Çelik yapılar için yangın koruma önlemleri

 1. Çelik yapıların yangın dayanım sınırı ve yangına dayanıklılığı 

Yüksek mukavemet ve süneklik avantajları, çelik yapıların hafif ağırlık, iyi deprem performansı ve yüksek taşıma kapasitesi gibi özelliklere sahip olmasını sağlar. Aynı zamanda, çelik yapılar sahada işlenebilir, inşaat süresi kısadır ve malzemeler geri dönüştürülebilir. Bu nedenle, gerek yurt içinde gerekse yurt dışında çelik yapı binalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Ancak çelik yapıların bir zayıf noktası vardır: düşük yangın direnci. Çelik yapıların yangında uzun süre dayanımını ve rijitliğini korumak ve insanların can ve mal güvenliğini garanti altına almak için, pratik projelerde çeşitli yangın koruma önlemleri benimsenmiştir. Farklı yangın önleme prensiplerine göre, yangın önleme önlemleri ısı direnci yöntemi ve su soğutma yöntemi olarak ikiye ayrılır. Isı direnci yöntemi, püskürtme yöntemi ve kapsülleme yöntemi (içi boş kapsülleme ve dolu kapsülleme yöntemi) olarak ikiye ayrılabilir. Su soğutma yöntemi ise su dökme soğutma yöntemi ve su yıkama soğutma yöntemi olarak ikiye ayrılır. Bu makalede, çeşitli yangın önleme önlemleri detaylı olarak tanıtılacak ve avantajları ve dezavantajları karşılaştırılacaktır.
Çelik yapıların yangın dayanım limiti, standart yangın dayanım testinde elemanın stabilitesini veya bütünlüğünü ve yangına karşı adyabatik direncini kaybettiği süreyi ifade eder.

Çelik kendisi yanmasa da, çelik malzemenin özellikleri sıcaklıktan büyük ölçüde etkilenir; 250℃'de çeliğin darbe dayanımı düşer, 300℃'nin üzerinde ise akma noktası ve nihai mukavemeti önemli ölçüde azalır. Gerçek bir yangında, yük koşulları değişmeden kalır ve çelik yapının statik denge stabilitesini kaybettiği kritik sıcaklık yaklaşık 500℃ iken, genel yangın sıcaklığı 800~1000℃'ye ulaşır. Sonuç olarak, çelik yapı yüksek yangın sıcaklığı altında hızla plastik deformasyona uğrar, bu da yerel hasara ve nihayetinde tüm çelik yapının çökmesine yol açar. Çelik yapı binalarında yangın önleme tedbirleri alınmalı ve binanın yeterli yangın dayanımına sahip olması sağlanmalıdır. Yangında çelik yapının hızla kritik sıcaklığa ulaşması önlenmeli, aşırı deformasyonun bina çökmesine yol açması engellenmeli, böylece yangınla mücadele ve personel güvenli tahliyesi için değerli zaman kazanılmalı ve yangından kaynaklanan kayıplar önlenmeli veya azaltılmalıdır.

2. Çelik yapılar için yangın koruma önlemleri

Çelik yapıların yangından korunma önlemleri, prensip olarak iki kategoriye ayrılır: biri ısıya dayanıklılık yöntemi, diğeri ise su soğutma yöntemidir. Bu önlemlerin amacı aynıdır: belirli bir zamanda bileşenin sıcaklığının kritik sıcaklığın üzerine çıkmasını önlemek. Aradaki fark, ısıya dayanıklılık yönteminin ısı transferini engellemesi, su soğutma yönteminin ise ısı transferine izin verip daha sonra amaç doğrultusunda uzaklaştırmasıdır.

2.1 Dirençli ısı

Isı direnci yöntemi, kaplama malzemesinin ısı direncine ve ısıya dayanıklılığına göre yangın geciktirici kaplama olarak ikiye ayrılır. Yangın geciktirici kaplama, püskürtme yöntemiyle kaplama veya püskürtme kaplama yöntemiyle oluşturulur ve koruma amaçlı olarak içi boş kaplama yöntemi ve dolu kaplama yöntemi olarak ikiye ayrılabilir. 

2.1.1 püskürtme yöntemi

Genellikle çelik yüzeyine yangın geciktirici boya kaplama veya püskürtme yöntemiyle refrakter yalıtım koruma tabakası oluşturulur ve bu yöntemle çelik yapının yangına dayanıklılığı artırılır. Çok hafif refrakterler uzun süre dayanır ve çelik bileşenlerin geometrisini kısıtlamaz. Ekonomik ve pratik olması nedeniyle geniş uygulama alanına sahiptir. Çelik yapı yangın geciktirici kaplamalarının çeşitliliği fazladır ve kabaca iki kategoriye ayrılır: Birincisi ince kaplama tipi yangın geciktirici kaplama (B tipi), yani çelik yapı genleşme yangın geciktirici malzemesi; diğeri ise kalın film kaplama (H) sınıfı B sınıfı yangın geciktirici kaplamadır. Kaplama kalınlığı genellikle 2-7 mm'dir ve organik reçine esaslıdır, belirli bir dekoratif etkiye sahiptir. Yüksek sıcaklıkta genleşme ile refrakter kalınlığı 0,5 ~ 1,5 H olduğunda ince, hafif kaplamalı çelik yapı yangın geciktirici kaplama, titreşim direnci iyidir. İç mekanlarda çıplak çelik yapılar ve hafif çatı çelik yapıları için uygundur. Yangına dayanıklılık sınırı 1,5 H ve altında olduğunda, uygun olan H tipi çelik yapı yangın geciktirici kaplaması seçilir. Yangın geciktirici boya kaplama kalınlığı 8 ~ 50 mm'dir ve genellikle granüler yüzey ana bileşenleri içerir. İnorganik ısı yalıtım malzemeleri için, düşük yoğunluklu, daha düşük ısı iletkenliğine sahip, 0,5 ~ 3,0 h kalınlığında kaplamalı çelik yapı yangın geciktirici kaplama genellikle yanmaz, yaşlanmaya karşı dayanıklıdır ve iç mekanlarda gizli çelik yapılar, tüm çelik yapılar ve çok katlı fabrika binalarının çelik yapıları için yangına dayanıklılık sınırı 1,5 h'nin üzerinde olduğunda, kalın kaplamalı çelik yapı yangın geciktirici kaplama seçilmelidir.

2.1.2 Kaplama yöntemi

1) İçi boş kaplama yöntemi: Genellikle çelik elemanların dış kenarı boyunca yangın önleyici levha veya tuğla kullanılır. Çelik yapı paketleri, yerli petrokimya endüstrisi çelik yapı atölyelerinde çoğunlukla tuğla ile sarılmış çelik elemanlar kullanılarak korunur. Bu yöntemin avantajı yüksek mukavemet ve darbe direncidir, ancak dezavantajı daha fazla yer kaplaması ve inşaatın daha zahmetli olmasıdır. Ayrıca, büyük çelik bileşenlerin kutu paketlenmesi için düşük maliyet kaybı, düzgün yüzey kaplaması, çevre kirliliği olmaması, yaşlanmaya dayanıklılık ve diğer avantajları nedeniyle, fiber takviyeli çimento alçıpan tek katmanlı levha gibi yangın önleyici kaplama yöntemi de kullanılabilir; bu nedenle yaygınlaşma potansiyeli yüksektir. 2) Katı kaplama yöntemi: Genellikle beton dökülerek çelik elemanlar sarılır ve Şanghay Pudong Dünya Finans Merkezi çelik kolonu gibi çelik yapı parçaları tamamen kapatılır. Bu yöntemin avantajı yüksek mukavemet ve darbe direncidir, ancak dezavantajı beton kaplamanın daha fazla yer kaplaması ve inşaatın zahmetli olmasıdır, özellikle çelik kirişler ve eğimli desteklerde.

2.2 Su soğutma yöntemi

Su ile soğutma yöntemi, su dökerek soğutma yöntemi ve su doldurarak soğutma yöntemini içerir.

2.2.1 Su duşuyla soğutma yöntemi

Püskürtmeli soğutma yöntemi, çelik yapının üst kısmına otomatik veya manuel bir püskürtme sistemi yerleştirilmesidir. Yangın durumunda, püskürtme sistemi çalıştırılarak çelik yapının yüzeyinde sürekli bir su filmi oluşturulur. Alev çelik yapının yüzeyine yayıldığında, su buharlaşması ısıyı uzaklaştırır ve çelik yapının limit sıcaklığına ulaşmasını geciktirir. Su püskürtmeli soğutma yöntemi, Tongji Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Fakültesi binasında kullanılmaktadır.

2.2.2 Su dolu soğutma yöntemi

Suyla soğutma yöntemi, içi boş çelik elemanların içine su doldurulmasıdır. Çelik yapıda suyun dolaşımı sayesinde, çeliğin kendisi tarafından emilen ısı emilir. Böylece, çelik yapı yangın sırasında düşük sıcaklığı koruyabilir ve aşırı sıcaklık artışı nedeniyle taşıma kapasitesini kaybetmez. Paslanmayı ve donmayı önlemek için suya pas önleyici ve antifriz eklenir. Pittsburgh'daki 64 katlı US Steel Company binasının çelik kolonları suyla soğutulmaktadır.

3. Yangın önleme tedbirlerinin karşılaştırılması

Isı yalıtım yöntemi, ısıya dayanıklı malzeme aracılığıyla yapısal elemanlara ısı iletim hızını yavaşlatabilir. Genel olarak, ısı yalıtım yöntemi ekonomik ve pratiktir ve pratik projelerde yaygın olarak kullanılır. Su soğutma yöntemi yangına karşı etkili bir koruma önlemidir, ancak yapısal tasarımda özel gereksinimleri ve yüksek maliyeti nedeniyle mühendislik alanında yeterince yaygınlaşmamıştır.

Isı direnci yöntemi, çelik yapıların yangın korumasında yaygın olarak kullanılmaktadır; bu nedenle, aşağıdaki çalışmada ısı direnci önlemlerinde püskürtme yöntemi ve kaplama yönteminin avantaj ve dezavantajları karşılaştırılacaktır.

3.1 Yangına dayanıklılık

Yangın dayanımı açısından, kaplama yöntemi püskürtme yöntemine göre daha üstündür. Beton, ateş tuğlası ve diğer dış cephe malzemelerinin yangın dayanımı, genel yangın geciktirici kaplamalardan daha iyidir. Ayrıca, yeni yangın önleyici levhanın yangına dayanıklılık performansı da yangın geciktirici kaplamalardan daha üstündür. Yangın dayanım limiti, aynı kalınlıktaki çelik yapı yangın yalıtım malzemesine göre belirgin şekilde daha yüksektir ve yangın kaplamalarının genleşmesinden daha fazladır.

3.2 dayanıklılık

Beton gibi kaplama malzemelerinin dayanıklılığı daha yüksek olduğundan, zamanla kolayca bozulmazlar. Ancak dayanıklılık, çelik yapıların yangın geciktirici kaplamalarında her zaman karşılaşılan ve iyi sonuç vermeyen bir sorundur. Dış mekan veya iç mekan kullanımında, ince ve ultra ince yangın geciktirici kaplamanın organik bileşenleri ayrışma, bozulma, yaşlanma ve diğer sorunlara yol açarak kaplamanın soyulmasına, tozlanmasına veya yangın performansının kaybına neden olabilir.

3.3 Yapı

Çelik yapıların yangından korunmasında püskürtme yöntemi basittir ve karmaşık aletlere gerek kalmadan kullanılabilir. Ancak püskürtme yangın geciktirici kaplama uygulamasının kalite kontrolü zayıftır; temel malzemenin pas giderme işlemi, yangın geciktirici kaplamanın kalınlığı ve inşaat ortamındaki nemin kontrolü zor olabilir. Kaplama yöntemi ise özellikle eğimli destekler ve çelik kirişler için karmaşıktır, ancak inşaat kontrol edilebilir ve kalite kolayca garanti edilebilir. Kaplama malzemesinin kalınlığı hassas bir şekilde değiştirilerek yangına dayanıklılık sınırı kontrol edilebilir.

3.4 Çevre koruma

Püskürtme yöntemi, özellikle yüksek sıcaklık etkisi altında zararlı gazların buharlaşmasına neden olarak inşaat sırasında çevreyi kirletir. İnşaatta, normal kullanım ortamında ve yüksek sıcaklıktaki yangınlarda toksik madde salınımı olmaz; bu da çevre korumasına ve yangın anında personel güvenliğine fayda sağlar.

3,5 ekonomi

Püskürtme yöntemi basittir, inşaat süresi kısadır ve inşaat maliyeti düşüktür. Ancak yangına dayanıklı kaplamanın fiyatı yüksektir ve kaplamanın yaşlanma gibi dezavantajları nedeniyle bakım maliyeti de yüksektir. Sarma yönteminin inşaat maliyeti yüksektir, ancak malzeme fiyatı ucuzdur ve bakım maliyeti düşüktür. Genel olarak, kapsülleme yöntemi daha iyi ekonomik verimliliğe sahiptir.

3.6 uygulanabilirlik

Püskürtme yöntemi, bileşenlerin geometrisiyle sınırlı değildir ve kirişlerin, kolonların, döşemelerin, çatıların ve diğer bileşenlerin korunmasında yaygın olarak kullanılır. Özellikle hafif çelik yapılar, kafes yapılar ve özel şekilli çelik yapıların yangın koruması için uygundur. Kaplama yöntemi, özellikle çelik kirişler ve eğimli çapraz elemanlar için karmaşık bir yapıya sahiptir. Kaplama yöntemi genellikle kolonlar için daha çok kullanılır ve püskürtme yöntemine göre daha az kullanılır.

3.7 İşgal Edilen Alan

Püskürtme yöntemiyle kullanılan yangın geciktirici kaplamanın hacmi azdır ve kaplama yönteminde beton, yangına dayanıklı tuğla gibi kaplama malzemesi kullanılır, bu da yer kaplar ve alan kullanımını azaltır. Ayrıca kaplama malzemesinin kalitesi de daha yüksektir.

 4. Özetleyin

Tartışmadan aşağıdaki sonuçlar çıkarılabilir:

1) Çelik yapılarda yangın koruma önlemlerinin alınmasında, bileşen türü, inşaat zorluğu, inşaat kalitesi gereksinimleri, dayanıklılık gereksinimleri ve ekonomik faydalar gibi birçok faktörün etkisi dikkate alınmalıdır;

2) Püskürtme yöntemi ile kapsülleme yöntemini karşılaştırdığımızda, püskürtme yönteminin başlıca avantajları yapım sürecinin basitliği ve püskürtme sonrasında bileşenlerin görünümünde büyük bir değişiklik olmamasıdır. Paketleme yönteminin başlıca avantajları ise düşük maliyet, iyi yangın performansı ve dayanıklılıktır.

3) Her türlü yangın önleme tedbirinin kendine özgü avantajları ve dezavantajları vardır. Mühendislik uygulamalarında birbirlerinden ders çıkarabilir ve birbirlerinin eksikliklerini giderebilirler. Ayrıca, farklı önlemler alınarak çok yönlü yangın savunma hatları oluşturulabilir.

Kuzey Çin'deki modern depo ve işleme tesisimizle, geniş bir yelpazede çelik ürünleri tedarik edebiliyoruz: sıcak haddelenmiş ve soğuk haddelenmiş çelikler, çok çeşitli ticari çubuk, yapısal ve boru ürünleri dahil. Plazma, lazer ve oksijen kesme makineleri, CNC levha delme ve plazma markalama makineleri ve tam donanımlı bir delme hattı ile, tüm çelik ihtiyaçlarınızı kesilmiş, delinmiş, damgalanmış ve kullanıma hazır halde size sunabiliyoruz.

Ürün yelpazemiz:

1. Çelik Boru(Yuvarlak / Kare / Özel şekilli / SSAW)
2. Elektrik Borusu(EMT/IMC/RMC/BS4568-1970/BS31-1940)
3. Soğuk Şekillendirilmiş Çelik Profil(C /Z /U/ M )
4. Çelik Köşebent ve Kiriş(V Açılı/ H Kiriş/ U Kiriş)
5. Çelik İskele Desteği
6. Çelik Yapı(Çerçeve İşleri)
7. Çelik Üzerinde Hassas İşleme(Kesme, doğrultma, düzleştirme, presleme, sıcak haddeleme, soğuk haddeleme, damgalama, delme, kaynaklama vb. Müşterinin isteğine göre)

Yapısal çelikten, işleme çeliğine ve boru çeliğine, ticari borulardan ve demir çubuklara kadar, evsel, ticari ve endüstriyel ihtiyaç duyabileceğiniz tüm çelik malzemeleri ve hizmetlerini sunuyoruz.

Tianjin Gökkuşağı Çelik Grubu A.Ş.

Tina

Cep telefonu: 0086-13163118004

E-posta:tina@rainbowsteel.cn

WeChat: 547126390

Web:www.rainbowsteel.cn

Web:www.tjrainbowsteel.com