TR|EN
Güncel
E-Bülten Aboneliği
Steelpro 2021
Çelik Köprü 2022
Casp 2022
EUROCORR
Tevfik Seno Arda Lisesi
Yayınlar > Çelik Yapılar
Sayı: 68 - Ocak / Şubat 2021

Teknik Makale


DEPREM SONRASI BINALARIN YANGIN PERFORMANSI

TUCSA TK3-Yangın Komitesi Başkanı İlker İbik, deprem sonrasında gerçekleşen yangınlardan verdiği örneklerle deprem sonrasında binaların yangın performansını kaleme aldı.

 TUCSA TK3-Yangın Komitesi Başkanı İlker İbik, deprem sonrasında gerçekleşen yangınlardan verdiği örneklerle deprem sonrasında binaların yangın performansını kaleme aldı.
Deprem kuşağı içerisinde yer alan ülkemizde deprem sonrasında gerçekleşmesi muhtemel yangınlara karşı hangi önlemlerin alınması gerektiği büyük önem taşıyor. TUCSA TK3- Yangın Komitesi ve Efectis Era Yönetim Kurulu Başkanı İlker İbik, deprem sonrasında gerçekleşen yangınları ve yapılması gerekenleri anlattı.

1. DEPREM SONRASI YANGINLAR
AFAD’ın yayınladığı “Afet Yönetimi Kapsamında 2019 Yılına Bakış ve Doğa Kaynaklı Olay İstatistikleri” dokümanında “Yangın” tanımı şöyle geçmektedir:

“İkincil afet (İng. secondary disaster) Bir afetin etkisi veya tetiklemesi ile meydana gelen yangın, heyelan, baraj yıkılması, patlama, salgın hastalıklar ve endüstriyel kaza gibi yeni afetlere verilen ad.”

Deprem sonrası ortaya çıkan yangınlar, şehirler kalabalıklaştığından bu yana, en büyük artçı tehlike olarak kabul edilmektedir. 20. yüzyıldan önce depremler, yanan şamdanları, yağ ve gaz lambalarını, sobaları ve şömineleri alt üst ederdi. Bugün ise, deprem geçirmiş büyük şehirlerde yarılmış gaz hatları ve patlayan güç kablolarının kıvılcımları en önemli yangın kaynaklarını oluşturmaktadır.

Yangın olasılığını artırmanın yanı sıra, depremler yangınla mücadelede kullanılacak ekipmanlara erişimi engelleyebilmekte ve yangın algılama, alarm ve baskılama sistemlerinin güç hatlarına ve su depolarına zarar verebilmektedir. Bu durum, deprem geçirmiş bir şehirde kısa bir zaman diliminde ortaya çıkan çok sayıda yangınla mücadele etmeyi özellikle zorlu hale getirmektedir.

ABD tarihindeki en ünlü depremlerinden biri olan 1906 San Francisco depreminin sonucunda ortaya çıkan yangınlar, şehrinin merkezinin büyük bölümünü yaktı. Ortaya çıkan ürkütücü tabloda; depremde oluşan bina hasarının %90‘lık bir kısmı, depremin kendisi nedeniyle değil, deprem sonrası oluşan yangınlar ve yangını kontrol altına almak için kullanılan yetersiz mücadele teknikleri nedeniyle gerçekleşmişti.

Daha yakınlarda gerçekleşen 1995 Kobe, Japonya Depremi ise büyük depremlerin ardından kentsel yangın tehlikesinin altını koyu mürekkeple çizmiştir. Kobe’de, depremden sonra ilk saat içinde yüzlerce yangın meydana gelmiş ve ortaya çıkan enkaz birçok ana ve ara yolu kullanılamaz hale getirmiştir. Şehrin yangın durumunda kullanabileceği 30 su rezervuarından 22’sinde, deprem sonrası yangınla mücadele için suyu tutan sismik kapatma vanaları bulunmasına ve vanaların hepsi görevlerini yerine getirmesine rağmen, borulama hatlarının çoğunun zarara uğraması ve yolların tıkanıklığı, bu rezervlere erişimi imkânsızlaştırmıştır.

Kobe şehri ayrıca, her biri bir itfaiye pompası için yaklaşık 10 dakikalık bir tedarik olan ~ 40.000 galon kapasiteli 968 sarnıç işletmekteydi. Ancak, bu kombine yeraltı su sistemi de tek başına kullanıldığında 2-3 saat içerisinde tükenmiş ve su kaynağı olarak merkeze uzak körfezden su taşıyacak tankerler haricinde geriye hiçbir yöntem kalmamıştır.

Sonuçta, yangınlar Kobe’de bir gecede toplam 4.500 m2‘lik bir alanı tüketmiş, saatler içinde 5.500 bina alevlerde yok olmuştur.
Başka bir ifadeyle;
• Doğalgaz ve su besleme hatlarının ve yolların zarar görmesi; dolayısıyla ortaya çıkan doğalgaz ve elektrik arkı kaynaklı çok sayıda bina yangınına müdahale edebilmek için ya su rezervi bulunmaması veya rezervlere ulaşılamaması,
• Binaların aktif yangınla mücadele sistemlerini besleyen güç hatlarının ve su tesisatının zarar görmesi nedeniyle algılama, alarm ve baskılamanın çalışmaması,
• Yangın esnasında acil kaçış yollarına ulaşımın kapanması ve yangın merdivenlerinin, asansörlerin çökmesi, yangın kapılarının ve bölümlendirme/ kompartımantasyonun kullanılamaz hale gelmesi oluşan açıklıklardan yangının hızla yayılarak büyümesi gibi yangınla mücadele yöntemlerini geçersiz kılan durumlar, hemen her büyük şehir yangınında ortaya çıkmaktadır.

2. DEPREM SONRASI YANGINLARLA İLG İ L İ TAM KAPSAMLI TEST ÇALIŞMALARI
2.1 Test Yapısı ve Test Kapsamı
Nisan ve Mayıs 2012’de, San Diego’daki California Üniversitesi Englekirk Yapısal Mühendislik Merkezinde, 5 katlı betonarme çerçeveli, 6,6 metreye 11 metre boyutlarında zemin plakaları içeren test yapısı üzerinde ve içinde, ABD’nin en büyük açık hava sarsma masası kullanılarak bir dizi tam ölçekli deneyler yapıldı.

Yapısal olmayan bileşenler ve sistemler (BNCS) projesi (bkz. http://bncs.ucsd.edu/index.html) olarak anılan bu 5 milyon dolarlık akademi-endüstri-hükümet işbirliği projenin amacı yapısal olmayan bina sistemlerinin deprem ve deprem sonrası yangın performansını incelemekti.

5 katlı ve 23 m yükseklikte, 66 cm x 46 cm boyutlarında 6 adet kolondan oluşan betonarme taşıyıcılı ve 20 cm kalınlığında döşeme panelleri ve döşenmiş olan test yapısı, her katında camsız pencere açıklıklarına, kat 1 ve 3 arasında cepheye dikey çelik saplamalar üzerine yangına dayanıklı alçı paneller ve dış cephe yalıtımı bitirme sistemi (EIFS) içeren, kat 4 ve 5‘de ise ön dökümlü beton kaplama panelleri ile kaplanmış bir cephe yapısına sahipti.

Test yapısının kat kullanımı mekanik oda, depo, toplantı salonu ve klinik gibi farklı fonksiyonlarda döşenmiş, ayrıca her katta ayrı döşeme sistemi, ayrı ayırma duvar konfigürasyonu, yine her katta farklı komponentlerle ve farklı yerleşimde tesis edilmiş ıslak vana otomatik sprinkler sistemine, tam fonksiyonlu bir asansöre ve ön yapımlı çelik merdivenlere sahip olmak üzere hazırlanmıştı.

Yapının 3. katı yangın testleri için özel olarak tesis edilmiş, Büyük Yanma Odası (LBR), Küçük Yanma Odası (SBR), Asansör Şaftı (ES) ve Asansör Lobisi (EL) olmak üzere 4 büyük bölmeden oluşmakta, bölmeler 1 saatlik yangına dayanıklı alçı ızgara tavan sistemi Type-X alçı karoları ile iç duvarlar ise çelik profiller üzerinde monte edilmiş Type-X alçı levhalar ile döşenmişti. Ayrıca yangın test katında, yangına dayanıklı otomatik kepenk kapı sistemi, yangın kapıları ve penetrasyon geçiş yalıtımları gibi farkı fonksiyonlara sahip birçok pasif yangın sistemi kuruluydu.

2.2 Yangın Test Prosedürü
Yangın test protokolü;
• İlk test fazında 13 farklı zemin sarsma testine tabi tutulan ve hasar gören test yapısının yangın ve dumanın yayılmasını değerlendirmek,
• Deprem sonrası yangın koşullarında yangın güvenlik sistemlerinin (aktif/pasif) performansını değerlendirmek,
• Deprem sonrası yangın modelleme çalışmaları için sıcaklık verilerini elde etmek,
• Deprem sonrası tasarım yangın senaryoları için bir kılavuz geliştirmek hedeflerini gütmekteydi.

Yangın testleri öncesinde gerçekleştirilen 13 adet zemin sarsma testi, Kuzey ve Güney Amerika kıtalarında son 20 yılda gerçekleşen ve kayıt altına alınan başlıca depremlerin sismik hareket ve etkilerini temel alarak geliştirilmişti.

Zemin sarsma test programı sonrasında, hasar gören mobilyalar ve kablo kanalları potansiyel yanma kaynakları olarak açığa çıkmış, çıkış ve kaçış yollarını oluşturan asansör kat kapıları ve kabini, yangın merdiveni ve yangın kapıları zarar görmüş, ayrıca asma tavanlar ve kolonların bazılarında yapısal hasarlar oluşmuştu.

500 kW - 2 MW aralığında ısı açığa çıkarma hızına (HRR) sahip 9 Litre Heptan dolu yakıt kapları, yanma odalarındaki kap sayıları ve yerleşimleri değiştirilerek 6 farklı yangın senaryosu oluşturulmuş ve 23, 24 ve 25 Mayıs 2012 tarihlerinde bu senaryolar test edilmiştir.

Yangın test enstrümantasyonu olarak ısıl çiftler ve görsel veri için kameralar kullanılmış, veri tam zamanlı olarak 3.katta bulunan test odalarından, 2.kattaki kontrol merkezine aktarılmış ve DAQ sistemiyle kayıt altına alınmıştır.

2.3 Yangın Test Sonuçları Testlerin sonucunda;
• Büyük Yanma Odası (LBR) ve Küçük Yanma Odası (SBR) arasındaki ayırma duvarında 2,5 cm’lik bir açıklık oluşmuş ve yangın kompartımantasyonu ortadan kalkmış,
• LBR-2’deki yangın testi esnasında oluşan açıklıktan alev ilerlemesi ve yayılımı gerçekleşmiş,
• Deprem/sismik sarsma testi esnasında alçı ayırma duvarı sisteminin gördüğü hasar nedeniyle, yangın kompartımantasyon sistemini hiçbir yanma senaryosunun öngöremeyeceği kadar hızlı çökertmiştir.
• HVAC sisteminin çökmesi ve sıcak dumanın kompartımantasyon üzerine salınımı ise sadece 480 saniye (8 dk.) sürmüştür.
• EIFS Cephe Yalıtım Bitirme Sistemi performansına baktığımızda ise, pencere açıklıklarından LBR-2 testi esnasında alev çıkışı (cepheye yangın sıçraması) ve LBR-1 ve LBR-2 testlerinde cephe yalıtım malzemesinin tamamen yanması sonucunda, cephe sisteminden ciddi miktarda sıcak duman çıkışı olmuştur.
• Aynı şekilde, LBR-1 ve LBR-2 testlerinde asansör şaftından yukarıya yangın ve duman yayılımı gerçekleşmiş, EL-1 testinde şaft içi sıcaklıklar 250 OC – 300 OC aralığına çıkmıştır.
• Son olarak, sismik test esnasında kat 2 geçişlerinde oluşan yapısal zarar sonucu, kolon-kiriş bağlantılarında, beton kaybı nedeniyle çelik donatılar açıkta kalmış, böylece yangın esnasında kat geçişlerinde beton spalling (dökülme) ve çelik donatı hasarı oluşmuştur.

Genel sonuç olarak çalışma, özelde deprem mühendisleri ve yangın güvenlik mühendisleri arasında, genelde ise tüm inşaat sektöründe çığır açıcı bir etki yaratmıştır.

İnşaat sektörü profesyonelleri, testlerin hesaplanan/simüle edilen yangın senaryoları ile karşılaştırıldığında ne kadar yıkıcı ve rahatsız edici test sonuçlarına sahip olduğunu gördüklerinde “yangın ve deprem risklerinin beraber çalışıldığı ve yapı tasarımının ortak yürütüldüğü bir performans temelli faaliyet alanı” oluşturulması gerektiği kanaatine varmışlar.

Bunun sonucunda da yapısal ve yapısal olmayan sistemler için deprem ve deprem sonrası yangınlarda kırılganlık analizi modeli ATC-58 Performance Assessment Calculation Tool (PACT) geliştirilmiştir.
 
Çelik Yapılar - Sayı: 68 - Ocak / Şubat 2021



© 2014 - Türk Yapısal Çelik Derneği