablolardan alınacak değerler ile hesaplanacaktır.
Tablo 3 Boru sürtünme kaybı katsayıları
| Boru Türü | Sürtünme Kaybı Katsayısı C |
| Döküm Boru | 100 |
| Duktil Boru | 100 |
| Siyah Çelik Boru (Kuru ve ön tepkili sis.) | 100 |
| Siyah Çelik Boru (Islak ve Baskın Sistem.) | 120 |
| Galvanize Boru | 120 |
| Beton Boru | 140 |
| PE Boru | 150 |
| CPVC Boru | 150 |
| Bakır Boru | 150 |
| Paslanmaz Çelik Boru | 150 |
