Temel Yangın Bilgileri
Yanmanın Fiziği
Yangının kimyasal özellikleri yanında, fizik de malzemelerin davranışında önemli rol oynar. Bir yangında yanan yakıt, sıvı, katı ve gaz olmak üzere üç halde bulunabilir. Yanma genellikle yakıt buhar veya gaz haline geçtiğinde meydana gelir. Bunun nedeni oksijenin de genellikle gaz halinde olmasıdır; böylece hem yakıt hem oksijen gaz halinde olduğundan tepkime hızlanır.
Katılar
Katıların yanmasını etkileyen faktörler, parçacık boyutları, nem oranları ve süreklilikleridir. Katılar ne kadar küçükse, yanmak için o kadar az ısıya ihtiyaç duyarlar. Toz patlaması bu kavrama örnektir, toz parçacıklarının yüzey alanları kütlelerine göre çok fazla olduğundan çok küçük tutuşturma kaynakları yanmaları için yeterli olur.
Sıvılar
Sıvılar yanmaz. Yanan, sıvı yüzeyinde oluşan buhardır. Bir sıvının yanıcı buhar üretme kabiliyetini belirleyen faktörler, alevlenme noktası, buhar basıncı ve buhar yoğunluğudur. Alevlenme noktası düşük sıvılar, normal çalışma ortamı şartlarında bile yanmaya elverişli buhar konsantrasyonları üretirler. Alevlenme noktası, sıvının buhar üretme kabiliyetinin bir ölçüsüdür. Özgül Ağırlık, sıvının suya göre ağır mı hafif mi yani batacağını mı yüzeceğini mi belirleyen faktördür. Özgül ağırlığı 1.0’den büyük olan sıvılar batar, küçük olanlar yüzer.
Alevlenme noktası:
Isınan maddeden çıkan gazların, bir alevin geçici olarak yaklaştırılıp uzaklaştırılması sonucunda yanmayı sürdürdüğü en düşük sıcaklığıdır.
Buhar Basıncı:
Belli sıcaklıkta, sıvı ya da katısıyla dengede bulunan buharın gösterdiği basınç.
Özgül Ağırlık:
birim hacimdeki maddenin havadaki ağırlığının, aynı sıcaklıkta ve eşit hacimdeki saf suyun havadaki ağırlığına oranıdır.
Gazlar
Gazlar kabaca yanıcı gazlar ve yanıcı olmayan gazlar olarak ikiye ayrılabilir. Oksijen kendisi yanıcı olmamakla beraber, oksidasyon işlevini yerine getirir. Oksijen kimi zaman tutuşma sıcaklığını düşürebilir. Bazı durumlarda özellikle yağlarla temasında, kendiliğinden yanma meydana gelebilir.
Malzemelerin Yangın Tehlikeleri
Yaygın kullanılan ve yangınlarda tehlike oluşturan mazlemeler ahşap ürünleri, tekstil ürünleri ve plastik ürünlerdir. Her birinin yapısı ve arz ettiği tehlikeler farklıdır.
Ahşap
Ahşapın yanabilmesi için, yüzeyinden yanıcı gazların salındığı sıcaklığa kadar ısınması gerekir. Odunun yanması ile kg başına yaklaşık 17680-26520 Btu enerji açığa çıkmaktadır. Ahşabın fiziksel şekli, tutuşma ve yanma kabiliyetini etkiler. Ahşabın bir yangında yanmasını belirleyen en büyük faktörlerden biri yüzey alanının kütlesine oranıdır. Bu nedenle kağıt, büyük kütüklere çok daha düşük sıcaklıkta ve kolay alev alarak yanar. Kağıt, kütüğe göre oksijenle temas eden daha büyük yüzey alanına sahiptir ve kütlesi daha azdır. Bu nedenle yanmaya devam etmesi için daha az enerji gerekir. Ahşapın yangın açısından önemli bir diğer özelliği ise ısıl iletkenliğidir.
Isı miktarı Q ile tanımlandığında, malzemenin kalınlığı L ve birim zaman t , ısı geçişinin olduğu yüzey alanı A ve ısı geçişine sebep olan sıcaklık farkı ΔT ile ifade edilirse, sürekli rejim şartları altında ve ısı transferi sadece sıcaklık gradyenine bağlı olduğunda;
Isıl iletkenlik = ısı akış oranı × mesafe / (alan × sıcaklık farkı)
olur.
Ahşapın yanmasında bir diğer etken nem oranıdır. Ahşap ne kadar ıslaksa yanması için o kadar fazla ısı gerekir.
Ahşap kendiliğinden tutuşma noktasını aşana değin ısındığında tutuşma görülür. Bu sıcaklıkta yüzeyinden yazıcı gazlar açığa çıkar. Ortalama bir ısı kaynağına uzun süre maruz kaldığında kendiliğinden tutuşma sıcaklığına kadar ısınabilir. Ahşap civarındaki hava akımları da tutuşma ve yanmasını hızlandırabilir. Ahşabın ortalama tutuşma sıcaklığı 392 °C civarındadır.
Plastikler ve Polimerler
Binlerce çeşit plastik üretilmekte ve kullanılmaktadır. Bileşenlerine ve üretim yöntemine göre yaklaşık otuz farklı plastik sınıfı bulunmaktadır. Plastiklerin tehlikesi, yanma hızlarından ve yanarken çıkardıkları duman ve zehirli gazlardan kaynaklanmaktadır. Plastiklerin tutuşma sıcaklıkları genellikle ahşaptan yüksek olmakla beraber bazı tür plastikler küçük bir alevle bile kolaylıkla tutuşur ve hızla yanarlar. Bazı plastikler yanarken çok yoğun, isli siyah bir duman çıkarırlar. Bileşimlerine göre, karbonmonoksit, hidrojensiyanür, hidrojen klorür ve fosgen gibi zehirli gazlar açığa çıkarırlar. Bir diğer tehlikeleri, yanmakta olan plastiğin akışkan olması ve alevli şekilde damlamasıdır. Bu durum yangın yayılımı açısından tehlike arz eder. Ayrıca plastiklerin yanması ile oluşan gazlar hassas elektronik sistemlere de zarar verir.
Tekstil Ürünleri
Tekstil ürünleri çeşitli liflerden oluşur. Tutuşabilirlikleri, yangın yayılma hızları vb. gibi faktörleri bu liflerin yapısı ve içeriği belirler. Tekstil ürünleri kabaca doğal lifler ve suni lifler olarak ikiye ayrılabilir. Doğal lifler de kendi içinde selülozik lifler ve protein lifler olarak ikiye ayrılır. Doğal liflerin en yaygını pamuktur. Pamuk yanabilir ve yandığında duman, ısı, karbondioksit ve karbonmonoksit oluşturur. Protein lifler hayvanlardan elde edilen, yün, ipek vb. doğal liflerdir. Protein liflerin yangın tehlikesi daha düşüktür.
Suni lifler, yapay ipek, akrilik, naylon vb. gibi sentetik liflerdir. Yapay ipek çözülmüş selülozdan yapılır ve pamukla benzer yangın karakteristikleri gösterir. Akrilik ve naylon diğer yandan, yandıklarında hidrojen siyanür üretebilir. Tamamen inorganik materyallerden yapılmış sentetik lifler de vardır, örneğin cam yünü, ve bunlar yanıcı değildir.
Tekstil ürünlerinin yangın riskini azaltmak için çeşitli yangın geciktirici kimyasal işlemler uygulanabilmektedir. Ancak tekstilin eskimesi, yıkanması, kuru temizlenmesi gibi faktörler tekstilin yangın geciktirici özelliğini kaybetmesine yol açabilmektedir. Ayrıca bu işlemler tekstili tamamen yanmaz hale getirmemekte, yalnızca tutuşmasını zorlaştırmaktadır. Yeterince büyük alevle temasında tekstil yine yanabilmektedir. Tekstillere uygulanan yangın geciktirici işlemler dört yolla çalışır:
- Oksijenle bileşik yapmayan dolayısıyla yanıcı olmayan gazlar oluştururlar.
- Zincir reaksiyonu bozan moleküller açığa çıkarırlar.
- Oksijenle teması azaltmak üzere uçucu olmayan sıvı veya is üretirler.
- Zincir reaksiyonu sekteye uğratacak ince bölünmüş parçacıklar oluştururlar.
Yangın geciktirici işlemden geçmiş bazı tekstil ürünlerine örnekler, uçaklarda kullanılan kumaşlar, halı, battaniye, çocuk uyku tulumları, kıyafetler, motorlu taşıtlardaki tekstil kısımlar, tente ve çadırlar, perdeler olarak verilebilir.