Yüksek Binaların Küçük Konut Birimlerinde Açık Mutfaklara İlişkin Yangın Güvenlik Kaygıları

YÜKSEK BİNALARIN KÜÇÜK KONUT BİRİMLERİNDE AÇIK MUTFAKLARA İLİŞKİN

YANGIN GÜVENLİK KAYGILARI

W. K. Chow

(TÜYAK Yangın Mühendisliği Dergisi, Sayı 9, s 42-46, 2019)

ÖZET

Güneydoğu Asya’da yüksek binalardaki çoğu küçük konut biriminde açık mutfak tasarımı kullanılmıştır. Mutfağın yangına dayanıklı duvarlarla kapatılmadığı, söz konusu bu açık tasarım, Hong Kong gibi ülkelerde yangın güvenlik kurallarına riayet edilmesine ilişkin uyumsuzlukları da beraberinde getirmiştir. Yangın güvenliği hükümlerinin tespit edilmesi amacı ile performansa dayalı tasarım benimsenmiştir. Alevli gazlı ocaklara müsaade edilmemektedir. Ocakların üzerinde su sisi (water mist) baskılama uygulaması veya kuru toz sistemleri gibi ilave yangından korunma sistemleri sağlanmalıdır, ancak yine de yangına dayanıklı duvarlar kullanılan ve kullanılmayan mutfaklardaki fiziksel tehlikelere yönelik çalışmalar literatürde yer almamaktadır. Yangın yük yoğunluğu üzerine gerçekleştirilen bir araştırma, küçük konut birimlerinde büyük miktarda yanıcı maddenin depolanmakta olduğunu göstermiştir. Elektrikli indüksiyon ocaklarının kullanıldığı deneyler, bir tavadaki yağın on dakika içinde tutuşabileceğini göstermiştir. Yangının, açık mutfaktan yayılarak konut biriminde bulunmakta olan tüm yanıcı maddeleri yakacak ve büyük bir yangına sebebiyet verecek şekilde yayıldığı ortaya konmuştur. Yüksek binalarda bulunan açık mutfakların, kazara meydana gelen bir yangın söz konusu olduğunda gerçekten güvenli olup olmadığına dair soru işaretleri mevcuttur.

Küçük konut birimlerinde, gerek yangına dayanıklı duvarlar olan gerekse olmayan hallerde büyük açık mutfak yangınlarının ilgili unsurları daha kapsamlı bir şekilde araştırılmalıdır. Pişirme amaçlı kullanılan yağın tutuşması ve civarındaki yanıcı maddeleri yakmasıyla ilgili, parlamanın başlangıcına dair olasılıklarına yönelik çalışma kapsamında yangın dinamikleri uygulanmalıdır. Açık bir mutfakta büyük felaketlere neden olacak şekilde baca dumanının (plume) hava pompalama etkisi ve alev anafor hareketi gibi yangınla ilgili yeni olgular da söz konusu olabilir. Tespit edilen senaryoları teyid etmek, model tahminlerini doğrulamak ve herhangi bir yeni fiziksel yangın olgusu var ise bunları gözlemlemek amacı ile tam ölçekli yanma testleri gerçekleştirilmelidir. Büyük yangınlarda su sisi ve kuru tozlu yangın baskılama sistemleri de dahil olmak üzere, belirtilen baskılama sistemlerinin performansları değerlendirilmelidir.

1.      GİRİŞ

Güneydoğu Asya’daki yoğun kentsel alanlarda, alanı 30 m2 ’den küçük olan konut birimleri ihtiva eden ve yüksekliği 200 m’nin üzerinde olan çok sayıda yüksek bina inşa edilmiştir [1,2]. Mutfakları çevrelemek üzere yangına dayanıklı duvarlar kullanılması gereklidir. Bu denli küçük konut birimlerinde alanı daha verimli kullanmak amacı ile açık mutfaklar tasarlanmıştır. Her ne kadar bu tasarım, alışılmış bina yangın güvenliği kurallarına uygun olmasa da, birtakım projeler Hong Kong’da yangın mühendisliği yaklaşımı [5] adı ile bilinen, performansa dayalı tasarım (PBD) [3,4] uyarınca onaylanmıştır.

Açık mutfaklara ilişkin PBD tasarımlarında üç koşul yaygın olarak talep edilmektedir. İlk olarak, gazlı ocaklar kullanılamaz ve sadece alevsiz elektrikli indüksiyon ocaklarına izin verilmektedir. İkinci olarak, şartnamelerde su sisi [6] veya kuru toz [7] sistemleri de dahil olmak üzere ilave yangın baskılama sistemleri belirlenmiştir. Bu sistemlerin amacı ocakta çıkan bir yangına etki etmek suretiyle büyümesini önlemektir. Konut birimi sahibi, söz konusu sistemi devreden çıkaramaz ve devletten onay almaksızın ocağını değiştiremez. Üçüncü olarak, bina yönetim ofisinin, performansa dayalı raporda belirtilen onaylı yangın güvenliği yönetim prosedürlerini [4,8] uygulayacağına dair bir taahhütname imzalaması gereklidir. Açık mutfaklar; yangın detektörleri, sprinklerler ve Kurumlar tarafından önerilen yangına dayanıklı duvarlar ile ilgili ek yangın güvenliği hükümleri ile birlikte yeni yangın kurallarına [9] dahil edilmiştir.

Ancak, yüksek binaların küçük birimlerindeki açık mutfak yangınlarının performansı, yangın dinamiği araçları kullanılarak detaylı bir şekilde incelenmemiştir. Yangına dayanıklı duvarlar olan ve olmayan mutfak yangınlarına ilişkin fiziksel yangın tehlikeleri dahi karşılaştırılmamıştır [10]. Sadece, açık mutfaktan konut biriminin dışındaki alanlara duman yayılmasına dair tahminler, yangın modelleri kullanılarak tespit edilmiştir [11,12]. Karbon monoksit konsantrasyonu, ısı akışı ve görünürlüğe dair sonuçlar, sadece merdivene kadar uzanan mevcut ve gerekli güvenli çıkış zamanlarına gerekçe teşkil etmek üzere kullanılmıştır. Küçük yangınları erken bir aşamada bastırmayı hedefleyen ilave su sisi baskılama veya kuru toz sistemlerinin temin edilmesi, eğer yangın büyür ise, umulduğu şekilde işlev göstermeyebilir. Yukarıdaki özellikleri destekleyebilecek şekilde tam ölçekli yanma testlerinden elde edilen deneysel veriler ise mevcut değildir.

Hong Kong’da yangın yükü yoğunluğuna ilişkin gerçekleştirilen araştırmada [13], konut birimlerinde büyük miktarda yanıcı madde bulunduğu ortaya konmuştur. Chow ve arkadaşları tarafından daha önce gerçekleştirilen araştırmada da ortaya konduğu üzere [14,15] yangın yükü yoğunluğu, alanı 30 m2 ’den küçük olan birimler söz konusu olduğunda özellikle yüksektir. Eşyaların üst üste istiflenmesi suretiyle konutlarda daha da fazla yanıcı madde bulundurulmaktadır. Yerel yasada [16] belirtilen 1135 MJm-2 üst sınırının da üzerinde olacak şekilde çok yüksek bir yangın yükü yoğunluğu görülmektedir. Ayrıca, indüksiyon ocakları kullanılırken dahi pişirme yağı kolaylıkla tutuşabilmektedir [17]. Parlama sonrası gerçekleşen büyük bir yangında tüm yanıcı maddelerin yanması konusu etüd edilmelidir. Yüksek binalardaki konutların açık mutfaklarına ilişkin yangın güvenliği konusunda derin endişeler mevcuttur. Söz konusu binalarda, açık mutfaklı konutlarda oturan bina sakinleri, yangın tesisatı sistemlerinin, küçük ocak yangınlarını erken safhalarda bastıramadığı hallerde, kaza sonucu büyük yangınların çıkmasından endişe duymaktadırlar.

Açık mutfak yangınları ve konut binalarındaki küçük konut birimleri için gerekli olan koruma uygulamalarına yönelik yeni hususlar etüd edilmelidir [18].

2.      LİTERATÜR İNCELEMESİ

Her ne kadar, mutfak havalandırması, termal baca dumanları, davlumbazlar ve yangın tetkik konularında çok sayıda çalışma yapılmış olsa da [örneğin 19-23], çok azı mutfak yangınlarını ele almaktadır. Dubleks bir evde mutfaktaki ocaktan çıkan bir yangın, yangın modelleri kullanılarak incelenmiştir [24]. Buradaki kritik olay mutfakta parlamanın (flashover) başlangıcıydı. Yangın bir dakika içinde bütün eve yayılmıştı. Ayrıca, 2007 yılında ABD’de Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST) bünyesindeki Yapı ve Yangın Araştırma Laboratuvarı (BFRL) konutlardaki mutfak yangınları üzerine bir atölye çalışması düzenlemiştir. Profesyonel birliklerden, araştırma laboratuvarlarından, itfaiye teşkilatları, sigorta şirketleri ve diğer kurumlardan 30’u aşkın katılımcı konut yangın koruma çalışmalarına yönelik mevcut test yöntemleri, teknolojiler ve araştırma ve geliştirme konularını görüşmek üzere bir araya geldi. ABD’de mutfak yangınlarına dair istatistikler rapor edilmiştir. 1999’dan 2002’ye kadar, kapalı mutfaklardaki yangınlar da dahil olmak üzere, ortalama olarak yılda 125.500 ev yangını mutfaktan çıkmış olup yılda ortalama 460 ölüme sebebiyet vermiştir. Her ne kadar yangınların %9’u mutfaktan diğer yerlere yayılmış olsa da, ölümlerin %70’i bu küçük mutfak yangın yüzdesinden kaynaklanmaktadır. Bu bilgi, açık mutfak kullanılan konut birimlerine yönelik bir uyarı mesajı vermektedir. İtfaiye görevlileri daha sonra tüm yangın söndürme deneyimlerine istinaden, tek bir sprinkler takılmasının, mutfak yangınlarını etkili bir şekilde kontrol edeceğini belirtmişlerdir. Konutlara yönelik üst düzey yangın baskılama sistemleri, Underwriters Laboratories Standards UL 300A [26] tarafından önerilmiş ve test edilmiştir. Mutfak yangınlarında tehlike azaltma konusunda NIST ve BFRL bünyesinde gerçekleştirilen çalışmalar daha sonra rapor edilmiştir [24]. Mutfak yangın tehlikesinin özellikleri ve hem aktif hem de pasif yangın sistemlerinin, ocaklarda pişirme yağına bağlı olarak çıkan tipik yangınlardan koruması, sınırlı seviyede tam ölçekli yanma testleri kullanılarak etüd edilmiştir. Bu atölye çalışmasında daha kapsamlı araştırmalar için iki husus tespit edilmiştir: Mutfak yangınının yayılmasını önlemek ve mutfak yangınlarının baskılanması. Bu iki sonuç, açık mutfak yangınları ile ilgili derinlemesine çalışmaları da desteklemektedir.

Restoran ve otellerdeki mutfakların genel yangın güvenliği ve bununla ilişkili yangın güvenlik sistemleri etüd edilmiştir [27- 31]. Konutlarda, otellerde ve restoranlarda bulunan mutfaklara ait yangın yükü yoğunluğu incelenmiştir. Mutfaklarda yangın ve havalandırma konusundaki düzenlemeler, kurallar, tasarım kılavuzları, uygulamalar ve güvenlik şartları ayrıntılı bir şekilde gözden geçirilmiştir. Çin’de mutfakların yangın güvenliği, yangın modelleri kullanılmak suretiyle incelenmiştir. Hong Kong’da bir otel grubundaki mutfak yangın güvenliği de etüd edilmiştir. Birçok mutfak yangını ocak üzerinde kullanılan “wok” tavalardan çıktığı için, söz konusu “wok”larda yanma esnasında oluşan ısı yayılma oranları, oksijen tüketim yöntemiyle ölçülmüştür. Öncelikle, “wok” tava kullanılan mutfaklarda, küçük yangınlar esnasında sprinkler ve su sisi sistemlerinin performansı değerlendirilmeye tabi tutulmuştur. Bu projenin sonuçları, Uzak Doğu’daki büyük otel gruplarının mutfaklarında yangın güvenlik önlemlerinin tasarımı çerçevesinde tatbik edilmiştir. Ancak, bu sonuçlar yüksek binalarda bulunan küçük konutlardaki açık mutfak yangınları için uygulanabilir sonuçlar değildir.

Mutfaklarda, kurallarda belirtilen elektrikli indüksiyon ocakları kullanılırken pişirme yağının muhtemel olarak tutuşması senaryosu etüd edilmiştir [17]. Ancak, çalışma sadece alev sıcaklığını, alev şeklini ve alev uzunluğunu ölçmekteydi. Yemeklik yağın ısı salım oranı ölçülmemiş ve yangın baskılama sistemlerinin etkisi de değerlendirilmemiştir. Yemeklik yağın elektrikli indüksiyon ocakta 10 dakika içinde tutuşması gibi, gözlemlenen olgulardan bazılarının gerekçelerinin daha kapsamlı bir şekilde belirtilmesi gereklidir. Benzer testler [25,26,29-31], gazlı ocaklarda yemeklik yağın tutuşmasının 75 ila 180 dakika sürdüğünü göstermektedir.

3.      TEHLİKE SENARYOLARI

Bir konut birimindeki yangın senaryosu [32], yakıt miktarına, içeride bulunmakta olan eşyalara, eşyaların ne şekilde yerleştirilmiş olduğuna ve havalandırma imkanlarına bağlıdır. Daha önce gerçekleştirilen bir anket, küçük bir konut birimindeki yangın yükünün çok yüksek olabileceğini göstermiştir. Tipik yangın senaryolarının, öncelikle yanıcı maddelerin içeriğini anlayarak belirlenmesi teklif edilmiştir. Elektrikli indüksiyon ocakları kullanılarak kızartma yapılması da dahil olmak üzere tutuşma olasılıkları ise daha sonra araştırılacaktır.

Yemeklik yağlardan dolayı çıkan yangınları inceleyen laboratuvar ölçekli (bench scale) deneyler gözden geçirilmelidir [17,24-26,29-31].

Daha sonra ise, konut birimlerinde parlamanın başlaması olasılığı, literatürde bildirilen ampirik ifadelere dayanarak analiz edilebilir [33,34]. Küçük bir konut biriminde, parlama sonrası yangınlar [35] söz konusu olduğunda, yanıcı maddelerin yangın davranışının, tüm yanıcılara yüksek termal radyasyonlu ısı akısı tatbik edilerek yakılması suretiyle tespit edilmesi teklif edilmektedir. Açık mutfak tasarımı, yanma için yeterli hava sağlayacak olup ısı ve kütle transferini engellemeye yönelik herhangi bir yangına dayanıklı duvar mevcut değildir. Ayrıca, hava pompası hareketi [36], daha yüksek bir hava oranını beraberinde getirecek, bu da tutuşan nesnelerin sürekli olarak yanmasına yol açacaktır.

4.      TEHLİKE DEĞERLENDİRMESİ

Tanımlanan senaryolara dayalı tehlike değerlendirmeleri, yangın senaryoları ve yangın modellerinin analitik olarak çalışılmasından elde edilen ampirik formül ile gerçekleştirilecektir. Bazı vakalar, model tahminlerini doğrulamak üzere tam ölçekli yanma testleri ile desteklenecektir. Mutfak düzenlemelerine ilişkin ısı salım oranlarının modellenmesine ilişkin literatür [örneğin 33,34,37,38] başlangıç noktası olarak alınacaktır. Bir mutfaktaki toplam ısı salım hızı ilk olarak bir koni kalorimetreden alınan bilgiler ışığında tertibatların ve yüzeylerin ısı salım eğrilerinin bir araya getirilerek üst üste koyulması [37,38] prensibi kullanılmak vasıtası ile tahmin edilir. Mutfaktaki söz konusu yanıcılar yakıldığı zaman genel ısı salım oranlarını modellemek üzere tam ölçekli yanma testlerinden elde edilen sonuçlar kullanılacaktır. Hong Kong’da kullanılmakta olan yaygın açık mutfak geometrisini esas alan bir senaryo dikkate alınmalıdır. Yangın kaynağı olarak, üzerinde yemeklik yağ ısıtılan elektrikli indüksiyon ocağı alınacaktır. UL300A’ya [26] atıfta bulunmak suretiyle, bir wok tava içinde yemeklik yağının yanmasından kaynaklanan bir yangın çıkarılacaktır.

5.      KURULMUŞ OLAN SİSTEMLERİN PERFORMANS DEĞERLENDİRMESİ 

Parlamadan kaynaklanan büyük yangınların kontrol altına alınması çerçevesinde izin verilen su sisi ve kuru tozlu sistemlerin [16,17] performansı dikkate alınmalıdır. Deneyin, ısı salım oranı ölçüleceği şekilde bir oda kalorimetresi içinde gerçekleştirilmesi tavsiye edilmektedir [11,12]. Önce, çalışmakta olan bir yangın baskılama sisteminin olmadığı tipik bir açık mutfak düzeninde büyük bir yangın senaryosu uygulanacaktır. Daha sonra, bu yangın senaryosunda uygulanan su sis sisteminin [16] ve kuru toz sisteminin [17] çalışması test edilmektedir. Her bir test için, önce zemin seviyesindeki gaz sıcaklık dağılımları ve ısı akıları ölçülmektedir. Daha sonra, çıkarımda bulunmak suretiyle, yanma süresi, azami ısı salım oranları ve azami ısı akısını içeren temel yangın parametreleri tespit edilebilir.

Bunu müteakip, ölçülen hava sıcaklıkları, ısı akıları ve ısı salım oranlarından, rapor edilen diğer çalışmalara benzer bir şekilde [11,12,38], püskürtülen suyun ve kuru tozun yanan nesneler üzerindeki etkileri de etüd edilebilir. Baskılama sistemi ve azami ısı akısına bağlı olarak azami ısı salım oranlarındaki azalmalar da değerlendirilebilir. Var ise, söndürme süresi de ölçülecektir. Yangının açık mutfaktan konut birimine yayılması ise, sayısal olarak etüd edilecektir.

6.      SONUÇ

Yukarıda, açık mutfak yangınlarına yönelik gündeme getirilen tüm endişeler dikkate alınmalıdır. Daha da önemlisi, mutfağı çevreleyen yangına dayanıklı duvarın etkileri ve mevcut baskılama sisteminin sağladığı korumanın derecesine dair müteakip gerekçeler, tam ölçekli yanma testleri ile belirlenmelidir. Yüksek konut binalarındaki küçük konutlarda açık mutfaklar için yeterli yangın güvenliğini teşvik eden uygun tasarım kılavuzları ve yangın güvenliği yönetim prosedürleri de bilahare önerilebilir. Halihazırda tüm dünyada mutfak yangınlarına ilişkin devam eden araştırmaların da bulunduğunu lütfen dikkate alınız [39].

TEŞEKKÜR

Bu yazıda açıklanan işbu çalışma, Çin Hong Kong Özel İdari Bölgesi Araştırma Hibeleri Konseyinin verdiği B-Q27R sayılı “Yüksek Binalarda Açık Mutfak Yangınlarına İlişkin Unsurlar ve Koruma Alternatifleri” isimli projeye ilişkin bir hibe ile desteklenmiştir.