Yangın Yükü

Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik ‘in madde 4/yy ‘de
Yangın yükü: Bir yapı bölümünün içinde bulunan yanıcı maddelerin kütleleri ile alt ısıl değerleri çarpımları toplamının, plandaki toplam alana bölünmesi ile elde edilen ve MJ/m2 olarak ifade edilen büyüklük olarak tanımlamaktadır.

Yangın yükü, kapalı bir alandaki yanar malzemelerin (yapı içindeki malzemeler ve yapı elemanları, duvar kaplamaları, ahşap ve yanar bölmeler, döşeme ve tavan kaplamaları) maksimum ısı içeriğinin ölçümüdür. Sık sık birim döşeme alandaki yanar malzemelerin ısı içeriği diye tanımlanır. Birim alandaki ısı içeriğine “Yangın Yükü Yoğunluğu” denilir ve malzemelerin ısı içeriğine eşdeger ahşap ağırlığı ile birimlendirilirler. Yangın Yükü Yoğunluğu birimi kg/m2dir (döşeme). Yangın yükü yoğunluğu yerleşime, bina kullanımına, binanın yerine ve zamana göre değişiklik gösterir. Alt ısıl değer, bir malzemenin bir kilogramının yandığında ortaya çıkan ısıdır ve MJ/kg birimi ile ifade edilir. Yangın yükleri, sabit, hareketli ve korunmuş olmak üzere üçe ayrılır.

Yangın yükü yoğunluğu formülü ;
(Yanıcı maddelerin alt ısıl değeri, MJ/kg) x (Yanıcı maddelerin ağırlığı, kg)

Sabit yangın yükü yoğunluğu (binaya sabitlenmiş),  yerleşim birimleri için 50 MJ/m2 (garaj) ve 450 MJ/m2 (okul öğretmen odaları) arasında değişir.

Yangın yükü döşeme alanı, m2 

Yangın direncinin kompartıman dizaynındaki yangın süresine eşit olması beklenir. Buna alternatif olarak, yangın yükü yoğunluğu ve kompartıman açıklık faktörünün birleşimidir. Yangın Yükü Yoğunluğu bir yangın dizaynında ısısal hareketlere karar vermek için göz önüne alınır. Onun değeri, tahmin edilemeyen, değişkenlik gösteren durumlarda müsamaha etmesidir.

Kaçış Uzaklığı: Kat içinde herhangi bir noktada bulunan bir kullanıcının, kendisine en yakın bir kat çıkışına kadar almak zorunda olduğu yolun gerçek uzunluğudur.

Kaçış Yolu: Binanın herhangi bir noktasından yer seviyesindeki cadde veya sokağa kadar olan ve hiçbir şekilde engellenmemiş bulunan yolun tamamıdır. Oda ve diğer müstakil hacimlerden çıkışlar, katlardaki koridor ve benzeri geçişler, kat çıkışları, zemin kata ulasan merdivenler ve bina çıkısına giden yollar bu kapsamdadır.

Kullanıcı Yük Katsayısı: Belirli tip yapılarda 1 m2 yüzey için olası kullanıcı sayısıdır.

Kullanıcı Yükü: Herhangi bir anda, bir binada veya binanın esas alınan belli bir bölümünde bulunma olasılığı olan toplam insan sayısıdır.

Yangın Yükü Isı Yayılımı

Brüt kalori değeri (PCS), malzeme ve komponentlerinin özelliklerine göre MJ/kg veya MJ/m2 şeklinde ölçülür. SBI testinin sınıflama parametreleri yangın büyüme oranı (FIGRA), yanal alev yayılımı (LFS) ve açığa çıkan toplam ısı (THR600s).

Testin ilk 600 saniyesi boyunca oluşan parçacık ve alev damlacıkları ve duman üretimi için ek bazı sınıflamalar daha vardır: Duman büyüme oranı (SMOGRA) ve toplam duman oluşumu (TSP600s). Burada HRRav 30 saniyedeki (kW) ortalama ısı yayılım oranıdır. SPRav ise 60 saniyedeki (in m2/s) duman oluşum oranıdır ve t, testin başlangıcından itibaren geçen süredir. FIGRA ve SMOGRA’nın birimleri W/s ve m2/sdir. HRR(t) ısı yayılım oranı (kW) ve SPR(t) duman oluşum oranı (m2/s)’dir. THR600s ve TSP600s birimleri MJ ve m2dir.

Yangın Yükü-Bina Kullanıcı Yükü

Kullanıcı Yük Katsayısı: Belirli tip yapılarda 1 m2 yüzey için olası kullanıcı sayısıdır.

Kullanıcı Yükü: Herhangi bir anda, bir binada veya binanın esas alınan belli bir bölümünde bulunma olasılığı olan toplam insan sayısıdır. Kullanıcı yükü çıkışlara götüren en uzun kaçış uzaklıklarının, kaç adet çıkış olacağının, acil durum aydınlatılmasının, acil durum yönlendirmesinin, merdiven ve basamak boyutlarının belirlenmesinde kullanılır.

• Kullanıcı yükü, gerekli kaçış ve panik hesaplarında kullanılmak üzere brüt alana göre, konferans salonu, lokanta, bekleme salonları, konser salonları, topluma açık stüdyo, düğün salonu ve benzeri yerlerde 1.0 m2/kişi;
• dans salonları, bar, oyun salonları ve benzeri yerlerin oturulan kısımları için 1.0 m2/kisi;
• ayakta durulan kısımlarda 0.50 m2/kişi;
• büro binalarında, dernek merkezlerinde, hastane yatak odalarında 10 m2/kisi; süper marketlerde 2 m2/kişi;
• alışveriş merkezlerinde 7 m2/kişi ve otoparklarda 30 m2/kişi alınacaktır.

Çıkış genişliği için, çıkış kapıları, kaçış merdivenleri, koridorlar ve diğer kaçış yollarının kapasiteleri 50 cm’lik genişlik birim alınarak hesaplanacaktır. Aksi belirtilmedikçe, birim genişlikten tahliye süresi, kagir yapılarda 3 dakika ve ahşap yapılarda 2 dakika alınacak, 50 cm genişlikten bir dakikada 40 kişi geçebileceği kabul edilecektir. Aksi belirtilmedikçe, 50 kişinin asıldığı her mekanda, 25 kişinin asıldığı sinema, tiyatro, bar gibi eğlence yerlerinde ve yüksek riskli mekanlarda, çıkışlara erişmek için en az iki kapı bulunacaktır. Kişi sayısı 500 kişiyi geçerse en az 3 çıkış olacaktır. Kapılar birbirinden olabildiğince uzakta olacak ve iki kapı hiç bir noktadan 45 dereceden daha dar bir açı ile görünmeyecektir.

Yangın Yükü Nedir ?

Yangın yükü, bir yapı alanında bulunan tüm yanıcı malzemelerin ve yapı elemanlarının kütleleri ile bu yanıcı malzemelerin alt ısıl değerlerinin çarpımlarının toplamı sonucunda bulunan değerin, plandaki alan büyüklüğüne bölünmesiyle hesaplanan bir değerdir.

Yangın yükü, binaların, bölümlerin, semtlerin hatta şehirlerin yangın riskini sınıflandırmaya yarayan bir yöntemdir.

Yangın yükü özellikle yanıcı maddeler kullanılan endüstri alanlarında çok büyük önem taşımaktadır.

Yangın yükü hesaplanırken aşağıdaki bilgilerin detaylı olarak bilinmesi gereklidir.

• Yanıcı madde miktarları
• Alt ısıl değerleri
• Hesaplama yapılan alanın yüz ölçümü

Yapıların inşaat tarzı ve kullanılan malzemelere göre yangın yükü değişiklik göstermektedir. Yangın yükü fazla olan yapıda, yangın riskinin gerçekleşme olasılığı ve yayılma hızı fazla olacaktır.

Yangın Yükü Nasıl Hesaplanır ?

Yangın yükünü hesaplamak için öncelikle alandaki tüm yanıcı maddelerin listesi çıkarılmalı ve miktarları belirlenmelidir.

Yanıcı maddeler belirlenirken sadece depolanan veya kullanılan malzemeler değil yapı elemanları da hesaba katılmalıdır. Örneğin ahşap zemin ve duvar kaplamaları, pencereler, ahşap dolaplar, ahşap çatı gibi yapının kendi bölümleri de hesaba katılır.

Tüm yanıcı malzemeler tespit edildikten sonra bu malzemelerin alt ısıl değerleri bilinmelidir. Alt ısıl değer basit olarak bir malzemenin bir kilogramının yandığında ortaya çıkan ısı olarak ifade edilir MJ/kg birimi ile gösterilir.

Örneğin odun alt ısıl değeri yaklaşık 3000 olarak hesaplanmalıdır.

Yanıcı maddeler, alt ısıl değerleri ve yanıcı madde miktarları belirlendikten sonra hesaplama yapılan alanın yüz ölçümü hesaplanır.

Tüm bu bilgiler doğrultusunda yangın yükü hesabı aşağıdaki formül yardımıyla yapılabilir.

• m = yanıcı madde kg cinsinden kütlesi
• lhv = alt ısıl değer
• A = Alan yüz ölçümü

Formülde de görüldüğü gibi ortamdaki tüm yanıcı madde miktarları ile yanıcı madde alt ısıl değerlerinin çarpımları toplanır ve metrekare cinsinden yüzey alanına bölünür.

Bir örnek yapacak olursak ;

Toplam alan 1000 m2

Görüldüğü gibi bu alandaki yangın yükü 320,030 olarak hesaplanmış oluyor.

Yangın yükü hesaplanırken eğer yapının kendisi sadece zemin ve tavandan oluşuyor ve içinde yanıcı madde bulunmuyorsa yangın yükü 0 (sıfır) olarak kabul edilir. Bunun nedeni bu bölüme gelen alevlerin yakacak herhangi bir madde bulamayacağından sönecek olmasıdır.

Yangın yükü hesaplanırken ne kadar detaylı hesaplama yapılırsa o kadar doğru sonuç elde edilir. Özellikle günlük hayatta kullanılan klima vb. cihazların içinde bulunan gazlar da mutlaka hesaba katılmalıdır.

Yangın Yükü indeksi Nedir ?

Yangın yükü genellikle çok büyük rakamlar olarak hesaplanır. Yangın yükü çok büyük rakamlara ulaştığı için 1.000.000 kJ/m² değeri olan 1 GJ değerine yangın yükü indeksi adı verilir.

Yukarıdaki örneğimizi ele alacak olursak bu yapının yangın yükü indeksi yaklaşık 0,32 olacaktır.

Yangın yükü indeksinin hesaplanması, binaları yangın risklerine göre sınıflandırmayı kolaylaştırır.

Yangın indeksine göre sınıflandırma yaparsak ;

• 0,00 – 1,00 Yangının sıçrama tehlikesi yok.
• 1,00 – 1,50 Yangının yayılma tehlikesi var.
• 1,50 – 2,50 Alan yangını ve yangın fırtınası tehlikesi mevcuttur.
• 2,50 – 3,50 Yangın fırtınası olasılığı yüksektir.
• 3,50’den büyükse yangın durumunda felaket kaçınılmazdır.

Yapılan örnekle, yangın çıkması durumunda sıçrama tehlikesi olmayan bir yapı olduğunu anlıyoruz.