Bu sistemler, yanıcı solvent buharlarını bastırmak, yangın yayılımını kontrol etmek ve yüzey yangınlarını hızlı bir şekilde söndürmek için en uygun sistemlerdir.
Yangın söndürme köpüğü, gaz-sıvı karışımı bir sistemdir ve köpük 3 ana bileşenden oluşur:
Köpük Konsantresi : Suda çözünebilen kimyasal maddeler içerir.
Su: Köpük konsantresinin seyreltildiği ve köpük hacmini artırdığı sıvıdır.
Hava: Köpüğe hafiflik ve hacim kazandıran köpüğün oluşmasını sağlayan gazdır.
Yangın söndürme köpüğü, özel bir karışım ve basınç sistemi kullanılarak hazırlanır. Köpük üretimi için gerekli bir karışım oranı vardır.
Köpük Konsantresi + Su, konsantre oranları, %3: (3 birim köpük konsantresi + 97 birim su) ve %6: (6 birim köpük konsantresi + 94 birim su)dur.
Sonrasında hava karıştırma işlemi yapılır. Karışıma hava eklenerek hacim artırılır ve köpük oluşur.
Mekanik olarak köpük üretimi, köpük jeneratörleri ile (Depolama Tanklarında vb.) su ve köpük konsantresini doğru oranlarda karıştırır ve hava ekleyerek köpük oluşturur. Köpük püskürtme nozulları (İmalathane, depolama alanları vb.) ile konsantre + su nozul ucundaki hava boşluğunda hava karıştırılması ile oluşur.
Yine köpük lans ve monitörleri ile büyük yangınlarda uzun mesafeden köpük püskürtecek sistemler kullanılır.
Yangın söndürme köpüğünün örtücü etkisi vardır. Köpük, yanıcı sıvının yüzeyini kaplayarak oksijenle temasını keser ve alevleri boğar. Buhar Bastırma etkisi ise daha çok buharlaşmayı engeller ve patlayıcı gazların oluşumunu azaltır. Soğutma etkisinde önemlidir. Çünkü su bazlı yapısı sayesinde yanıcı maddenin sıcaklığını düşürerek yangının yayılmasını önler. Yeniden tutuşmayı önlemeyi de sağlar. Köpük tabakası yanıcı maddenin yüzeyinde kalıcı bir koruma sağlar ve alevlenmeyi engeller.
Doğru bir tasarım gerçekleştirmek için aşağıdaki tasarım adımlarını takip ederek sistem tasarlamak faydalı olacaktır.
1. Düşük Genleşmeli Köpük Sistemleri Tasarımında kullanılacak standartlar
1.1. NFPA Standartları
NFPA 11 , Köpük bazlı yangın söndürme sistemlerinin tasarımı, kurulumu ve bakımı için temel standarttır. Düşük, orta ve yüksek genleşmeli köpüklerin uygulama kriterlerini belirtir. Boya holleri için düşük genleşmeli köpük sistemi uygulama oranları ve süreleri bu standartta tanımlanır.
NFPA 30 , Yanıcı sıvıların depolanması, taşınması ve kullanılması için güvenlik standartlarını tanımlar. Boya ve solventlerin bulunduğu alanlar için özel güvenlik gerekliliklerini içerir.
NFPA 33 , Boyama holleri ve sprey kabinlerinde yangın koruma sistemleriyle ilgili detaylı düzenlemeler içerir. Havalandırma, patlamaya karşı koruma ve yangın söndürme sistemlerinin tasarımını açıklar.
NFPA 16 ,Köpüklü su bazlı sprinkler sistemlerinin tasarım kriterlerini ve montaj gerekliliklerini belirler.
1.2. EN Standartları
EN 13565-2 , Sabit köpük sistemlerinin tasarımı, uygulaması ve bakımı ile ilgili Avrupa standartlarını içerir. Köpük jeneratörleri, nozullar ve basınç hesaplamaları gibi teknik detayları açıklar.
EN 12845, Otomatik sprinkler sistemlerinin tasarım, kurulum ve performans kriterlerini belirtir. Köpük bazlı sprinkler sistemlerinin uygulanma koşullarını tanımlar.
EN 1839, Boya holleri gibi patlayıcı ortamların tasarımında güvenlik kurallarını açıklar.
1.3 FM Global Standartları (Factory Mutual)
FM Global 5130, Köpük sistemlerinin tasarımı ve performans gereklilikleri hakkında teknik bilgiler sunar. Özellikle endüstriyel alanlardaki yangın risklerini değerlendirir.
FM DS 7-29, Parlayıcı sıvıların bulunduğu alanlarda kullanılacak yangın güvenlik sistemlerine yönelik özel gereklilikleri tanımlar.
1.4. Ulusal Standartlar (Türkiye)
BYKHY, Türkiye’deki binaların yangın güvenliği ile ilgili yasal düzenlemeleri içerir. Köpük sistemleri ve otomatik yangın söndürme sistemleri hakkında genel kriterler belirtir. Boya holleri gibi yanıcı sıvılarla çalışılan alanlarda özel koruma tedbirleri öngörülür. Sprinkler sistemi zorunluluğu, Patlama riskine karşı havalandırma ve duman tahliye sistemleri gibi.
TS EN 13565-2, Sabit köpük söndürme sistemlerinin tasarım ve uygulama standartlarını içerir. Avrupa normları ile uyumludur.
2.3. TSE K 37, Endüstriyel alanlarda yangın güvenliği için tasarım ve uygulama standartlarını belirtir. Köpük sistemlerinin performans ve bakım gerekliliklerini düzenler.
2. Tasarım Yapılacak Boya Hollerinin Yangın Risk Analizi
Yanıcı malzemeler nelerdir; MSDS‘lerine bakılır, zaten solvent bazlı boyalar, tiner gibi sıvılar A ve B sınıfı yangın riskleri oluşturur.
Yangın kaynakları nelerdir; Elektrik ekipmanları, boya sprey makineleri ve statik elektrik kaynaklı kıvılcımlar , insan kaynaklı yada diğer etkenler.
Patlama riskleri var mıdır; Yanıcı buharlar ve duman, patlayıcı ortam oluşturabilir mi?
3. Köpük Sistemi Türü ve Seçimi
Sentetik (AFFF) Köpükler: Hızlı kaplama ve soğutma sağlar.
Alkol-Dayanıklı Köpükler (AR-AFFF): Alkol ve polar solvent içeren yangınlarda kullanılır. Kullanılan boyalar ve solventlerin özelliklerine uygun köpük seçilmelidir.
Düşük genleşmeli köpük, 1:1 ile 1:20 arasında genleşme oranına sahiptir. Daha yoğun ve hızlı kaplama sağlar.
4. Köpük Uygulama Yoğunluğu (Foam Application Rate): Sabit Çatılı Alanlarda, 4.1 L/dakika/m² (NFPA 11 Standardına göre). Açık Alanlar ve Tanklar da 6.5 L/dakika/m².
5. Uygulama Süresi (Application Duration): Minimum 20 dakika (NFPA 11'e göre).Yüksek riskli bölgelerde 30 dakika önerilir. Uygulama süresi risk alanlarına ve riskin büyüklüğüne göre hesaplanır.
6. Köpük Karışım Oranı: %3 veya %6 konsantrasyon. Su ile karıştırılarak köpük çözeltisi hazırlanır. Konsantrasyon, kullanılan kimyasalların yapısına göre seçilir. Sistemde seçilen tipine ve karıştırma oranına göre dozajlama ünitesi olmalıdır. Gear dosing pump, elektrikli dozaj pompası, bladder tank, köpük mikseri vb. ekipmanların seçimi tasarım kriterlerine uygun yapılmalıdır. Dozajlama ünitesi konmamış yada doğru oranda dozaj yapamayan sistemler doğru köpük üretemez. %6 oranında köpük maddesi karışması gerekirken %10 oranında köpük karışırsa iyi köpük değil tam tersine eksik köpük üretilir.
7. Oluşturulan Köpüğün Söndürülecek Alana Dağıtım Sistemleri
Köpük üretilmesi köpük jeneratörleri ile sağlanır, sistem su ile köpük konsantresini karıştırarak köpük üretir. Nozullar ile köpük üretilecekse, tavana veya duvarlara monte edilir. Hesaplamalara göre tüm alana aynı anda köpük basılarak homojen bir köpük dağılımı sağlanır. Sistemin basınç değerleri 7-10 bar arasındadır.
Köpük tipi sprinklerler aşağıdaki gibidir. Köpük yapan sprinkler uçlarında thermabulp bulunmamaktadır. Dolayısı ile zone da seçilen tüm köpük uçları yangın anında çalışırlar bu yüzden sistemi ıslak alarm vanası ile değil deluge vana gibi vanalar ile çalışacak biçimde tasarlamak gerekir. Standart uçlarında thermabulp olan sulu sprinkler uçları köpük yapmaz deterjanlı su yapar çünkü uçlarında köpük karışımı yapacak hava giriş kısmı yoktur.
6. Borulama hesapları ve Su + Köpük Depo Hesapları :
Boru çapları hesapları ve tasarımı önelidir çünkü köpük uygulanacak ZONE’nun tamamı çalışacağı için yeterli debide su ve köpük gelmesini sağlamak, köpüğün eşit ve hızlı dağıtımını sağlayacak şekilde tasarım yapılmalıdır.
7. Yangın Algılama ve Aktivasyon
7.1.Deluge (Selbastı- Baskın Sistem)sistemi, açık nozullardan oluşur ve yangın durumunda geniş bir alana su, köpük veya kimyasal söndürücü püskürtür. Borular, su veya köpükle önceden doldurulmaz; yangın algılandığında deluge valfi açılır ve söndürücü sistem çalışır.
7.2. Sistem elektriksel aktivasyon (Solenoid Valf ile) ile çalışabilir. Yangın algılama sistemi (duman dedektörleri, ısı dedektörleri veya alev dedektörleri) yangını tespit eder. Algılama kontrol paneli, bir elektrik sinyali gönderir. Solenoid valf açılarak ana deluge valf tetiklenir ve sistem devreye girer.
7.3. Pnömatik (Havalı) aktivasyon ile çalışabilir. Pnömatik boru hattı, basınçlı hava veya gaz ile doldurulur. Yangın sonucu boru hattı ısıdan zarar gördüğünde hava basıncı düşer. Basınç düşüşü, deluge valfini tetikler ve sistemi aktive eder.
7.4. Hidrolik aktivasyon (Su ) ile çalışabilir. Harici bir boru hattı suyla doldurulur ve bir pilot vana sistemi devrede tutulur. Pilot hat, bir ısı dedektörü veya sıcaklık yükselmesine bağlı olarak devreye girer. Basınç kaybı, deluge valfini açarak sistemi aktive eder.
Manuel aktivasyon ile de kullanmak mümkündür. Operatör, manuel olarak kontrol istasyonundaki kolu veya vanayı açarak sistemi devreye alır.
8. Düşük Genleşmeli Köpük Sistemleri Köpük Miktarı Hesaplamaları
8.1. Boya Holünün Yüzey Alanı Hesaplama : Yüzey alanı, köpük uygulanacak bölgenin genişliği ve uzunluğuna bağlıdır. Alan = Uzunluk (m)×Genişlik (m)
8.2. Köpük Debisi Hesaplama : Köpük debisi (Q), yüzey alanı ve K.U.Y köpük uygulama yoğunluğu ile hesaplanır. Q (L/dk ) = A × K.U.Y. (F.A.R.) (L/dk/m²)
8.3. Köpük Miktarı hesaplanması; Standartlara göre belirtilen süre içerisinde 20 dk -30 dk ne kadar köpük çözeltisi gerektiğini hesaplamak gerekir , toplam köpük çözeltisi miktarı,
V (L) = Q × t ( Uyg. Sür. dk) ile hesaplanır.
8.4. Köpük Konsantresi Miktarı hesaplanması ; Gerekli toplam köpük konsantresi miktarı seçilen köpüğün % oranına göre hesaplanması gereklidir. Vk = V x ( C /100)
8.5. Ayrıca Yedek Köpük Miktarı da hesaplanmalıdır. Yedek köpük miktarı genellikle toplam konsantre hacminin %10-20’sidir. Vy = Vk x( Yedek Yüz / 100) formülü ile hesaplanır.
8.6. Toplam gereken köpük miktarı ise VkTop = Vk + Vy olarak hesaplanır.
8.7. Gerekli su miktarı Vsu = V - VkTop ile hesaplanır.
9. Dikkat Edilmesi Gereken Bazı Husular
Yanıcı Buhar – Duman Kontrolü yapılmalıdır. Havalandırma sistemiyle entegre çalışmalıdır. Duman ve gaz sensörleri erken uyarı sağlamalıdır.
Ex-proof Ekipman kullanılmalıdır. Köpük jeneratörleri ve kontrol panelleri ATEX standartlarına uygun olmalıdır.
Köpük Dağıtım Ekipmanları yerleşimi yapılırken Nozulların yerleşimi, köpüğün tüm alanı kaplayacak şekilde planlanmalıdır.
Entegre Su ve Köpük Depolama yapılmalıdır. Köpük tankları ve pompalar uygulama süresi boyunca yeterli köpük çözeltisi sağlayacak kapasitede olmalıdır.
Bakım ve Testler zamanında ve standartlara uygun olarak yapılmalıdır. Köpük konsantresi periyodik olarak test edilmeli .Jeneratör ve nozulların performansı düzenli olarak kontrol edilmelidir.
Sonuç
Boya hollerine yönelik düşük genleşmeli köpük sistemleri, yangın riskini kontrol altına almak için etkili bir yöntemdir. Tasarım, doğru köpük yoğunluğu, uygun uygulama süresi ve yedek köpük miktarına göre yapılmalıdır. Sistemler, uluslararası standartlara uygun şekilde tasarlanmalı ve düzenli bakım ile işletilmelidir. Sistem doğru tasarlanıp, doğru uygulama yapıldığında hızlı ve etkili söndürme yapar. Yangını hızla kontrol altına alarak yangın büyümesini önler. Geniş kapsama alanına sahip alanlarda uygulanabilir. Büyük boya hollerinde eşit dağılımla etkili sonuç sağlar. Güvenli ve dayanıklı bir tasarım patlama riski bulunan bölgelerde de güvenli biçimde çalışır.