Cephe Kaplamaları ve Cephe Yangın Güvenliği

Cephe Kaplamaları ve
Cephe Yangın Güvenliği
Prof. Dr. Abdurrahman KILIÇ
İTÜ Makina Fakültesi
1. Giriş
Binaların cephesinde kullanılan kaplama
malzemelerinin çeşitliliğinin artmasıyla
cephe yangınlarının sayısı da artmış,
cephede kullanılan ısı yalıtım malzemeleri
sınırlandırılarak yangın dayanıklı cephe
malzemeleri araştırılmaya başlanmıştır.
Cephede oluşan yangınların yayılım
hızı, katlar arasında binanın cephesinde
uygulanan detaya, cephede kullanılan
ısı ve su yalıtım malzemelerinin yanıcılık
özelliklerine ve c e p h e geometrisine
bağlı olarak değişir. Daha çok dış cephe
malzemeleri yangına dayanıklı seçilerek
yangının cepheden yayılması önlenir. İç
hacımda oluşan yangının dış cepheye
geçmemesi için iki katın pencere gibi
korumasız boşlukları arasında, yangına
dayanıklı cephe elamanıyla dolu yüzey
oluşturulur ve yüksek binalarda iç hacım­
da cephe yağmurlama sistemi ile koru­
nur. Cephe yangınları farklı sebeplerden
Novus Residence,
25-09-2008
YANGIN ve GÜVENLİK SAYI 152
başlayabilmektedir. İç hacımda oluşan
yangınlar, pencere ve menfez gibi açık­
lıklardan cepheye geçebildiği gibi komşu
bina yangınlarında ısıl ışınımla tutuşma
sıcaklığına da gelebilir veya cepheye
bitişik bir cihazda başlayan yangın cep­
he boyunca genişleyebilir. İç hacımda
meydana gelen bir yangında oluşan
alevin ve sıcak gazların pencerelerden,
menfezlerden veya benzeri açıklıklardan
dış cepheye geçmesine daha çok rast­
lanılmaktadır. Yangının cepheye sirayeti,
pencere veya menfezin büyüklüğüne,
pencerenin konumuna ve içeride oluşan
yangının büyüklüğüne bağlıdır. Yangının
büyüklüğü de kullanılan ortamda bulunan
yanıcı madde miktarı ile orantılıdır.
Tam gelişmiş yangınlarda, yangın olan
ortamda sıcaklık 500 ºC değerinin üze­
rine çıkar ve ortamdaki yanıcı madde
miktarına ve yangın yüküne bağlı olarak
120-150 kW/m2 ısı üretilir. Açıklıktan cep-
Polat Residence,
16-07-2012
heye ulaşan alev, üst katın penceresini
yalayarak ısıtır, patlatır ve yangının üst
kata geçmesini sağlar. Üst kattaki yangın
bir üst kata sirayet eder ve yangın cephe
boyunca devam eder..
Diğer bir husus, bir binada oluşan yangının
komşu binaların iç kısmında ve cephele­
rinden yeni yangınlara sebep olmasıdır.
Yanan binada sıcaklığın yükselmesi ile ısıl
enerji ışınım (radyasyon) ve taşınım yoluyla
çevreye yayılmaya başlar. Rüzgarın etkisiy­
le taşınan ısı, yanıcı cephenin tutuşmasını
sağlar. Rüzgar olmasa bile yüksek sıcaklıkta
oluşan ısıl ışınım yakın cepheyi ısıtarak tutuşturabilir. Cephe atmosfere açık olduğu
için tutuşma sıcaklığına gelmeyebilir, fakat
alevin sıcaklığının dördüncü kuvvetiyle
orantılı olarak oluşan ısıl ışınım pencere­
lerden içeri girerek içerideki eşyaları tu­
tuşturur ve komşu binada yeni bir yangın
başlatabilir. İçerideki yangının büyümesiyle
c a m patlar ve ısınmış olan cephe kısa
Şekil 1. İç Hacımdaki Sıcaklık ve Isı Akısı
sürede tutuşarak birinci yangından daha
büyük yangınlar oluşturabilir. Ayrıca, cep­
heye bitişik bir cihazda başlayan yangının
cepheye sirayeti mümkün olduğu gibi
zemin seviyesinde bulunan bir madde­
nin tutuşması veya tutuşturulmasıyla da
cephe yangını başlayabilmektedir. Bina
çevresindeki bir yangında, yanan uçucu
parçacıkların rüzgarın etkisiyle cepheye
isabet etmesi ve tutuşturmasıyla da cephe
yangınlarının başladığı görülmüştür. Keza,
kış aylarında, mekansız kişilerin ısınmak için
cepheye bitişik dulda bir yerde yaktıkları
ateş nedeniyle cephenin yandığı hatta
yangının iç kısma sirayet ettiği yangınlara
da rastlanılmıştır.
Şekil 2. Yangının Komşu Binalara Sirayeti
rında yapılmaktadır. Bu boyuttaki spandrel
kullanılarak, yukarı doğru alevin yayılması
belli bir dereceye kadar engellenebilir,
fakat tamamen engellenemez. Yüksek
binalarda yangının yukarı doğru yayılarak
üst katlara geçmemesi için yağmurlama
sistemi yapılması zorunludur. Yağmurlama
sistemi yapılması durumunda, Binaların
Yangından Korunması Hakkındaki Yönet­
meliğine göre spandrele gerek olma­
maktadır. Binaların Yangından Korunması
Hakkındaki Yönetmeliğin 27.Maddesinde,
“Alevlerin bir kattan diğer bir kata geçme­
sini engellemek için iki katın pencere gibi
korumasız boşlukları arasında, düşeyde en
az 100 cm yüksekliğinde yangına dayanıklı
cephe elamanıyla dolu yüzey oluşturulur
veya cephe iç kısmına en çok 2 m aralık­
larla cepheye en fazla 1.5 m mesafede
yağmurlama başlıkları yerleştirilerek cephe
otomatik yağmurlama sistemi ile korunur”
denilmektedir. Diğer taraftan, Şekil 3’te
görüldüğü gibi en az 50 cm uzunluğunda
alev yönlendirici yapılması da alevlerin üst
katlara geçişini engelleyebilmektedir.
3. Cephe Malzemesinin Yangına
Dayanıklılığı
Cephelerde yangın yayılması, dışarıdan
bir yangın etkisi altında veya alt katta çı­
kan bir yangında pencere boşluğundan
alevlerin cephe boyunca yayılarak üst
katlara yayılması ile gerçekleştiğinden
en önemli konu cephe malzemesinin
2. İç H a c ı m Yangınlarının C e p h e y e
Geçişinin Engellenmesi
Bir katta oluşan bir yangının üst katlara
geçişi genellikle cepheden olur. İç kısım­
daki yangının cepheden üst katlara geçişi
alevin cepheye direkt vurması engellene­
rek sağlanır. Bunun için, üst üste iki katın
pencereleri arasında yangına dayanıklı
bölüm oluşturulur veya yangına dayanıklı
yönlendirici ile alev üst kat cephesinden
uzaklaştırılır. Genellikle 100 cm ila 150 cm
arasındaki spandrel yüksekliğine ihtiyaç
duyulmaktadır.
Birçok durumda yüksek katlı binanın
spandrel yüksekliği yaklaşık 100 cm civa-
Şekil 3. Spandrel yüksekliği ve yönlendirici uzunluğu
YANGIN ve GÜVENLİK SAYI 152
yanıcılık özelliğidir.. Binaların Yangından
Korunması Hakkındaki Yönetmeliğin
27.Maddesinde, “Dış cephelerin, yüksek
binalarda yanmaz malzemeden ve diğer
binalarda ise, en az zor alevlenici malze­
meden olması gerekir. Cephe elemanları
ile alevlerin geçebileceği boşlukları bulun­
mayan döşemelerin kesiştiği yerler, alevle­
rin komşu katlara atlamasını engelleyecek
şekilde döşeme yangın dayanımını sağ­
layacak süre kadar yalıtılır” denilmektedir.
Yönetmeliğinin 26.maddesinde de “Dış
cephelerin, yüksek binalarda yanmaz
malzemeden ve diğer binalarda ise, en
az zor alevlenici malzemeden olması
gerekir. Cephe elemanları ile alevlerin
geçebileceği boşlukları bulunmayan dö­
şemelerin kesiştiği yerler, alevlerin komşu
katlara atlamasını engelleyecek şekilde
döşeme yangın dayanımını sağlayacak
süre kadar yalıtılır” ifadesi bulunmaktadır.
“Dış cephe” ifadesi, cephe boyunca alev
yayılımına maruz kalan veya kalabilecek
yüzeyi ifade etmekte olup, cephede yer
alan malzemelerin, bir yangın anında
yanarak alev yayılımına katkıda bulunma­
ması, alt tabakada yer alan yanıcı yalıtım
malzemeleri istenen yangına tepki özel­
liklerine sahip malzemelerle kaplanması
ve bütünlük (integrity) özelliğinde olması
gerekmektedir.
Binaların Yangından Korunması Hakkında
Yönetmeliğin 29.maddesinde ise “Yan­
gına karşı güvenlik bakımından, kolay
alevlenen yapı malzemelerinin inşaatta
kullanılmasına müsaade edilmez. Kolay
alevlenen yapı malzemeleri, ancak,
bir kompozit içinde normal alevlenen
malzemeye dönüştürülerek kullanılabilir.
Duvarlarda iç kaplamalar ile ısı ve ses
yalıtımları; en az normal alevlenici, yüksek
binalarda ve kapasitesi 100 kişiden fazla
olan sinema, tiyatro, konferans ve düğün
salonu gibi yerlerde ise en az zor alevlenici malzemeden yapılır. Dış kaplamalar, 2
kata kadar olan binalarda en az normal
alevlenici, yüksek bina sınıfına girmeyen
binalarda zor alevlenici ve yüksek bina­
larda ise zor yanıcı malzemeden yapılır”
denilmektedir. Bayındırlık Bakanlığının
6.04.2010 tarihli 2010/7 sayılı genelgesinYANGIN ve GÜVENLİK SAYI 152
Şekil 4. Alevin spandrel olması ve olmaması durumunda yayılışı
de “Dış cephede yer alan malzemelerin
ve kaplamaların, bir yangın anında yana­
rak alev yayılımına katkıda bulunmaması
gerekmektedir. Alt tabakada yer alan
yalıtım malzemelerinin dış cephe için
istenen yangına tepki özelliklerine sahip
malzemelerle kaplanması durumunda
yangın yönetmeliğine göre dış cephe
olarak değerlendirilmesine gerek kalma­
maktadır” denilmektedir. Dış cephe için
istenen yangına tepki özelliklerine sahip
malzemelerle kaplanması durumunda,
yüksek binalarda kullanılabilmesi için
kompozit olarak test edilmeli ve test sonu­
cunun A1 veya A2 sınıfında olmalıdır.
4. Sonuç
Yüksek binalarda, ister spendral yüksekliği
yeterli olsun, ister alev yönlendirici yapılsın,
isterse yağmurlama sistemi yapılsın veya
bunların hepsi birden yapılsa bile yönetme­
liklere göre cephe kaplama malzemesinin
yanmaz malzeme olması zorunludur. Kap­
lama malzemesi kompozit şeklinde ise dış
kaplama malzemesinin yanmaz olması ve
kompozit levhanın yüksek yapılar için en az
2 saat bütünlük (integrity) özelliğine sahip
olması gerekir. Yanıcı yalıtım malzemesi
üzerinin 5 mm sıva yapılarak A2 yanmazlık
sınıfı ve bütünlük özelliği sağlanamaz. Sıva
altındaki malzemenin de yangına dirençli
olması gerekir
Kaynaklar
1) Rogan, R ve E. Shipper, “The Design
And Analysis Of A Computer Fire Model
To Test For Flame Spread Through A
Buildings Exterior”, WPI Project Number:
ME-GT-FR09, 2010
2) Oleszkiewicz, I; “Fire a n d Combustible
C l a d d i n g ” ; Construction C a n a d a ,
32(4), Jul-Aug. p. 16-18, 20-21, 1990.
3) “Structural Fire Safety Regulations For
Thermal İnsulaion Of Buildings İn Some
European Countries”, Tempera University
of Technology, Research report 1276/T,
2009.
4) Read, R.E.H.;”External Fire Spread: Building Separation And Boundary Distances”, Building Research Establishment,
Borehamwood,1991.
5) Altındaş, S. Ve F.Demirel; “Dış Cephe­
lerde Yangından Korunma Önlemleri”;
TÜYAK 2 0 1 1 , Yangın ve Güvenlik Sem­
pozyumu, İstanbul, 2011
6) Ikeda, K.; “Fire Resistive Design for Preventing Upward Fire Spread”, Journal of
Disaster Research, Vol.6, No.6, 2 0 1 1 .
7) Arpacıoğlu, Ü.; ““Cephe Yangınları ve
Cephe Kaplamalarının Yangın Güven­
liği Açısından Değerlendirilmesi”, 1.
Ulusal Çatı ve Cephe Kaplamalarında
Çağdaş Malzeme ve Teknolojiler Sem­
pozyumu , 01-04 Nisan 2004.
8) O’Connor, Daniel J. ; “Building Façade
or Fire Safety Façade”, Tall Buildings
a n d Urban Habitat (CTBUH) 8. World
Congress, 2008.
9) “Binaların Yangından Korunması Hakkın­
da Yönetmelik, 19.12.2007 / 26735’’ ve
“Binaların Yangından Korunması Hakkın­
da Yönetmelikte Değişiklik Yapılmasına
Dair Yönetmelik, 9.09.2009 /27344”