سیستمهای ایمنی و آتشنشانی در ساختمانهای بلند
پرویز یارمحمدی و داود براتی/پیام ایمنی
چکیده
به طور کلی وسایل و ملزومات ایمنی و آتشنشانی، در زمینه تمهیدات و تجهیزات مقابله با حریق و حوادث را به ترتیب عملکرد میتوان در سه گروه زیر تقسیمبندی نمود.
الف – کاشفها و اعلامکنندههای حریق
ب – شبکه آب آتشنشانی.
ج – سیستم آبفشان
در این مقاله، به بررسی اجمالی موارد فوق پرداخته میشود و در ادامه پارهای از مقررات مربوط به طراحی و نصب هر کدام از سیستمها بیان میشود.
1- مقدمه
در ساختمانهای بلند جهت دستیابی به ایمنی حریق راهکارهای زیر پیشنهاد میشود:
فعالیتها و تدابیر اجرایی در رابطه با شناسایی دلایل بروز حریق و تلاش در راستای مصون ماندن در مقابل آن، مناسبترین و به صرفهترین اقدامات جهت حصول ایمنی میباشند. در این رابطه رعایت اصول و مقررات پیشگیری و ایمنی در بخشهای مختلف از اهمیت بسزایی برخوردار است. به علاوه حسن رعایت و اجرای مقررات و ضوابط در فرآیند ساخت و ساز نیز مهم میباشد. البته با توجه به مفهوم ایمنی که نسبی بوده و به رغم اقدامات موثر در زمینه پیشگیری از حریق، به هر حال بروز حوادث و آتشسوزیهای طبیعی و انسانساخت امری بدیهی میباشد. لذا باید با اتخاذ تدابیر مناسب راههای رشد و توسعه آن را شناسایی و با انجام تدابیر و تمهیدات اصولی، بنا را در مقابل آن حفظ نماییم. به علاوه ضروری است جهت حصول ایمنی در ساختمان، نسبت به تدارک اصولی وسایل و ملزومات و تمهید و تجهیز ساختمان به سیستمهای ایمنی و آتشنشانی، اقدام لازم صورت گیرد. شایان ذکر است که کوششهای فوقالذکر باید به موازات یکدیگر و هماهنگ با هم صورت پذیرد. بدیهی است شرط لازم و کافی جهت ایمنسازی ساختمانهای بلند، حسن توجه و اجرای تدابیر فوق به صورت کامل میباشد.
2- کاشفها1 و اعلامکنندههای حریق
یک برنامه موفق حفاظت در مقابل حریق شامل تدابیری است که بتوان آتشسوزیها را در همان لحظات شروع آشکار و با آنها مقابله نمود. به علاوه اطلاع یافتن بهموقع از بروز آتشسوزی فرصت بیشتری را برای تخلیه ساختمان و حفاظت از اموال (بنا، محتویات و ساختمانهای مجاور) فراهم میکند.به طور کلی اعلامکنندههای حریق به دو دسته دستی و اتوماتیک تقسیمبندی میشوند. در روش اعلام حریق دستی با استفاده از وسایل ساده افراد از وقوع آتشسوزی آگاه میشوند، در حالی که در روش اعلام حریق اتوماتیک با استفاده از یک سری وسایل مکانیکی و الکتریکی افراد از وقوع حریق مطلع میشوند.
v تعاریف
الف – کاشف
وسیلهای است که به لحاظ ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی میتواند یکی از نمودها یا محصولات حریق را کشف نماید.
ب – نمودهای حریق
به محض اینکه آتشسوزی شروع میشود یک سری تغییرات محیطی به وجود میآید که میتوان با توجه به آن، حریق را کشف نمود. عمومیترین عناصر یا نمودهای حریق که در جهت کشف آن بکار میروند عبارتند از : دود (ذرات معلق در هوا)، حرارت، شعله وگاز. در هر آتشسوزی به تناسب شرایط محیطی و خصوصیات مواد سوختنی، یک یا چند تا از نمودها یا محصولات حریق تولید میشوند و در فضا انتشار مییابند. براساس این شرایط است که نوع کاشف انتخاب میگردد، به طوری که هنگامی که نمود مورد نظر از حد معمولی آن در هوا بیشتر میشود، کاشف مورد نظر عمل مینماید.
ج – سیستم اعلام حریق
یک مدار الکتریکی است که در آن وسایل کشف، منبع تغذیه، دستگاه تقویت کننده الکترونیکی و آژیر قرار میگیرند.
د – دستگاه تقویت کننده
وسیلهای است که پالسهای الکتریکی را تقویت مینماید. پالسها در اثر تحریک وسایل کشف به وجود میآیند و سپس در مدار به طرف دستگاه مرکزی جریان یافته و در آنجا پس از تقویت به صورت یک جریان الکتریکی، مدار آژیرها را بکار میاندازند.
ه- پالس
وقتی که تغییرات مختلفی در اثر حریق (انتشار نمودها یا محصولات حریق) در محیط به وجود بیاید، این تغییرات سبب قطع یا وصل، کاهش یا افزایش مقاومت مدار میشوند. نتیجتا در اثر تغییرات اخیر جریان مدار سریعا کاهش یا افزایش مییابد و پالس ایجاد میشود.
آژیر
آژیرهای اعلام حریق به دو صورت میباشند:
الف – به صورت دستی؛ توسط افراد در ساختمانی که آتشسوزی صورت گرفته، عمل مینماید.
ب – به صورت اتوماتیک؛ آژیرها به وسیله یک سیستم کاشف، تحریک میشوند.
سیستمهای دستی برای حرکت با دست تنظیم شدهاند. روش کار چنین است که با استفاده از شستی اعلام حریق، آژیر خطر بکار میافتد. شستیها به دو صورت میباشند:
1- وقتی که شیشه جلویی شکسته و دکمه به داخل فشرده میشود، عمل مینماید.
2- وقتی که تنها شیشه جلویی شکسته میشود، عمل مینماید.
اکثر نمونههایی که در دسترس هستند برای تسریع عملکردشان به صورتی طراحی شدهاند که به محض شکسته شدن شیشه جلو، عمل مینمایند. با توجه به آییننامهها، شستیها در شرایط معمولی باید در موقعیتهایی واضح و در معرض دید مستقیم نصب شوند. به طوری که معمولا در مسیرهای فرار پیشبینی میشوند.
کاشفهای حرارتی
کاشفهای حرارتی قدیمیترین نوع کاشفهای حریق میباشند. استفاده از این وسایل همراه با توسعه آبپاشهای اتوماتیک در سال 1860 شروع شده و تا امروز ادامه پیدا کرده است. اگرچه کاشفهای حرارتی ارزانترین نوع کاشفها بودهاند و کمترین اعلام خطر کاذب را در بین انواع کاشفهای اتوماتیک دارند؛ ولی در کشف حریق کندترین نوع کاشفها میباشند. کاشف حرارتی مناسبترین وسیله، جهت کشف حریق در مکانهای ذیل میباشد:
الف – فضاهای محصور کوچک که انتظار افزایش سریع حرارت در ساختمان وجود دارد.
ب – فضاهایی که شرایط محیطی اجازه استفاده از دیگر وسایل کشف آتشسوزی را نمیدهد، مانند موتورخانههای تاسیساتی و پارکینگها که هوای محیط آنها در بسیاری مواقع آلوده میباشد.
ج – فضاهایی که سرعت کشف حریق مهم نمیباشد.
کاشفهای حرارتی به انرژی گرمایی که از آتش ناشی میشود عکسالعمل نشان میدهند و معمولا در نزدیکی سقف نصب میشوند. کاشفهای حرارتی عموما به دو طریق ذیل واکنشنشان میدهند:
1- زمانی که حرارت به درجه مشخصی که از قبل برای کاشف تعیین شده میرسد عکسالعمل نشان میدهد. این نوع کاشفها به کاشفهای با درجه حرارت ثابت معروف هستند.
2- زمانی که نرخ افزایش درجه حرارت به حد معینی برسد این کاشفها عکسالعمل نشان میدهند. این نوع کاشفها، کاشفهای فزاینده نام دارند.
کاشفهای حرارتی ممکن است به صورت نقطهای و خطی طبقهبندی شوند. در نوع نقطهای کاشف به صورت موضعی است و فقط فضای محدودی را حفاظت میکند. در حالی که در نوع خطی کاشف دارای یک وسیله حساس خطی است و معمولا فضای بزرگتری را حفاظت میکند.
کاشفهای با درجه حرارت ثابت، طوری طراحی شدهاند که اگر درجه حرارت عضو عمل کننده به نقطه معینی برسد اعلام خطر میکند. این نوع کاشفها در طیف وسیعی از درجه حرارت (از 135 درجه فارنهایت به بالا) عمل مینمایند به طوری که متناسب با شرایط و خصوصیات محیطی انتخاب میشوند و در محل نصب میگردند. زمانی که کشف در محیطهای زیر انجام گیرد، وجودکاشفهای با درجه حرارت بالا ضروری میباشد:
کاشفهای فزاینده طوری طراحی شدهاند که اگر در محیط در یک زمان معین، نرخ افزایش درجه حرارت غیر عادی و خارج از شرایط معمولی باشد، عمل نموده و اعلام خطر میکنند.
کاشفهای ترکیبی نیز طراحی و ساخته شدهاند که در هر دو وضعیت فوق عمل نموده و اعلام خطر میکنند.
در آتشسوزیها، یکی از تاثیراتی که شعله آتش بر روی فضای اطراف میگذارد این است که درجه حرارت فضای بالای خود را سریعا افزایش میدهد. کاشفهای حرارتی با درجه حرارت ثابت تا زمانی که درجه حرارت سقف اتاق از حد معینی افزایش پیدا نکند، عمل نخواهند کرد. کاشفهای فزاینده در زمانی که سرعت افزایش دما به بیش از حد از قبل تعیین شده برسد، عمل میکنند. معمولا این سرعت در حدود 15-12 درجه فارنهایت در یک دقیقه میباشد. این کاشفها برای اینکه تحت تاثیر تغییرات حرارتی ناشی از شرایط عادی (غیر آتشسوزی) قرار نگیرند، باید بهخوبی تنظیم شوند. در حریقهایی که به سرعت گسترش مییابند مناسبترین کاشف حرارتی نوع فزاینده میباشد. در حریقهایی که به آرامی گسترش مییابند نوع درجه حرارت ثابت مناسب میباشد.
ملاحظات طراحی و نصب کاشفهای حرارتی
طبقهبندی درجه حرارت |
دامنه |
درجه حرارت |
بیشتریت درجه حرارت سقف |
کد رنگ |
معمولی |
OF174 |
OF135 |
OF100 |
بیرنگ |
در حد متوسط |
OF249 |
OF175 |
OF150 |
سفید |
زیاد |
OF324 |
OF250 |
OF225 |
آبی |
خیلی زیاد |
OF399 |
OF325 |
OF300 |
قرمز |
بسیار زیاد |
OF499 |
OF400 |
OF375 |
سبز |
فوقالعاده زیاد |
OF575 |
OF500 |
OF475 |
نارنجی |
کاشفهای دودی
کاشفهای حرارتی تنها به حرارتهای تولید شده در اثر افزایش قابل توجه دمای محیط حساس میباشند، در حالی که کاشفهای دودی خیلی سریعتر از کاشفهای حرارتی آتشسوزی را کشف میکنند. آنها با توجه به نحوه کار به دو دسته فتوالکتریک و یونیزهای تقسیمبندی میشوند. در نوع فتوالکتریک به دود تولید شده در اثر آتشسوزیهای آرام (سوختن بدون شعله) خیلی سریع واکنش نشان داده میشود. در کاشفهایی که براساس اصل یونیزاسیون کار میکنند عکسالعمل سریع به حریقهای با انرژی بالا (شعله باز) نشان داده میشود. در این نوع حریقها معمولا ذرات دودی کوچک به مقدار زیاد تولید میشود. کاشفهای یونیزاسیون به ویژه برای کشف آتشسوزیهای با طیف پرتوهای قرمز (در اولین مراحل) شعله مناسب میباشند. لازم است که به صورت دورهای محفظههای اینگونه کاشفها تمیز شود. اگر روی منابع رادیواکتیو را گرد و غبار و آلودگی بپوشاند، ممکن است سبب اعلام خطرهای کاذب گردد. در کاشفهای دودی فتوالکتریک، زمانی که ضخامت متوسط ذرات دود به 0/75 میکرون برسد، اعلام خطر صورت میگیرد. به عبارت دیگر وجود ذرات دود معلق که در طی فرآیند اشتعال به وجود میآید بر روی اشعه نوری موجود در هوا تاثیر میگذارد؛ این اثر میتواند برای کشف حریق مورد استفاده قرار گیرد. به عبارت دیگر نور رسیده به گیرنده نوری کاهش مییابد و دستگاه اعلام خطر را بکار میاندازد.
ملاحظات طراحی و نصب کاشفهای دودی
2- شبکه آب آتشنشانی
در این سیستم، فشار آب همواره در جعبه لولههای آتشنشانی تامین میگردد و به محض بازکردن شیر، آب با فشار لازم از داخل شلنگ یا لوله نواری به داخل نازل مخصوص و از آنجا به کانون حریق پرتاب و یا هدایت میشود.
اجزای شبکه
انواع شبکهها
الف – این شبکه شامل لولههای به قطر 2/5 اینچ میباشد که برای استفاده آتشنشانان حرفهای و در اماکن پرخطر استفاده میشود.
ب - این شبکه شامل لولههای به قطر 1/5 اینچ میباشد که برای استفاده متصرفان در لحظات اولیه حریق میباشد.
ج – در این شبکه در اماکن کمخطر با توجه به ضوابط سازمان مسوول (آتشنشانی و خدمات ایمنی)، از لولههای هوزریل (شیلنگ لاستیکی) استفاده میشود.
د – در این سیستم از یک لوله نواری و یا هوزریل به قطر 1/5 اینچ برای ساکنین و یک لوله به قطر 5/2 اینچ برای نیروهای حرفهای آتشنشانی استفاده میشود.
ملاحظات طراحی و اجرا
- استفاده از سیستم آب شهر در صورتی که فشار و شدت جریان آن کافی بوده و به طور پیوسته تامین باشد.
- استفاده از پمپهای اتوماتیک حریق متصل به مخزن ذخیره آب
- پمپهای قابل کنترل دستی در ترکیب با مخازن تحت فشار
- استفاده از مخازن تحت فشار استاندارد
- استفاده از مخازن هوایی (ثقلی) که مطابق با استانداردهای مربوطه نصب شوند.
3- سیستم آبفشان
این سیستم، به گونهای طراحی میشود که در لحظات اولیه حریق، به صورت خودکار، آب بر روی کانون حریق ریخته و ضمن اطفای آن با علایم هشداری و آژیر، افراد را از بروز حریق مطلع مینماید. در این شبکه، لولههای فولادی در زیر سقف قرار گرفته که متصل به آنها نازلهای آبفشان نصب میشوند. این نازلها در فواصل معینی متناسب با شرایط و وضعیت محل قرار میگیرند. هر نازل در واقع همانند یک شیر آب به شمار میآید که در نتیجه تماس با منبع تولید حرارت، عمل میکند. آب فشان به گونهای طراحی شده که در دمای از پیش تعیین شده، باز شده و آب را با فشار از محل خود، تخلیه مینماید. جریان آب خروجی از دهانه آبفشان توسط یک دفلکتور (قطعه برگرداننده جریان آب) متصل به آن هدایت شده و به شکل خاصی انتشار مییابد. این جریان، عامل به صدا درآمدن آژیر جهت اعلام وقوع حریق میگردد. نازلها را با توجه به ویژگیهای ذیل میتوان دستهبندی نمود:
برحسب شرایط و نیازهای ساختمان، سیستم لولهکشی یا آبفشان را میتوان به روشهای مختلف نصب کرد. انتخاب نوع سیستم اساسا بستگی به ماهیت خطر حریق در محل دارد. در تاسیسات آبفشان در هر نوع که انتخاب شود باید لوازم و تجهیزات مورد استفاده به طور صحیح و اصولی طراحی، نصب و نگهداری شوند. بعلاوه باید بتواند به صورت اتوماتیک در هنگام بروز حریق میزان آب کافی جهت اطفای حریق را تامین کند.
اجزای سیستم آبفشان
اجزای این سیستم شامل لولههای فولادی مقاوم در برابر حداکثر فشار کارکرد، بوستر پمپهای تامین کننده فشار آب مورد نیاز، منبع آب ذخیره مطمئن و اتصالات و شیرآلات مانند شیر هوا، زنگ اعلام حریق، شیر تست آژیر، شیر آژیر، شیر یکطرفه، لوله تخلیه و تست، شیر تخلیه، نازل آبفشان و عنصر حساس به درجه حرارت میباشند. ابعاد و اندازههای مربوط به نازل آبفشان مطابق جدول 1 میباشد. طراحی آنها باید مطابق با درجهبندی نوع حریق صورت گیرد.
جدول 1 – اندازه نازلهای آبفشان برای درجهبندیهای مختلف حریق
اندازه اسمی نازل آبفشان (میلیمتر) |
درجه حریق |
10 |
بسیار خفیف |
15 |
عادی |
20 |
بسیار شدید |
میزان دمای دهانهها یا نازلهای آبفشان باید تا حد امکان در حدود 30 درجه سانتیگراد بیشتر از حداکثر دمای محیط مورد نظر باشد. رنگ نازلهای آبفشان بر حسب حساسیت حباب آنها در جدول 2 ارایه شده است.
جدول 2 – طبقهبندی رنگ نازلهای آبفشان برحسب حساسیت حباب آنها
حساسیت حباب (درجه سانتیگراد) |
رنگ نازل آبفشان |
57 |
نارنجی |
68 |
قرمز |
79 |
زرد |
93 |
سبز |
141 |
آبی |
182 |
ارغوانی روشن |
204 تا 260 |
مشکی |
الگوهای نصب آبفشان
آبفشانها معمولا در چهار الگوی مختلف قابل نصب میباشند. در نوع اول آبفشانها به نحوی طراحی و نصب میشوند که آب تخلیه شده به شکل کروی و دایره شکل و در جهت بالا رو به سقف پاشیده میشود. این طراحی معمولا همراه با یک قطعه دفلکتور همه جانبه انجام میگردد. در این طراحی میتوان متناسب با شرایط محیطی، آبفشانها را در هر دو وضعیت رو به بالا (یا عمودی) و رو به پایین (یا معلق) نصب و مستقر نمود.
در الگوی نوع دوم، آبفشانها به نحوی طراحی میشوند که آب تخلیه شده از آنها به شکل نیمه کروی در زیر سطح دفلکتور پاشیده میشود. به طوری که نشت آب در جهت بالا صورت نگرفته و سطح سقف مرطوب نمیگردد. این روش، الگوی افشان4 نامیده میشود.
نوع سوم که الگوی سقفی (فورانی) 5 نامیده میشود در نقاطی مورد استفاده قرار میگیرد که سقف، مسطح باشد و لولهکشی، بالای سقف انجام شده باشد. این الگو معمولا در سالن هتلها، رستورانها، دفاتر اداری، اتاقهای کنفرانس و در بخشی از فروشگاههای تجاری مورد استفاده قرار میگیرد.