Keywords : Performance-based approach, Performance-based design, Fire Engineering, Insulation

YALITIM YOLUYLA YANGINA YAPISAL DAYANIKLILIĞIN SAĞLANMASINDA PERFORMANS TEMELLİ YAKLAŞIM * Aydın ÖZKAYA Elektrik-Elektronik Müh. KARİNA Tasarım, Danış...
Author: Zeki Derici
1 downloads 0 Views 218KB Size
YALITIM YOLUYLA YANGINA YAPISAL DAYANIKLILIĞIN SAĞLANMASINDA PERFORMANS TEMELLİ YAKLAŞIM * Aydın ÖZKAYA Elektrik-Elektronik Müh. KARİNA Tasarım, Danışmanlık ve Eğitim Hiz.Ltd.Şti.

ÖZET Yangına karşı yapısal dayanıklılığın sağlanmasında kullanılan teknikler, sadece teknik yönüyle değil, idari yönüyle de güvenilir ve kabul edilir olmalıdır. Geleneksel olarak, yangına dayanıklılığın ne kadar bir süre için olması gerektiği ve hangi yöntemler kullanılarak sağlanabileceği, nasıl bir uygulamanın uygun ve kabul edilebilir olduğu, tasarım standartları ve yönetmelikler tarafından belirlenir. Genel-geçer çözüm ve yöntemleri ortaya koyan standartların kullanıldığı “Gerekleri Karşılama” yaklaşımının yanı sıra, yapının ve kullanımın özgül koşullarının, olanaklarının değerlendirilerek çözümlere yansıtılabilmesine olanak sağlayan “Performans-temelli Tasarım” yaklaşımı da gittikçe artan bir uygulama alanı bulmaktadır. Performans-temelli yaklaşımın uygulanabileceği ve olumlu sonuçlar veren konulardan biri de, yalıtım yoluyla yangına karşı yapısal dayanıklılığın sağlanmasıdır. Yangına karşı dayanıklılıkda yalıtımdan yararlanılması, analitik ve deneysel yöntemlerin, bilgisayara dayalı hesaplama ve benzeşim (simülasyon) tekniklerinin daha etkin kullanılabilir kılınması, Performans-temelli yaklaşımı tanımak ve kullanmakla olanaklıdır. Anahtar Kavramlar : Performans-temelli yaklaşım, Performans-temelli tasarım,Yangın Mühendisliği, Yalıtım

ABSTRACT PERFORMANCE-BASED APPROACH in MAINTAINING STRUCTURAL INTEGRITY AGAINST FIRE by INSULATION The fire protection methods and applications used in maintaining structural integrity in fire must not only be technically satisfactory, but administratively acceptable as well. Traditionally, the required and acceptable fire withstanding rating and the application method, details are determined and given explicitly by the regulations and design standards. Besides the “prescriptive/deemed-to-satisfy” approach where prescritive standards are used, performancebased approach is becoming more and more widely applicable, enabling the designer to incorporate the specific conditions and possibilites of the building to the fire safety solution. One of the application fields of performance-based approach is maintaining structural integrity against fire by insulation. Making the use of analytical, empirical, computational methods and computer simulation by all means, for solving insulation problems to maintain strucutral integrity will be possible by learning and using performancebased approach. Keywords : Performance-based approach, Performance-based design, Fire Engineering, Insulation

1. GİRİŞ Bu çalışmada, yangın güvenliği sorunlarının çözümünde genel-geçer hükümlerin kullanıldığı geleneksel yaklaşım yerine, soruna ve yapıya ilişkin özgül koşulların dikkate alınmasına ve özgül çözümler geliştirilmesine olanak ve yöntemsel temel sağlayan, performans-temelli yaklaşım incelenerek, yalıtım yoluyla yapısal bütünlük sağlamaya yönelik uygulamalara nasıl yansıdığı irdelenecektir. Bu yönüyle çalışma, bir yöntembilim (metodoloji) çalışmasıdır. Bir yapıda yangın güvenliğinin sağlanması için yapılan uygulamaların, kullanılan teknoloji veya insan temelli yaklaşımların, çözümlerin teknik olduğu kadar, idari ve yasal yönü vardır. Bu boyut, yangın güvenliği adına yapılan çalışmaları, uygulamaları, diğer tür iş ve çalışmalardan ayıran en önemli özelliklerin başında gelir.

*

Yalıtım Kongresi – 23 Mart 2001 için hazırlanmıştır.

Yalıtım Yoluyla Yapısal Yangına Dayanıklılığın Sağlanmasında Performans Temelli Yaklaşım

Çünkü yangın güvenliği konuları, idari ve yasal sorumluluk yükleyen, sonucunda cezai hükümler doğuran bir konudur. İster can, ister mal güvenliği amaçlı olsun, yangın güvenliği, bu önemli özellikden soyutlanmış olarak ele alınamaz. Konunun bu boyutunu ortaya koyan ölçü, “uygulamanın, standartlar ve yönetmeliklerce uygun ve kabul edilir olduğunun kanıtlanması” gerektiğidir. Yani, yapılan uygulama, teknik olarak doğru olsa da, doğruluğu kanıtlanmış olsa da, idari ve yasal dayanağı sağlanmadan bir yangın güvenliği uygulamasına dönüşemez, dönüşmemelidir.

2. YAPISAL DAYANIKLILIĞIN SAĞLANMASI Can ve mal kaybının önlenmesi için, yangın güvenliğinin sağlanmasında başvurulan temel iki teknik, “Pasif Koruma” ve “Aktif Koruma”dır. Pasif koruma, yapısal olarak sağlanmış, yangın çıksada, çıkmasa da her zaman bulunan olanaklarla, ● tehlikenin, yanıcı madde ve tutuşturucunun, zarara uğrayabileceklerin sınırlandırılması ● malzemenin, tutuşmaya daha dirençli hale getirilmesi ve yanmanın ilerlememesi için kimyasal yapısının değiştirilmesi ● malzemeyi, yangını ve yanmayı geciktiricilerle bütünleştirme ● malzemenin yüzeyinin kaplanması veya sarılması ● malzemeleri yangın durdurucu bölmelerle ayırma ● malzemelerin bulunma ve düzenleme biçimlerini değiştirme yoluyla sağlanır. Aktif koruma ise, yangın durumunda kullanılacak insanlı veya otomatik olanaklar ve sistemlerle, ● yangını denetlemek, bastırmak ve söndürmek yoluyla sağlanır. Yangının zarar verici ve yok edici sonuçları, sadece doğrudan yangın nedeniyle, can veya mal güvenliği yönünden, yanma ve dumandan etkilenmeyle oluşmaz; dolaylı etkileri yönünden de tehlikelidir. Artan sıcaklık nedeniyle yapının taşıyıcı sisteminin direncini ve taşıma becerisini yitirmesi sonucu oluşacak çökme ve göcükler sonucu can ve mal kaybı; yangını söndürmek için uygulanacak su, kimyasal toz, vb. söndürücülerin yapı ve malzemeye bozucu ve zarar verici etkisi; itfaiye müdahalesi için gerekebilecek kırma, yıkma işlemleri de en az yangın, hatta bazen yangından daha zarar verici (tahripkar) olmaktadır. Yukarıda belirtilen sınıflama ve bağlam içinde, “yapısal bütünlüğün korunması”, yangının dolaylı etkilerinden ve zararından korunmak için, pasif ve aktif korunma yöntemlerinin kullanılmasıdır. Böylece kullanılan pasif ve aktif yöntemler, bir yangın durumunda bile “yapısal bütünlüğün korunması”nı sağlayarak, yangının yaratacağı tehlikelerin denetlenmesini sağlamış olur.

3. YALITIM YOLUYLA YAPISAL DAYANIKLILIĞIN SAĞLANMASI Yapısal bütünlüğün korunmasında başvurulan pasif ve aktif koruma teknikleri, taşıyıcı sistemin (taşıyıcı elemanlar, bağlama biçimi, bağlama elemanları, birleşme, sabitleme ayrıntılarıyla bir bütün olarak) türüne ve uygulama biçimine göre çeşitlilik gösterir. Yapısal bütünlüğü koruma tekniklerinin başlıcaları şunlardır : Pasif koruma teknikleri : ● taşıyıcı sistemin, yangının etki ve erişim alanının fiziksel olarak dışında tutulması ● taşıyıcı sistemin, yangının erişeceği sıcaklıklara dayanıklı malzemelerden seçilmesi ● taşıyıcı sistemin, yangının erişeceği sıcaklıklara dayanıklı hale getirilmesi için çeşitli katkı maddeleri ve uygulama ayrıntıları kullanılarak, dayanıklılığın arttırılması ● taşıyıcı sistemin, yangının erişeceği sıcaklıklara dayanıklı olmamasına karşın, yangına ve etkilerine doğrudan maruz kalmasını engelleyerek, yangın etkisinin denetlenmesiyle dayanıklılığın sağlanması Aktif koruma teknikleri : ● yangının ısı ve sıcak duman gibi etkilerinin, taşıyıcı sistemi etkilemeyecek biçimde denetlenmesi, yönlendirilmesi, uzaklaştırılması, soğutulması, ● taşıyıcı sistemin, soğutucu akışkan dolaştırılarak veya yüzeyine soğutucu (su) püskürtülerek soğutulması ve yangının erişeceği sıcaklıklara maruz kaldığında dayanıklılık kaybının kabul edilir düzeyde tutulması Aydın ÖZKAYA – 23 Mart 2001

2

Yalıtım Yoluyla Yapısal Yangına Dayanıklılığın Sağlanmasında Performans Temelli Yaklaşım

Bu yöntemlerden biri veya birçoğu, genelde birbirlerini tamamlayacak biçimde, içinde bulunulan koşullar ve sahip olunan olanaklar (uygulama ve yapım olanaklılığı, ömür döngüsü maliyeti (life-cycle cost), maliyet-yarar, ekonomik ömür, estetik, işletme, bakım uygunluğu) yönlerinden irdelenerek seçilir. Çoğu zaman her sorun için aynı çıkmayıp, koşulların ve ölçütlerin değişmesi nedeniyle, değişik tekniklerin geliştirilmesini sağlamaktadır. Söz konusu koruma tekniklerden biri olan “yalıtım”, pasif koruma yöntemlerinden “taşıyıcı sistemin, yangının erişeceği sıcaklıklara dayanıklı olmamasına karşın, yangına ve etkilerine doğrudan maruz kalmasını engelleyerek, yangın etkisinin denetlenmesiyle dayanıklılığın sağlanması” için başvurulan bir araçtır. Yalıtım yoluyla korumaya, “taşıyıcı sistemin, ek bir dayanıklılık sağlanmaması durumunda yangının erişeceği sıcaklığa maruz kalması karşısında dayanıklılığını yitirecek olmasına karşın, yangının etkilerine doğrudan maruz kalmasını engelleyerek, yangın etkisinin kabul edilen düzeyin altında tutulmasıyla, denetlenmesi” için başvurulur. Böylece, herhangibir ek önlem olmadan, yangının beklenen etkilerine dayanamayacak olan taşıyıcı sistemler, çeşitli yalıtım malzemeleri ve teknikleri kullanılarak, yangının ısı etkisinin taşıyıcı sisteme ulaşarak, etkilemesine engel olur ve taşıyıcı sistemin yangından etkilenmeksizin işlevini yangın koşulları altında bile sürdürmesini sağlar. Örneğin çelik taşıyıcı sistemin, yangın sırasında oluşacak ortam koşullarında taşıyıcı özelliğini yitirecek olması nedeniyle, taşıyıcı sistem yüzeyindeki ısı transferini kaydadeğer oranda azaltıcı çeşitli malzemeler (kaplama, plaka, vb.) kullanarak, yangının etkilerine maruz kalmasının engellenmesi, yalıtım yoluyla korumaya bir örnektir.

4. “GEREKLERİ KARŞILAMA” YAKLAŞIMI Yalıtım yoluyla koruma yapmayı değerlendirenlerin geleneksel yaklaşımı, yapının ve kullanımının koşullarına karşılık gelen, genel-geçer çözümlerin neler olduğunu ortaya koyan emredici, hükmedici istekleri, “gerekleri karşılama” (prescriptive / deemed-to-satify) veya “uygunluk” (compliance) çerçevesinde uygulamaktır. Bu yaklaşımda amaç, yapılacak uygulamayı, istenen hükmedici koşullara uygun yapmak veya uygun hale getirmektir. Çünkü hükmedici istekler, belli sınıflamalar içine giren uygulamaların tamamından aynı çözümü isteyen, yapılanın doğruluğu ve yararı konusunda uygulayıcıya güven veren, idari ve yasal dayanağı olan, idari ve yasal sorumluluğu üstlenilmiş, uygulanacak yöntemi açıkca ve kuşku bırakmayacak biçimde ortaya koyan hükümlerdir. Bu hükümler, yönetmelik, tasarım standardı ve onaylı uygulama bilgilerinin bir araya getirilmesiyle, birbirlerini bütünleyerek oluşur. Çelik taşıyıcı sistemin yalıtım yoluyla korunmasında “gerekleri karşılama” yaklaşımın nasıl uygulandığı, ülkemizde geçerli hükümlere dayalı bir örnek (çelik taşıyıcı sistemli, alışveriş ve depolama alanları bulunan, bir alış-veriş merkezi) eşliğinde aşağıda açıklamaktadır : 1.Aşama : Temel Alınacak Hükümlerin Belirlenmesi Geçerli yönetmeliğin, tasarım standardının ve temel alınacak uygulama bilgileri kaynağının saptanması (Uygulama, İstanbul’da, İst.Büyükşehir Belediyesi Yangından Korunma Yönetmeliği, TSE standartları ve TSE onaylı malzeme üreticileri bilgilerine göre yapılacaktır.) 2.Aşama : Sınıflamanın (Kategorizasyonun) Yapılması Yönetmeliğin belirlediği ölçütler cinsinden, yapının kullanım, işletim ve genel özelliklerine karşılık gelen sınıfın belirlenerek, yönetmelikçe belirtilen hangi sınıfa girdiğinin saptanması (Yapı, İst.Büyükşehir Belediyesi Yangından Korunma Yönetmeliği’ne göre Topluma Açık Yapılar (Bölüm 3) ve İşyerleri ve Alış-Veriş Merkezleri (Bölüm 5) kapsamına girmektedir.) 3.Aşama : Sınıfa Karşılık Gelen Hükümler Yönetmeliğin veya göndermede bulunduğu tasarım standardının, belirlenenen sınıfdakiler için istediği hükümlerin saptanması (Yönetmeliğin belirlediği süre boyunca bir taşıyıcı sistem bütünselliğinin, dayanım hükmünün belirlenmesi; İst.Büyükşehir Belediyesi Yangından Korunma Yönetmeliği Madde 3.2 ve Madde 5.3 gereği çelik taşıyıcı sistem 90 dakika yangına dayanıklı (F90) olmalıdır.) 4.Aşama : İstenen Gereklerin Nasıl Sağlanacağının Belirlenmesi Gerekli görülen bir hükmün hangi dayanağa göre ve nasıl sağlanacağının, yapılacağının belirlenmesi (İstenen süre boyunca taşıyıcısistem bütünselliğinin, çelik taşıyıcı sistemin dayanıklığının hangi yöntemlerle ve nasıl elde edilebileceğinin tasarım standardından veya göndermede bulunduğu bilgi kaynağından bulunması; TSE 1263’e (DIN 4102) dayanarak üretilmiş uygulama ayrıntıları çelik Aydın ÖZKAYA – 23 Mart 2001

3

Yalıtım Yoluyla Yapısal Yangına Dayanıklılığın Sağlanmasında Performans Temelli Yaklaşım

taşıyıcı sistemin, 90 dakika dayanıklılığın sağlanabilmesi için nasıl yalıtılması gerektiğini ortaya koyar) 5.Aşama : Belirtilen Uygulamanın Yerine Getirilmesi Tasarım standardı veya bilgi kaynağının belirlediği malzeme, uygulama tekniğinin kullanılarak gerçekleştirilmesi (TSE 1263’e (DIN 4102) dayanarak üretilmiş uygulama ayrıntılarında kullanılabilecek özellikteki malzemeler (taşyünü, paslanmaz çelik, alçıpan, vb.) kullanılarak uygulanır) 6.Aşama : Hükümlere Uygunluğun Saptanması Dayanılan kaynakların hükümlerinin belirttiği biçimde işletmeye alma, deneme, kabul ve belgelendirme işlemlerinin yapılarak yapım bölümünün tamamlanması (Kontrollük, yapılan uygulamayla, olması gerekeni, İst.Büyükşehir Belediyesi Yangından Korunma Yönetmeliği, TSE 1263 ve üretici bilgilerine dayanarak inceler, kabulünü yapar) 7.Aşama : Yapım Sonrası İşlemlerin Hükümlere Uygun Olarak Yapılması Bu yaklaşımın özünde, tasarımcının, uygulayıcının, belirlenen kaynaklarda sunulan hükümlere (reçeteye) uygun bir uygulama yapması ve istekleri eksiksiz yerine getirmesi vardır, bu hükümleri yerine getirmesi yeterlidir. Bir yangın durumunda istenen başarımın (performansın) sağlanamaması durumunda, aksamanın nereden kaynaklandığı saptanır; bu eksiklik, yönetmelik, standart, ürün bilgilerinde olabileceği gibi, uygulama, kabul gibi aşamaların eksiklerinden de kaynaklanmış olabilir. Ancak uygulayıcının bir hatası yoksa, uyulması gerekli hükümleri ortaya koyan yönetmelik ve standart, teknik olarak yeterliliğin en temel dayanağıdır. Bu nedenle, uygulamacı veya denetleyicinin, kendisine uyması söylenen hükümlerin ayrıntılarına ve arkasındaki gerekçelere bakması gerekmez. Yalıtımın çeşidi, neden o kalınlıkta uygulanacağı bu kesimleri ilgilendirmez; onlar isteneni uygulamakla yükümlüdür. Yönetmelik veya standardın hatasının bulunması durumunda ise, bu kaynaklarda gerekli düzeltme ve iyileştirme yapılır. Bu değişiklikler yapılmadığı sürece kaynaklar ve hükümleri geçerli ve yeterli sayılır. Aynı biçimde yeni bir teknik bulgu sonucu, yalıtım yöntemi veya malzeme geliştirilirse, bunların kullanımı, yönetmelik ve standartlara girmedikçe, uygunluğu kabul edilmedikçe uygulanamaz veya ancak yetkili onay merciinin (itfaiye, imar dairesi, idari amir, sigortacı, vb.) özel izniyle uygulanabilir. Bu nedenle, nitelikli yönetmelik ve standartların, butür yenilikleri ve düzeltmeleri yansıtmak üzere, belli aralıklarla (örneğin NFPA, ortalama dört yılda bir) düzenli olarak yenilendiğini görmekteyiz. Kimi koşullarda (örneğin değişik alış-veriş merkezi türlerinde) istenen hükümler, gereksiz pahalı, ayrıntılı kalabilir, ya da kimi uygulamalarda da son derece etkisiz kalabilir. Oysa yönetmelik ve standart, bu farlılıkları ortaya çıkaracak biçimde gözden geçirilerek, yeni ölçütler veya sınıflamalar yaratarak, bunlar için faklı hükümler getirmediği sürece, uygulamacıya değişiklik yapma olanağı doğmayacaktır. Benzer biçimde, yeni teknolojinin, çözüm yöntemlerinin, analitik, deneysel ve benzeşime (simülasyona) dayalı yöntemlerin uygulanmasının önünde engel oluşturarak, gelişmeyi ve araştırmayı engelleyici bir etkisi olacaktır. Hiçbir sınıfa girmeyen ve sadece onun için sınıf oluşturulması da olanaklı olmayan birçok yapı veya uygulamanın nasıl bir korumaya sahip olacağına da çözüm sunulamamakta, sonuçda öznelliğin ve dayanaksız, keyfi kararların önü açılmakta, karar sürecinin nesnel temelleri ortadan kalkmış olmaktadır. Diğer bir sorun da, yangın güvenliğinin diğer unsurları olan pasif ve aktif önlemlerin, insan temelli, tehlike azaltıcı, vb. etkin önlemlerin, yapısal dayanıklılık ve yalıtım üzerine yapacağı olumlu katkının da yansıtılamamasıdır; çünkü yönetmelik ve standartlar, bu etkilerin uygulamaya nasıl bir parametre olarak yansıyacağını ortaya koymamıştır. Örneğin denizin veya bir havuzun içine oturtulmuş adalar üzerine kurulu, şelale görüntüsü içinde taşıyıcı sistemi soğutan, ayrıca ortamdaki yanıcı maddeyi ve olası bir yangının yayılmasını engelleyen bir mimariye sahip bir alış-veriş merkeziyle, malzemelerin taşıma kutularıyla birlikte yüksek biçimde depolandığı, insanların adeta bir depo içinde dolaştığı bir alış-veriş merkezinin yangın tehlikesinin ve gerektirdiği yapısal korunmanın özelliklerinin aynı olmayacağı açıkken, gerekleri karşılama yaklaşımı nedeniyle, her ikisine de aynı hükümlerin uygulanmasına engel olmak, dayanağı tartışmalı bir insiyatif kullanmaksızın mümkün değildir. Bu türden öznel, bireysel insiyatife dayalı bir uygulama farklılığı ise yangın güvenliği kavramının teknik-idari-yasal bütünlüğüne uygun bulunmamaktadır. Burada dikkat edilmesi gereken, bir yönetmelik veya standartın yetkinliğinden bağımsız olarak, yapı ve kullanım farklılıklarının saymakla tüketilemeyeceği, olası her uygulamayı başka bir sınıfa indirgenemeyeceğidir. Yani Aydın ÖZKAYA – 23 Mart 2001

4

Yalıtım Yoluyla Yapısal Yangına Dayanıklılığın Sağlanmasında Performans Temelli Yaklaşım

sorun standartların yetkinliğinde değil, ancak kullandıkları yöntem ve bakış açısındadır. Öyleyse, bu tür durumlarla karşılaşıldığında ne yapılmaktadır, ne yapılabilir, ne yapılmalıdır ?

5. PERFORMANS TEMELLİ YAKLAŞIM Ülkemiz yönünden, uygulamalar, yönetmelik ve standartlara, tam, eksiksiz ve disiplinli bir bağlılıkla yapılmadığından; çoğu zaman yönetmelik ve standartlarda tanımlanmayan durumlarla karşılaşıldığından, bu eksiklik ve yetersizliği karşısında, onları değiştirme ve geliştirme çabası göstermek yerine, hükümleri yok sayma, ya da istediğimiz biçimde yorumlama, kimi zaman da teknik temeli olmasına karşın, idari temeli olmayan, bireysel ve keyfi karara dayalı yaklaşım ve çözümler kullanma yoluna gidilmektedir. Bu yaklaşım, bilgi ve kurallara uymama, saygı göstermeme ve sorunları gene kurallar içinde çözmeme alışkanlığımızdan kaynaklanmaktadır. Yaptırım ve denetim erklerinin yetersizliği ve bilgisizliği de, bu davranış biçimini engelememekte, tersine cesaretlendirici biçimde, düzensizliğin ve kargaşanın sürmesini perçinlemektedir. Oysa, yangın güvenliği konusunda ilerlemiş ve artık bilgi temelli, etkin, mühendisliğe dayalı tekniklere yönelme gereği duyan ülkeler (A.B.D., Japonya, İsveç, Hollanda, Almanya, vb.) yukarıda belirttiğimiz durumlarla karşılaşıldığında, değişik çözüm yöntemlerine olanak sağlayan, ancak kuralları ve hükümleri, bu kez başka bir anlayışla hazırlanan yönetmeliklerin ve standartların denetiminde olan bir yaklaşım geliştirmiştir : Performanstemelli Yaklaşım. Bu yaklaşımla amaç, bir yangın güvenliği sorununu, kendi özgül koşulları içinde ele alarak, sahip olunan tüm analitik ve deneysel bilgi dağarını, ileri bilgi işleme tekniklerini kullanmak, sorunu özel, optimize edilmiş, hatta biricik uygulamalarla çözme olanağını yaratmaktır. Sınıflamalardan (kategorizasyon), önceden belirlenilmiş yöntemlerden, hatta malzemelerden uzaklaşan yöntemler kullanılmasına olanak sağlanması nedeniyle, bunların hataya ve olası teknik-idari-yasal sorunlara neden olmaması için, bu kez “ne” yapılması gerektiğini değil, “nasıl” yapılması gerektiğini; nasıl bir akış, düzen ve yaklaşımla yapılması gerektiğini ortaya koyan, özünü metodolojinin oluşturduğu “performans-temelli standartlar” geliştirilmektedir. Kapsamlı bir tanımla, Performans-temelli Yangın Güvenliği Tasarımı, ● üzerinde ilgili taraflarca anlaşmaya varılmış olan güvenlik amaç ve hedeflerine ulaşmak için, ● olası yangın oluşumlarının (senaryoların), ● belirlenimci (deterministik) ve olasılıksal (probabilistik) yöntemlerle irdelenmesi, ● niceliksel (kantitatif) değerlendirmeler, mühendislik araçları ve yöntemleri kullanılarak, ● uygulanacak korumanın istenen amaç ve hedeflere ulaşılmasını sağlayacağının kanıtlanması üzerine kurulu, mühendislik ve bilgi temelli bir yaklaşımdır. Örneğin, yalıtım yoluyla yapısal dayanıklılığın arttırılması uygulamasında, gerekleri karşılama yaklaşımı gereği indirgemeci ve sınıflamacı bir yaklaşım yerine, ● yapının yangın güvenliğine etki eden tüm etmenlerin, birlikte ele alınarak irdelendiği, ● sorunun, amacın, hedefin tam ve eksiksiz olarak tanımlandığı, ● kullanılacak yöntem, araç ve dayanakların özgürce belirlendiği, ● denetim, onay ve kabülün nasıl yapacağının, o çözüm bağlamında tanımlandığı bir yaklaşım ve buna uygun bir süreç izlenmektedir. Bir çelik taşıyıcı sistemin yalıtım yoluyla korunmasında “performans-temelli” yaklaşımın nasıl uygulandığı aynı örnekle (çelik taşıyıcı sistemli, alışveriş ve depolama alanları bulunan, bir alış-veriş merkezi) aşağıda açıklanmaktadır : 1.Aşama : Tasarım Koşullarının (İçerik, Hedef, Amaç) Belirlenmesi Tasarımın hangi amacı, hangi hedeflere ulaşarak sağlayacağının, bütün diğer koruma unsurları (aktif, pasif) ve alt çözümlerle (aktif ve pasif sistemler, olanaklar) birlikte ve diğer amaç ve hedeflerle (kaçış ve boşaltma süresi, vb.) etkileşim içinde belirlenmesi. (Tasarım Hedefleri : Yangın durumunda, yapının yapısal dengesini ve taşıyıcılığını yitirmesi nedeniyle, binada bulunanların veya dışarıdan müdahale edecek olan itfaiyenin zarar görmesini engellemek; yangın nedeniyle yapısal taşıyıcılığın yitirilmesi sonucu mal kaybının oluşmasına engel olmak. İşlevsel Hedefler : Binadakilerin güvenli biçimde dışarı çıkabilmeleri ve itfaiyenin, kurtarma ve müdahalesi için gereken süre boyunca yapının bütünlüğünün korunması Performans Hedefleri : Yapısal elemanların taşıyıcı işlevlerini sürdürebilmeleri için, beklenen yangın Aydın ÖZKAYA – 23 Mart 2001

5

Yalıtım Yoluyla Yapısal Yangına Dayanıklılığın Sağlanmasında Performans Temelli Yaklaşım

yükü, yoğunluğu, süresi boyunca, yangını denetleme olanaklarıyla uyumlu bir yangın direncine sahip olmalarını sağlamak; aynı yangın kompartmanında bulunan yapısal elemanların birbirinden daha az bir yangın direncine sahip olmamalarını sağlamak. Olay Analizi : Olağan nedenlerden veya sabotaj, kundaklama gibi nedenlerden dolayı, tutuşma, yangın, büyüme, vb. olayların, Olay ve Hata Ağacı analizi yöntemleriyle belirlenmesi, yangının başlamasına veya etkisinin denetlenmesine etki eden etmenlerin belirlenmesi sonucunda, ortaya çıkan durumun anlaşılması için gereken verilerin toplanması) 2.Aşama : Kayıp Hedefinin Tanımlanması Kabul edilebilir kayıpların ve düzeyinin belirlenmesi. (Müşteri, personel veya donamlı itfaiye elemanı, hiçbir can kaybı olmamasını sağlamak; yangının ve dumanın, satışda bulunan malların parasal değerinin %10’undan fazla kayıp olmamasını; alış-veriş merkezinin bir günden fazla kapanmasına veya hizmetinin durdurulmasına neden olmayacak bir büyüklükte sınırlı tutmak; Belediye ve Çevre Bakanlığı’ndan, kapatma gibi veya benzeri yüz kızartıcı ve prestij sarsıcı bir ceza almamak; toplam 10 Milyar TL’nin üstünde herhangi bir tazminat davasına neden olmamak.) 3.Aşama : Kayıp Hedefinin Tasarım ve Performans Hedeflerine Dönüştürülmesi Soyut olan amaç ve hedeflerle, kayıp hedeflerinin bir bütünlük içinde, ölçülebilir, izlenebilir performans hedeflerine ve değerlerine dönüştürülmesi. (Can kaybını önlemek için CO düzeyinin 1400 ppm’in altında tutulması; görüş açıklığının en az 5m olması; toplam 5 dakikada tüm binanın boşaltılmasının sağlanması; itfaiyenin 5 dakika içinde gelmesinin ve yangını bulmasının sağlanması; flash-over sonrası yangınların oluşmaması; bina içi yangın yükünün 10kW/m2 ile sınırlanması; bina dışı yangınının 15MW’la sınırlandırılması; yangının başladığı yerde tavan sıcaklığının 500ºC ile sınırlandırılması; yangın bölmelerinin %10 parasal değeri geçmeyecek biçimde belirlenmasi; bir günden fazla kapanmaya neden olabilecek elemanların -trafo, jeneratör, aydınlatma sistemi, vb.- güvenilirliklerinin ve yedeklenmelerinin bir günlük ikmal ve bakıma uygunluğunun sağlanması; yangın sonrası atık sudaki kirlenmenin çevre komisyonu değerlerinin altında tutulması; vd.) 4.Aşama : Olası Yangın Oluşumlarının (Senaryoların) Geliştirilmesi ve Belirlenmesi Belirlenen koşullar ve sınırlamalar sonucunda, eldeki koşullarda oluşabilecek yangınların belli oluşum modelleri içinde (senaryo), olası başlama noktaları, tutuşturucu türü, T-t (zaman-sıcaklık), ısı açığa çıkma (HR-HRR) karakteristiği, sıcaklık ve duman dağılım profili gibi özelliklerinin çeşitli analitik ve bilgisayar benzeşim (simülasyon) teknikleri kullanılarak belirlenmesi. (Senaryo 1 : Alış-veriş merkezine en yakın araç park yerinde, uygunsuz rüzgar koşullarında 15MW’lık araç yangını Senaryo 2 : Alış-veriş alanında, elektrik dağıtım panosunda paketli ürünlerin yanında başlayan, 2 palet dolusu kızartma yağı yangını Senaryo 3 : Alış-veriş alanında, müşterinin torba içinde bıraktığı bombanın patlaması sonucu çıkan yangın Senaryo 4 : Alış-veriş alanı arkasında, ekmek pişirme fırınında çıkan yangın Değişik yangın oluşumlarının analizi ve ortak özellikler gösteren bazı olayların sonucunda oluşan karakteristik eğrilerin, dağılım profillerinin, sınır değerlerin, stokastik modeller biçiminde belirlenmesi.) 5.Aşama : Deneme Tasarımlarının Geliştirilmesi İstenen hedefleri, belirlenen yangın karakteristiği koşullarında karşılayabilecek çözümlerin, her koruma için ayrı ayrı ve etkileşimli olarak, hata yapma veya aksama olasılıkları da dikkate alınarak, belirlenmesi. (Belirlenen karakteristik eğriler, dağılım profilleri ve sınır değerleri karşısında, uygulanması düşünülen her sistem gibi, çelik taşıyıcı sistemin ısıl tepki (thermal response) ve yapısal tepki (structural response) analizlerinin analitik, deneysel yöntemler kullanılarak yapılması; yapılan analizler sonucunda sağlanamayan hedef değerlerin sağlanabilmesi için, verilerin (karakteristikler, profiller, sınır değerler, vb.) değişmesini sağlayabilecek değişiklik olanaklarının (başlangıç koşullarının, aktif ve pasif önlemlerin gözden geçirilmesi) etkilerinin, sürekli bir geri beslemeyle denenmesi ve yapılabilecek değişikliklerin yapılması; yapılan optimizasyon sonunda erişilen yapısal

Aydın ÖZKAYA – 23 Mart 2001

6

Yalıtım Yoluyla Yapısal Yangına Dayanıklılığın Sağlanmasında Performans Temelli Yaklaşım

dayanım sorunlarının saptanması ve taşıyıcı sistemin neresinde, nasıl bir dayanım sağlanması gerektiğinin belirlenerek, uygun yalıtım tekniklerinin kullanılarak dayanım sorunlarının giderilmiş bir sistem elde edilmesi.) 6.Aşama : Çözüm Tasarımının Performans Hedeflerini Sağladığının Denenmesi Sürekli geri besleme ve gözden geçirme sonunda elde edilen çözümlerin, başta belirlenen performans hedeflerini, varsayılan oluşumlar, senaryolar karşısında etkili olacağının analitik ve deneysel yöntemlerle denenerek, yeterliliğinin görülmesi. (Yapılan analizler sonucu karar verilen yalıtım uygulanmış çelik taşıyıcı sistemin, öngörülen yangın oluşumları karşısındaki ısıl ve yapısal tepkisinin, diğer sistemlerle etkileşim içinde, deneysel ve bilgisayar benzeşim modelleri kullanılarak denenmesi, tüm yapının bir bütün olarak yangın güvenliğinin sağlandığının sınanması ve kesinleştirilmesi.) 7.Aşama : Kesinleşen Tasarımın Belgelenmesi Yapılan çalışmaların sonunda varılan çözümün uygulanmasında bir sakınca olmadığının, etkili ve uygun olduğunun yetkili onay merciilerince onaylanması için, yapılan çalışmaların gerek yöntem, gerekse içerik olarak, belli bir sistematik içinde belgelendirilmesi ve onayın alınması. (Tüm sistemlerle birlikte, yalıtım yoluyla korunmuş taşıyıcı sisteme uygulama ve karar akış şemalarının, hesaplamaların, bilgisayar benzeşim çıktılarının, gerekçe ve nedenleriyle birlikte belgelenmesi, onay merciine sunulması.) 8.Aşama : Şartnamelerin (Malzeme-Kurulum-Deneme-Ölçüm-Kabul-İşeletme-Bakım) Hazırlanması Yapılan çalışmalar sonunda varılan çözümün, benzerinin olma olısılığının düşüklüğü ve yöntemin başarısının tümüyle istenen herşeyin tam ve eksiksiz olarak yapılmasına bağlı nedeniyle, standart şartnamelerin kullanılması uygun olmamakta, tüm ayrıntıları içeren şartnamelerin özel isteklere uygun olarak hazırlanması. 9.Aşama : Şartnamelere uygun olarak yapım sonrası işlemlerin yapılması Çözüm sırasında belirlenen isteklerin tam ve eksiksiz olarak uygulanabilmesi için, yapım sonrasında da yapılması gereken çalışmalar. (Depolama düzeni, malzeme miktarı, vb. yoluyla sınırlanan yangın değerlerine uyulduğunun denetimi, gerekli işletme ve bakım denetimlerinin yapılması, vb.) Görüleceği gibi, performans-temelli yaklaşım, genel geçer çözümler yerine, eldeki tüm bilgi ve tekniklerin belli bir sistematik yöntemle kullanılmasına ve bunun idari altyapısının ve koşullarının sağlanmasına dayanmaktadır. Teknik olabilirliğin ve çözümün yanında, idari ve yasal olarak da yeterli olabilmesi için, çözümün performanstemelli olacağı, projenin başından belirlenmeli, taraflarca kabul edilmeli ve çalışmaları yönetecek, denetleyecek, onaylayacak olan çalışma takımının, yetki ve görev tanımıyla birlikte oluşturulması ve uyum içinde çalışması gerekmektedir.

6. KARŞLILAŞTIRMALI DEĞERLENDİRME Her iki yaklaşımın olumlu ve olumsuz yönlerini, yapılmış olan çalışmaların sonuçları ışığında, çeşitli ölçütler bakımından karşılaştırmak, bu iki yaklaşımdan hangisine, hangi koşullarda ve ne zaman başvurulması gerektiğini ortaya koyacaktır : Ölçüt

Gerekleri Karşılama Yaklaşımı

Performans-Temelli Yaklaşım

Teknik ● Genel geçer (standart) uygulamalarda kolaylık

Çok Kolay

Çok Zor

● Özel yapılar, mimarilerde uygulama kolaylığı ● Teknik başarı düzeyi

Uygulanamaz Koşullara Bağlı

Kolaylıkla Uygulanır Çok Yüksek

Uygun Değil Çok Başarısız

Çok Uygun Çok Başarılı

● Uygulama kolaylığı ● Çözüm hızı

Çok Kolay Çok Hızlı

Zor Yavaş

● Teknik yanlışlıklara açıklık ● Varsayımlara bağımlılık

Çok Açık Bağlı

Kapalı Çok Bağlı

● Değişik risklere uygunluk ● Tüm koşulları değerlendirebilme

Aydın ÖZKAYA – 23 Mart 2001

7

Yalıtım Yoluyla Yapısal Yangına Dayanıklılığın Sağlanmasında Performans Temelli Yaklaşım

● Araştırma-Geliştirmeye etkisi ● Yenilikleri destekleme

Olumsuz Etkiler Desteklemez

Çok Olumlu Etkiler Çok Fazla Destekler

● Nitelikli teknik adam gerektirme ● Bilgi altyapısı

Gerektirmez Gerektirmez

Gerektirir Gerektirir

● Bilgi işleme olanakları ● Teknolojik altyapı gereksinimi İdari

Gerektirmez Gerektirmez

Gerektirir Gerektirir

● Denetim kolaylığı

Çok Kolay

Zor

● Çapraz denetim gereği ● İzleme kolaylığı

Az Çok Kolay

Zorunlu Kolay

● Karşılaştırma kolaylığı ● Suistimallere açıklık

Çok Kolay Az Açık

Çok Zor Kapalı

● Standartların sık güncelleşmesini gerektirme Parasal

Gerektirir

Gerektirmez

Düşük Yüksek

Başta Fazla, Uzun Erimde Az Düşük

Koşullara Bağlı Savurgan

Çok Verimli Çok Tutumlu

● Teknik adamın sorumluluğu

Yok

Var

● Yetkili onay merciinin sorumluluğu ● Devletin sorumluluğu

Var Var

Var Çok Az

● Mühendislik bedeli ● Malzeme-işçilik gideri ● Toplam maliyet-yarar verimi ● Savurganlık/tutumluluk eğilimi Yasal

7. SONUÇ Yangın güvenliğinin yirminci yüzyıl içindeki gelişim süreci, yüzyılın ortalarındaki teknoloji ve endüstri temelli çözümlerden, yüzyılın sonunda bilgi temelli çözümlere kaymıştır. Bu çözümleri taşıyan, altyapı elemanlarından biri de, sistematik bir yöntem olan Performans-temelli yaklaşımdır. Özünde, geleneksel yaklaşım olan “Gerekleri Karşılama”ya karşı bir seçenek oluşturmayan, tersine onun tamamlayıcısı olan, Performans-temelli yaklaşım, güvenilir yapısı, sağladığı özel çözümlerle gelen uygulama esnekliği, verimlilik artışı sayesinde gittikçe daha çok ve geniş uygulama bulmaktadır. Geleneksel yaklaşımın gereği olan, yetkin ve içerikli, dinamik yönetmelik ve standartları, bu kaynaklara dayalı çözüm yapma kültürünü bile, daha tam olarak kuramamış olan ülkemiz, performans-temelli yaklaşımın da altyapısında gecikmekte, büyük umut bağladığı bilgi alanına yaptığı yatırımın getirilerinden de yararlanamaz bir noktaya gerilemektedir. Daha bir önceki gelişmeyi tam olarak benimseyip, kurumsallaştıramadan, bir aşama daha öteye sıçrayan yaklaşım ve yöntemleri yakalamak ne denli güçse, o denli de hayati bir öneme sahiptir. Tüm dünyada, performans-temelli yaklaşımın uygulanmasında, yalıtım yoluyla yapısal dayanıklılığın sağlanması alanı, bir kaç alanla birlikte öncü bir role ve uygulama yaygınlığına sahiptir. Yöneticisinden, teknik adamına, onay merciinden sigortacısına değin, ülkemiz insanının ve teknik camiasının performans-temelli “yalıtım yoluyla yapısal dayanıklılık sağlama” yaklaşımına göstereceği ilgi ve uygulama becerisi, bilgiye dayalı bir topluma dönüşmemizde önemli bir sınav olacaktır.

Aydın ÖZKAYA – 23 Mart 2001

8

Yalıtım Yoluyla Yapısal Yangına Dayanıklılığın Sağlanmasında Performans Temelli Yaklaşım

KAYNAKLAR Custer, Richard, L.P., Meacham, Brian J. Introduction to Performance-based Fire Safety, SFPE, Bethesda, Maryland, 1997. Fixen, Edward. “Performance-based Structural Fire Safety for Eiffel Tower II”, Fire Protection Engineering Quarterly, SFPE, Bethesda, Maryland, Fall 1999. Syf. 15-25. Fontana, M. “Interaction Between Active Fire Safety Measures and Required Structural Fire Protection” Proceedings 3rd Int’l Conference on Performance-based Codes and Fire Safety Design Methods, SFPE, Bethesda, Maryland, 2000. Syf. 236-246. Hadjisophocleous, G.V., Benichou N., Tamim, A.S. “Literature Review of Performance-based Fire Codes and Design Environment”, Journal of Fire Protection Engineering, 1998 Vol.9, No.1, SFPE, Bethesda, Maryland. Syf. 12-40. Harmanty, Z.Tibor. “Properties of Building Materials”, SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, SFPE, Bethesda, Maryland, 1995. Syf. 1-141-155. Lennon, T., Moore, D.B. “Rational Basis for the Structural Fire Engineering Design of Buildings“, Proceedings 3rd Int’l Conference on Performance-based Codes and Fire Safety Design Methods, SFPE, Bethesda, Maryland, 2000. Syf. 269-277. Milke, James A. “Analytical Methods for Determining Fire Resistance of Steel Members”, SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, SFPE, Bethesda, Maryland, 1995. Syf. 4-174-201. Puchovsky, Milosh T. “Performance-based Fire Codes and Standards”, Fire Protection Handbook, NFPA, Quincy, 1997. Syf. 11-89-96.

ÖZGEÇMİŞ Yazar, 1961 Ankara doğumlu olup, Ankara Koleji’nden sonra 1985 yılında ODTÜ Elektrik-Elektronik Mühendisliği bölümü Lisans programını, 1990 yılında da ODTÜ Felsefe Bölümü Yüksek Lisans programını bitirmiştir. 1985 yılından bu yana, aralıksız olarak Yangın Güvenliği ve Yangından Korunma konularında çalışmaktadır. 1994 yılından günümüze değin de, “Bağımsız Yangın Güvenliği Müşavirliği” hizmeti sağlamakta olan, KARİNA Tasarım, Danışmanlık ve Eğitim Hiz.Ltd.Şti.’de kurucu ortak olarak çalışmaktadır. Yangın Mühendisliği konularının ve özellikle de insan merkezli yangın güvenliği ve disiplinlerarası toptan sistem yaklaşımı eğilimlerinin geliştirilmesi için çalışmaları bulunmaktadır. Yerli ve yabancı mesleki kuruluşların üyesi olan yazar, bağımsız teknik müşavirlerin mesleki örgütü olan, Türk Müşavir Mühendisler ve Mimarlar Birliği’nin, 2000-2001 dönemi Yönetim Kurulu üyesi ve Genel Sekreteri olarak da görev yapmaktadır.

Aydın ÖZKAYA – 23 Mart 2001

9

Suggest Documents