Çelik Yapıların Yangına Karşı Korunmasında Boya Kullanımı…

Yapısal çelik dünyanın pek çok bölgesinde tekli ve çok katlı binaların iskeletini oluşturmada mimar ve mühendislerin ilk tercihidir. Çelik konstrüksiyon, uzun süreç içerisinde birbirini takip eden parçalar halinde inşaa edilebilme imkanı, kesin ölçüler ve hafif kurulumlar sağlar. Bunun yanı sıra fabrikasyon çelik maliyet açısından bütün diğer alternatif metodlardan daha uygundur.

Yangın tehlikesi son yıllarda tek ve çok katlı çelik binalarda dikkatle üzerinde durulması gereken bir konu haline gelmiştir.Çelik konstrüksiyonun yangın esnasında stabilitesini sağlayacak tasarım felsefe­leri ve koruyacak modern metodlar geliştirilmiştir. Bu metodları beş ana başlık altında toplayabiliriz.

a- Spreyler
b- Paneller
c- Şekillendirilmiş kaplamalar
d- Beton ve tuğla bloklar ile koruma
e- Yangın geciktirici veya yangına dayanıklı boyalar.

Bu koruma yollarından yangın geciktirici boyalar çeliğin mimari ve estetik açıdan önem taşıdığı yapı­larda özelliler tercih edilirler. Hem çeliğin estetiğine uyum göstermeleri hem de binanın kullanım ala­nında azaltmaya sebebiyet vermemeleri bu tip kaplamaların en büyük avantajıdır. Bunun yanı sıra dışarıdan ve bina içinden görülebilen çelik çatı konstrüksiyonları için tek seçenektir. Atelye ve şan­tiyede uygulanabilme kabiliyeti, inşa esnasında oluşabilecek hasarların kolayca tamir edilebilmesi, statik açıdan ekstra yükler getirmemesi gibi tüm diğer boya çeşitlerinin sahip olduğu belirgin özel­likleri ve diğer alternatiflerde rastlanmayan avan­tajları vardır. Çelik kesitleri doğru seçildiğinde bu avantajlara pek de sahip olmayan spreyler dışın­daki diğer alternatiflerden maliyet açısından daha ucuzdurlar. Bunun yanı sıra planlama esnasında statik hesaplara bağlı kalmak şartıyla yapılacak değişikliklere film kalınlıkları azaltılarak ya da arttırı­larak uyum sağlarlar.

Yangına dayanıklı boyaların kullanım amacı, diğer alternatiflerde olduğu gibi, yangın esnasında daha önceden planlanmış süre zarfında çelik konstrük­siyonun yangından dolayı ısınarak stabilitesini kay­betmesini geciktirmektir. Bu geciktirme sayesinde binanın tahliyesi ve yangına müdahale için zaman kazanılır. Yangına dayanıklı boyalar 2 saate kadar dayanım sağlarlar. Normalde ince bir film tabakası şeklinde uygulanan boya, ısı ve alev altında şişer ve bu sayede kimi zaman orjinal film kalınlığının 50 katı kalınlığa ulaşan bir izolasyon tabakası oluştu­rur. Bu ürünler fırça, havalı/havasız tabanca yardı­mıyla uygulanabilirler.

Çelik profilin dolu hacmi ve etkiye maruz kalan yüzeyin ölçüleri profilde yangından dolayı oluşan ısının artmasında en önemli etkendir. Boya mali­yetinin esas unsuru olan kaplama kalınlığının belirlenmesi, hem konstrüksiyonun Hp/A olarak isimlendirilen kesit oranlarına hem de iki saati aşmamak kaydıyla istenen dayanım süresine bağ­lıdır. Hp/A formülünde:

Hp : Çelik elemanın alevlere maruz kalan kesit çev­resi
A   : Çelik elemanın kesit alanıdır

Sonuç olarak Hp/A oranı düşük çelik elemanlar daha yavaş bir sürede ısınırlar ve daha düşük kalınlıkta bir korumaya ihtiyaç duyarlar.

Hp/A oranı her kesit için farklı olacağından basit geometrik işlemler ile ya da her profile ait tablolar­dan alınan değerlerin oranlaması ile bulunabilir. Bu oranlamalar yapılırken alevin direkt olarak etkile­yeceği kesit çevresi ve alanı doğru seçilmelidir. Çelik elemanların projede nihai kullanımına göre seçim yapılmalıdır. Beton içinde kalan bölgeler veya kaynak yardımı ile birbirine eklenmiş yüzeyler hesaba katılmazlar.

Bu hesaplar sonucu bulunan Hp/A oranları üretici firmalar tarafından özel olarak hazırlanmış tablo­larda yerlerine konularak karşılık gelen boya kuru film kalınlıklarına ulaşılır. Bu tablolar sistemin yan­gına karşı istenen dayanım süresine, kullanılan profilin dolu veya boş kesitli oluşuna ve profilin projede yer alış şekline göre ayrı ayrı düzenlenmiş­tir. Yangına karşı 30, 60, 90 ve 120 dakika olacak şekilde dört ana dayanım süresi belirlenmiş ve her süre aralığı için farklı boya kalınlıkları hesaplanmış­tır. Yukarıdaki şekillerde yer alan “I” profiller gibi dolu kesitler veya boru profiller gibi içi boş kesitler için farklı tablolar söz konusudur. Kullanılmak iste­nen profillerin, aynı cins olsalar dahi, projede bulun­dukları yere göre koruma altına alınmaları gerekir. Ara akslarda bulunan kolonlar ve üzeri panellerle örtülmeyen kirişler dört yanları açık olduğundan, Hp/A oranlarına karşılık gelen boya kalınlıkları, dört taraflı koruma tablolarından bakılır. Kenar akslarda bulunan ve bir yüzeyleri panel veya beton ile kapanmış profiller için ise üç taraflı koruma tabloları hazırlanmıştır.

Özet olarak boya kalınlığını ve buna bağlı olarak da boya maliyetini:
a- İstenen dayanım süresi
b- Hp/A oranı
c- Profilin projedeki durumu   belir­ler.

Boya kalınlıklarını elde ettiğimiz bu tablolar, bağlantılı olarak maliyetler, her boya fir­ması için farklılık gösterir. Boya formülasyonlarının farklı oluşu, aynı profil kesiti ve aynı süreler için farklı markalarda farklı boya kalınlıklarının ortaya çıkmasına sebep olur. Daha ince bir boya kalın-lığıyla daha uzun bir koruma sağlamak amacıyla bu tip ürünler üzerindeki çalışmalar durmaksızın devam etmektedir. Bu durum üründe gelişme sağ­landıkça yeni kalınlık tablolarının hazırlanması gere­ğini ortaya çıkarır. Bu nedenle boya kalınlığı hesabı yapılırken ürün ve tabloların aynı firmaya ait oldu­ğuna, aynı firmaya aitse bile tabloların güncel oldu­ğuna dikkat edilmeli, zorunlu kalmadıkça kalınlık hesapları boya firmalarına bırakılmalıdır.

Yukarıda bahsettiğimiz boyalar “ev tipi” olarak adlandırabileceğimiz selülozik yangınlara karşı korunmada etkilidir. Akaryakıt, benzin, fuel oil kay­naklı hidrokarbon tipi yangınlarında bu tip boya­lardan yararlanılamaz. Bunun nedeni hidrokarbon yangınlarında ısının bir anda yüksek mertebelere ulaşarak boyanın çalışmasına fırsat vermemesidir