مقالات

  • صفحه اصلی
  • مقالات
  • طراحی سیستم اطفای حریق اسپرینکلر(2): مبانی حفاظت ساختمان‌ها در برابر حریق

طراحی سیستم اطفای حریق اسپرینکلر(2): مبانی حفاظت ساختمان‌ها در برابر حریق

اسپرینکلر آتش نشانی یا بارنده، ابزاری اتوماتیک برای مهار آتش سوزی است. در واقع اسپرینکلر، کم هزینه‌ترین، موثرترین و کارآمدترین ابزار اطفای حریق است که قابلیت نصب در اغلب اماکن با خطر آتش سوزی را دارد. در مطالب سریالی طراحی سیستم اطفای حریق اسپرینکلر می‌خواهیم گام به گام از مباحث مقدماتی به این موضوع بپردازیم. 

براساس کتاب "طراحی و محاسبات سیستم‌های اطفای حریق اسپرینکلر" تالیف مهندس حسام طاووسی، مراحل طراحی یک سیستم اسپرینکلر آتش نشانی به طور خلاصه به شرح زیر است:
الف-تشخیص نوع خطر و طبقه بندی آن 
ب-بررسی ساختمان از نظر سطح خطر
ج-بررسی منابع آب مورد نیاز سیستم
د-تشخیص و انتخاب سیستم اسپرینکلر مناسب
ه-تعیین نوع اسپرینکلر مورد نیاز 
و-انتخاب لوله مناسب برای سیستم لوله‌کشی اسپرینکلر 
ز-انتخاب بست و گیره‌های مناسب برای نصب لوله‌ها
ح-تعیین تجهیزات جانبی مورد نیاز پروژه نصب سیستم اسپرینکلر
ط-محاسبات هیدرولیکی
ی-تهیه نقشه و ذکر جزئیات و نکات مهم

 

در این مطلب می‌خواهیم به بخش ب یعنی مبانی حفاظت ساختمان‌ها در برابر حریق بپردازیم و بررسی و طبقه بندی آنها بپردازیم.

پیشگیری

اولین مرحله حل یک بحران، جلوگیری از وقوع آن است. پیشگیری از وقوع آتش سوزی در بسیاری از موارد این مشکل را از ریشه حل می‌کند. پیشگیری در مباحث ایمنی در برابر آتش سوزی با آگاهی آغاز شده با اجرای آموزه‌های پیشگیرانه ادامه می‌یابد. مباحث آموزشی در زمینه پیشگیری می‌تواند شامل شناخت عوامل شروع آتش سوزی و شناخت انواع آتش سوزی باشد.

عوامل اصلی آتش سوزی در ساختمان‌ها (اداری، تجاری، مسکونی و...) براساس آمار بین المللی می‌تواند شامل مشکلات ناشی از شبکه برق ساختمان، پخت و پز، شعله ور شدن سوخت‌های فسیلی یا بی دقتی در استفاده از وسایلی مانند کبریت یا شمع باشد.

در ساختمان‌های مسکونی آتش سوزی با شعله ور شدن مبل، پرده و موکت گسترش می‌یابد. معمولا در این نوع ساختمان‌ها، آتش سوزی در اتاق نشیمن یا هال و پذیرایی شروع شده و به سرعت به سایر بخش‌های خانه می‌رسد. بیشترین حوادث آتش سوزی در ساختمان‌ها و خانه‌های مسکونی ابتدا از اتاق نشیمن و سپس از آشپزخانه شروع شده‌اند.

برای مالکین و کارفرمایان ساختمان علاوه بر موارد فوق می‌تواند شامل دستورالعمل‌های حفاظت ساختمان‌ها در برابر حریق نیز باشد.


تشخیص و اعلام آتش سوزی

امروزه سیستم‌های تشخیص و اعلام آتش سوزی از الزامات ایمنی انواع ساختمان‌ها است. قوانین ایمنی و الزامات آتش نشانی در بسیاری از کشورها دستورالعمل‌های ویژه‌ای برای آن تنظیم کرده‌اند. دلایل اهمیت این ابزارها می‌تواند موارد زیر باشد:

  • اطلاع از شروع آتش سوزی جهت تخلیه ساختمان توسط ساکنین بخصوص افراد با ناتوانی جسمی
  • اقدام سریع جهت خاموش کردن آتش به وسیله ابزارها و تجهیزات آتش نشانی
  • اطلاع رسانی سریع‌تر به ایستگاه‌های آتش نشانی جهت کمک به خاموش کردن آتش


نصب دستگاه‌های اعلام حریق در تمام اتاق‌های ساختمان مسکونی بخصوص در اتاق نشیمن و اتاق خواب توصیه می‌گردد. همچنین در ساختمان‌های بلندمرتبه، سیستم اعلام حریق باید به گونه‌ای باشد که در هنگام وقوع حادثه تمام ساکنین ساختمان در اولین لحظات شروع آتش سوزی خبردار شده و ساختمان را تخلیه کنند.

مالکان ساختمان باید مطمئن شوند که دستگاه‌های اعلام حریق در محل مناسب و به تعداد کافی نصب شوند. همچنین به طور مرتب حداقل هر 6 ماه یکبار مورد بازرسی قرار گیرند و در صورت لزوم باتری آنها تعویض شود.


اطفای زودهنگام در مراحل اولیه حریق

در مراحل اولیه شروع آتش سوزی، حجم آتش در حدی است که به راحتی با ابزارهایی مانند اسپرینکلر آتش نشانی یا خاموش کننده آتش نشانی دستی قابل مهار است. اسپرینکلر آتش نشانی ابزاری اتوماتیک است که با حرارت فعال شده و در مراحل اولیه به اطفای آتش سوزی می‌پردازد.

طبق آمار بین المللی که NFPA ارائه داده، 96% کل آتش سوزی‌هایی که اسپرینکلر در آن محل حضور داشته، به طور کامل مهار شده است. اسپرینکلر‌ها هرساله هزاران آتش سوزی را مهار کرده و هزاران نفر را نیز از حادثه نجات می‌دهند. هم اکنون در کشور ولز استفاده از اسپرینکلرهای آتش نشانی در تمامی ساختمان‌های مسکونی الزام است.

اسپرینکلرها انواع مختلفی دارند. هر اسپرینکلر برای سطح خطر و نوع کاربری متفاوتی ساخته می‌شود. مهندسان طراح اسپرینکلر با بررسی نوع ساختمان و سطح خطر، اقدام به طراحی سیستم اسپرینکلر می‌کنند.


خروج از محل حادثه

در هنگام بروز حوادث آتش سوزی، ساکنین ساختمان باید هرچه سریع‌تر ساختمان را تخلیه کنند تا نیروهای آتش نشانی بتوانند راحت‌تر آتش را مهار کنند. این موضوع بخصوص در ساختمان‌های بلند مرتبه اهمیت زیادی دارد. مطابق الزامات استانداردهای بین المللی ایمنی در برابر آتش (NFPA) خروجی اضطراری ساختمان باید با تابلوهای راهنما کاملا مشخص باشد.

خروجی اضطراری ساختمان باید بوسیله دربهای ضدآتش از راهروها و راه پله‌های اصلی ساختمان جدا شود تا آتش و دود حاصل از آن به داخل راه پله خروج اضطراری سرایت نکند.

همچنین بهتر است هر خانواده برای خود یک نقشه خروج اضطراری تنظیم کرده و هر 6 ماه همراه با سایر اعضای خانوده، نقشه خروج تنظیم شده را در قالب یک رزمایش کوچک تمرین کنند. این کار باعث می‌شود تمام اعضای خانواده بخصوص کودکان، هنگام حادثه بدون اتلاف وقت راهکارهای تمرین شده را به انجام رسانده و به سرعت از محل حادثه خارج شوند.


اثر جنس مواد مورد استفاده در ساخت ساختمان بر طراحی سیستم اسپرینکلر

گام دوم در طراحی سیستم اسپرینکلر آتش نشانی، بررسی نوع ساختمان و مصالح مورد استفاده در آن است. این سیستم اطفای حریق با در نظر گرفتن سطح خطر ساختمان و نوع ساختمان از نظر مقاومت در برابر حریق، طراحی می‌شود.

مصالح ساختمانی مورد استفاده در ساخت انواع ساختمان در کشورمان عبارتند از: فولاد، سیمان، آجر، چوب، شیشه، آلومینیوم، گچ، پلاستیک.

استاندارد بین المللی NFPA220 که به موضوع "استاندارد برای انواع سازه‌های ساختمانی" اختصاص دارد، مقاومت مصالح ساختمانی مختلف در برابر حریق در مدت زمان مشخص برحسب ساعت را اندازه گرفته است. هدف از تعیین شاخص برای اندازه گیری مقاومت مصالح ساختمانی در برابر آتش سوزی عبارتست از:

  • محدود کردن قابلیت سوختن اجزای ساختمان جهت جلوگیری از فروریزی در هنگام حریق
  • تدارک موانع جهت جلوگیری از گسترش حریق درون ساختمان‌ها و سرایت به ساختمان‌های مجاور
  • محدود کردن خطر آتش سوزی با کنترل ابعاد و ارتفاع ساختمان‌ها (متناسب با نوع هر سازه)


شاخصی که این استاندارد برای سنجش مقاومت مصالح ساختمانی در برابر آتش در نظر گرفته، براساس نموداری است که به نمودار زمان-دما معروف است. به طوری که مصالح مختلف باید در زمان‌های مشخص شده در روی نمودار، توانایی مقاومت در برابر دمای نظیر در محور عمودی را داشته باشند.

به طور کلی ساختمان‌ها از نظر مقاومت در برابر حریق به پنج گروه تقسیم می‌شوند؛ این رده بندی با اعداد یونانی I، II ، III ، IV و V نمایش می‌دهند که در آن I ساختمان با بیشترین مقاومت نسبت به آتش و V کمترین مقاومت به آتش را داراست.

مصالح ساختمانی در درجه حرارت بالا به سرعت قسمت زیادی از مقاومت تنشی خود را از دست می‌دهند. مثلا کتاب مرجع هندبوک ایمنی در برابر آتش سوزی روند کاهش مقاومت مصالح مختلف ساختمانی در شرایط تنش حرارتی مورد بررسی قرار می‌دهد.

طبق نمودار، تا دمای 800 درجه سانتیگراد یک ساختمان بتنی در شرایط آتش سوزی، تا 60% مقاومت خود را از دست می‌دهد و فرو میریزد. این در حالی است که ساختمان‌های فولادی حتی به این نقطه نزدیک هم نمی‌شوند. طبق این نمودار، یک ساختمان با مصالح فولادی در دمای 600 درجه سانتیگراد 80 درصد مقاومت خود را از دست می‌دهد. همچنین فولاد ساختمانی 60% مقاومت خود را در دمای 500 درجه سانتیگراد از دست می‌دهد.

مصالح چوب نیز با توجه به حساسیت بالاتر در مقابل حرارت، در حدود 220 درجه سانتیگراد 60% مقاومت خود را از دست می‌دهد.

FRPها که معمولا برای مقاوم سازی سازه‌های بتنی به کار می‌روند، به نظر می‌رسد مقاومت خوبی در برابر آتش و حرارت بالا ندارند. پس اگر یک سازه بتنی مقاوم سازی شده با متریال FRP در معرض آتش سوزی قرار گیرد، FRP خیلی زود از سرویس خارج شده و می‌تواند باعث فروریزی ناگهانی سازه بتنی شود.

منبع نمودار: کتاب handbook of fire protection engineering (vol.1 انتشارات Springer

*بازنشر مطلب فقط در صورت ذکر کامل آن و ارجاع به لینک aryacoupling.com بلامانع است.

طراحی سیستم اسپرینکلر