Yangın Algılama Sitemleri

Yangınla mücadele, yangının tespit edilmesi ve binadaki tüm insanların uyarılması ile başlayan bir süreçtir. Yangın ne kadar erken fark edilirse insanların kurtulma olasılığı o kadar artar. Buna karşılık; yangından habersiz geçirilen her dakika, alevlerin alana daha da yayılması ve birer birer kapanan kaçış yolları demektir. Yangın algılama sistemlerinin önemi işte bu noktada ortaya çıkar.
yangın algılama sistemlerinin çeşitlerinden ve çalışma prensiplerinden bahsedeceğiz.  “hangi binada hangi tip dedektör” Yangın algılama ve alarm sistemleri bir insan olsaydı burnu duman dedektörleri, cildi ısı dedektörleri, gözleri ise alev dedektörleri olurdu. Ses telleri ise haliyle sirenler ve alarmlar olurdu.
duman dedektörü nedir? yangın dedektörü nasıl çalışır? yangın algılama ve uyarı sistemleri nelerdir

Yangın hortumu

Yangın Algılama Sistemleri
Yangınlar sırasında en büyük düşmanımızın “zaman” olduğunu vurgulamak İsterim
Peki, yangın algılama sistemleri nasıl çalışır?
Bu sorunun cevabı, yangının göstergelerinde gizlidir. Yangının göstergeleri; duman, alevler ve ısıdır. Haliyle algılama sistemleri de bu üç göstergeyi tespit edecek şekilde tasarlanır. Bu sistemler:  

  1. Yanma sonucu ortaya çıkan duman veya diğer gazların varlığını algılayan, (Duman Dedektörleri)

  2. Alev varlığını ve ortamdaki aydınlatma oranını tespit eden, (Alev Dedektörleri)

  3. Ortamdaki ısıyı ve sıcaklık artışını algılayan, (Isı Dedektörleri)

olmak üzere her biri tek bir yangın göstergesinde özelleşmiş ekipmanlardır.

Her dedektör tipinin belirli durumlarda avantaj ve dezavantajları bulunur. Dedektörlerin doğru seçimi için meydana gelebilecek yangının türü, alandaki yanıcılar gibi birçok faktör birlikte değerlendirilmelidir. Duman dedektörleri ile devam edelim.
1. Duman Dedektörleri
Duman, yanan malzemenin türüne ve yanma koşullarına göre değişkenlik gösteren; gaz, sıvı ve katı parçacıklardan oluşan bir karışımdır. Dumanın her bileşeni, belirli optik ve fiziksel özellikler gösterir. Bu özellikleri kullanarak duman tespiti yapabilen “iyonizasyon” ve “fotoelektrik” olmak üzere iki temel duman dedektör tipi mevcuttur.
Birçok yangında önemli bir ısı birikimi oluşmadan çok daha önce duman oluşumu gerçekleşir. Buna bağlı olarak, duman dedektörleri yangınları genellikle ısı sensörlerinden önce tespit ederler.
a. İyonizasyon Dedektörleri

Araştırmalarım sırasında, iyonizasyon dedektörlerinin çalışma prensibi özellikle ilgimi çekti. Gerçekten ufuk açıcı bir mühendislik uygulaması olduğunu düşünüyorum. İyonizasyon dedektörleri, içinde iki adet elektrot ve az miktarda radyoaktif madde içeren özel bir hazneden oluşur. Haznenin içindeki hava, bu radyoaktif madde tarafından iyonize edilir.

Peki, iyonizasyon ile ne elde ediliyor? Biliyoruz ki normal şartlar altında hava iletken bir madde değildir. İşte bu iyonizasyon işlemi ile hava, iletken hale gelir. Böylece algılama bölmesinde birbirine temas etmeyen iki elektrot arasında hava üzerinden bir elektrik iletimi gerçekleşir. Sonuç olarak, ortam havasını bozan dış bir etken olmadığı sürece elektrik ileten bir mekanizma elde etmiş oluruz.

Şimdi bu mekanizmanın ortamdaki dumanı nasıl algıladığına gelelim. Alanda duman mevcutsa bu duman haliyle dedektörün içine de girecektir. Dumanın içindeki katı parçacıklar, haznedeki iyon transferini engellemeye dolayısıyla da iletilen akımı azaltmaya başlar. Akımdaki bu azalmayı fark eden sensörler de yangın alarmını tetikler.

b. Fotoelektrik (Optik) Duman Dedektörleri

Fotoelektrik duman dedektörleri, bir ışık kaynağı (verici) ve sensörlerden (alıcı) oluşur. Kaynaktan gönderilen ışınlar, sensörler tarafından sürekli olarak izlenir. Normal şartlarda ışın, düzgün ve nettir. Alana duman dolmaya başladığında ise bozulmaya başlar.Fotoelektrik dedektörleri bu bozulmaları; ışın tipi duman dedektörü ve optik duman dedektörü olmak üzere iki farklı tasarımla tespit eder. İkisinde de temel mantık, ışının önceden ayarlandığı konumun dışına çıkmasıdır. Birinci tipte ışın olması gerektiği yerde olmadığında, ikinci tipte ise olmaması gereken yerde olduğunda alarm verilir.
Işın tipi duman dedektörlerinde, ışın demeti doğrudan sensörlerin üzerine gönderilir. Yangın durumunda, ışına giren duman parçacıkları ışının dağılmasına ve sensöre ulaşan ışığın azalmasına neden olur. Işık yoğunluğu belirli bir değerin altına düştüğünde alanda duman olduğu anlaşılır.
Bu tip dedektörler geniş alanları kontrol etmek için kullanılır. Tiyatro, sinema salonları gibi yüksek tavanlı alanlarda tercih edilirler.
Optik duman dedektörlerinde ise sensörler üstlerine ışın düşmeyecek şekilde konumlandırılır. Dedektöre duman girdiğinde bölmedeki ışın dağılır ve normalde üzerine ışık düşmeyen fotosellerin (ışığa duyarlı sensör) üzerine ışık düşmesine neden olur. Bölmedeki sensör ışığı algıladığı anda bir sorun olduğunu tespit eder ve alarmı devreye sokar.
Duman Dedektörleri Genel Kullanım Alanları
Fotoelekrik duman dedektörleri genellikle spor salonları, tiyatro, sinema vb. yüksek tavanlı etkinlik merkezlerinde kullanılır. İyonizasyon ve optik duman dedektörleri ise genellikle ev, ofis gibi ortamlarda tercih edilir.
2. Alev Dedektörleri
Yangının ikinci göstergesi alevlerdir. Peki, alevleri tespit etmek için nasıl bir mekanizma kullanılabilir?
Daha önce yangınlarda ısı iletimi konusundan bahsetmiştik. Alev dedektörleri bu ısı iletim şekillerinden biri olan
radyasyon (ışın yayılımı) yönteminden faydalanarak yangın tespiti yaparlar.
Bu şekilde söyleyince kulağa biraz karışık gelse de aslında alevin en temel özelliklerinden birinden bahsediyoruz. Ateşin icadından beri kullandığımız “aydınlatma” etkisinden.
Alevler, üç farklı enerji formunda ışın yayarlar. Bu enerji formları:

  1. Görünür ışık

  2. Kızıl ötesi (InfraRed) ışınlar

  3. Mor ötesi (UltraViolet) ışınlardır.

Alev dedektörleri de bu ışınları tespit etmek üzere tasarlanırlar.

Kızıl ötesi (InfraRed) alev dedektörleri, geniş alanları tarama ve alevlerden yayılan ışınların dalga boylarını ve modellerini tespit edebilme yeteneğine sahiptir. Bu dedektörler yangın dışında, kıvılcım tespitinde de kullanılabilir.

Mor ötesi (UltraViolet) alev dedektörleri; güneş ışıkları, yıldırım, elektrik arkları vb. ışık kaynaklarına karşı aşırı hassastır. Bu nedenle uçak motoru, endüstriyel gaz türbinleri gibi özel tasarım bölmelerde tercih edilirler.

Alev Dedektörleri Genel Kullanım Alanları

Alev dedektörleri, özellikle uzun ve engelsiz (boşluk) bölmelerde ısı ve duman dedektörlerine tamamlayıcı olarak kullanılır. Özellikle yüksek riskli yanıcı ve patlayıcı ortamlarda (yanıcı sıvı depolama alanları vb.) etkili şekilde yangın tespiti yapabilirler.

3. Isı Dedektörleri

Yangının üçüncü ve son göstergesi, ateşin en temel etkisi olan “ısı” dır. Yangın sırasında ortaya çıkan ısı enerjisi, ısı dedektörleri tarafından tespit edilir.

Isı iletimi, zaman alan bir olaydır. Alevlerden yükselen sıcak hava dalgalarının sensöre ulaşması belirli bir süre alacaktır. Bu nedenle, ısı dedektörlerinde (özellikle sabit sıcaklık sensörlerinde) ısı iletim sürecinden kaynaklanan “termal gecikme” durumu göz önünde bulundurulmalıdır.

Isı dedektörleri, sabit bir sıcaklıkta veya hızlı bir sıcaklık artışında tetiklenecek şekilde iki farklı tasarıma sahiptir.

a. Sabit Sıcaklık Dedektörleri

Sabit sıcaklık dedektörleri, isminden de anlaşılacağı üzere önceden ayarlanmış bir sıcaklık değerine ulaşıldığında devreye girer. Çalışma prensipleri basit termostatlara benzer. Sabit sıcaklık dedektörleri de kendi aralarında üçe ayrılır. Kısaca bahsedelim.

Eriyen elemanlı ısı dedektörleri, belirli sıcaklıklarda eriyen metal bileşenler içerirler. Ortam sıcaklığı bu değerlerin üstüne çıkarsa, metal bileşen erir ve alarm sistemi tetiklenir. Yapısı gereği bu dedektörlerin her çalışmadan sonra yenilenmesi gerekir.

Bimetal elemanlı ısı dedektörleri, ısı dedektörlerinin en yaygın kullanılan türüdür. Bu dedektörler, bimetalik şeritler veya diskler kullanarak yangın tespiti yaparlar.

Bimetaller, birbirinden farklı genleşme katsayıları olan iki metalin oluşturduğu yapılardır. Artan sıcaklık ile birlikte farklı oranda genişleyecekleri için bimetal şeritler bir yöne doğru bükülür. Kısaca sıcaklık değişimi sayesinde 
fiziksel bir hareket elde edilmiş olur.

Bu fiziksel hareket, elektrik devresinde temas etmeyen bir bağlantıyı birleştirecek şekilde ayarlanır. Sıcaklık arttığında bimetal bükülür, temas gerçekleşir ve alarm sistemi aktifleşir.

Bu mekanizmalar devreye girdikten sonra, ortamın soğuması ile başlangıç hallerine dönerler. Dolayısıyla, eriyen elemanlı ısı dedektörlerinin aksine tekrar tekrar kullanılabilirler.

Kablo tipi doğrusal (lineer) ısı dedektörleri;korunacak alan boyunca birlikte döşenmiş iki adet iletken telden oluşur. Bu iletken kablolar, ısıya duyarlı yalıtım malzemeleri ile birbirlerinden ayrılırlar. Yani ortam soğukken birbirlerine temas edemezler. Sıcaklık belirli değerlere ulaştığında ise yalıtım malzemesi erimeye başlar ve teller birbirine temas eder. Bu temas ise elektrik devresini aktifleştirerek alarmı devreye alır.

Kablolar kilometrelere varan uzunluklarda döşenebilirler. Bu nedenle, uzun mesafeleri bulan metro ve otoyol tünellerinde tercih edilirler.

b. Isı Artış Hızı Dedektörleri

Isı artış hızı dedektörleri, sabit sıcaklık dedektörlerinden farklı olarak ortam sıcaklığında ani değişimlere veya yükselmeye tepki verirler. Tasarımları gereği, en iyi sonucu hızlı alevlenen yangınların tespitinde verirler. Yavaş gelişen, ortam sıcaklığının ağır ağır yükseldiği yangınlarda verimli çalışmazlar.

Isı Dedektörleri Genel Kullanım Alanları

Isı dedektörleri, genellikle kazan daireleri, mutfaklar, çay ocakları gibi ortamda sürekli toz ve duman bulunan alanlarda kullanılırlar. Bu alanlarda duman dedektörleri hatalı alarmlar verebileceği için yangın tespiti konusunda en uygun seçenek ısı dedektörleridir.

(Video) Tabanlı Yangın Algılama Sistemleri

Yangının göstergeleri olan duman, alev ve ısının her biri için ayrı dedektör tipleri olduğunu görmüş olduk. Ancak şimdi konuşacağımız başlık yeni bir teknoloji olması nedeniyle bu üç kategoriden herhangi birine girmiyor. Aynı anda hem duman hem de alev tespiti yapabiliyor.

Yangın algılama teknolojisindeki son gelişmeler, güvenlik kamera sistemlerine alev ve duman tespiti yapabilecek özellikler kazandırmıştır. Bu sistemler, alandan aldıkları görüntüleri alev ve dumanın fiziksel özellikleriyle (renk, şekil, hareket vb.) ilişkilendirmeye çalışır. Görüntüler, yangın algılama sisteminin algoritmasındaki yangın görselleri ile eşleştiği anda alarm sinyali verilir.

Alarm sinyalleri, öncelikle merkezi kontrol odasına iletilir ve ilk uyarı yalnızca bu odadaki ekranlarda belirir. Böylece odadaki operatörlere asıl yangın alarmını devreye sokmadan önce alanı kontrol etmesi için son bir fırsat tanınmış olur. Operatörün de yangını onaylamasıyla birlikte genel alarm verilir
Görüntü Tabanlı Sistemler Genel Kullanım Alanları
Genellikle yüksek yangın tehlikesi içeren, olası yangınların hızlıca büyüyebileceği endüstriyel tesis ve fabrikalarda kullanılır.
Nerede, Hangi Tip Yangın Dedektörü?
Tüm dedektör tiplerini çalışma prensipleri, avantajları ve dezavantajları ile gördükten sonra, sıra bu bilgiler ışığında doğru dedektör seçimini yapmaya geldi. An itibariyle zihninizde az çok bir tablo oluşmuştur. Şimdi kısa bir özet yapalım, hem bir nefes almış hem de okuduklarımızı pekiştirmiş olalım.
Aslında duman ve ısı dedektörlerinin kombine kullanımı çoğu bina için yeterlidir. Ancak binada özel yangın tehlikeleri bulunuyorsa diğer dedektörlere başvurulur. Örneğin, ışınım dedektörleri özellikle yüksek çatılı binalarda (depo vb.) ve dumansız yanan sıvıların bulunduğu alanlarda yüksek derecede etkili olurlar.
Kullanılan dedektör tipinin belirlenmesinde dikkate alınması gereken faktörler şunlardır:

  • Alanın Koşulları – Endüstriyel bir ortamda, ofis vb. çalışma alanlarında kullanılan dedektörlerden çok daha sağlam bir dedektör gereklidir. Tozlu veya nemli ortamlar dedektörleri etkileyebilir. Dedektörler elektrikli ekipmanlar olduğundan dolayı uygun olarak seçilmeli, IP Kodu vb. özellikleri çalışma alanlarına uygun olmalıdır.

  • Sensörün Hassasiyet Seviyesi – Kalabalık bir otel barına veya endüstriyel mutfağa yüksek hassasiyetli bir duman dedektörü takılması yanlış alarmlar verilmesine neden olacaktır.

  • Uygun Konumlandırma – Dedektörler, işlevlerini yerine getirmek için mümkün olan en iyi konumda olacak şekilde yerleştirilmelidir. Örneğin, alanı tam olarak görmeyen bir alev dedektörü, kör noktasında kalan bir yangını haliyle tespit edemeyecektir.

Yanlış Alarm Potansiyeli – Yanlış alarmlar birçok nedenden ötürü meydana gelebilir ve genellikle kaçınılmazdır. Örneğin, duman dedektörleri, tozları duman olarak algılayabilir. Ultraviyole ışın dedektörleri, camlardan, su birikintilerinden yansıyan güçlü güneş ışıklarını alevlerden yayılan ışınlarla karıştırabilir. Algılama sisteminin seçimi sırasında çevresel koşullar ve bu tür hatalı alarm potansiyeli de göz önünde bulundurulmalıdır.

  • Yangın algılama sistemlerine dair mevzuat hükümleri Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik 75. maddesinde “Algılama ve Uyarı Sistemi” başlığı altında açıklanmıştır.