Günümüzde, yangından korunma ve yangın söndürme sistemleri her geçen gün daha fazla önem kazanmaktadır. Kuşkusuz, yangın söndürme sistemleri içerisinde en güvenilir olanı otomatik yağmurlama sistemleridir. Tesisat mühendisleri tarafından ıslak, kuru, ön tepkili, su sisi ve çevrimli gibi farklı yağmurlama sistemleri tasarlanmaktadır. Diğer taraftan, otomatik yağmurlama teknolojisinde, başlık tiplerinde ve sistem tasarım kriterlerinde çok hızlı gelişme ve değişme olmaktadır.
Sulu söndürme sistemlerinin yanmayan malzemelere zarar vereceği özel kullanım alanları için gazlı söndürme sistemleri geliştirilmiş, ancak sızdırmazlığın sağlanması, kısıtlı kapasiteye sahip olması, işletme ve test problemlerinin bulunması, söndürme etkisinin yeterli olmaması, insan sağlığına zararlı olması gibi faktörlerden dolayı gazlı söndürme sistemleri terkedilmektedir. Günümüzde, gazlı söndürme sistemlerinin alternatifi olarak daha güvenilir olan su sisi (water mist) söndürme sistemi geniş çapta kullanılmaya başlanmıştır. Etkili söndürme özellikleri olan su sisi sistemi; elektrik odaları, data merkezleri, tarihi binalar, müzeler, gaz türbinleri, trenler, gemiler, uçaklar, uzay mekikleri, petrol platformları gibi birçok alanda tercih edilmekte ve kullanılmaktadır.
Su sisi sistemlerinde, standart yağmurlama sistemlerine göre, daha yüksek basınçlı suyun, daha küçük çaplı orifislerden geçirilmesiyle, daha küçük çaplı damlacıklardan oluşan bir sprey elde edilir. Su basıncı arttıkça ve orifis çapı küçüldükçe spreyi oluşturan damlacıkların çapı azalır. Damlacık çapı 5 kat azaltılırsa damlacık sayısı 125 kat ve yüzey alanı 25 kat artırılmış olur. Yüzey alanı arttığı için soğutma ve boğma etkisi artığından, standart yağmurlama sistemine göre kullanılan söndürme suyu miktarı yaklaşık %90 oranında azalır.
Genel ve basit bir tanımla, bir sprey oluşturabilmek için, bir atomizör yardımıyla, belirli bir sıvı kütlesinin toplam yüzey alanının artırılması gerekir. Sprey kalitesinin temel göstergelerinden biri, sprey oluşumundan sonra tüm damlacıkların yüzey alanları toplamının, atömizör girişindeki sıvı kütlesinin yüzey alanına oranla artış miktarıdır. Sistem basıncı arttıkça damlacıklar küçülür ve bunun sonucu olarak damlacıkların birlikte kapladıkları alan büyür. Alev önündeki sıcaklığı ve beraberinde oksijeni süratle düşürebilen bir sistemdir. Düşük basınçlı su sisi sistemleri 12,5 bardan daha küçük basınçlarla çalışır. Orta basınç aralığı 12.5 ve 35 bardır ve yüksek basınçlı sistemlerde basınç 120 bara kadar yükselir.
Günümüzde yaygın olarak kullanılan su sisi sistemleri ilk olarak 1940’larda bazı özel uygulamalar için kullanılmıştır. 1950’li yıllarda ortaya atılan ve çok küçük su tanecikleriyle gerçekleştirilen söndürme sistemine olan ilgi 1990’lı yıllarda başlamıştır. Su sisi söndürme sistemlerini hareketlendiren iki olaydan biri Montreal protokolü (16.Eylül.1987) ile ozon tabakasını azaltan maddeler 90’lı yıllarda halonlu söndürücülerin yasaklanması, ikincisi ise Uluslararası Denizcilik Örgütü (IMO-International Maritime Organization) tarafından getirilen denizde can güvenliği kriterleridir. “Scandinavian Star” yolcu feribotunda 7 Nisan 1990 sabahında meydana gelen yangında 158 kişinin ölmesinden sonra, Uluslararası Denizcilik Örgütü gemilerde güvenlik şartlarını iyileştirmeye başladı ve alternatif yağmurlama sistemleri için montaj kılavuzları ve bunların yanında test prosedürleri geliştirildi. Denizde can güvenliği (SOLAS-Safety of Life at Sea) standartlarında revizyonlara gidildi ve 1 Ekim 1994 yılından itibaren hizmete giren, uluslararası taşımacılık yapan ve 36 yolcudan fazla kapasiteli gemilerin otomatik yağmurlama sistemi veya eşleniğiyle korunması zorunlu kılındı.
Eylül 1987’de Montreal Protokolü ile Ozon tabakasını incelten CFC gazlarının ve bazı halonların üretiminin ve tüketiminin aşamalı olarak durdurulması, su sisiyle yangın söndürme sistemlerine olan ilgiyi yükseltti ve su sisi araştırma ve geliştirme konusu oldu. Su rezervinin kısıtlı olduğu durumlar (örneğin uçaklar ve uzay mekikleri gibi) ve söndürme sırasında ve sonrasında drenaj sorunları olan uygulamalar da su sisi sistemi için yapılan araştırmaları hızlandırdı. Daha sonra, su sisi konusunda çalışan şirketler, araştırma kuruluşları, kurumlar, sigorta şirketleri, kontrol yetkisi olan yetkililer ve şahıslar için bir platform oluşturmak amacıyla 4 Nisan 1998’de Uluslararası Su Sisi Derneği (IWMA) kuruldu.
Su sisinin etkin bir söndürme sistemi olması bu konu üzerinde son yıllarda çok fazla araştırma yapılmasına neden olmuştur. Uluslararası alanda en etkin yangın güvenlik standardı olan Amerikan Ulusal Yangın Güvenlik Kuruluşu (National Fire Protection Association, NFPA) 1993 yılında endüstriyel ve sanayi tesislerinin ortak katılımı ile bu yeni söndürme sistemi üzerine bir standart oluşturmaya karar vermiştir. İlk bakışta klasik yağmurlama sistemlerine veya açık nozullü sistemlere benzeyen su sisi, aslında kendi içinde çok farklı bir mekanizmaya sahiptir.
Su sisi yangın söndürme sistemlerinin boğma ve soğutma etkisi bulunmaktadır. Su sisi sistemlerinde sıcak gazlardan, yakıttan ve yanıcı maddelerden olmak üzere üç ayrı bölgeden açığa çıkan ısı soğutma etkisiyle ortamdan uzaklaştırılarak yangın söndürülür. Yangın yükünün büyük olduğu ve tamamen söndürmenin olmadığı yangınlarda yangının yayılması önlenmektedir.
Su sisi sistemindeki suyun damlacık boyutu yangına müdahalede çok büyük öneme sahiptir. Damlacık boyutunun azaltılması durumunda ısı geçiş yüzeyi artmakta ve soğutma etkisi buna bağlı olarak etkin hale gelmektedir. Yanıcı maddeden ısı çekilmesi esnasında küçük tanecikli su sisine fazla ihtiyaç yoktur. Büyük su taneciklerinin kullanıldığı sistemler bunu çok rahat bir şekilde gerçekleştirebilirler. Fakat sıcak gazlardan ve alevden ısı çekilmesi işleminin küçük su tanecikli sistemlerle yapılması yangının söndürülmesinde birçok avantaj sağlamaktadır. Küçük su damlacıkları yangın üzerine püskürtüldüğü esnada temas yüzeyinin artmasından dolayı daha fazla ısı soğurulacaktır. Isının yaklaşık olarak %30-60 oranında soğurulması yangının kontrol altına alınıp söndürülmesini sağlamaktadır.
Parlama sıcaklığının yüksek olduğu sıvı yangınlarında alevin soğutulması ve ışınımla olan ısı transferinin azaltılması yangının söndürülmesini sağlar. Fakat parlama sıcaklığının düşük olduğu sıvı yangınlarında soğutma ile söndürme başarılı olmamaktadır. Katı yangınlarında da alevin soğutulması, yakıt yüzeyine ışınımla olan ısı transferini azaltmaktadır. Aynı zamanda alevin soğutulmasıyla yangın esnasındaki alev yüksekliği ve duman hızı azalacağından katı yüzeyde buharlaşmamış büyük su tanecikleri kalmakta ve yangına müdahalede olumlu yönde etki etmektedir.
Yangının söndürülmesi esnasında boğma etkisinin uygulanabilmesi için alan içerisindeki oksijen miktarının seyreltilmesi gerekmektedir. Genel kullanım alanlarına baktığımızda, soğutma etkisine oranla boğma etkisinin daha çok kullanılan ve etkili bir yöntem olduğunu görüyoruz. Yangına müdahale anında püskürtülen suyun aniden buharlaşması prensibi esas alınır. Mevcut olan oksijen miktarının belirli bir değerin altına düşmesi için suyun buharlaştırılarak ortamdan oksijenin uzaklaştırılması sağlanır. Bunun için genel olarak yangınlarında oksijen konsantrasyonu %14 değerinin altına düşürülmeye çalışılır.
Bir diğer önemli konu ise, su sisi sistemleriyle büyük yangınların, küçük yangınlara oranla daha çabuk söndürülebilmesidir. Buna en büyük etken, büyük yangınlardaki sıcaklık değerinin daha yüksek olmasından dolayı yangın anında püskürtülen suyun aniden buharlaşması ve ortamdan oksijenin seyreltilmesi prensibidir. Aynı zamanda büyük yangınlarda ortamdaki oksijenin büyük miktarı yanma için kullanıldığından kısa süre içerisinde oksijen miktarının istenilen değerin altına düşürülmesi küçük yangınlara kıyasla daha kolay olmaktadır.
Kaynak: Prof. Dr. Abdurrahman KILIÇ, İTÜ Makina Fakültesi