Yangın Algılama Sistemleri: Teknolojiler, Uygulamalar ve Güvenlik Önlemleri

Yangın algılama sistemleri, farklı fiziksel göstergelere veya yangın izlerine duyarlıdır. Çoğu durumda, otomatik bir yangın algılama sistemi, yangının varlığını yanma ile ilişkili çevresel değişiklikleri izleyerek algılayacak şekilde tasarlanır. Bu, ısı üretimi, yanma gazları, parçacıklar veya aerosoller ve/veya alevlerle (radyasyon) ilgilidir.

Yangın ayrıca sesi veya güvenlik kameralarından görsel izleme teknikleri ile de tespit edilebilir. Gazlar, aerosoller ve sıcaklık yükselmesi, yangının kaynağından çıkan dumanla birlikte saniyede birkaç metre hızla yukarı doğru hareket eder.

Engeller veya uzun mesafelerde taşınma, yangını algılamada gecikmelere neden olabilir. Ses daha hızlı yayılır, ancak radyasyon ışık hızıyla hareket eder; fakat alev dedektörleri nesneler tarafından engellenmeye karşı duyarlıdır. Alev radyasyonu, kalın dumanla da engellenebilir.

Mevcut yangın algılama sistemlerinin kısa bir özeti aşağıdaki bölümde sunulmuştur. Bu sistemler, yangın algılama sistemlerini etkinleştirmek için kullanılan ana teknolojiye göre kategorize edilmiştir.

4.1 Isı Algılama

Bir ısı dedektörü, bir yangının konvektif termal enerjisi, dedektörün içindeki ısıya duyarlı elemanın sıcaklığını artırdığında tepki verecek şekilde tasarlanmıştır. Elemanın termal kütlesi ve iletkenliği, elemanın sıcaklık artışını etkiler. Tüm yangın algılama sistemlerinde, dış sıcaklık ile hassas elemanın sıcaklığı arasında bir termal zaman gecikmesi vardır. Isı dedektörleri, “sabit sıcaklık” ve “sıcaklık artış hızı” olmak üzere iki ana çalışma sınıfına sahiptir. Ancak bazı ısı dedektörleri, hem sabit sıcaklığı hem de sıcaklık artış hızını algılayabilir.

4.1.1 Noktasal Isı Dedektörleri

Sabit sıcaklık ısı dedektörleri, en yaygın noktasal ısı dedektörü türüdür. Sıcaklık dedektörleri, belirli bir sıcaklık eşiğine ulaşıldığında yangın tehlikesini algılar. Genellikle bimetalik şeritler, termistörler veya termokupllar kullanarak sıcaklık değişimlerini tespit ederler.

Bu dedektörler, normal sıcaklıklar altında kapalı kalırken, belirlenen sıcaklık seviyesinin üzerine çıktığında devreye girer ve alarm sinyali üretir. Ayrıca, bazı modeller sürekli sıcaklık izleme yaparak, yangın öncesi ısınma aşamalarını da tespit edebilir.

Yangın algılama sistemlerinin etkili bir parçası olarak, hızlı tepki süreleriyle güvenliği artırır. Elektrikli bağlantılı ısı dedektörleri için en yaygın sabit sıcaklık noktası 58°C’dir.

Sıcaklık artış hızı dedektörleri, başlangıç sıcaklığından bağımsız olarak, eleman sıcaklığında tipik olarak dakikada 7°C ile 8,3°C arasında hızlı bir artışa tepki verir. Bu tür bir ısı dedektörü, sabit sıcaklık eşiği olması durumunda mümkün olandan daha düşük sıcaklık koşullarında yangını daha erken tespit edebilir.

İki ısıya duyarlı termokupl veya termistör içerir. Bir termokupl, konveksiyon veya radyasyonla aktarılan ısıyı izler. Diğeri ise ortam sıcaklığına tepki verir ve dedektör, bir sıcaklık diğerine göre arttığında tepki verir.

4.1.2 Doğrusal (Hat Tipi) Isı Algılama

Birden fazla hat tipi ısı dedektörü (LHD) türü vardır; bunların başlıcaları analog (veya entegrasyon), dijital ve fiber optiktir. Tünellerde dört LHD (Kablo tipi sıcaklık algılama) sistemi kullanılır: elektrik kablosu, optik fiber, termokupl ve pnömatik ısı algılama sistemleri.

Bu sistemler arasında, fiber optik ısı algılama, tünellerde en yaygın kullanılan LHD (Liner Heat Detection) sistemidir. LHD, sabit bir sıcaklık değeri veya sıcaklık artış hızıyla yangını tespit edebilir.

Analog (veya Entegre) LHD sistemleri, çok katmanlı bir kablo içerir. Bir çekirdek iletken, ısıya duyarlı bir yarı iletken ile kaplanmış ve dış iletkenle sarılmıştır. Kablodaki sıcaklık artışı, iletkenin direncini azaltır ve izlenen direnç belirlenen bir ayara ulaştığında algılama gerçekleşir.

Dijital LHD sistemleri, iki polimer yalıtımlı iletkenden oluşur. Yalıtım, belirli bir sıcaklıkta erir. Algılama, bu yalıtım eridiğinde, iletkenlerin birbirine temas etmesine olanak tanır.Bazı sistemlerde, algılayıcıya bağlı kontrol paneli, iletkenlerin temas ettiği yeri belirleyebilir ve kısa devrenin yerini tespit edebilir.

Fiber optik LHD sistemleri, bir kontrol paneli ve kuvars optik liflerden oluşur. Optik fiber kablo, ısıya maruz kaldığında ışık iletimindeki veya geri yansımadaki değişiklikle deformasyonu algılar. Kontrol ünitesi, fiber optik kabloya bir lazer ışını gönderir. Bu sistemler, Raman etkisini kullanarak sıcaklık değişimlerini algılar; sıcaklık değişimlerini, saçılan ışık miktarını değerlendirerek tespit eder.

Bazı sistemler, sıcaklığın tanımlı bir maksimum sıcaklığı aşması, ortalama bölge sıcaklığından tanımlı bir maksimum varyansı aşması ve/veya sıcaklık artışının belirli bir maksimum değeri aşması durumunda yangını algılayabilir.

Pnömatik ısı algılama sistemleri, yangından kaynaklanan ısı ile üretilen basınç artışını, ince bir paslanmaz çelik boru içindeki gazın genişlemesi yoluyla algılar. Boru bir ucunda atmosfere açık, diğer ucunda bir dedektöre bağlıdır. Bu tür sistemler, yangının boru ile kaplanan bölge içinde olduğunu belirleyebilir ancak yangının tam konumunu belirleyemez.

LHD (Liner Isı Algılama) sistemlerinin ana avantajlarından biri, zorlu ortamlara uygun olmalarıdır. Kurulumda esneklik sağlarlar ve kablo, engellerin etrafından döşenebilir. Piyasadaki birçok ürün, kablonun uzunluğu boyunca yangının yaklaşık yerini belirleyebilir. Bu sistemlerin yaklaşık 30 yıllık kullanım ömrü vardır.

4.2 Duman Algılama

Duman algılama, ışık sönümleme sensörleri (optik duman algılama yapısı), ışık saçma sensörleri veya iyonizasyon azaltma sensörleri tarafından duman parçacıklarını algılar. Bir ışık sönümleme duman dedektörü, duman akışlarını ışık sönümlemesi ölçerek tespit eder.

Işık saçma duman dedektörü, duman parçacıklarının neden olduğu ışık sinyallerini ölçerek yangını algılar. İyonizasyon duman dedektörü, iyonizasyon üretmek için bir radyoizotop kullanır ve dumanın neden olduğu fark belirli bir seviyeyi aştığında yangını algılar; ancak yavaş yanan yangınlara karşı duyarlı değildir.

4.2.1 Nokta Duman Dedektörleri

Duman dedektörleri genellikle 100 mm çapında ve 25 mm kalınlığında, disk şeklinde plastik bir muhafazada yer alır. Çoğu duman dedektörü ya optik algılama (fotoelektrik) ya da fiziksel bir süreçle (iyonizasyon) çalışır. Diğerleri, duyarlılığı artırmak için her iki yöntemi de kullanır.

4.2.2 Hava Örnekleme Duman Dedektörleri

Çoğu hava örnekleme dedektörü, korunmuş bir alanı kapsayan küçük delikli boru ağından aktif olarak hava çeken aspirasyonlu duman dedektörleridir. Küçük delikler, boru ağı üzerinde eşit bir dağılım sağlar. Hava örnekleri, genellikle yanma sonucu oluşan küçük parçacıkları algılayacak şekilde ayarlanmış hassas bir optik cihazın yanından geçirilir.

Hava örnekleme duman algılama sistemlerinin çoğu, nokta tipi duman dedektörlerine kıyasla daha yüksek duyarlılığa sahiptir ve birden fazla alarm eşiği seviyesi sağlar. Eşikler, geniş bir duman seviyesi aralığı boyunca ayarlanabilir. Bu, yangın, yavaş yanma aşamasını aşmadan önce, nokta tipi duman algılamadan daha erken bir bildirim sağlar.

4.3 Alev Dedektörleri

Yangın algılama sistemleri konusunda diğer önemli algılama elemanı, Alev dedektörleri’dir, alevin yaydığı elektromanyetik radyasyonu algılamak üzere tasarlanmıştır. Bu dedektörler, alevin sıcaklığının değişmesiyle oluşan ultraviyole (UV), görünür ve kızılötesi (IR) radyasyon spektrumundaki dalga boylarını izleyebilir.

Alev dedektörleri, özellikle endüstriyel alanlarda ve zorlu ortamlarda etkin bir şekilde çalışır, çünkü bu tür alanlarda yangınların hızlı bir şekilde tespit edilmesi kritik öneme sahiptir.

Alev dedektörlerinin algılama süresi genellikle 3-5 milisaniye arasında değişir. Bu hızlı tepki süresi, yangının başlangıç aşamasında hemen tespit edilmesini sağlar, böylece yangın kontrol altına alınmadan önce müdahale şansı artar.

Ayrıca, alev dedektörleri genellikle birden fazla algılama aralığına sahip olabilir, böylece alevin büyüklüğüne göre yanıt verebilir. Bu dedektörler, özellikle büyük yangın riskine sahip yerlerde (petrol rafinerileri, kimyasal tesisler vb.) yaygın olarak kullanılır.

4.4 Görsel Görüntü Yangın Algılama (VID)

Görsel görüntü yangın algılama, kameraların video görüntülerini dijitalleştirerek yangın tespiti için kullanılmasıdır. Bu sistemler, görüntü işleme yazılımları ile birleştirilerek alev veya dumanı tanıma kapasitesine sahiptir. Yangın algılama sistemleri, olayları hızlı bir şekilde algılamak ve yangının büyüme potansiyeline karşı hızlı tepki vermek için görüntüleme teknolojisini kullanır.

Görsel algılama, özellikle geniş alanların veya zorlu ortamların izlenmesi gerektiğinde etkilidir. Bu sistemler, çok sayıda görüntü kaynağını entegre ederek bir bütün olarak çalışır. Yangın anında, bu sistemler alarm verir ve ilgili birimlere bilgi aktararak hızlı bir şekilde müdahale edilmesini sağlar. Ayrıca, görsel görüntü algılama sistemleri, yangın sonrası olayların belgelenmesi ve analiz edilmesi için de faydalıdır.

4.5 CCTV İzleme

Kapalı devre televizyon (CCTV) izleme sistemleri, yangın kazalarını izlemek ve yangın anında alarmı manuel olarak tetiklemek için kullanılabilir. CCTV kameraları, tüneller ve geniş alanlar gibi yüksek riskli bölgelerde, olayların izlenmesine yardımcı olur. Yangın durumlarında, bu sistemler olayları gerçek zamanlı olarak takip edebilir ve gerektiğinde acil durum ekiplerine bilgi aktarabilir.

CCTV sistemlerinin avantajlarından biri, geçmişte meydana gelen olayların kaydedilmesi ve analiz edilmesi imkanıdır. Bu veriler, gelecekteki yangın güvenliği önlemlerinin geliştirilmesine ve yangın güvenliği prosedürlerinin iyileştirilmesine katkıda bulunur. CCTV sistemleri, ayrıca yangın sonrası hasar değerlendirmesi için de kullanılabilir.

Günümüzde CCTV kamera sistemleri yapay zeka uygulamaları ve akıllı analizler ile yangının duman ve alevini algılama kapasitesine sahip duruma gelmişlerdir.

4.6 CO2 ve CO Algılayıcı Yangın Dedektörleri

Bazı yangın algılama sistemleri, yanmanın tehlikeli ürünlerini algılamak için karbondioksit (CO2) veya karbonmonoksit (CO) sensörleri kullanır. Bu dedektörler, yangın sırasında yayılan gazları tespit ederek, yangın oluşmadan önce veya yangın esnasında uyarılar verir. Karbonmonoksit dedektörleri, özellikle kapalı alanlarda tehlikeli gazların birikmesini önlemek için kritik bir rol oynar.

CO ve CO2 algılayıcıları, genellikle yangın algılama sistemlerinde yardımcı sistemler olarak kullanılır. Bu sensörler, mevcut yangın algılama sistemlerinin etkinliğini artırır ve erken uyarı mekanizmaları sağlar. Ayrıca, bu tür dedektörlerin kullanılması, yangın güvenliği uygulamalarında proaktif bir yaklaşım benimsenmesine yardımcı olur.

4.7 Manuel Algılama

Manuel algılama, yangın durumlarının anında tespit edilmesi için insan etkileşimini içerir. Bu sistem, bir sürücü veya yolcu tarafından acil durum alarm düğmesine basarak yangın durumunu bildirmek için kullanılır. Tünel içindeki yangın alarm düğmesine basılması veya tünel yönetimiyle doğrudan iletişim kurulması, yangın alarmının hızla tetiklenmesini sağlar.

Manuel algılama, çoğunlukla diğer otomatik sistemlerle birlikte çalışır ve bir acil durum meydana geldiğinde insan müdahalesinin önemini vurgular. Bu tür sistemler, özellikle otomatik sistemlerin yanıltıcı sinyaller verebileceği durumlarda kritik bir öneme sahiptir. Manuel algılama, hızlı tepki ve erken uyarı için önemli bir katkı sağlar ve yangın güvenliği yönetiminde etkili bir araç olarak değerlendirilir.

Profesyonel bir yangın algılama sistemine sahip olmanın avantajları: