Endüstriyel Tesislerde Yangın ve Yangın Hasarının Değerlendirilmesi – II

0

Ali SarıDOÇ. DR. ALİ SARI 

İstanbul Teknik Üniversitesi,
e-posta: asari@itu.edu.tr

 

Fabrika binalarındaki yangınlar genelde çok uzun süreli yangınlardır (2 saatin çok üzerinde), bu yangınlardan dolayı bir fabrika yapısı içindeki yangın olan bölümlerdeki sıcaklığın Şekil 1’de görüldüğü bu gibi uzun süreli yangınlarda sıcaklığın 1000 °C üstüne çıkabileceği görülmektedir.

Şekil 1: Yangınlardan Dolayı Hava Sıcaklığı - Zaman Eğrileri (Hidrokarbon ve ISO Yangını eğrileri gösterilmiştir)

Şekil 1: Yangınlardan Dolayı Hava Sıcaklığı – Zaman Eğrileri (Hidrokarbon ve ISO Yangını eğrileri gösterilmiştir)

Yangından Korunma Birliği’nin (NFPA) belirttiğine göre, dünyada her 63 saniyede bir yapıları etkileyen yangın (Şekil 2’deki gibi) çıkmaktadır. Şekil 3’de görüldüğü gibi dünyada yapıları etkileyen yangın sayısı yılda yarım milyon civarındadır.

Şekil 2: Fabrika Binası Yangını

Şekil 2: Fabrika Binası Yangını

Şekil 3: Bir yılda Yangın Yerlerine göre Yangın Sayısı

Şekil 3: Bir yılda Yangın Yerlerine göre Yangın Sayısı

Dünyadaki endüstriyel yapıların büyük  miktarı çelik malzemesi kullanılarak yapılır. Şekil 4 de görüldüğü yangın korunma malzemesi kullanılmayan çelik yapılar yangından çok büyük oranda zarar görürler. Bu gibi yapılarda kullanılan karbon çelik yapı malzemesinin elastisite modülleri ve akma dayanımları yüksek sıcaklıklarda önemli oranlarda düşmektedir (Şekil 5). Örneğin karbon çelik malzemenin elastisite modülü 600°C de %70 azalmaktadır ve akma dayanımı ise 600°C de yarı değerine inmektedir. Bu bir çelik yapı elemanın mukavemetinin 600°C de %50 azaldığı anlamına gelir. Şekil 4’de görülen çelik yapı elemanlarındaki kalıcı şekil değiştirmeler ve hasarların nedeni de yangından dolayı oluşan yüksek sıcaklığın çelik yapı elemanlarının mukavemetinde ve malzemenin elastisite modülünde neden olduğu azalmalardan dolayı hasarların oluşması olarak açıklanabilir.

Şekil 4: Çelik Fabrika Yapısının Yangın Hasarı

Şekil 4: Çelik Fabrika Yapısının Yangın Hasarı 

Yangın güvenliği

Şekil 5: Karbon Çelik Malzeme ve Yapı Elemanların Sıcaklığa Karşı Davranışı

Şekil 5: Karbon Çelik Malzeme ve Yapı Elemanların Sıcaklığa Karşı Davranışı

Betonarme yapılar ise yangın karşısında çelik yapılara karşı daha dayanıklı olsa da hasar mekanizmaları biraz daha farklıdır (Şekil 6). Yapılarda  nadiren büyük deformasyonlar, daha sıkça ise beton yüzeyde kılcal ya da büyük çatlaklar oluşur. Beton malzemesi içinde kimyasal ayrışmalar renk değişikliğine neden olabilir. Bunun yanında betonun dış yüzeyinin kabararak parçalanması ve düşmesi yaygın olarak görülür. Bunların yanında betonarme elemanın içinde bulunan çelik donatıların sıcaklık karşısında mukavemetlerini kaybetmesi de bir diğer hasar türüdür.

Şekil 7’de betonun basınç mukavemetinde yüksek sıcaklıktan dolayı önemli azalmaların olduğu görülmektedir. Örneğin beton malzemenin basınç dayanımı 600°C de %50 azalmaktadır. Yine Şekil 6’da görülen betonarme yapı elemanındaki hasarın nedeni de yangından dolayı oluşan yüksek sıcaklığın beton malzemesinin mukavemetinde neden olduğu azalmalardan dolayı hasarların oluşması olarak açıklanabilir.

Şekil 8’de görüldüğü gibi beton yüzeyi 500°C sıcaklığa maruz kaldığında paspayından daha içerdeki betonun 300°C’den daha az sıcaklığa maruz kalacağı ve donatıların maruz kalacağı sıcaklığın da 100°C civarı olacağı görülmektedir. Bu sıcaklık değerlerde beton ve donatı çeliği malzemesinde kayda değer mukavemet kaybı görülmeyeceği Şekil 5 ve 7’den anlaşılmaktadır. Fakat beton yüzeyindeki sıcaklık 800°C’yi geçtiğinde donatı çeliğinde sıcaklık nedeniyle mukavemet azalması görülebilir.

Yangın güvenliğiYangın güvenliği

Şekil 6: Betonarme Yapıda Yangın Hasarları (Kalıcı deformasyonlar, kılcal çatlaklar, kimyasal ayrışma, dış yüzeyedeki betonun parçalanıp ayrışması)

Şekil 6: Betonarme Yapıda Yangın Hasarları (Kalıcı deformasyonlar, kılcal çatlaklar, kimyasal ayrışma, dış yüzeydeki betonun parçalanıp ayrışması)

Şekil 7: Beton Malzemesinin Sıcaklığa Karşı Davranışı

Şekil 7: Beton Malzemesinin Sıcaklığa Karşı Davranışı

Şekil 8: Betonarme Kolonun Yüzeyindeki ve Isı Yaltımı Sonucu İç Bölgelerindeki (Beton ve Donatılarda) Yangından Dolayı Sıcaklık Artışı

Şekil 8: Betonarme Kolonun Yüzeyindeki ve Isı Yaltımı Sonucu İç Bölgelerindeki (Beton ve Donatılarda) Yangından Dolayı Sıcaklık Artışı

Yangına Uğramış Endüstriyel Yapıların Değerlendirme Metotları

Türkiye’mizde yangından sonra özellikle sigorta şirketleri ve endüstriyel tesis sahipleri arasında anlaşmazlıklara neden olan en önemli konu yangın hasarının değerlendirilmesidir. Aşağıda yangın hasarını değerlendirme metotları kısaca anlatılacak ve nelere dikkat edilmesi gerektiğinden bahsedilecektir.

  1. Yapının Fiziksel Görünümünün İncelenmesi (Görsel Muayene)

Çatlaklar, dağılma, deformasyonlar, bozulmalar ve açığa çıkan çelik donatılar belgelenir. Gerekli görülen yapısal elemanların deformasyonu ve boyutları ölçülür.

  1. Yangın Yoğunluğu ve Ortam Sıcaklığının Tahmini

Yangın yoğunluğu, bina içerisinde bulunan malzemelerin ve diğer malzemelerin yangın sonrası durumuna bakarak belirlenebilir. Bazı malzemelerin erime noktalarını bilmekle ve yapıyı incelemekle, yerel ve maksimum yangın sıcaklığı tahmin edilebilir. Ayrıca molozların rengi ve durumu da bir fikir verir.

  1. Saha Testleri

Yangının ciddiyetini değerlendirmek ve karar vermek için önceki muayene metodları yeterli gelmezse yerinde test yöntemleri kullanılabilir. Bu yöntemlerden biri özellikle betonun sertliği ve mukavemeti hakkında bilgi alınabilecek Schmidt çekici yöntemidir. Aslında daha sonra bahsedilecek Karot numunesi alma ve test etme metoduyla beraber kullanılmasında yarar vardır. Bu, özellikle Türkiye’de yangından sonra betonun mukavementini tahmin etmekte sadece karot alınarak yapılan hataları azaltır. Keski kullanımı hasarı incelemek için kullanılan başka bir yöntemdir.

  1. Hasarlı Test Yöntemleri

Bu yöntemler fazla zaman ve çaba gerektirecektir ve örnekleme işlemi sırasında dikkatli olunmalıdır. Malzemenin mukavemeti, malzemenin özellikleri, yangının derinliği ve çatlakların yeri hakkında daha ayrıntılı bilgi sağlayacaktır. Hasarlı test yöntemleri genellikle sahada ve laboratuvarda gerçekleştirilir.

Karot Beton Numunesi alımı ve testi: Yerinde karot makinesi ile alınan silindir beton numuneleri laboratuvar da test edilir. Basınç testi için genelde numunelerin üst kısmı tıraş edilir ve bu sırada yapılan hata yangından en çok muhtemelen etkilenen bu bölge olduğu için yangından dolayı bu bölgedeki mukavemet kaybı ölçülemez. Yangından dolayı beton numunesinin üst kısmının (yangına maruz kalan) mukavemeti aşağıdaki bölgelere göre daha düşüktür, beton numunesinin basınç testi bu durum hakkında fikir vermez ve tek başına yangın değerlendirilmesi için kullanılması hatalı olabilir.

Petrografik testler: Beton numunesinin mineralojik ve kimyasal özelliklerini belirlemek için kaya mikroskopların kullanılmasıdır. Petrografik inceleme için numuneler karot numunelerinden alınabilir.

Share.

About Author

Leave A Reply