YANGININ FİZİKSEL VE KİMYASAL ÖZELLİKLERİ

Yangına karşı etkili bir yangın yalıtımı için yangın olayının iyi anlaşılması gerekir. Yangın, bir kimyasal reaksiyonun en dramatik örneklerinden biridir. Bu nedenle kimya bilgilerinin iyi kavranması gereği vardır. Kavramayı kolaylaştırmak için bir yol maddeleri yanıcı gazlar, sıvılar, katılar ve yanmaz gazlar, sıvılar ve katılar olmak Üzere ayırmaktır. Hidrojen, benzin, ahşap yanıcı maddelere; azot, su, kireç taşı yanmaz maddelere örnektir. Bununla birlikte yanıcı ya da yanmaz olarak Kolayca sınıflandırılamayan birçok madde ya da madde karışımı bulunmaktadır. Bir maddenin yanıcılık derecesinin çözümü o maddenin kimyasında gizlidir. Bir yangının başlaması, yanıcı madde ile birlikte oksijen (genelde hava) ve tutuşmayı sağlayacak bir enerji kaynağının varlığını gerektirir. Ancak bu üç bileşen, yanıcı-oksijen-ısı “yangın üçgeni” olarak anılar. Sıcaklığa bağlı oksitlenme reaksiyonlarının kimyası, yangın üçgeninin tam anlaşılması açısından çok önemlidir. Yanıcı malzemeler, yangın korunumu ile ilgili olarak birbirinden değişik özellikleri ayrılırlar. Özetle bu özellikler;

 Tutuşma kolaylığı,
 Açık yüzeyler üzerinde alev yayılım hızı,
 Yanan yüzeyin her birim alanından açığa çıkan en yüksek ısı miktarı,
 Koruyucu kömür katmanı oluşumu,
 Yanıcının her bir gramının stoichiometric hava gereksinimi (Stoichiometric: kimyasal reaksiyonlara giren elementlerin miktarlarının hesaplanması ile uğraşan bir bilim dalıdır),
 Yanan her bir grama ait çıktılar (Bunlar; ısı, zehirleyici gaz, duman, ergiyerek damlayan malzeme vs'dir),
 Söndürme kolaylığı (Bunlar; su ile, su esaslı köpükler, inert gazlarla, özel söndürücü maddelerle vs'dir). 

Bunun yanında bir yanıcı malzemenin özellikleri, yanmayı geciktirici kimyasallar katılarak ya da örneğin bir sentetik malzemede moleküler yapıyla oynayarak değiştirilebilir. Böylece malzemelerin yanma davranışlarındaki bu farklılıkların anlaşılmasında kimyanın önemi açıkça görülmektedir. 

Yangın üçgenine dayanarak bir yangının aşağıda belirtilen yollardan herhangi biriyle söndürülebileceği sonucunu çıkartabilir. Bunlar; 

Yanıcının uzaklaştırılması veya üzerlerinin örtülmesi,
Yanıcı için gerekli olan oksijenin kesilmesi veya miktarlarının azaltılması ve 
Isının yangından veya yanıcıdan uzaklaştırılmasıdır (Yeterli soğutma sağlayarak yanma reaksiyonlarının sürekliliğini önlemek veya yanıcının buharlaşmasını önlemek). 

Yangının bastırılmasında uygulanan bu üç klasik yönteme ek olarak bir dördüncü yaklaşım da bulunmaktadır. Bu yaklaşımda kimyasallar kullanarak yanma zincirleme reaksiyonlarının alev kimyası, serbest atomların ve atom gruplarının uzaklaştırılması yoluyla kesintiye uğratılır.

Yapılarda yaşayan insan ve hayvanların can güvenliği ve eşyanın kurtarılabilmesi bakımından yapı malzemeleri seçilirken, bunların yanıp yanmadığı veya yangına ne kadar süre direnç gösterdiği hesaba katılmalıdır. Buna karar verirken yapının büyüklüğü ve yüksekliği de göz önünde bulundurulur. Çünkü, yangın söndürme ve kurtarma çalışmalarında en önemli faktörlerden biri de yapının boyutlarıdır.
Ateş altındaki ve/veya ateşe maruz malzeme bazı kavramlarla karşı karşıya kalabilmektedir. Bunlar; 

 Isı tutma yeteneği, 
 Genleşme, 
 Isı iletimi,
 Isı geçirgenlik ve 
 Isıl atalet yetenek ve etkileridir. 

Sıcaklık malzemenin taşıdığı ısı enerjisi miktarıdır. Atomların hareketi ve titreşmesi ile ısı oluşur ve bu titreşim soğukta daha yavaş, sıcakta daha hızlı olabilmektedir. Anlaşılacağı gibi, ısı sıcaktan soğuğa doğru akmaktadır. Doğal olarak yapı duvarları değişik tabakalardan oluştuğundan ısı bu katmanlardan geçerek iletilmektedir. Her bir malzemenin atom yapısı farklı olduğundan atom titreşimleri de farklı olmaktadır. Bu husus, her bir farklı malzemede ısı iletkenliğinin de farklı yetenekte olması sonucunu ortaya çıkarmaktadır. Farklı özellik ve yetenekteki malzemeler de farklı genleşme göstermektedir.

Sonuç olarak, ısı geçişi; kondüksiyon, konveksiyon ve radyasyon mekanizmaları sonucu gerçekleşmektedir. Isının aktarımında, sıcaklık, malzeme yoğunluğu ve malzeme nem oranı, etken faktörlerdendir. Kondüksiyon, konveksiyon ve radyasyon oluşumu fiziksel oluşumlardandır. Malzeme niteliklerine göre farklı tavırlar gösterirler. Bu başlık altında yangın yönünden önemli olanı konveksiyon prosesidir. Yangının özellikle bina içerisinde yayılması ve sıçramasında çok önemli rol oynayan bir gelişimdir. Yangın enerjisinin %76-80'nini taşımaktadır. Temiz hava aşağıdan yukarıya doğru, yangın ateş akışını destekleyerek tavanda yoğun bir gaz tabakası oluşumuna katkı sağlar. Kısa sürede sıcaklığı yükselen gaz tabakası direkt veya yansıtıcı yüzeylerden radyasyon etkisi ile mekan içini tutuşmaya süratle hazırlar. Bu fiziki özellik dikkate alınması gereken çok önemli bir sonuçtur. Tutuşma ortamının var olması için yeterli termal enerji ve materyal gereklidir. Tutuşma reaksiyonu, 02-Malzeme ilişkisinin yeterli sıcaklığa ulaşması ile başlayabilmektedir. Malzemenin ısınması sıcaklık artışına neden olmakta; artan sıcaklık, çevre sıcak!' üstüne çıkarak malzemede gaz çıkışını sağlamaktadır. Gaz çıkışı malzeme yapısında değişikliğe çözülmeye, dağılmaya ve yapısından bozulmamalar neden olmaktadır. 

Bu çözülüş ve malzeme yapısındaki çöküntü gazların yeterli sıcaklığa ulaşımı ile yanma prosesini başlatmaktadır. Yanma işleminin oluşması ile malzemedeki yanma kaynağına direkt olarak konveksiyon ve radyasyon etkisi egemen olmaktadır. Bu da geri besleme yaparak yanmayı olumlu yönde desteklemektedir. Bu oluşumla güçlenen ısı kaynağı, yan tarafları da radyasyon etkisi altına almaktadır. Radyasyon, etkili yüzeylerde ön ısıtma yaparak malzemede gaz çıkışı ve buna bağlı olarak dokusal olumsuzluk gelişmelere neden olmaktadır. Çöküntü fazındaki malzeme ise sıçrayan bir kıvılcımla hemen tutuşabilmektedir.

Yukarıdaki bilgilerin ışığında, malzemede tutuşma iki şekilde meydana gelmektedir. Bunlar; ateşleyici bir unsurla, otomatik olarak (kendiliğinden) meydana gelen tutuşmadır. Yanma ise, tutuşmanın devamı olan bir proses olup o da iki şekilde gerçekleşmektedir. Bunlar da alevli yanma ve alevsiz yanmadır.

Alevsiz yanma, alev çıkmadan kendi kendine, için için yayılım gösteren bir prosestir. Kağıt, selülozik kumaş, ahşap talaşı, kauçuk köpüğü ve elyafları bu şekilde alevlenmeden karbonlaşan maddeler olarak sayılabilir. Yapılar arasında yangın yayılımının ana etkeni “radyasyon”dur. Yangının radyasyonla yayılabilmesi için gerekli ısı miktarı “ısıl radyasyon şiddeti” olarak anılır. kıl radyasyon şiddeti ise üç etmenin ürünüdür.

Bunlar; e Yangının şiddeti, Radyasyon yayan yüzeyin boyutları ve Radyasyon alan yüzeye bağlı olarak yangının yeri ve uzaklığıdır. Yangının şiddetini yapının yangın yükü belirler. Strüktürlerde ve iç mekanlarda yer alan yanıcıların miktarına ve ısıl değerlerine bağlı olarak oluşturabilecekleri toplam ısı miktarına “yangın yükü” denir. Yapının bir kompartmanında döşeme birim alanına düşen ısı miktarı belirtilmek istendiğinde kullanılacak doğru terim “özgül yangın yükü”dür. Özgül yangın yükü ise genellikle eşdeğer ahşap ağırlığı cinsinden kg/m² birimiyle gösterilir. Yangının şiddeti strüktürde, bitişlerde ve tefriş malzemelerinde kullanılan yanıcıların miktarına kısıtlama getirilerek indirgenebilir. 

Yangın direncini belirlemek amacıyla ülkemizdeki mevcut bazı standartlar şunlardır: 

 TS 1263 Yapı Elemanlarının Yanmaya Dayanıklılık Sınıfları ve Yanmaya Dayanıklılık Deney Metodları. TS 1912 Yapı Malzemeleri İçin Yanmazlık Deney Metodu.
 TS 4065 Yapı Bileşenlerinin Yanmaya Dayanıklılık Sınıfları Betonarme ve Ön Gerilmeli Beton Kirişler. 
 TS 9935 Yapıları Yangından Koruma Tedbirleri, Yapı Tipleri.