Yüksek genleşmeli köpük jeneratörleri mahal içi ya da mahal dışı havayı kullanarak köpük su karışımının yüksek
oranlarda hava ile karışmasını sağlayan açık uçlu uygulayıcılardır ve uçlarında; yağmurlama başlıklarında
(sprinkler) olduğu gibi bir cam ampul ya da eriyebilir bağlantı aparatı bulunmamaktadır.
Mahal dışı havayı kullanan yüksek genleşmeli köpük jeneratörleri için taze hava alabileceği boşluklar bulundurulmalı veya
bir havalandırma sistemi tasarlanmalıdır, diğer taraftan mahal içi havayı kullanan tipler için böyle bir ihtiyaç
yoktur.
Dış ortamdan taze hava sağlayan yüksek genleşmeli köpük jeneratörleri kendileri için bırakılmış boşlukların olduğu
konumlara dolayısı ile mahal duvarlarına veya tavana monte edilmek zorundadır.
Sisteme taze hava sağlanması amacıyla tasarlanacak havalandırma sistemi, yüksek genleşmeli köpük jeneratörlerinin
çalışması ile devreye girmeli ve sistem genel olarak yanıcı parlayıcı sıvıların olduğu alanlarda kullanılacağından
tasarlanacak havalandırma sistemi / damper vb. için uygun patlama dayanım sınıfı göz önünde bulundurulmalıdır.
Yüksek genleşmeli köpük jeneratörlerinde; köpük - su karışımının hava ile genleşme oranını arttırmak amacıyla hidrolik
tahrikli ya da elektrik motorlu fanlar kullanıldığı gibi bahsi geçen fanların kullanılmadığı, hattan gelen basınçlı köpük
- su karışımının çarptırma yüzeyleri aracılığı (elek) ile genişletildiği modeller de mevcuttur.
Fanların kullanıldığı modeller, üzerlerinde bulunan oynar parçalar ve motorlar nedeni ile dayanıklı montaj ayaklarına
ihtiyaç duymaktadırlar. Bakım ve devreye alma işlemleri, üzerinde hiçbir hareketli parça bulunmayan köpük jeneratörlerine
göre daha zordur.
Yüksek genleşmeli köpük Jeneratörleri kullanım alanları, yanıcı ve parlayıcı sıvı, gaz depolanan, üretilen işlenen açık
ve/veya kapalı tesisler olarak özetlenebilir;
- Uçak ve Helikopter hangarları,
- Gemi makine daireleri ve kargo alanları,
- Solvent veya hidrokarbon depolama sahaları,
- Boya üretim tesis veya depolama alanları gibi.
Yüksek genleşmeli köpük sistemleri tasarımı, standart köpüklü yağmurlama sistemlerinden farklı olarak üçüncü boyutun da
düşünülmesini gerektirir. Bilindiği üzere standart köpüklü yangın söndürme sistemleri temel olarak, uygulanacak alanın
eni boyu ve köpük - su çözeltisinin uygulama yoğunluğunun belirleyici olduğu bir denklem iken yüksek genleşmeli
sistemlerde bu denklemin içerisine ortam yükseklik öğesi de girmektedir. Dolayısı ile standart köpük su yağmurlama
sistemi gibi alan tabanlı olarak değil hacim tabanlı olarak hesaplamalar yapılır.
Bu noktada; söndürme sırasında ortama gönderilecek köpük – su karışımının olası açıklıklardan kaçacağı göz önünde
bulundurulmalıdır. Bahsi geçen kaçak miktarında sisteme ilave köpük eklenmelidir. Ayrıca mahalde kullanılan kapılar ve
pencereler basınç dayanımlı ve kendiliğinden kapanabilir olmalıdır.
Yüksek genleşmeli köpük sistemleri “NFPA 11 Standart For Low-Medium and High Expansion Foam 2010 Edition” temel
alınarak hesaplanır.
Tasarıma aşağıda belirtilen maddeler göz önünde bulundurularak başlanmalıdır.
- Korunan alanın özellikleri,
- Riskin tanımı,
- Korunacak alanın veya alanların tehlike sınıflarının belirlenmesi,
- Koruma yönteminin belirlenmesi,
Korunacak mahal detaylı olarak incelenerek risk oluşturan ögeler ve kapatılamayacak açıklıklar belirlenmelidir.
Risk oluşturacak ögelere uygun köpük özüt konsantrasyonu (%2 - %2,5 veya %3) üreticilerin önerileri göz önünde
bulundurularak seçilmelidir.
Köpük jeneratörleri; kontrol, test, denetleme ve bakım işlemlerinin yapılmasına olanak verecek uygun bölgelere
yerleştirilmelidir. Buna ek olarak yerleşim sırasında yüksek genleşmeli köpük jeneratörlerinin hava girişlerinin
önünde herhangi bir engel olmamasına dikkat edilmelidir.
Yüksek genleşmeli köpük sistemleri hesabı yukarıda belirtilen bilgiler ışığında aşağıdaki yol izlenerek yapılır:
Öncelikle boşaltılması gereken minimum köpük debisini hesaplamak gerekmektedir;
R = {(V/T)+Rs} x Cn x Cl
R: Boşaltılacak köpük miktarı (m³/dak.)
V: Toplam doldurulması gereken hacim (m³)
T: Doldurma zamanı (dak)
Rs: Yağmurlama (sprinkler)sistemi nedeni ile kırılacak köpük miktarı (m³/dak)
Cn: Genel Köpük kayıpları (1,15)
Cl: Havalandırma, kapı, pencere vb. noktalardan oluşabilecek kayıplar (1 – 1,2)
Toplam doldurulması gereken hacmin bulunması esnasında risk oluşturan öğelerin yüksekliği temel alınarak doldurma yüksekliğinin
aşağıdaki değerlerden büyük olması gerekmektedir.
- Risk oluşturacak öğe yüksekliğinin 1,1 katı,
- Risk oluşturacak öğe yüksekliğinin 0,6 metre daha yükseği.
Maksimum doldurma zamanı için NFPA 11’de mevcut olan Tablo 6.12.7.1 göz önünde bulundurulmalıdır.
Rs değeri yüksek genleşmeli köpük sisteminin uygulandığı alanda yağmurlama (sprinkler) sistemi mevcut ise kullanılır. Eğer yağmurlama
(sprinkler) sistemi mevcut değil ise bu değer 0 (sıfır) alınır.
Yağmurlama (sprinkler) sistemi mevcut ise Rs değeri aşağıdaki ampirik formülle belirlenir.
Rs: SxQ
Rs: Yağmurlama (sprinkler) sistemi nedeni ile yüksek genleşmeli köpüklü söndürme sistemine ilave edilmesi gereken köpük miktarı (m³/dak)
S: Yağmurlama (sprinkler) nedeni ile birim dakikada litre başına kırılan köpük miktarı (m³/dak)
S: 0,0748 (m³/lt)
Q: Yağmurlama (sprinkler) sisteminden boşalacak olan su miktarı (lt/dak)
Buna ek olarak:
Cn ve Cl birimsiz katsayılardır.
- Cn özellikle belirtilmediği sürece 1,15 alınır.
- Cl kapatılamayan açıklıklardan kaçacak olan köpük miktarını telafi etmek amacı ile kullanılır. 1-1,2 değerleri arasında seçilebilir. Tamamen kapalı bir hacim içen 1 alınması gerekirken, tasarımcı tarafından 1-1,2 aralağında seçilebilir. Tasarımda emniyetli tarafta kalmak amacı ile 1,2 alınması uygundur.
Toplam gerekli köpük debisinin, seçilen jeneratörün tasarım basıncında boşaltacağı köpük debisine bölünmesi ile
jeneratör sayısı (Njen) bulunur. Seçilen basınçta köpük jeneratörünün belirlenen köpük miktarını sağlamak için ne
kadar köpük-su karışımına ihtiyaç olduğu da (Qjen) verilmiştir.
Sistem için gerekli olan köpük ve su miktarı (Qt), sistemin en az 15 dakika, aralıksız ve tam kapasite çalışması
ön şartları ile aşağıdaki değerlerden küçük olanı ile belirlenir.
- Toplam doldurulması gereken hacmin 4 katı
- 25 dakika aralıksız sistemin çalışması
Dolayısı ile uygulanacak köpük su karışımı miktarı;
(Qt) = 15 (dak) x Qjen (lt/dak) x Njen
Jeneratör veya Jeneratörlerin, 15 dakika aralıksız ve tam kapasite çalışması süresince kullanacakları değerden az olmamak kaydı ile
aşağıdaki değerlerden küçük olanı olarak belirlenir;
- (Qt) = R (m³/dak)x T (dak) x 4 x 0,001 (lt/ m³)
- (Qt) = 25 (dak) x Qjen (lt/dak) x Njen
Bulunan toplam köpük ve su miktarı () değerinin konsantrasyon oranı ile çarpımı ile de gerekli olan köpük özütü
miktarı bulunur.
Yapılan konsept hesapların uluslararası kabul görmüş onaylı bir hidrolik hesap programı ile kontrollerinin
yapılması tasarımın güvenilirliği açısından önem taşır.
Sistem boşaltıldıktan sonra yeniden tutuşmayı engellemek için eğer alanda yağmurlama (sprinkler) sistemi yok ise
60 dakika, eğer yağmurlama (sprinkler) sistemi var ise 30 dakika beklendikten sonra temizlik işlemi yapılmalıdır.
Öte yandan yanıcı ve parlayıcı sıvılar yangına dayanaklı kutularda saklanıyor ise bu süreler kısalabilir fakat 15
dakikanın altında tutulmamalıdır.