Sismik Bölgelerde Asansör Sistemlerinin Değerlendirilmesi

Yayın TarihiOcak-Şubat, 2021 Kutay Ferhat Çelik-Blain Hydraulics GmbH Mühendislik ve İş Geliştirme Birim Yöneticisi Yazdır

Özet: Türkiye coğrafyası tarihte yaşanmış birçok depremin izlerini taşımaklatadır. 30 Ekim 2020 tarihinde Ege denizinde meydana gelen 6.9 büyüklüğündeki deprem sonrası depremlere karşı yapısal önlemlerin önemi birkez daha hatırlandı. Yüzölçümümüzün %84’ü 1., 2. ve 3.derece deprem riski altındadır ve nüfusun %90’ı bu 3 bölgede yaşamaktadır. Türkiye’de kentleşme oranının yüksek olduğu ve bu bölgelerde yaşayan nüfusun daha hızlı arttığı düşünüldüğünde, her geçen yıl daha fazla sayıda insanımızın deprem tehlikesi altında kaldığı anlaşılmaktadır. Depremi sadece yapısal tedbirlerle bina dayanıklığının arttırılması şeklinde algılamak deprem gerçegi ile örtüşmemektedir. Yapılar depreme karşı ne kadar dayanıklı olursa olsun, yapısal olmayan elemanlardan dolayı gerçekleşebilecek riskler her zaman mevcuttur. Yapısal olmayan elemanlardan kaynaklanan hasarlar çok sayıda yaralanma ve can kayıplarına neden olacağı gibi ekonomik kayıplara da yol açmaktadır. Bu nedenle deprem riski altındaki bölgelerde binalarda doğru ekipman ve elemanların kullanılması gereklidir.

Bu makalede binaların yapısal olmayan elemanlarından biri olan asansörlerin sismik hareketliliğe karşı yeterlilikleri ele alınmaktadır. Ayrıca, sismik sarsıntılar sırasında asansör siteminde meydana gelebilecek olumsuzlukların minimize edilmesi için hasarlanma olasılığı düşük ve güvenilirlikleri yüksek asansör sistemleri hakkında teknik bilgi ve araştırma sonuçları aktarılmaktadır. Bu bilgiler ışığında, hidrolik asansörlerin depremlere karşı dayanımlarının halatlı asansörlere göre 11 kat daha yüksek olduğu ve sismik bölgelerde, 6 kata kadar binalarda emniyetle kullanılabilecekleri sonucuna varılmaktadır. Orta ve yüksek katlı binalarda, emniyetli makina odasına sahip asansörlerin tercih edilmesi gerektiği, hasarlanma riski yüksek ve sismik bölgelerde kullanılması en mahsurlu asansör tipinin makine dairesiz asansörler (MDA) olduğu hakkında veriler aktarılmaktadır.

1. Giriş

Asansörler, binaların en pahalı ekipmanlarından birisidir ve çok önemli bir işlevi yerine getirmektedir. Bununla beraber, deprem sırasında hasarlanmaya hassas olduğu bilinen çeşitli mekanik ve elektrik/elektronik bileşenlerede sahiptirler. Deprem dolayısıyla meydana gelebilecek asansör hasarları; tamirat, tekrar servise alma ve işletmenin durması nedenleriyle ekonomik kayıplara neden olabilecekleri gibi kabinde mahsur kalmalara veya ölümcül vakalara da neden olabilirler. Aynı zamanda, hastaneler ve kamu binaları gibi kritik yapılardaki asansörlerin deprem sırasında hasarlanmamaları ve deprem sonrasında aktif halde bulunmaları özellikle önemli bir konudur. Bu nedenle, sismik olaylara karşı koruyucu ve önleyici tedbirler alırken, binalarda kullanılan üretim teknolojileri kadar asansör ve yürüyen merdiven gibi düşey taşıma sistemlerinin seçimi ve kurulum şartları da çok önemli hale gelmektedir.

Binalar deprem sırasında zemin hareketlerinden kaynaklanan salınımlara maruz kalırlar. Bu salınım ve hareketlenmeler deprem büyüklüğüne ve zemine bağlı olarak bina içindeki asansörlerin hasarlanmasına neden olur. EN81-77 standardı, asansörlerin sismik bölgelerde daha emniyetli olarak kurulabilmesi için gerekli önlemleri sıralamaktadır. Bununla beraber EN81-77 standardının uygulanması sismik risk altında olan bölgelerde hasarsızlığı garanti etmez. Bu standardı uygularken aynı zamanda sismik hareketlere karşı yüksek emniyetli ve hasarlanma olasılığı düşük asansör sistemlerinin seçimine özen gösterilmelidir. Sismik bölgelerde asansör seçiminde önemli kriterlerden biri de kabinde mahsur kalan insanların kolayca ve emniyetli bir şekilde kurtarılabilmesidir. Kurtarma işlemi, bina ekipmanında oluşacak hasarlardan dolayı meydana gelebilecek yangın, gaz sızıntısı gibi tehlikelere karşı acil olarak ve basit bir yöntemle yapılabilmelidir. Artçı sarsıntıların aylarca devam ettiği düşünüldüğünde, kabinde mahsur kalma durumları sıklıkla yaşanabilmektedir. Bu nedenle, kurtarma operasyonlarının kolay ve güvenilir bir şekilde yapılabilmesi büyük önem arzetmektedir. Sismik bölgelere uygun asansör seçimi için kullanılabilecek en güvenilir kaynaklar geçmişte meydana gelen depremler sonrasında yayınlanan rapor ve makalelerden elde edilen verilerdir. Depremlerin asansör sistemlerine verecekleri hasarların önlenmesi veya minimize edilmesi için geçmişdeki bu veriler göz önüne alınarak, hasarlanma olasılığı düşük ve EN81-77 standardının kolayca ve maliyet-etkin olarak uygulanabilieceği asansör sistemlerinin tercih edilmesi gereklidir

2. EN 81-77: Sismik Bölgelerde Asansör Emniyeti

1964 Alaska depreminden bu yana yürütülen bir seri çalışma sonucunda asansör tasarım normu önemli oranda değiştirilmiştir [1]. Transport sistemlerinde minimum hasara ulaşmak için sismik bölgelerde asansör ve yürüyen merdivenler için geliştirilen emniyet normları, sismik sensörler vasıtasıyla kabinin karşı ağırlık ile çarpışmasını önlemeye çalışarak, asansör raylarını daha esnek yapılandırarak, yeni braket ve patenler geliştirerek, deprem sırasında asansörün içinde hareket edebileceği yapısal destek çerçeveleri geliştirerek ve diğer önlemlerle [1, 2] korumaya çalışır. Yapısal iyileştirmelerin yeni ve mevcut asansörlere uygulanmasına rağmen asansörler, orta büyüklükteki depremlerde dahi kabul edilemeyecek derecede hasara uğramaktadırlar (6 ile 7.1 Richter ölceği) [2].

Türkiye’de, 3. dereceye kadar deprem riski altında bulunan bölgelerinin sismik haritası Şekil 1’de gösterilmektedir. Bu harita, Türkiye topraklarının %84’ü üzerine inşa edilecek olan asansörlerin sismik hareketlere karşı dayanıklı olarak üretilmiş asansörler olması gerektirdiğini işaret etmektedir. Türkiye’de sanayi tesislerinin %50’den fazlası birinci derece, %25’nin de ikinci derece risk bölgeleri içerisinde yer almakatadır. Nüfusun yoğunluklu olarak bulunduğu bu bölgelerdeki sağlık, kominikasyon, ulaştırma ve kamu binalarındaki ekipman ve asansörlerin deprem sonrasında hayati servisleri vermeye devam edecek şekilde tasarlanması önemlidir.

Sismik bölgelerde asansör emniyetini sağlamak üzere hazırlanan EN81-77 standardı asansörlerde yapılması gereken yapısal güçlendirme ve ek tedbirleri tasarım ivmelenme değeri üzerinden formüle etmektedir. Bu standardın en zayıf halkası, tasarım ivmelenme değerinin seçimini asansör sahibi ve kurulumu yapan asansör firmalarına bırakmasıdır. Sismik hareketlilik sırasında, özellikle Makine Dairesiz Asansörlerde (MDA), kablo ve halatların kuyu içindeki braketlere takılarak hasarlandıkları Van depremi sonrasında yayınlanan makalede [9] belirtilmesine rağmen, EN81-77 standardı yüksekliği 20 metre ve altındaki binalarda halat takılmalarına karşı önlemleri gereksiz bulmaktadır. Bu haliyle standardın MDA leri desteklediği şeklinde yanlış bir algı oluşturması kaçınılmazdır. Eksikleri olmakla birlikte, EN81-77 standardının bilinçli uygulanması halinde asansörlerde sismik hasarlanmaları önemli ölçüde önleyeceği muhakkaktır. Bu standardın amaçları;

  • Yaşam kayıplarını ve yaralanmaları önlemek
  • Kabinde mahsur kalmaları önlemek
  • Hasarlanmaları önlemek
  • Çevre kirlenmesini önlemek
  • Servis dışı kalan asansör sayısını azaltmak

EN81-77 standardı gerekli şartları belirlerken sismik bölgelere daha uygun asansör tipinin seçimini noktasında bir öneri getirmekten kaçınarak bunun seçimini asansör sahibine bırakmıştır.

3. Sismik Bölgelerde Asansör Hasarlarının Nedenleri

Orta büyüklükteki depremlerden sonra dahi, asansörlerin hasarlanmasının nedenleri olarak;

  1. Mevcut emniyet normunun, sismik bölgelerde yer alan asansörler için yeterli olmaması,
  2. Sismik bölgelerde yanlış tip asansörlerin kurulması,
  3. Lokal otoritelerin sismik bölgelerde yaptırımcı görevlerini yerine getirmemeleri veya yönetmeliklerin kısıtlayıcı etkileri.

Gerçekte hasarların nedenleri bunlardan biri veya hepsi de olabilir. Öngörülemeyen nedenlerle emniyet normunun (EN81-77) risk analizi esnek bırakılmış olabilir. Lokal veya merkezi otoritelerin sorumlulukları ise bu noktada asansör mühendislerinin ilgi alanı dışında kalmaktadır. O halde sorunun kaynağı sismik bölgelere uygun asansör tipinin tercih edilmemesidir. Burada eksik olan en uygun asansör tiplerinin neler olduğunun belirlenmelidir. Uygulama önceliği bu tip asansörlere verilerek oluşabilecek riskler, asansörlerde meydana gelebilecek hasarlar ve ekonomik kayıplar minimize edilebilir. Sismik bölgelere uygun asansörden beklenen şartlar:

  1. Depremlere karşı düşük hasarlanma riski,
  2. Kurtarma operasyonunun emniyetli ve kolayca yapılabilmesi,
  3. Sismik aktiviteler sonrası kolay devreye alma ve düşük bakım maliyeti.

4. Asansörlerin Sismik Hareketlere Karşı Dayanımları

Sismik bölgelerde asansörlerin hasarlanmasına neden olan en önemli faktörler; asansörün karşı-ağırlığa sahip olması ve tahrik ünitesinin bina içindeki konumudur. Karşı-ağırlığa sahip asansörlerin hasarlanma olasılıkları daha yüksektir. Halatlı asansörlerde karşı-ağırlık yükü, kabin ağırlığı + taşıma kapasitesinin % 40 ile %50 si olarak hesaplanır ve asansör sisteminin en ağır elemanını teşkil eder [3]. Bu nedenle frenler serbest bırakıldığında karşı-ağırlık aşağı yönde hareket etme eğilimindedir. Hidrolik asansörlerde karşı-ağırlık tercih edilmez. Kullanıldığı az sayıda uygulamalarda ise sadece boş kabin ağırlığının %50 si veya daha az bir yük karşı-ağırlık olarak kullanılır. Bunun nedeni hidrolik asansörlerde aşağı hareketinin kabin ağırlığı vasıtasıyla gerçekleşmesidir.

Deprem sırasında en üst kat zemin kata nazaran daha yüksek genlikte sallanır. Bu nedenle tahrik ünitesi ve ekipmanların binanın en üst katına monte edilmesi daha kritik bir durum yaratmakta ve daha fazla hasarlanmalara neden olmaktadır. Sismik sallantılar nedeniyle, halatlı asansörlerde makine grubu, kabin rayları, karşı ağırlık rayları, bunların braketleri ve kılavuzlama grupları en kolay hasara uğrayan yapılardır.

Hidrolik asansörlerin bina zemini tarafından taşınmaları dolayısıyla, deprem sırasında binada meydana gelen sarsıntılardan daha az etkilenirler. Hidrolik asansörlerin depreme karşı dayanımının yüksek olmasının bir diğer nedeni ise hidrolik silindirin deprem sırasında oluşan salınım ve sarsıntıları sönümleyerek oluşabilecek hasarları önemli ölçüde elimine etmesidir. Bu özelliklerinden ötürü, hidrolik asansörler tarihi ve eski yapılara güçlendirme yapılmaksızın kurulabilecek en uygun asansör tipidir. Bunun nedeni, asansör ağırlığının zemin tarafından taşınması sebebiyle yapıya yük getirmemeleri ve sarsıntıları absorbe etmeleri dolayısıyla deprem sırasında yapıya hasar verme olasılıklarının düşük olmasıdır.

Asansör sisteminin en ağır parçası olan karşı-ağırlık ve kabin, kütlelerinin büyük olması nedeniyle raylara büyük atalet kuvvetleri etkitirler, hasara ve raydan çıkmalara neden olurlar. Karşı-ağırlığın raydan çıkarak kuyu içinde salınması ve kabinle çarpışması en çok rastlanan hasarlardandır (Şekil 2). 1999 İzmit depremi sonrasında asansör kurulumlarında meydana gelen hasarlar arasında karşı ağırlığın raydan çıkması ve bazılarının kabin ile çarpışması gözlemlenen önemli hasarlandandır (Şekil 2-a) [1]. 2011 Van depremi sonrasında yayınlanan araştırma raporuna göre incelenen asansörlerin hemen hepsinde karşı-ağırlık hasarları birinci sırayı almaktadır [9]. Gerek İzmit depremi ve gerekse Van depremi sonrasında halatlı (Makine Daireli ve Makine Dairesiz) asansörlerde oluşan diğer hasarlar ise;

  • Halatların hasarlanması ve/veya kasnaklardan çıkmaları,
  • Karşı-ağırlık dilimlerinin kabin üzerine düşmesi (Şekil 2-b),
  • Halatların kuyu içine takılması ve kopması (Şekil 2-c),
  • Ray braketlerinin kırılması veya hasarlanması,
  • Redüktör kablosunun asılı kalması,
  • Patenlerinin kırılması veya gevşemesi,
  • Kompanzasyon kablosunun kanal dışına çıkması veya hasarlanması,
  • Bazı kuyuların çökmesi ve kabinin dibe gömülmesi.

30 Ekim 2020 tarihinde Ege denizinde meydana gelen depremde de halatlı asansörlerin yoğun bir şekilde karşı-ağırlıktan doğan sebeplerle hasarlandıkları, depremi izleyen günlerde asansör piyasasında paten sıkıntısı çekilmesinden anlaşılmaktadır.

Depremin ilk dalgalarını (P dalgaları) algılayıp kabini karşı ağırlıktan uzaklaştıracak şekilde bir sonraki kata getiren ve eğer daha tehlikeli şok dalgalarının (S dalgaları) gelmesi halinde asansörün enerjisini kesen sismik anahtar kullanımı EN81-77 standardı tarafından tasarım ivmelenme değerinin 4 m/s2 den büyük olduğu bölgelerde zorunlu tutulmuştur. Bununla beraber, depremin ana merkezi bina kompleksine çok yakın olduğu durumlarda, başka bir değişle P ve S dalgaları arasındaki süre çok kısa olduğunda hasardan kaçınmak mümkün olmayabilir. Buna karşı emniyet normunda bir seri koruyucu önlem alınarak karşı-ağırlığın raydan çıkması önlenmeye çalışılmaktadır. Fakat bu metodlar karşı ağırlık hasarlarını durdurmayı garanti edemezler, maliyeti arttırırlar ve karşı-ağırlığı olmayan bir sistemin sağladığı avantajlar ile kıyaslanamazlar. İzmir’in Çiğli beldesine 822 halatlı asansörde gerçekleştirilen kontrollerde, halatlı asansörleri karmaşıklaştıran karşı-ağırlık sisteminden kaynaklanan olumsuzlukların, diğer 20 önemli nokta arasında ilk sırayı aldığı görülmektedir [5].

Halatlı asansörlerde emniyeti tehdit eden diğer bir unsur; kurtarma operasyonlarının ehil bir kişi tarafından zahmetli bir yöntem ile gerçekleştirilmesidir. Eğer asansörde karşı ağırlık bulunuyorsa, frenler açıldıktan sonra kabinin hareket yönü kabinin ağırlığına bağlıdır. Eğer kabin hareket etmiyor ve denge durumunda ise kabinin hareketi el kasnağı vasıtasıyla, zaman alıcı bir yöntemle yapılmak zorundadır.

Deprem tehlikesi altındaki bölgelerde binalar genellikle düşük katlıdır çünkü, fay hatları yakınlarında yüksek bina yapımı merkezi veya lokal oteriteler tarafından sınırlandırılmaktadır. Bu durum hidrolik asansörlerin deprem bölgelerinde kullanılabilmelerine olanak sağlar. Depreme karşı emniyetin sağlanması ve hasarlanmanın önlenmesine yönelik iyileştirme çalışmaları [1, 2] halatlı asansörler için daha maliyetli çözümler gerektirmektedir. Bunun nedeni, mevcut yapılarıyla halatlı asansörlerin hasarlanma riskinin daha yüksek olmasıdır.

4.1 Hidrolik Asansörler

Hidrolik asansörler normal olarak 6 kata kadar olan alçak binalar için uygundur ve genel olarak karşı-ağırlıkları yoktur. Kabin, hidrolik güç ünitesi vasıtasıyla tahrik edilen hidrolik piston tarafından direk veya indirek olarak hareket ettirilir. Bu durumda genellikle ayrı bir makine dairesi kullanılır. Fakat bazı hallerde mevcut olan makine dairesiz çözümler de tercih edilebilir. Emniyetli makine dairesi hemen her zaman giriş veya birinci kat seviyesinde rahatlıkla oluşturulabilir. Direk olarak kuyunun yanında olmasına gerek yoktur. Hidrolik asansörlerin kuyu boyutları halatlı asansörlere göre %20 ye varan oranlarda daha küçüktür çünkü, karşı-ağırlıkları yoktur ve hidrolik silindirin kuyu içinde konumlandırılması çok değişik şekillerde yapılabilir. Bu nedenle binalara daha fazla yaşam alanı sunarlar.

Zemin içinde silindir kuyusu gerektiren merkezi pistonlu uygulama (direk etkime), ray yüklerinin azaltılmasına olanak sağlayan en basit düzeneklerden biridir. Halat-kasnak düzeneğine sahip olan indirek etkime vasıtasıyla, pahalı teleskopik silindir ve derin silindir kuyusuna gerek kalmadan daha yüksek katlara ulaşmak mümkündür. Fakat bu durumda ekstra bir fren sistemine ihtiyaç vardır.

Hasarlanma riski: Hidrolik asansörler makine dairesiz veya konvansyonel halatlı asansörlere göre daha üstün emniyet istatistiklerine sahiptir. Özellikle deprem tehlikesi altındaki bölgelerde hidrolik asansörler daha emniyetli bir seçenek olduklarını ispatlamışlardır. Şubat 2001 de meydana gelen ve Tablo 1’de sonuçları verilen, Seattle depremi (6.8 Richter) sonrasında 4472 halatlı ve 6176 hidrolik asansörde yapılan incelemelerde 504 halatlı ve 66 hidrolik asansörde kalıcı hasar meydana geldiği tesbit edilmiştir [6]. Yani, halatlı asansörlerin %11’i değişen oranlarda hasara uğrarken hidrolik asansörlerin sadece %1’i hasarlanmıştır.

Hidrolik asansörlerin %90 orananda daha az hasarlanmasının başlıca nedenleri;

  1. Hidrolik silindir sisteminin sarsıntıları sönümlemesi
  2. Karşı-ağırlığa sahip olmamaları
  3. Asansörün bina zemini tarafından taşınması ve yüksek genlikli salınımlardan az etkilenmesi

Hidrolik sistemler halatlı sistemlere göre daha az sayıda parçaya sahiptir. Parça sayısı azaldıkça kurulum basitleşmekte ve kırılma/bozulma riski de azalmaktadır. Ayrıca, hidrolik tahrik elemanlarının tamamen yağ içerisinde çalışmaları dolayısıyla aşınma ve korozyona bağlı riskler de ortadan kalkmaktadır. Bu nedenlerden dolayı hidrolik asansörler halatlı asansörlere göre daha güvenilirdir ve kurulumları daha kolaydır. Ek olarak, hidrolik asansörler büyük asansör firmalarından bağımsız olarak planlanabildiğinden kullanım maliyeti açısından daha uygundurlar. Gerekli bütün parçalar hidrolik sanayinden hazır olarak elde edilebildiğinden, bu sistemlerin yedek parça tedariğinde ve servisinde sağlıklı bir rekabet ortamı vardır [8].

Kurtarma operasyonu: Hidrolik asansörlerde kurtarma operasyonu deneyimli bir elemana veya teknik servise gerek duyulmadan bina fertleri tarafından kolayca yapılabilir. Kurtarma işlemi kuyuya inmeden veya en üst kata çıkmadan yapılabilir. Kabinin kat seviyesine indirilmesi manuel alçaltma düğmesi veya levyesi aracılığla giriş katında konuşlanabilecek bir makine odasından basitçe gerçekleştirilir. Küçük el pompası seçeneği ile istendiğinde kabin ayrıca yukarı kat seviyelerine yükseltilebilir [7]. Hidrolik sistemlerde kullanılmak üzere geliştirilen kabin içi manual kurtarma sistemleri de kabinde mahsur kalma durumunda kullanılabilecek bir alternatiftir [11].

Hidrolik asansörlerin temel avantajları;

  1. Asansör yükü bina tabanı tarafından taşınmakta iken halatlı asansörlerde binanın kendisi tarafından taşınır (Şekil 3),
  2. Makina dairesi rahatlıkla giriş veya birinci katta, servis veya kurtarma amaçlı olarak oluşturulabilir,
  3. Kurtarma operasyonu normal olarak bilgilendirilmiş bina fertleri tarfından bir kaç dakika içinde yapılabilir (Şekil 4-b),
  4. Kurulum ve servis maliyetleri düşüktür. Alternatif firmalar daha iyi ve uygun fiyatla servis verebilirler,
  5. Depreme karşı dayanımları halatlı asansörlere göre 11 kat daha fazladır,
  6. Hidrolik asansörler, deprem sırasında hayatı tehdit eden karşı-ağırlığa sahip değildir,
  7. Tarihi yapılar ve eski binalara ek taşıma yükü vermeden kurulumu yapılabilecek asansör tipidir.
  8. Tahrik sisteminden kaynaklanan bozulma/kırılmalara karşı yüksek güvenilirliğe sahiptirler.

Depremler ayrıca binaların elektrik, gaz ve su hatlarına zarar verebilir ve patlama, yangın ve su baskını gibi tehlikeli durumlara neden olabilirler. Bu tehlikeler insan kayıplarını daha da arttırabilir. Deprem riski altındaki bölgelerde kurulan asansörler sismik kuvvetlere dayanabilmeli ve en azından kabinde kalan yolcuların kurtarma operasyonları tamamlanıncaya kadar aktif kalabilmelidir. Artçı sallantılar, yangın, gaz sızıntısı ve diğer sebepler nedeniyle yolcuların zaman geçirmeksizin kurtarılma zorunluluğu olabilir. Bu gibi durumlarda yolcuları kurtarmak için itfaiyenin veya sorumlu personelin gelmesini beklemek gerçekçi olmayacaktır. Bu nedenle, sismik bölgelerde asansör seçimi sırasında kabinde kapalı kalmış yolcuların kolayca kurtarılabilme şartı göz ardı edilmemelidir.

4.2 Makina daireli halatlı asansör (MD)

Sismik bölgelerde hidrolik asansörlerin servis veremediği yüksek binalara en uygun asansör tipi makina dairesine haiz halatlı asansörlerdir. Bunlar genellikle enerji tüketimini düşüren karşı-ağırlık sistemi ile donatılmışlardır. Bu sistemler, enerji tüketimi ve hareket kalitesine etki eden, dişli kutulu veya dişlisiz olarak planlanabilirler. Kural olarak, ayrı bir makine dairesine ihtiyaç duyulur ve makine dairesi genellikle kuyu üstüne konumlandırılır. Bu sistemler için de gerekli bütün parçalar yan sanayinden elde edilebildiğinden, sağlıklı bir rekabet ortamı yaratır [3]. Halatlı asansörlerin ana avantajları;

  1. Yüksek hızlarda seyahat mümkündür
  2. Karşı-ağırlık dolayısıyla enerji tüketimi daha azdır.

Hasarlanma riski: Karşı-ağırlık bulundurmaları, tahrik ünitesinin asansör kuyusu üzerinde yer alması ve kurulumlarının daha karmaşık olmasından dolayı yukarıda bahsedilen halatlı asansörlerde sıkça görülen hasarlanma riskerini taşırlar.

Kurtarma operasyonu: Bu asansörlerde kurtarma operasyonları deneyimli personel tarafından yapılmalıdır, aksi taktirde ölümcül sonuçlara neden olunabilir (Frenler boşaltıldığında kabin yüke bağlı olarak her iki yönde de hareket edebilir). Ayrı bir makine dairesinin olması onarım ve servis durumlarında avantaj sağlar, fakat yangın ve dumanın merdiven boşluğu ve kuyuya sızması durumlarında kurtarma operasyonları zorlaşır.

4.3 makina dairesiz halatli asansörler (MDA)

Tahrik ünitesi kuyu içine asılan MDA asansörler orta ve düşük katlı yapılarda sıklıkla kullanılan asansör tipidir. Dişli redüksiyon sistemlerini elimine eden ve sistemin etkinliğini arttıran Permanent Magnet (PM) motorların geliştirilmesiyle MDA asansör makineları daha kompakt hale gelmişlerdir. PM makinalarının boyut ve ağırlıkta getirdiği farkedilebilir ekonomi yanında, yüksek kararlılık ve hassasiyet, kuvvetli tork ve düşük hız, rotor pozisyonunun hassas kontrolü gibi sahip oldukları dinamik özellikler nedeniyle asansör tahrik sistemlerinde önemli ölçüde uygulama alanı bulmuş ve mühendislerin makina dairesiz halatlı asansör yapmalarına olanak sağlamıştır. Bu sistemlerde dişli bulunmadığından, MDA lerin yağlama sorunu yoktur ve kullanım enerji tüketimi daha düşüktür [10]. Bugün, MDA sistemlerinde asenkron motorlar ve dişli rediksyon sistemleri de yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunların ana avantajları;

  1. Makina dairesine ihtiyaç göstermezler, tahrik ünitesi kuyu içine asılır,
  2. Enerji tüketimleri daha azdır

Hasarlanma riski: Konvansyonel halatlı asansörlerin sahip olduğu risklerin yanında, asansör makinası veya askı elemanlarının deprem sırasında kabin üzerine düşme tehlikesi veya kuyu üstünün yüksek genlikli salınımlara maruz kalması nedeniyle hasarlanma riski vardır (Şekil 5). Ek olarak, halatların kuyu konstrüksiyona yakın pozisyonlanması sonucu halat takılması ve kopma riski mevcuttur.

MDA larda kontrol ekipmanının bir kısmının kuyu içine yerleştirilmesine yönelik eğilim, emniyet koşullarını ayrıca kötüleştirmektedir. Kuyu içindeki %81’e ulaşan rutubet ve kirlilik oranı [5], elektro-mekanik ve elektrik/elektronik ekipmanlara zarar verici niteliktedir.

Kurtarma operasyonu: MDA kurulumlarında tahrik makinesinin kuyu içine askı şekline bağlı kurtarma operasyonları farklılıklar gösterebilir. Müdahele, deneyimli personele ihtiyaç duyar. Gaz sızıntısı veya yangın nedenleriyle manuel olarak acil müdahele gerektiğinde deneyimli personel bulunması ve kurtarma operasyonu sıkıntı yaratacaktır. Teknisyen veya itfaiye, karşılaştığı çoğu kurulum hakkında tecrübesi olmayacağından dolayı yolcuların tehlike anında kurtarılmaları daha zor ve riskli hale gelecektir.

Bakım ve yedek parça tedariki söz konusu olduğunda, müşteri birçok yönden tedarikçi firmaya ciddi bir biçimde bağımlıdır ki bu fiyatlar üzerinde kaygı verici etkiler doğurmaktadır [8].

5. Uygulamadaki Zorluk

Çevre ve Şehircilik Bakanlığı tarafından 2017 yılında yayınlanan Planlı Alanlar İmar Yönetmeliğine göre mimari projelerin asansör avan projesini de içermesi gerektiği yer almaktadır. Yönetmelik bu haliyle, asansör seçimi noktasında katı bir tutum sergilemekte, özellikle deprem bölgelerinde yapılacak yanlış asansör seçimlerinin düzeltilmesi için mimari projenin bütünüyle tekrar onaylanmasını gerektirmektedir. Bu durum, uzun bürokratik bir sürecin tekrarını gerektirdiğinden, depreme uygun olmayan asansörlerin mevcut projede değiştirilmesini güçleştirmektedir. Malesef ki, mimarlar ve mütahitler, deprem bölgelerine en uygun asansör tipleri ve bunların uygulamaları hakkında yeterli bilgiye sahip olmadıklarından çoğunlukla asansör seçimleri doğru yapılamamaktadır. Piyasayı domine eden uluslararası asansör firmaları aktif satış ağları vasıtasıyla kendi ürün gamında bulunan ve deprem bölgelerine uygun olmayan asansörleri çok mütevazi fiyatlarla pazarlamakta, bakım ve servis ağları vasıtasıyla karlılık stratejilerini oluşturmaktadırlar. Mimari projenin hazırlık safhasında, mimar ve mütahitler uygun maliyetlerle aldıkları fakat sonrasında gerek depreme karşı zayıflıkları ve gerekse yüksek servis maliyetleriyle konut sahiplerini istemeden de olsa riske atabilmektedir.

Hidrolik asansörler Avrupa ve Asyada çok uluslu firmaların ürün gamında yer almamakta ve dünya genelinde küçük ve orta büyüklükte az sayıda asansör firması tarafından piyasaya sunulmaktadır. Bunun ana nedeni hidrolik asansörler konusunda firmaların yeterli teknik alt yapıya ve insan kaynağına sahip olmaması veya bunların oluşturulmasında yaşanan güçlüklerdir. Bu noktadaki yetersizliğin mevcut firmaların özverili destekleriyle giderilebilmesi mümkün gözükmemektedir. Bu nedenle ilgili yönetmelikler çıkarılırken, Türkiye gibi sismik aktivitelerin ortasında yer alan bir coğrafyada, depremlerin oluşturacağı ekonomik, sosyal, kültürel ve politik olumsuzlukların bir bütün içinde irdelenmesi gereklidir. Yapıların hasarlanmaması için geliştirilen önlem ve uygulamalara yapılardaki mevcut asansör ve yürüyen merdiven gibi yapısal olmayan ekipmanların da katılması gereklidir. Bu bağlamda, Planlı Alanlar İmar Yönetmeliğinin sadece yeni asansör projesinin tekrar onaylanmasına izin verecek şekilde değiştirilmesi daha sağlıklı bir durum yaratacaktır. Mevcut haliyle, bina sahipleri asansör kurulum aşamasında uzun bürokratik işlemlerden kaçınmak amacıyla mimari projeye uymak zorunda kalmakta ve bu durum, uygun olmayan asansör tiplerinin deprem bölgelerinde kullanılmasına neden olmaktadır.

EN81-77 standardında öngörülen ve asansör avan proje hesaplarına etki edecek olan tasarım ivmelenme değerinin bina sahibi ve asansör firması tarafından tesbit edilmesi, sismik bölgelerde yapılacak asansör kurulumlarının güvenilirliği hakkında gri bir alan yaratmaktadır.

6. Sonuçlar

Türkiye’nin %84’ü yüksek deprem riski altındadır. Binaların en pahalı ekipmanı olan asansörlerin sismik bölgelerde hasarlanmasının önlenmesi için öncelikle hasarlanma riski daha az olan asansörlerin kullanımı tercih edilmelidir. Böylece asansör emniyeti arttırılır ve oluşabilecek ekonomik kayıplar minimize edilebilir.

Hidrolik asansörler yüksek emniyet ve güvenilirlikleri yanında, en etkin maliyete sahip ve kurulumu en kolay asansör tipi olduğunu geçmişteki 50 yıl içinde ispatlamıştır. Hidrolik asansörler, sismik tehlike altındaki bölgelerde 6 kata kadar olan binalarda kullanılabilecek en uygun asansör tipidir ve halatlı asansörlere karşı daha üstün emniyet istatistiklerine sahiptir. Asansör yükünün bina tabanı tarafından taşınması, silindir sisteminin sönümleyici etkisi, basit yapıları, karşı-ağırlığa sahip olmamaları ve kurtarma operasyonlarının kolayca bina sakinleri tarafından yapılabilmesi hidrolik asansörleri daha emniyetli kılan ana unsurlardır.

Orta ve yüksek katlı binalarda makina daireli asansör kullanımı MDA lara nazaran daha üstün emniyet sağlar. Sismik bölgelerdeki riskler göz önüne alındığında, makina dairesinin terk edilmesiyle emniyet açısından daha riskli bir durum yaratılmıştır. Düşey transport alanında karar vericiler, özellikle sismik bölgelerde daha emniyetli olan asansörlerin kullanımını teşvik ederek oluşabilecek hayati ve maddi kayıpları önleyebilirler.

Deprem bölgelerinde daha uygun asansör tiplerinin kullanılması noktasında mimari projelerde belirienen asansör tipinin kolayca değiştirilmesine olanak sağlayan ve bu noktada bürokratik zorlukları kaldıran bir değişikliğin Planlı Alanlar İmar Yönetmeliğine eklenmesi olumlu bir adım olacaktır.

Mimar, mühendis ve mütahitlerin sismik bölgelerde doğru asansör seçimi hakkında bilgilendirilmeleri ivedilikle ele alınması gerekli bir konudur.

Kaynaklar / Reference

  1. M. Özkirim & E. Imrak, ‘Countermeasures for Elevators in the Seismic Risk Zone of Istanbul’, Proceedings of Elevcon 2004, p.183.
  2. Galen Ducth, ‘Eartquakes and Elevators’, Elevator World, May 2004, pp.85.
  3. K. Subramaniam, ‘Lift drive machines – A different approach’, Elevator World, February 2004, pp.90.
  4. E. Imrak 1 & F. Çelik, Effect of 2011 Van Earthquake on the Elevators, Proceedings of Elevcon 2014.
  5. Asansör Dünyası, ‘Çiğli belediyesi belediye sınırları icindeki asansörlerin 2003 yılı kontrolleri’, Asansör Dünyası, Sayı 62-63.
  6. Survey of Seattle earthquake elevator damage, Elevator World July 2002, pp.26.
  7. R. Blain, ‘Safety and Servicing of Hydraulic Elevators’, Blain Hydraulics - Educational Focus, 2003.
  8. W. H. Hundt, ‘Series Production or Special Lift Systems’, Lift Journal, November 2004, pp.28.
  9. C. E Imrak, ‘A survey of the 2011 Van eartquakes and elevator damage, Report, AYSAD Istanbul, 2012.
  10. G. Schiffner, ‘Machine Room-less Lifts’, Proceedings of Elevcon 2000, pp.71.
  11. F. Celik, Depreme dayanıklı asansörler ve manuel kabin içi kurtarma sistemi, Asansör Sempozyumu 2008, İzmir.