Yapı Malzemeleri Yönetmeliği (CPR) ve Kablolarda Yangın Güvenliği
Yapı Malzemeleri Yönetmeliği (CPR)
ve Kablolarda Yangın Güvenliği
ÖZET
Bu yazının temel amacı, yangın durumunda kabloların yeni Yapı Malzemeleri Yönetmeliği (CPR (EU) No:305/2011) perspektifinde yangına tepki performanslarını sınıflandırma, değerlendirme ve test metotları hakkında kullanıcılara, mühendislik ekiplerine, planlayıcılara kapsamlı özet ve derleme sunmaktır. Makalenin ilk bölümlerinde ülkemizdeki yangın risklerine değinilirken; mevcut kabloların yanma performansları, standartları ve testlerinin yangın güvenliği ile ilişkisi açıklanmıştır. Yeni Yapı Malzemeleri Yönetmeliği’nin (CPR) tarihsel gelişimi hakkında kısaca bilgi verilmiş; amacı, kapsamı, mevcut testler, standartlar, performanslar ve yönetmelikler ile farkları, üstünlükleri, faydaları, onaylanmış kuruluşlar, onaylanmış laboratuvarlar, üreticiler, dağıtıcılar, kullanıcılar, planlamacılar açısından yükümlülükleri özet olarak verilmiştir.
YANGIN RİSKLERİ
Yangın, tarih boyunca insan hayatını tehlikeye atan, can ve mal kayıplarına yol açan önemli felaketlerden biri olmuştur. Yangın riskleri, özellikle ülkemiz gibi hızlı nüfus artışı ile birlikte sanayileşmeye ve şehirleşmeye sahip çok katlı ve çok amaçlı binaların arttığı, gelişmekte olan ülkelerde daha da önemli olmaktadır. TÜYAK (Türkiye Yangından Korunma Derneği) 1988 ile 2008 yılları arasında, 9 bin yangında 3 bin 237 kişinin hayatını kaybettiğini bildiriyor.
2019 yılı İstanbul Büyükşehir Belediyesi (İBB) istatistiklerine göre, 100.000 kişi başına 145 yangın meydana gelmiş; bu yangınların %35’i konut ve binalarda gerçekleşmiştir. 2015-2019 dört yıllık dönemin ortalaması göz önüne alındığında ve ilk üç sıraya bakıldığında, yangınların yaklaşık %47’sinin sigara, %29,6’sının elektrik kontağı ve %4,5’inin çocukların ateşle oynamasından kaynaklandığı bildirilmiştir. Ayrıca, 2019 Ocak-Aralık dönemi verileri değerlendirildiğinde, meydana gelen yangınların yaklaşık %90’ına 10 dakikanın altında müdahale edildiği kaydedilmiştir.
Yangının başlaması ile ortamdaki yüzeyler, ıkan sıcak gazlar ve duman ile ısınarak daha hızlı tutuşur, alev aniden yayılır, parlar. Yangında sıcaklık, 5 dakika içerisinde 5500C’ye, 10 dakikada 6600C’ye çıkmaktadır. Yapılan çalışmalara göre, yangının başlamasına ve yayılmasına en büyük etken olan harlama (flashover) zamanları 1950’lerde 15 dakika iken; 25 yıl önce bu süre 5 dakikaya, günümüzde ise bulunduğumuz ortamlarda plastik malzemelerin artması sebebiyle 3 dakikaya kadar inmiştir.
Hem harlama zamanı hem de yangın durumunda sıcaklığın yükselişi ilk dakikalarda yangnın yayılmasının önlenmesinin ve kaçışın ne kadar önemli olduğunu göstermektedir.
Yine istatistiklere göre, yangın sırasında ölümlerin yaklaşık %44’ü yanma veya sıcaklıktan değil; ortamdaki aşırı duman ve gaz nedeni ile boğulmalardan kaynaklanmaktadır.
Yaralanma ve can kayıplarının yanında yangınlar enerji, data ve haberleşme iletimini engelleyerek maddi hasarlara yol açmaktadır; gelişmiş ülkelerde yangında dolayı çıkan hasarlar gayrisafi milli hasılanın yaklaşık %1’ine denk gelmektedir. Yangın araştırma projelerine göre, yangın bir bölgede lokalize edilse bile, çok ciddi iş kayıplarına yol açtığı için yüksek yangın güvenlikli ürünlerin kullanımı önemi vurgulanmaktadır.
Ürünün kalitesi, standartlara ve yönetmeliklere uygunluğu, doğru montaj ve doğru kablonun doğru uygulamada kullanılmasının yanında, yangın güvenliği ile kabloların ilişkisine baktığımız zaman, özellikle günümüzdeki çok amaçlı ve çok katlı binalarda artan enerji ve data-haberleşme ihtiyacını sağlamak için farklı tipte, büyüklükte demetlenmiş kablo kullanım yoğunluğunu görmekteyiz.
Yangın nedenlerinde büyük bir oranı teşkil eden elektrik kontağı düşünüldüğünde, kablolar yangının başlamasına, ilerlemesine veya herhangi bir sebeple başlayan yangının kablolar aracılığı ile bir odadan diğer odaya yayılmasına neden olabilir. Yangının yayılmasının yanında, insanların binayı acil terk etmeleri gerekeceğinden; yanma sonucu oluşan yoğun duman yön bulmayı zorlaştırarak, kaçış ve kurtarma yollarının görülmesini imkânsız hale getirebilir. Yine yanma sırasında açığa çıkan duman ile birlikte çıkan zehirli ve toksik gazlar, kaçış sırasında insanların zehirlenmesine, boğulmasına neden olmaktadır.
Kablo endüstrisi, yangın güvenliğini arttırmak için, geçtiğimiz yıllarda, alev ilerlemesi düşük, daha az duman yayılımına sahip, halojen ve toksikten arındırılmış ürünleri geliştirmiştir.
Londra Grenfell Tower yangını
Elbette, kabloların yanında kullanılacak olan diğer bina yapı malzemeleri de yangın güvenliği için önemlidir. Son dönemde, binalarda yangın güvenliğinin bir bütün sistem olarak düşünülmesi gerekliliğini “Londra Grenfell Tower” yangını bize hatırlatmıştır. Binanın yanıcı yüzey kaplamaları, yangının ana ilerleticisi olmuştur. Yapılardaki malzeme seçimleri, yangın risklerini minimize etmede son derece önemlidir.
Alev ilerlemesi
Geliştirilen ürünler için, kablo yoğunluğu sonucu kabloların yanma performansının demetlenmiş olarak belirlenmesi, LSOH (Low Smoke Zero Halogen – Düşük Duman Yoğunluklu Halojenden Arındırılmış) kablolarda standartlar gereği uygulanmaktadır. Kablolar, gerek dikeyde şaftlarda döşeme gerek ise tavalarda yatay ve dikey döşeme varyasyonlarının simüle edildiği statik alev ilerleme testlerine (IEC 60332-3-24 Cat.C) tabi tutularak performansları standartlaştırılmıştır. IEC 60332-3-24 Cat.C testinde 3,5 metre uzunluğunda merdivende 20 dakika süresince standart alevin (20 kW) dikey düzlemde kablo demetleri üzerinden hangi uzunlukta yayıldığı tespit edilmektedir. Test sonunda yanan kısım 2,5 metreyi aşmamalıdır.
IEC 60332-3-24 Cat.C test düzeneği
Duman yoğunluğu
Alev ilerleme performansının yanında, özellikle yangında ölümlerin en büyük sebebini oluşturan yüksek yoğunluktaki duman; boğulma ve zehirlenme risklerini arttırdığı gibi, görüş mesafesini düşürmesi nedeni ile kaçış faaliyetlerini zorlaştırmaktadır. EN 61034-1/2 test standardı, 1 metre boyundaki kablonun 3x3x3m (27m3) kübik kapalı test odasında %90 etanol, %4 methanol ve %6 su karışımı yakıt ile yanması ile açığa çıkan dumanın ışık geçirgenliğinin ölçümüne dayanır. Işık geçirgenliği minimum %60 olmalıdır.
Duman yoğunluğu EN 61034-1/2 test düzeneği ve ışık geçirgenliği
Halojenden Arındırılmışlık
Alev ilerleme ve oluşan duman yoğunluğuna ek olarak, yanma sırasında açığa çıkan halojen gazları son derece zehirli ve tahriş edicidir. Özellikle PVC’de bulunan klor, yanma esnasında gaz olarak ortama yayılır, son derece zehirli olmakla beraber havadaki su buharı ile birleştiğinde hidroklorik asit oluşturmakta ve elektronik cihazlarda korozyona; canlılarda zehirlenmelere, deri ve göz tahrişlerine neden olabilmektedir. EN 60754-2 standardı ölçüm metoduna göre, kabloların metalik olmayan her bir katmanın 1 gr malzemenin 8000C’de yakılması ile açığa çıkan gazların saf suda biriktirilmesine ve pH ve iletkenlik ölçümü yapılmasına dayanır. Halojen iyonları ne kadar yüksek ise asitlik artacağı için pH oranı düşecek ve suyun iletkenliği artacaktır. Ürünün halojen free (HF) olabilmesi için, pH oranı 4.3’den büyük, iletkenliği ise 10 µS/mm’den (bazı kablo standartlarında 2,5 µS/mm)düşük olmalıdır.
Elektronik devrelerde korozyon
CPR (Construction Products Regulation)
Yapı Malzemeleri Yönetmeliği’nin amacı, yapı malzemelerinin temel karakteristikleri ile ilgili performans beyanlarının ve malzemelere CE işaretinin iliştirilmesinin kurallarını oluşturarak, yapı malzemelerinin piyasaya arz edilmesi ve piyasada bulundurulması ile ilgili usul ve esasları belirlemek, bununla birlikte yapı malzemelerinin yanma performansları ile ilgili olarak güvenilir bir bilgi kaynağı oluşturmaktır.
CPR Tarihçesi
CPR için yaklaşık 20 yıllık bir geçmişten bahsedilebilir. İlk resmi çalışmalar, 2003 yılında Avrupa’daki düzenleyiciler ve kablo endüstrisinin önerisi ile başlamıştır. Farklı kabloların, döşeme ve referans yanma senaryolarının dahil edildiği FIPEC (Fire Performance of Electric Cables) olarak adlandırılan projeyi Avrupa Birliği oldukça yüksek meblağlarda fonlayarak, Avrupa’daki saygın bağımsız test kuruluşlarından SP, Interscience, ISSEP ve CESI gibi önemli laboratuvarların katılımı sağlanmıştır. Referans senaryolara göre, tüm yapı malzemeleri için yangının bir odada başladığı düşünüldüğünde yangın büyür ve harlama noktasına aşağıdaki 3 adımda ulaşır.
- İlk aşamada, ufak bir ateşleme ile yapı malzemesinin bir bölümü yanmaya başlar.
- İkinci aşamada, yangının büyümesi dikey bir merdivene monte edilmiş kablolar üzerinden gerçekleşir.
- Son aşama olan ileri harlama noktasında ise, tüm yanabilen malzemeler yangının büyümesine neden olur.
Örneğin, diğer yapı malzemelerinin yanma testlerine göre sınıflandırmasında EN 13501-1 standardında 2 farklı senaryo çalışılmıştır.
FIPEC çalışmalarında, yatay referans senaryoya göre, kablo döşenmiş 3 merdiven yatay olarak üst üste yerleştirilmiş sırası ile 40 kW 5 dk.,100 kW 10 dk. ve 300 kW 10 dk. süre ile yakılmıştır.
FIPEC projesi kablolar için dikey referans senaryo
Yukardaki senaryolara göre elde edilen sınıfların yaklaşık sınıflandırmaları aşağıdaki gibi verilmiştir:
Aca Sınıfı
En yüksek sınıf olup seramik gibi yanmayan yapı malzemesi.
B1ca Sınıfı
EN 50399 30 kW alev kaynağında tutuşabilen fakat çok az yanan ürünler.
B2ca ve Cca Sınıfı
40 kW - 100 kW yatay referans senaryoda sürekli alev ilerlemesi ve yangın büyümesi yaratmayan, EN 50399 testinde 20,5 kW alev kaynağında limitli ısı açığa çıkaran ürünler.
Dca Sınıfı
EN 50399 testinde 20,5 kW alev kaynağında sürekli alev yayılması gösteren, aşırı olmayan alev büyümesi ve ısı çıkaran ürünlerdir. Örneğin aşağıdaki grafikte yangın büyüme hız indisine göre çok sayıda farklı kablo test sonucunun snıflara göre pozisyonlanması verilmiştir. 5 numaralı örnekler kablo dışında farklı bir malzeme olan oduna ait performansa aittir.
Yangın büyüme hız indisine göre farklı ürünlerin sınıflama grafiği
Farklı ürünlerde yangın büyüme hızına göre B2,C,D sınıfların pozisyonu incelendiğinde, D sınıfı yangın büyüme hız indisi ( FIGRA Açığa çıkan ısının tepe değerindeki toplam test zamanına oranı) <1300 W/s olarak odun yanma performansı ile benzer sınıfa girmektedir.
Eca Sınıfı
Küçük alev ataklarına karşın fazla ve geniş alev yayılması vermeyen ürünler.
FIPEC senaryolarından elde edilen veriler ışığında, Avrupa Komisyonu 2006 yılında kabloların yangına tepki test ve sınıflandırma kararı vermiştir. Yapılan çalışmalar sonucu, birçok kablo test edilerek ve test standardındaki gerekli teknik iyileştirmeler ile geliştirmeler yapılarak, 2009 yılında EN 50399 standardı olarak, günümüzde kullanılan son halini almıştır.
EN 50399 test düzeneği
Ayrıca, kabloların yangına karşı tepki sınıflandırmasında, CE markalaması için teknik altyapı, ortak kurallar ve genişletilmiş numune uygulamaları (EXAP Extended Application ) için CEMAC (CE-marking of cables) projeleri gerçekleştirilmiştir. Bu projeler, Avrupa Kablo Üretici Birliği Europacable’a ait test ve araştırma laboratuvarları da katılarak desteklenmiştir.
CPR Ürün Kapsamı
Kablo sektörü için CPR, bina ve altyapı dahil olmak üzere, herhangi bir yapıda bulunan sabit tesisatlarda daimî olarak kullanılan tüm elektrik ve haberleşme kablolarını kapsamaktadır.
CPR Genel Performans Sınıflandırılması
CPR, genel olarak kabloların yangın durumundaki kullanım amaçlarına göre ikiye ayrılır. Bunlar yangına tepki (reaction to fire) ve yangına dayanımdır (resistance to fire). Hangi kablonun hangi performansı sağlaması gerektiğini değil, hangi tepki veya dayanım performansının hangi kriterleri sağlaması gerektiğini bildirir. Bununla birlikte, yapılarda kullanılan kabloların yangına karşı performans beyanlarını ve CE işaretlemesini zorunlu kılar. Bu yazıda, sadece 1 Temmuz 2017’de Avrupa’da ve ülkemizde zorunlu olarak uygulanmaya başlanan yangına tepki (reaction to fire ) kısmı özetlenmiştir.
Yangına dayanıklı veya yangın altında fonksiyonunu sürdüren kablolar (FE 180) için yangına dayanım (resistance to fire) çatı standartları ve regülasyonları henüz hazırlık ve onay aşamamalarında olduğu için, önümüzdeki dönemde ayrı bir yazının konusu olacaktır. Yangına dayanım (resistance to fire) için öngörülen standartlar EN 50200 (Acil Durum Devreleri İçin Küçük Boyutlu Kablolar PH Sınıflandırma), EN 50577 (Elektrik Kabloları P Sınıflandırma), EN 50582 (Fiber Optik Kablolar), EN 50289-4 (Haberleşme Kabloları) olacaktır.
CPR’ın Yangına Tepki Standartlar ve Yönetmelikler Açısından Tarihsel Gelişimi
21 Aralık 1988 CPD-Yapı Malzemeleri Direktifi (Construction Products Directive ) 89/106/EEC
4 Nisan 2011 CPR-Yapı Malzemeleri Yönetmeliği (Construction Products Regulation (EU)) No: 305/2011
1 Temmuz 2013 CPR’ın Avrupa Birliği ülkelerinde kanun halinde uygulamaya geçmesi
1 Eylül 2014 Kablolar için EN 50575’in CENELEC tarafından yayımlanması
1 Temmuz 2015 Kablolar için EN 50575’in The Official Journal of European Union (OJEU)’da yayımlanması
10 Haziran 2016 Kablolar için EN 50575 standardının ve CE işaretlemesinin uygulamaya geçmesi
1 Temmuz 2017 Geçiş aşaması sonrasında CE işaretlemesinin zorunlu olması gereken tarih
Kabloların Yangına Tepki Test Paketi ve Euroclass Sınıfları
1 Temmuz 2015 tarihli (EU) 2016/364 direktifi Tablo-4 ve EN 13501-6 Yapı mamulleri ve yapı elemanları - Yangın sınıflandırması - Bölüm 6: Elektrik kablolarındaki yangın deneylerinin reaksiyonlarından elde edilen veriler kullanılarak sınıflandırmalar aşağıda Tablo-1’de özetlenmiştir.
Tablo 1- CPR yönetmeliğine göre yanma sınıfları
Tablo 1’de verilen standartların tanımları aşağıdaki gibidir:
EN 50399 Yangın şartlarında kablolar için ortak deney yöntemleri
EN 60332-1-2 Yangın şartlarında elektrik ve fiber optik kabloların testleri
EN 60754-2 Kablolardaki malzemelerin yanması sonucu çıkan halojen miktarı
EN 61034-2 Kabloların yanması esnasında açığa çıkan duman yoğunluğu ölülmesi
EN ISO 1716 Ürünlerin yangına karşı tepki testleri -Yanma esnasındaki toplam ısının belirlenmesi
CPR sınıflandırma, genel olarak test paketinden oluşmaktadır. Bu test paketinin temelini, B1-B2-C-D sınıfları için EN 50399 standardı oluşturmaktadır. Örneğin LSOH (Low Smoke Zero Halogen – Düşük Duman Yoğunluklu Halojenden Arındırılmış) kablonun C sınıfına girebilmesi yangın performansları için EN 50399, EN 60332-1-2 testleri ile beraber duman yayılımı için EN 61034-2, halojenden arındırılmışlık için EN 60754-2 ek kriter testlerinin de gerçekleştirilmesi gerekmektedir.
Yanma performansları D’den B sınıfına artar. A sınıfı mineral izoleli kablolar için yanmaz sınıftır. B1 sınıfı 30 kW alev kaynağı uygulanırken B2-C-D sınıfları için 20,5 kW alev kaynağı uygulanır. E sınıfı için, sadece tekli kablo yanma testi IEC 60332-1-2 performansını sağlaması yeterlidir. F sınıfı hiçbir yanma performansı belirtilmemiş ürünü temsil eder.
EN 50399 Yangın şartlarında kablolar için ortak deney yöntemleri
CPR kapsamında bulunan kabloların, Avrupa Sınıflarına göre sınıflandırılabilmesi için yangına tepki performanslarının ölçülmesi gerekmektedir. Testin tüm ayrıntıları EN 50399 standardında detaylı olarak açıklanmıştır.
EN 50399 test yöntemi, dikey düzlemde bulunan bir merdiven üzerine yerleştirilmiş, grup halindeki kabloların yanma davranışlarını ölçmek için uygulanır ve bu test sonuçları ışığında, performans beyanının (DoP) hazırlanmasına olanak sağlar.
Her ne kadar, EN 50399 standardındaki test düzeneği EN 60332-3-10 standardı baz alınarak tasarlansa da, özellikle gelişen modern test ekipmanları ve yangın mühendisliğinden de faydalanılmıştır. Test süresi 1200 sn. boyunca zamanın fonksiyonu olarak açığa çıkan ısı, duman oluşumu, ısı ve dumanın tepe noktası, yangın büyüme hızı ölçümlerinin dinamik olarak yapılmasına olanak sağlayan ve her 3 sn’de kayıt alan sensör ve düzenekler ilave edilmiştir. Test süresi boyunca yanan damlacık/parçacık oluşumu ve süresi tespit edilir. Merdivene 3,5 m uzunluğunda aralıklı dizilen kablo numunelerinin yanması sonucu çıkan gazların sıcaklığı standart tahliye kanalındaki ısıl çift-termokupl ile ölçülürken, basınç transdüseri yardımı ile kanaldaki hacimsel akış ölçülür. Duman oluşumu tespiti için beyaz ışık veya lazer ışık kaynağı kullanılır. Yanma gazları sonda vasıtasıyla oksijen (O2) ve karbondioksit (CO2) ölçümleri için gaz analizörlerine iletilir. Tahliye bacasında basınç ve sıcaklık sensörleri ile hacimsel akışlar, gaz analizörlerinde genelde O2 için paramanyetik O2 analizörü, CO2 için infrared gaz analizörü ile O2 tüketiminden açığa çıkan ısı hesaplanır. Ölçüm hassasiyetinin sağlanması için, her deney günü günlük kalibrasyonlar yapılmaktadır.
EN 50399 test yöntemi sayesinde, yanmanın erken evreleri ile ilgili olarak bitişik ortamlarda yangın tehlikesine karşı açığa çıkan ısı, oluşan duman ile görüşün azalması, kablo boyunca alevin yayılma tehlikesi gibi veriler sağlanabilmektedir. EN 50399 testinde dinamik ölçüm yöntemleri ve sınıflandırma kriterleri ile yangın performans seviyelerini daha hassas, daha kapsamlı ve geniş aralıkta belirlenebilmektedir.
EN 50399 test sırasında ölçülen performanslar aşağıdaki verilmiştir:
· FS (Alev yayılımı-m)
· HRR kW (Açığa Çıkan Isı Değeri-kW)
· Peak HRR (Açığa Çıkan Isının Tepe Değeri-kW)
· THR (Açığa Çıkan Toplam Isı-MJ)
· Figra (Yangın Büyüme Hız İndisi -W/s)
· SPR (Duman Oluşumu- m2/s)
· TSP (Toplam Duman Oluşum Değeri- m2)
· Peak SPR (Duman Oluşumunun Tepe Değeri- m2/s)
EN 50399 test düzeneği şematik gösterim
EN 50399 yanma kabini ve test düzeneği
EN 50399 testinde merdivende alev ilerlemesi
EN50399 ile IEC 60332-3-24 Cat.C Test Metotları Arasındaki Temel Farklar
Hem IEC 60332-3-24 Cat.C hem de EN50399 standardında 20 dakikalık (1200 sn.) test süresi ve aynı 20,5 kW (B2-C-D sınıfları için) propan gaz alev kaynağı kullanılır. B1 sınıfında, diğer sınıflardan farklı olarak 30 kW propan gaz alev kaynağı kullanılır ve merdiven arkasına yanmaz levha yerleştirilir. IEC 60332-3-24 Cat.C, statik olarak sadece test sonunda alev ilerlemesini uzunluk (m) olarak ölçümlerken (maksimum 2,5 m); EN 50399 standardı alev ilerlemenin yanında dinamik olarak 1200 sn. süresince açığa çıkan ısı ve duman verilerini analiz eder. CPR ile gelen en önemli teknik gelişmelerden olan ve daha önce IEC uluslararası standardında bulunmayan kabloların yanma sırasında çıkardığı ısının ve dumanın dinamik değerlendirilmesidir. Bu amaçla, teknik ekipmanların EN 50399’a göre sınıflandırmalarının daha kapsamlı ve geniş aralıklarda tespiti Tablo 2’deki gibi geliştirilmiştir.
Tablo 2: IEC 60332-3-24 Cat.C ile EN50399 test düzenek arasındaki temel farklar
Tablo 3- EN 50399 kablo çapına göre merdivende kablo montajı
EN50399 ile IEC 60332-3-24 Cat.C ile merdivende kablo dizilim
EN 13501-6 Yapı mamulleri ve yapı elemanları - Yangın sınıflandırması -
EN 13501-6 çatı standardında, Bölüm 6 Elektrik kablolarındaki yangın deneylerinin reaksiyonlarından elde edilen veriler kullanılarak sınıflandırma özeti Tablo 4’te verilmiştir.
Tablo 4- Yangına tepki performansına göre kabloların sınıflandırılma kriterleri
Her bir sınıf için, sınıflandırma kriterleri için sağlanması gereken minimum yanma performans değerleri belirlenmiş duman, yanan damlacık ve asitlik derecesi (halojenden arındırılmışlık) ek kriterleri verilmiştir. Tablo 5, 6, 7, 8, 9’da sınıflar arasındaki performans verileri karşılaştırılmıştır.
Tablo 5- Sınıflar arasındaki karşılaştırmalı yanma performansları
Tablo 6- Sınıflar arası FS Alev yayılımı karşılaştırmalı performans verileri (D sınıfı için FS aranmaz)
Tablo 7- Sınıflar arası THR Açığa çıkan ısı karşılaştırmalı performans verileri
Tablo 8- Sınıflar arası Peak HRR Açığa çıkan ısının tepe değeri karşılaştırmalı performans verileri
Tablo 9: Sınıflar arası Figra Yangın büyüme hız indisi değeri karşılaştırmalı performans verileri
Tablo 4 verilerine göre, sınıfların THR Açığa Çıkan Toplam Isı miktarı karşılaştırıldığında D sınıfı C sınıfına göre 2 kattan fazla, B2 sınıfına göre 4 kattan fazla ısı açığa çıkarmaktadır. Alev ilerleme (FS) boyları incelendiğinde, D sınıfında kablolar tüm test uzunluğunda yanarak ilerlese dahi, açığa çkan ısı değerleri uygunsa D sınıfına girebilmektedir. Alev ilerlemesi C sınıfında 2 m, B2 sınıfında 1,5 m’den daha az olmalıdır. Figra Yangın büyüme hız indisi karşılaştırıldığında, D sınıfı C sınıfına göre 4 kattan fazla, B2 sınıfına göre 8 kattan fazla yangını büyümesine katkıda bulunmaktadır. Özellikle, yanma performanslarında belirleyici olan Peak HRR Açığa Çıkan Isının Tepe Değeri karşılaştırıldığında, D sınıfı C sınıfına göre 6 kattan fazla, B2 sınıfına göre 13 kattan fazla çıkan ısı tepe noktasına ulaşmaktadır.
Örnek olarak, test edilen tipik bir B2 kablo performans grafiği incelendiğinde, 1200 sn. süresince ölçülen veriler aşağıdaki Grafik 1 ve 2’de verilmiştir:
Grafik-1 Tipik B2 Peak HRR Açığa çıkan ısının tepe değeri
Grafik-2 Tipik B2 THR Açığa çıkan toplam ısı ve Figra Yangın büyüme hız indisi
Grafiklerde görüleceği üzere, 20 dakikalık test sırasında yanmanın ilk evrelerinde, ilk dakikalarında açığa çıkan ısı göreceli az olmasına rağmen, zamanla harlama noktasına ulaşması ile birlikte, özellikle 10.uncu dakikalarda açığa çıkan ısı miktarı en üst seviyeye çıkmakta ve tepe noktasına ulaşmaktadır.
Duman Oluşumu Ek Kriterleri s1 ,s2, s3
EN 50399 duman oluşumu merdivende yanan kablolardan açığa çıkan dumanın tahliye kanalında dinamik olarak 1200 sn. süresince beyaz ışık veya lazer ışık kaynağı ile ışık zayıflamasının ölçülmesine dayanır.
EN 50399 tahliye kanalında dinamik duman oluşumu test ekipmanları
Duman oluşumu için ek kriterler Tablo 10,11,12’de karşılaştırmalı olarak verilmiştir:
Tablo 10- Duman yoğunluğu ek kriterlerinin karşılaştırmalı performans verileri
Tablo 11- TSP Toplam duman oluşumunun karşılaştırmalı performans verileri
EN 50399Tablo 12- Peak SPR duman oluşumunun tepe değeri karşılaştırmalı performans verileri test düzeneği şematik gösterim
Örnek olarak, test edilen tipik bir s1 kablo performans verileri incelendiğinde, 1200 sn. süresince ölçülen veriler aşağıdaki Grafik 3 ve 4’te verilmiştir:
Grafik-3 Tipik s1 Peak SPR duman oluşumu tepe değeri
Grafiklerde görüleceği üzere, 20 dakikalık test sırasında, ancak yanmanın son evrelerinde açığa çıkan duman en üst seviyeye çıkmakta ve tepe noktasına ulaşmaktadır.
Grafik-4 Tipik s1 TSP toplam duman oluşum değeri
EN 50399 testine s1 ek kriter performansını sağlayan kablolar, ilave olarak EN 61034-2 testine girerek eğer ışık geçirgenliği ≥%80 ise s1a, ≥60% < %80 ise, s1b olarak belirlenebilir. Diğer s3 performans ise, s1 ve s2 kriterlerinin dışında kalan performans seviyesidir.
Yanan Damlacık/ Parçacık (Droplet ) d0, d1, d2
EN 50399 testinde 1200 sn. süresince merdivende yanan kablolardan yanan damlacık/ parçacık (droplet) tespit edilmesine dayanır ve aşağıdaki gibi kriterlere ayrılır.
d0, parçacık düşmüyor
d1, parçacık düşüyor fakat 10 sn. içinde sönüyor
d2, parçacık düşüyor ve 10 sn. den fazla yanıyor
Halojenden arındırılmışlık (Asitlik Derecesi) a1 ,a2 a3
EN 60754-2 standardına göre kablodaki her bir metalik
olmayan katman için aşağıdaki gibi kriterlere ayrılır.
a1, iletkenlik < 2,5 µS/mm , pH > 4,3
a2, iletkenlik < 10 µS/mm , pH > 4,3
a3, a1 ve a2 olmayan (deklarasyon olmayan)
EN 60754-2 test düzeneği
ÖRNEK SINIFLANDIRMA KODLAMASI VE AÇIKLAMASI
Yukardaki örneklerde verilen sınıflandırma ve ek kriterleri ile beraber, tüm testleri uygulanmış, sınıflandırılması yapılmış örnek B2ca, s1, d1 ,a1 performansındaki kablonun CPR kodlaması daha net anlaşılması için aşağıdaki şekilde özetlenmiştir.
İSVEÇ LUND ÜNİVERSİTESİ YANGIN VE DUMAN KAÇIŞ SİMÜLASYONU
Genel olarak kabul edildiği gibi, yangınlarda ölümlerin ana nedeni olan duman ve gazlar yangından kaçışları engellemektedir. Bu amaçla, Eurapacable ve İsveç Lund Üniversitesi ortaklaşa yangından kaçış senaryosu üzerine bir çalışma yapmıştır. Projede bir derslikte çıkan yangının ısı, duman ve gaz yayılımını simüle etmek için modern yangın güvenliği mühendislik teknikleri, kaçış senaryosu ve bilişimsel akışkanlar dinamiği modellemesi kullanılmıştır.
Projede, bilgisayar simülasyonunda standart kablolar (sol) ve yangın güvenliği CPR EN 50399‘a göre olan (sağ) 2 farklı kablo karşılaştırılmıştır.
Yangından 2 dakika sonra her iki ortamda duman simülasyonu
Yangından 3 dakika sonra, her iki ortamda duman simülasyonu gösterilmiştir. Standart kablodan çıkan duman, kaçışı engelleyecek şekilde görüşü 5 metrenin altına indirmiş ve yaklaşık 3 dakikada ortama yayılmıştır. Yüksek yangın güvenliğine sahip kablo ise yangında herhangi bir görüş kaybına neden olmamıştır.
Yanma Sınıfları, Ek Kriterlere Göre Performansın Değişmezliğinin Değerlendirilmesi ve Doğrulanması (AVCP) Sistem1+ ve Sistem3
Yeni Yapı Malzemeleri Yönetmeliği (CPR (EU) No:305/2011) ile EN 50575 güç, kontrol ve haberleşme kabloları - inşaat işlerinde genel uygulamalar için yangın tepki gerekliliklerine standardında (AVCP) Performansın Değişmezliğinin Değerlendirilmesi ve Doğrulanması prosedürleri uygulanır. Yüksek performanslı A, B1, B2, C sınıfları AVCP Sistem1+ yönetilme zorunluluğu getirilmiştir. Sistem1+ ürün belgelendirme kuruluşu (onaylanmış kuruluş – NB Notified Body ) tarafından numunelerin denetim testi ile başlangıç tip testi ve fabrika denetim ve fabrika üretim kontrolünü (FPC) içerir. Sistem3 ise, onaylanmış test laboratuvarında başlangıç tip testi üretici tarafından fabrika üretim kontrolünü (FPC) içerir. Sistem1+ ve Sistem3 sayesinde ürün performansları sürekli güvence altına alınmıştır. Sistem1+, onaylanmış kuruluş tarafından ve sürekli periyodik numuneler ile performans değişmezliği kontrolünü de içerdiği için, Sistem3’e göre daha yüksek ve güvenli bir değerlendirme, doğrulama sistemidir.
Yanma sınıflarına göre (AVCP) Performansın Değişmezliğinin Değerlendirilmesi ve Doğrulanması Sistemleri
CE MARKALAMA VE ETİKETLEME
EN 50575 standardı, bina ve altyapı dahil olmak üzere, herhangi bir yapıda kullanılan “güç, kontrol ve iletişim” kablolarının yangına tepki performansı gerekliliklerini, bu gerekliliklerle ilgili testleri ve uygunluk değerlendirmeleri ile ilgili kriterleri belirler ve yapılarda kullanılan kabloların yangına karşı performans beyanlarını ve CE işaretlemesini zorunlu kılar.
CE etiket örneği
PERFORMANS BEYANI
(DoP Declaration of Performance)
CE işaretinin ürün etiketine iliştirilmesi için zorunlu olan Performans Beyanı (DoP)’nun hazırlanması ile ilgili kritik noktalar ve gereklilikler EN 50575 standardında açık ve net olarak tanımlanmıştır.
Buna göre, herhangi bir üretici, EN 50575 standardı kapsamındaki ürününü ilgili pazara sürmeden önce yasal olarak, o ürünün kodu, kullanım amacı ve yangına tepki performansı bilgilerini de içeren bir DoP düzenlemek zorundadır.
Performans Beyanı (DoP) Örneği
AVRUPA ÜLKELERİNDEKİ SINIF (EUROCLASS) UYGULAMALARI
Uygulamalara göre, kabloların hangi sınıfa göre olacağı veya hangi sınıfın hangi uygulamada kullanılacağını Avrupa’daki her ülke kendisi belirleyecektir. Ülkelerin birçoğu kapsamlı çalışma ve öneri dokümanları hazırlasa da İspanya, Almanya, İtalya gibi belli başlı ülkelere bakıldığında, sınıf kararları riskin değerlendirmelerine göre genel olarak C seviyesi, yüksek riskli alanlar için B2 sınıfı görülmektedir. Ülkemizde kabloların yanma performansları ‘Elektrik Kuvvetli Akım Tesis Yönetmeliği’ ve ‘Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik’ gereği insan yoğunluğunun olduğu binalarda, oldukça sınırlı bir ifade ile sadece duman oluşumu ve halojenden arındırılmışlık şartları mevcuttur. CPR ile birlikte, binalarda kullanım alanlarına göre uygulanacak minimum yanma performans sınıflarının mevcut milli yangın yönetmeliğine ivedi olarak adapte edilmesi, yangın güvenliği için önemli gelişmelerden olacaktır.
SONUÇ
Yeni Yapı Malzemeleri Yönetmeliği (CPR (EU) No:305/2011) kabloların yanma test metotlarını iyileştirirken, yanma sınıflarını açık ve net olarak ortaya koymakta, üreticiler, onaylanmış kuruluşlar ve test laboratuvarları, kullanıcılar, dağıtıcılar, satıcılar ve planlamacılar için ortak bir yanma performans dili oluşturmaktadır. Üreticiler, CPR kapsamındaki kablolar için onaylanmış kuruluş ve laboratuvarlardan onaylı Performans Beyanı (DoP) hazırlayarak CE etiketlemek ile sorumlu olurken, satıcı ve dağıtıcılar projecilerin, planlamacıların istediği performanstaki ürünlerin tedariğini gerçekleştirecektir. Projeci ve taahhütçüler ise, her uygulama için istenen performansta ürünü planlamak, projelendirmek ve kullanmakla yükümlüdürler.
Türk Prysmian Kablo ve Sistemleri A.Ş. akredite CPR yanma test laboratuvarı
Tüketiciler ve son kullanıcılar için performansın değişmezliğinin değerlendirilmesi, doğrulanması ve CE markalama prosedürleri ile ürün kalite ve performansları sürekli güvence altına alınmıştır. Teknik olarak, özetle, CPR yüksek performanslı ürünleri; standart kablolara göre alev ilerlemesi, duman oluşumu, halojenden arındırılmışlık gibi performanslarının yanında daha önce kablo standartlarında ve yönetmeliklerinde olmayan yanma sırasında açığa çıkan ısı miktarlarının ve duman oluşumunun ölçümü ve sınıflandırılmasını sağlamaktadır. Yapılarda yangın riskleri değerlendirilerek uygun ve yüksek yangın performanslı kabloların projelendirilmesi, uygulaması Avrupa ile birlikte ülkemizde de ileri yangın güvenliğine önemli katkı yapmaktadır.
REFERANSLAR
[1]İBB İtfaiye Daire Başkanlığı 2019 İstatistikler
[2]CTIF (International association of fire and rescue service)/Centre of Fire Statistics - Fire Statistics n. 11,June 2006 - table 2a/2b (death per inhabitans) and table 4a/4b (origin of fire) Refer to ctif.org
[3]SRSA (Swedish Rescue Services Agency) B.Albinson
“Alternative way to achieve fire safety ,2002”
[4]Department for Communities and Local Government (formerly ODPM) Fire Statistics, United Kingdom, 2005
[5]http://www.safety-during-fire.com/fires.html
[6]The Role of the European Construction Products directive supporting the application of improved low fire hazard cables . 8 th International Conference of Insulated Power Cables
[7]EN 13501-1 Fire classification of construction products and building elements Part 1:Classification using data from reaction to fire test
[8]ZVEI White Paper Low fire-hazard cables improve safety Cables as preventive fire protection according to Europen Construction Products Regulation
[9] EN 50399 Yangın şartlarında kablolar için ortak deney yöntemleri
[10]EN 60332-1-2 Yangin şartlarında elektirk ve fiber optik kabloların testleri
[11] EN 60754-2 Kablolardaki malzemlerin yanması sonucu çıkan halojen miktarı
[12]EN 61034-2 Kabloların yanması esnasında açığa çıkan duman yoğunluğu ölçülmesi
[13]EN ISO 1716 Ürünlerin yangına karşı tepki testleri -Yanma esnasındaki toplam ısının belirlenmesi
[14]EN 50575 Güç, kontrol ve haberleşme kabloları - inşaat işlerinde genel uygulamalar için yangın tepki gerekliliklerine standardında
[15]CPR (EU) No:305/2011 Yapı Malzemeleri Yönetmeliği
[16]CPD-Yapı Malzemeleri Direktifi (Construction Products Directive ) 89/106/EEC
[17]EN 13501-6 Yapı mamulleri ve yapı elemanları - Yangın sınıflandırması - Bölüm 6:Elektrik kablolarındaki yangın deneylerinin reaksiyonlarından elde
edilen veriler kullanılarak sınıflandırma
[18]IEC (EN) 60332-3-24 Cat.C Kablolar –Yangın şartları altında elektirk ve fiber kablolardaki deneyler Bölüm 3-24 :Düşey olarak monte edilmiş demetlenmiş teller veya kabloların düşey alev yayılma deneyi –Kategori C
[19]IEC 60332-3-10 Tests on electric and optical fibre cables under fire conditions –Part 3-10: Test for vertical flame spread of vertically-mounted bunched wires or cables – Apparatus
[20]CEMACII_Final_report
[21]Prediction of fire classification of cables extended application of test data Björn Sundström, Michael Försth, Patrik Johansson SP Technical Research Institute of Sweden
Steve Grayson Interscience Communications Ltd Terry Journeaux Europacable
[22]TS 50576 Electric cables — Extended application of test results
[23]PD IEC/TR 62222:2005 Fire performance of communication cables installed in buildings
[24]EN 50577 Electric cables - Fire resistance test for unprotected electric cables (P classification)
[25]EN 50200 Kablolar - Acil durum devrelerinde kullanılan korumasız küçük boyutlu kabloların yangına karşı dayanıklılığı için deney metodu
[26]EN 50582 Procedure to assess the circuit integrity of optical fibres in a cable under resistance to fire testing
[27]EN 50289-4 Communication cables —Specifications for test methods Part 4-16: Environmental test methods —Circuit integrity under fire condition
Zekeriya ŞİRİN
Türk Prysmian Kablo ve Sistemleri A.Ş.
Haktan iş Merkezi No:39 Kat:2 Setüstü- Kabataş-İstanbul
Tel: + 90 212 393 7755