Depremin yangın boyutunu da konuşmamız gerekiyor. Ne yazık ki yangın üzerine yoğun olarak çalışan bir tasarım dünyamız veya depremle ilgilendiği kadar yangın riskleriyle de ilgilenen bir mühendislik dünyamız yok. Deprem bölgemizde birincil risk olarak karşımıza çıkıyor. Son 10 senede ülkemizde depremin yangınla ilişkisini değerlendiren, analiz eden ne yazık ki sadece birkaç araştırmacı çıktı. Dolayısıyla buraya dikkati çekmek lazım. Çünkü tehlike tek başına deprem değil. Çok kısa bir şekilde iki örnek üzerinden ilerlemek, tehlikeye bu şekilde dikkat çekmek istiyorum; bir tanesi yaklaşık 120 sene önceki San Francisco yangını. Bu deprem sonucunda oluşan bina hasarı %10 civarında. Dinamik yer değiştirme sonucunda statik hasar nedeniyle bu hasar oluşuyor. Geride kalan bina hasarının %90’ı depremden sonra ortaya çıkan yangınlarla gerçekleşiyor ve şehrin 4’te 3’ü yanıyor. 100 sene önce evlerde neler var? Yanan şamdanlar, sobalar ve şömineler. Depremde bunlar devriliyor. O zamanlar bugün olduğu gibi doğalgaz, elektrik, güç kaynakları yok. Su beslemesi çok daha lokal ve depolara dayanıyor.
Peki şu anki durumumuz nedir? 1995 yılı Japonya’daki Kobe Depremi. Japonya’nın depreme bakış açısını değiştiren, depremle ilgili bildiklerini temize çekmesini sağlayan bir depremdir bu. Bu depremde de Kobe’nin merkezindeki kayıp toplam bina stokunun yaklaşık 3’te 1’ine tekabül ediyor. Yine sonuçtan başlayalım. Burada da bir gecede 5500 bina yangında yok oluyor. Yani şehir merkezinin 3’te 1’i gidiyor. Neden oluyor bu? Çünkü artık su besleme kaynaklarımızın tamamı merkezi. Dolayısıyla ciddi depremlerde, 7’nin üzerindeki depremlerde – son depremde de ne yazık ki gördük – yollar yarılıyor, hatlar kopuyor, su beslemesi ortadan kalkıyor, yollar yarıldığı için sizin pompalarınız yani itfaiye araçlarınız sabit su depolarına ulaşıp oradan su taşıyamaz hale geliyor. Şehrin içerisine zaten giremiyorlar.
Kobe şehrinde, ana besleme hattı haricinde, sabit 30 su rezervuarı var. Bu sabit 30 su rezervuarının 22 tanesi deprem sonrası yangınla mücadele etmek için sismik kapatma vanaları içeriyor. O dönem için çok ilerici bir yaklaşım. Söz konusu vanalar çalışıyor. Dolayısıyla su kullanılabilir hale geliyor. Ama borulama zarar gördüğü için şehrin içerisine suyu sokamıyorsunuz. Günün sonunda itfaiye pompaları için 40 bin galonluk sarnıçlara kalıyorsunuz. Yaklaşık her biri 10 dakikada tükendiği için 2-3 saat içerisinde su kaynağını tüketiyor ve sonuç 5500 binanın bir gecede kaybı. Gördüğünüz gibi 100 senede çok fazla bir şey değişmemiş.
Bir çalışma ve test sonucuna dair biraz konuşmak istiyorum. Şu bilgi önemli olabilir; 2012 yılında Kaliforniya San Diego’da dünyanın en büyük sarsma masasında Englekirk Yapısal Mühendislik Merkezinde yapıldı bu çalışma. Beş milyon dolarlık bir yatırımla beş katlı bir bina tasarlandı. 1,8 m/sn hızla, 4,2 g maksimum ivme ile tek eksenli 12 metreye 7,5 metre yaklaşık sarsma tablosu üzerinde denemeler yapıldı. Buradaki amaç şu; öyle bir bina yapısı yapalım ki beton + üstü çelik taşıyıcı destekli olsun, farklı pencere sistemlerinden farklı kat kullanımlarına yani hastane, okul veya yaşam alanı oluşturalım, farklı döşeme tiplerinden tavan konfigürasyonlarına, ayırma duvarlarına kadar binanın içerisinde olabilecek ABD’de en çok kullanılan yapı tiplerini simüle edelim.
Çalışmada, aktif sistemlere, su besleme sistemlerine kadar hatta asansör ve merdiven kaçış yolu oluşturarak, binanın 3. katına bir deprem sonrası yangın testi oluşturmak için yangın test katı kuruyorlar. Binanın dört farklı bölgesi var ve bir saat yangına dayanıklı yangın bölümlendirmesi de yapıyorlar. İç duvarlar zaten çelik dikmeler üzerine yangına dayanıklı yapı elemanları tarafından oluşturulmuş. Önce 13 kez zemin sarsma testi uyguluyorlar. 13 testin tamamı Güney ve Kuzey Amerika’da Kaliforniya’nın da içerisinde bulunduğu bölgede ortaya çıkan kıtasal büyük depremlerin simülasyonu. Basitçe bina hareket ediyor ama yapısal olarak hasar almıyor. Dolayısıyla ciddi bir risk yok. Sonra sabit tabanlı bir sallanmaya geçiliyor. Bina hareket etmiyor, ama bu sallanmada yanıcı malzemeler ortaya çıkmaya başlıyor. İvme düşük, ivme düşük olduğu için hız da düşük. En sonunda da biraz daha yüksek ivmeli daha tehlikeli 0,93 g’lik bir depremde yapısal hasar oluşabilecek bazı durumlar görüyoruz. Test sonrasında potansiyel yanma kaynaklarının ortaya çıktığı durumlar var. Çıkış, kaçış yollarında, yine deprem testi sonrasında taşıyıcı veya yapısal hasarlar görülmese de açıklıklar oluştuğu ve kompartmantasyon da belli açıklıklar olduğu gözüküyor.
Deprem testinin amacı sadece ve sadece yangın senaryoları öncesinde binayı hazırlamak. Bundan sonraki iş araştırmanın temel konusu. Bu test sistemini tasarımda deprem sonrası yangın senaryolarını doğru oluşturabilmek için bir kılavuz geliştirmek üzere yapıyorlar. Dolayısıyla artık yangın modellemeye geçeceğiz. Bakalım ne oluyor? Seçilen her üç deprem örneği sonrasında yaklaşık 500 kW ile 2 MW arasında değişen yüklerde 15 dakikalık yanmalar ki bunlar çok kısa yanmalardır, normalde 1 saatin üzerinde beklersiniz, bölgesel, lokal yanmalarla bir yanma testi gerçekleştiriliyor. Burada hem kompartmantasyon hem cephe sistemi hem de iç pasif ortamın nasıl çalıştığı, aktif sistem dediğimiz algılama, suyla baskılama ve alarm sisteminin nasıl çalıştığı kontrol edilecek. Hızlı bir şekilde duman yaydığı ve ısıyı da ilettiği için heptan doğru bir tercih olmuş. Birkaç dakika içerisinde öncül duman 15 dakikaya kalmadan alev ve yüksek ısı yapısal elemanları etkilemeye başlıyor.
Sonuç olarak burada kritik nokta, kompartmantasyon performansı yani yangını içeride tutacak bölmenin ne yaptığı. 2,5cm’lik büyük bir açıklık ve buradan korunması gereken bölgelere alev ve duman yayılımı var. Burada şunu görüyorlar; alçı ayırma duman sistemi hasar gördüğü için depremde çelik taşıyıcı üzerinde daha önce herhangi bir yangın senaryosunda öngörmedikleri şekilde 3,5 dakika içerisinde tüm kompartmantasyon çöküyor. Dolayısıyla duman önce kat içerisine sonra katlar arasına yayılıyor. İlave olarak havalandırma, iklimlendirme sistemi de 8 dakika içerisinde çöküyor. 480. saniyede havalandırma sistemi çökünce tüm binaya duman basılıyor. Bu aslında 10. dakikada toplu ölüm demek. Böyle bir deprem sonrası yüksek binada olsanız, bu binanın 30. katı olsa 10. dakikadan sonra herkesi kaybetmeye başlarsınız, hiçbiri kaçamaz dumanın bu şekilde bastığı bir ortamda. Şaft içi sıcaklıklar 250-300 °C çıkıyor ve bu testin ortasında yani 9 ilâ 12. dakika arasında, bu derecede insanların yaşayabilmesi mümkün değil. Sismik hasar sayesinde yapısal hasar da oluştuğu için çelik donatı hasarı da dâhil olmak üzere önce betonda ağır bir erime durumu söz konusu oluyor. Sonra da ortaya çıkan, betonun artık koruyamadığı çelik donatılarda da kopmalar, mukavemet kayıpları gerçekleşiyor.
Deprem ve Yangın Mühendisleri Birlikte Çalışmalı
Testler şunu gösteriyor; biz yangın mühendisleri olarak tek başımıza binayı yangın riskleriyle ele alamayız. Ama biz küçük tarafız, bunu kabul edelim. Deprem mühendisliği dünyası çok daha geniş bir taraf. Deprem mühendisleri artık yangın mühendisleri olmaksızın bu konunun risklerini kamu güvenliği için ele alamazlar. Yani sismik mühendislik ve yangın mühendisliği ortak çalışma yürütmelidir. Bunun için ISO TS 92 altında bir çalışma başlatıldı, 2013 yılından beri devam ediyor. Bundan 8 sene önce, ilk çalışma sonrasında Performans Analizi Hesaplama Aracı birçok modelleme yazılımıyla oluşturuldu. Temel sonuçları vermek istiyorum; büyük şehirlerde, bu da bizim anlayışımızdaki büyük şehir değil, 50 bin kişinin üzerindeki şehirlere “büyük şehir” diyorlar. Bizim büyük şehirlerimize nazaran çok daha az yüksek binalara ve daha az kalabalık bulunan şehirlerde bile 5,5 büyüklük ve daha üzerindeki depremlerde duman dedektörlerinin %90’dan %80’e, su ile söndürme sistemlerinin %95’tem %59’a performansının düştüğü, çoğunluğunun çalışmaz hale geldiği görülüyor. Kompartmantasyonun da yarı yarıya iş görmez hale geldiği ortaya çıkıyor. Bunun sonucunda hangi noktalarda nasıl durumlarda modelleme yapacaklarını görüyorlar.
Peki biz bundan ne anlıyoruz, bu bilgiyi nasıl kullanacağız? Çok basitçe, artık deprem ve yangın arifesinde performans temelli tasarım yapmak zorundayız. Yani artık mevzuata ve yönetmeliğe birebir uyum sağlayarak, deprem mevzuatını işlettik, yangın mevzuatını işlettik diyerek işin içerisinden çıkamayacağımızı anlıyoruz. Siz de iyi biliyorsunuz, deprem mevzuatında bir satır yangınla ilgili yönlendirici kriter veya yangın yönetmeliğinde bir satır depremle ilgili kriter yok. Dolayısıyla artık bunları mühendislere bırakmamız lazım. Deprem ve yangın mühendislerinin güvenlik odaklı çalışma yapması lazım. Yani koşul, yönetmelik temelli değil, deprem sonrası yangın güvenliği odaklı tasarım yapabilmemiz lazım ki deprem sonrası yüksek yangın riskine maruz kalabilecek yapılarımız, mesela endüstriyel tesislerimiz, yüksek yapılarımız, tüm bitişik nizam yapılarımız ciddi yangın kayıpları yaşamasınlar.
Bize itfaiyeden gelen veriler, bina kaybının önemli bir kısmının 3’te 1’inden fazlasının deprem sonrası yangınlarda oluştuğunu gösteriyor. Depremler oluştuktan sonra ortaya çıkan videolarda binalarda parlayan ışıkları görürsünüz. Dolayısıyla performans temelli yaklaşıma, artık bu işin mühendisliğine uzak durmamamız lazım. Bütünsel bir yaklaşımla biz yangın mühendisleri olarak yangın güvenlik mühendisliği yapmalıyız. Deprem mühendisleri ise bizle beraber ortak tasarıma niyetlenmeli. Bir onay süreciyle gerekli noktalarda hesaplar, gerekli noktalarda analiz, modelleme ve simülasyon kullanarak tasarımımızı güçlendirmeliyiz. Yangın için en kötü durum senaryolarını belirleriz, deprem için de aynı şey geçerlidir. Bir kötü durum deprem senaryosuna ihtiyacımız var. Yangın esnasında binadakı dumanı ve yayılımını, ısı transferi ve yapı davranışını yani çökme modunu belirleriz. Buna göre kaçışı, çıkışı, panik modunu ve sistemin yük taşıyıcılığını hesaplar, oluştururuz. Dolayısıyla deprem mühendisleri ile yangın mühendislerinin ortak çalışmaması için bir neden yoktur. Sözlerimi tamamlıyor, hepinize teşekkür ediyorum.