مدرسه تاسیسات آموزش تاسیسات مکانیکی و الکتریکی ساختمان
مقدمه:
توسعه روزافزون صنعت ساختمان و تنوع در بکارگيري انواع مواد و مصالح در ساخت و ساز علاوه بر اينکه منجر به دستيابي به افق هاي جديدي در سطح رفاه شده و در برآوردن خواست ها و سليقه هاي مختلف موفق بوده است، باعث بوجود آمدن مخاطرات خاصي نيز شده است که از آن جمله احتمال وقع انواع حريق در ساختمانهاست.
بکارگيري انواع روکش هاي پليمري در پوشش هاي مختلف، رنگ ها در سطوح داخلي، وسايل ساخته شده با مواد پلي اتيلن و حجم عظيمي از تجهيزات الکتريکي، منسوجات، مبلمان و … که همگي به نوعي مستعد مشتعل شدن و بوجود آوردن حريق در ساختمان ها هستند. با در نظر گرفتن اين موارد شايد اينک وقت آن باشد که با رويکردي جدي و دستورالعمل هايي اجرايي به سه موضوع کاهش احتمال حريق، اعلام حريق و اطفاء آن پرداخته شود.
وقوع حريق نيازمند وجود سه عامل سوخت يا مواد قابل اشتعال، درجه حرارت بالا و اكسيژن است که حذف هر يك از عوامل ذكر شده باعث خاموش شدن آتش خواهد شد. اين موضوع مبنا و اساس کليه سيستم هاي اطفاء حريق است به گونه اي که در طرح اين سيستم ها تلاش به حذف يک، دو و يا هر سه عامل است.
سه هدف اصلي از وضع مقررات ايمني ساختمان در برابر آتش بر اساس اهميت آنها عبارتند از:
- حفاظت از جان افراد
- حفاظت از اشياء و اموال
- تداوم بهره برداري از ساختمان و سيستم‌ها
گروه بندی انواع حریق
گروه حریق های نوع A
حريق‌هايي كه منشاء آنها مواد معمولي مانند چوب، كاغذ، پارچه، مواد پلاستيكي، زباله و غيره باشد. براي خاموش كردن اين نوع حريق‌ها معمولاً از آب استفاده مي‌گردد. از خاموش‌كننده‌هايي با پودرهاي شيميايي كه به سرعت شعله را سركوب نموده و از احتراق‌هاي بعدي جلوگيري مي‌كنند نيز مي‌توان استفاده نمود.
گروه حرق های نوع B
حريق‌هايي كه منشاء آنها مايعات قابل اشتعال مانند گازوئيل، مايعات بيهوشي، رنگ‌ها، تينر و… ، گازها، مواد چربي و روغن باشد. محدود كردن مقدار اكسيژن يا جلوگيري از ورود اكسيژن در زمان وقوع چنين حريق‌هايي از اهميت خاصي برخوردار است. جريان پيوسته آب باعث توسعة آتش مي‌گردد ولي اگر آب بصورت پاششي Spray و با فشار زياد استفاده شود مي‌تواند حريق را مهار كند. براي اطفاء اينگونه حريق‌ها معمولاً از پودرهاي شيميايي خشك، گازكربنيك، كف و هيدروكربن‌هاي آلي استفاده مي‌گردد.
گروه حریق های نوع C
حريق‌هايي هستند كه در وسايل و لوازم الكتريكي و الكترونيكي رخ مي‌دهد. استفاده از آب يا كف به علت هادي بودن آنها از نظر جريان الكتريسيته، مجاز نمي‌باشد. معمولاً اين نوع حريق از پودرهاي شيميايي، گازكربنيك و گازهايي چون هالوژن و خانواده آنها استفاده مي‌شود.
گروه حریق های نوع D
حريق‌هايي كه معمولاً در فلزات قابل احتراق رخ مي‌دهد.
تقسیم‌بندی ساختمانها بر اساس مقدار مخاطره (NFPA, 1983-13)
1- كاربري‌هاي كم مخاطره (Light hazard) : آنهايي هستند كه مقدار اشياء و لوازم قابل سوختن درون ساختمان و قابليت احتراق اين لوازم و اشياء كم است و انتظار برود نرخ حرارت آزاد شده نيز نسبتاً كم باشد از جمله:
كليساها، مؤسسات آموزشي، بيمارستان‌ها، ساختمانهاي مسكوني، كتابخانه‌ها، موزه‌ها، ادارات، تئاترها و آمفي‌تئاتر (بجز صحنه نمايش)، قسمت صرف غذا در رستوران‌ها، خانه‌هاي پرستاري و نقاهتگاه‌ها
2- كاربردهاي با مخاطرة معمولي (گروه 1) (Ordinary Hazard) : در اين كاربري‌ها مقدار لوازم و اشياء قابل سوختن درون ساختمان، متوسط ولي قابليت احتراق اين اشياء و لوازم كم مي‌باشد و انتظار مي‌رود نرخ حرارت آزاد شده نيز متوسط باشد. از جمله:
پاركينگ خودروها، نانوايي، كارخانجات توليدات لبني، كارخانجات صنايع الكترونيكي، كارخانجات نوشابه سازي، رختشويخانه‌ها، قسمت خدماتي رستوران‌ها، كارخانجات ساخت شيشه و محصولات شيشه‌اي، كارخانجات كنسروسازي
3- كاربري‌هاي با مخاطرة معمولي (گروه 2) (Ordinary Hazard) : كاربريهايي كه در آنها مقدار اشياء و لوازم قابل سوختن و قابليت احتراق اين اشياء و لوازم، و نرخ حرارت آزاد شده متوسط باشد. كاربري با مخاطرة معمولي (گروه2) شامل كاربريهايي است كه شرايط آنها شبيه يك كدام از موارد زير باشد:
فروشگاه ماشين‌آلات، كارگاه‌هاي فلزكاري، چاپخانه و انتشارات، كارخانجات نساجي، كارخانجات توليد توتون، مجتمع‌هاي توليد محصولات چوبي، كارخانجات توليد محصولات چرمي، كتابخانه‌ها (انبارهاي بزرگ كتاب)، تاسيسات شيميايي معمولي، محصولات قنادي، تجارتخانه‌ها، آسياب گندم و غلات، كارخانجات عصاره‌گيري و تقطيرسازي.
4- كاربري‌هاي با مخاطرة معمولي (گروه 3) (Ordinary Hazard) : كاربريهايي كه در آنها مقدار اشياء و لوازم قابل سوختن، قابليت احتراق اين اشياء و لوازم و نرخ حرارت آزاد شده زياد باشد. كاربري‌هاي با مخاطرة معمولي (گروه 3) شامل كاربريهايي است كه شرايط آنها مشابه يك كدام از موارد زير باشد:
آسياب‌هاي كاغذ و نيشكر، پاركينگ و تعميرگاه‌هاي خودرو، تاسيسات و فرآيندهاي كاغذسازي، چوب‌بري و صنايع چوب، كارخانجات لاستيك‌سازي، كارخانجات مواد غذايي، انبارها (داراي مواد با قابليت احتراق متوسط يا كم از قبيل: كاغذ، مبلمان، رنگ، انبار عمومي و غيره)
كاربري‌هاي پرمخاطره (Extra Hazard) : در اين كاربري‌ها مقدار و قابليت احتراق اشياء و لوازم بسيار زياد و مايعات قابل اشتعال هستند. گرد و غبار و الياف پارچه در هوا وجود دارد و احتمال توسعه سريع آتش و آزاد شدن مقدار زيادي حرارت وجود دارد.
گروه1: كاربريهايي كه در آن مقدار مايعات قابل اشتعال كم و يا اصلاً وجود ندارد از قبيل:
ريخته‌گري تحت فشار Die casting ، اكسترود فلزات Metal extruding ، چاپخانه‌ها ( با جوهرهايي كه نقطه تبخير آنها كمتر از 100 درجه فارنهايت است)، مناطقي كه در آن از سيالات هيدروليكي قابل احتراق استفاده مي‌شود، كارخانجات تخته سه‌لايي و نئوپان، كارخانة اره‌كشي Saw mill ، احياء، تركيب، خشك‌كردن، آسياب‌كردن، اتصال دادن لاستيك و كائوچو
گروه 2: كاربريهايي كه در آن مقدار مايعات قابل احتراق يا قابل اشتعال، متوسط يا قابل توجه باشد و يا مواردي كه محافظت از مواد قابل احتراق بسيار گران خواهد بود. از قبيل:
اشباع كردن آسفالت، پاشش مايعات قابل اشتعال، تميزكاري با حلال‌ها، رنگاميزي و جلادادن از طريق فروبردن شيئي، چوب‌بري و صنايع چوب، كارخانجات مواد غذايي
مزايا و معايب آب بعنوان وسيلة اطفاء حريق
- آب به آساني و با قيمت نسبتاً ارزان در دسترس قرار دارد.
- آب در آتش‌سوزي نفوذ مي‌كند و براي سلامتي انسان نيز زيان‌آور نيست.
- وقتي آب بر روي آتش پاشيده مي‌شود در هنگام تبخير مقدار 970 Btu/hr حرارت جذب مي‌كند و حجم آن 1700 برابر مي‌شود.
- افزايش حجم آب باعث دور شدن اكسيژن مورد نياز آتش مي‌شود.
- آب به اكثر لوازم و اشياء داخل ساختمان صدمه مي‌زند.
- جريان الكتريسيته را به سرعت هدايت مي‌كند.
- بسياري از مواد قابل اشتعال در عين حال كه بر روي آب شناور مي‌شوند همچنان در حال سوختن هستند.
- تبخير سريع آب و توليد بخار مي‌تواند به آتش‌نشانان آسيب برساند.
سيستم لوله‌هاي قائم Standpipe
مجموعه‌اي از لوله‌كشي، شيرآلات، شيلنگ و تجهيزات مربوط به آن كه در داخل يك ساختمان يا سازه نصب مي‌شوند تا با تخلية آب بصورت جريان پيوسته Stream يا پاشش Spray از نازل، بتواند حريق را به گونه‌اي اطفاء كند كه ساختمان، متعلقات ساختمان و افراد محافظت شوند. اين هدف از طريق اتصال يافتن به سيستم تغذيه آب يا پمپ‌ها و مخازن تامين مي‌گردد.
اگر سيستم لوله‌هاي قائم به طرز صحيح طراحي،نصب و نگهداري شود يكي از بهترين روش‌هاي اطفاء حريق حريق در ساختمانهاست. حتي در برخي از ساختمانهايي كه مجهز به سيستم‌هاي خودكار آبپاش Sprinkler هستند نيز شايد لازم باشد از سيستم لوله‌هاي قائم به عنوان مكمل استفاده مي‌شود.
سيستم لوله‌هاي قائم يك روش مورد اعتماد براي كنترل مؤثر آتش در كوتاهترين زمان ممكن است بخصوص در مكان‌هايي چون طبقات فوقاني ساختمانهاي بلند، قسمت‌هايي با مساحت زياد، ساختمانهاي كم ارتفاع و ساختمانهايي كه اندازه و مشخصه‌هاي آنها به گونه‌اي است كه محدوديت‌هايي در زميه استفاده از شبكه‌هاي اطفاء حريق موجود در بيرون ساختمان وجود دارد.
گروه‌بندي سرويس Class of services
كاربرد لوله‌هاي قائم در اطفاء حريق را مي‌توان به سه گروه اصلي تقسيم كرد:
گروه 1) براي استفاده توسط پرسنل آتش‌نشاني و يا افرادي كه براي كاركردن با جريان‌هاي شديد آب آموزش ديده‌اند (شيلنگ با قطر 2.5in )
گروه 2) براي استفادة اوليه توسط ساكنين ساختمان تا رسيدن پرسنل آتش‌نشاني. (شيلنگ با قطر 1.5in) در برخي از مناطق كم مخاطره Light Hazard در گروه 2 مي‌توان از شيلنگ‌هاي كوچكتر از 1.5in نيز استفاده كرد. مشروط بر آنكه توسط مؤسسات داراي صلاحيت تائيد شده باشد
گروه 3) براي استفاده توسط پرسنل آتش‌نشاني و آنهايي كه براي جريان‌هاي شديد آب آموزش ديده‌اند (شيلنگ با قطر 2.5in) و يا براي استفاده توسط ساكنين ساختمان (شيلنگ با قطر 1.5in)
انواع سيستم‌هاي لولة قائم
سيستم‌هاي لوله قائم مي‌توانند يك كدام از انواع زير باشند مشروط بر اينكه مورد تائيد مؤسسات صلاحيت‌دار قرار بگيرند:
- سيستم تر (Wet stand pipe) كه شير تغذية آن در تمام زمان‌ها باز است و فشار آب در آن وجود دارد.
- سيستم خشك (Dry stand pipe) كه در آنها همزمان با بازكردن شير شيلنگ، آب بطور خودكار به درون سيستم وارد مي‌شود.
- سيستم خشك (Dry stand pipe) كه با فرمان دستي توسط وسايل كنترلي‌اي كه در محل نصب هر يك از جعبه‌هاي آتش‌نشاني نصب مي‌شود، مي‌توان آب را به درون سيستم وارد كرد.
- سيستم خشك (Dry stand pipe) كه در آنها آب بطور دائم تغذيه نمي‌شود. در اين سيستم‌ها توسط يك لولة آتش‌نشاني كوچك، لولة آتش‌نشاني اصلي پر از آب نگهداشته مي‌شود. اين سيستم‌ها از نظر تامين آب مورد نياز براي اطفاء حريق، همانند سيستم خشك هستند.
اندازه و آرايش لوله‌هاي قائم آتش‌نشاني
لوله‌هاي قائم و لوله‌كشي‌هاي تغذيه آب بايد به نحوي طراحي شوند كه آب مورد نياز را با فشار باقيمانده (Residual Pressure) حداقل 65psi یا 4.5bar در بالاترين خروجي تامين كند.
- در سيستم لوله‌هاي قائم براي گروه 1 و 3 بايد اندازة هر لولة قائم بر مبناي گذر جريان حداقل 500 gpm تعيين شود. در مواردي كه فقط يك لولة قائم مورد نياز باشد بايد قطر لوله‌كشي تغذيه آن نيز بر مبناي گذر جريان حداقل 500 gpm تعيين گردد. اگر بيش از يك لولة قائم مورد نياز است، بايد تمام قسمتهاي لوله‌كشي تغذيه مشترك بر اساس گذر جريان حداقل 500 gpm به ازاي لولة قائم اول، بعلاوه 250 gpm به ازاي هر كدام از ساير لوله‌هاي قائم بعدي محاسبه شود و مقدار كل گذر جريان نيز نبايد از 2500 gpm تجاوز كند. قطر لوله‌هاي قائمي كه ارتفاع آنها بيش از 100 ft نيست بايد حداقل 4 اينچ باشد. قطر لوله‌هاي قائم با ارتفاع بيش از 100 ft بايد حداقل 6 اينچ باشد و براي 100 ft انتهايي مي‌توان آن را 4 اينچ در نظر گرفت.
- در سيستم لوله‌هاي قائم گروه 2 بايد قطر هر لولة قائم بر اساس گذر جريان حداقل 100 gpm تعيين شود. وقتي ضرورت دارد از يك يا چند لولة قائم استفاده كنيد، بايد قطر تمام قسمتهاي خطوط مشترك را بر مبناي گذر جريان حداقل 100 gpm تعيين كنيد. لوله‌هاي قائمي كه ارتفاع آنها از 50 ft بيشتر نباشد، بايد حداقل 2 اينچ باشند. براي لوله‌هاي قائم با ارتفاع بيشتر از 50 ft قطر لولة قائم حداقل 2.5 اينچ در نظر بگيريد. ارتفاع لولة قائم نبايد از 275 ft بيشتر باشد و براي ساختمانهاي با ارتفاع بيش از 275 ft بايد طبقات ساختمان را به منطقه‌هاي مختلف Zone تقسيم كرد.
- قطر رايزهاي اصلي در سيستم مركب (متشكل از رايزر و آبپاش) بايد حداقل 6 اينچ باشد. هر كدام از منطقه‌هاي سيستم‌هاي چند منطقه‌اي بايد پمپ مخصوص به خود را داشته باشد. ولي اين موضوع باعث نمي‌گردد استفاده از پمپ‌هاي سري منتفي گردد. وقتي پمپ‌هاي تغذيه كنندة دو يا چند منطقه در يك ارتفاع نصب مي‌شوند، هر منطقه بايد لوله‌كشي تغذية مختص به خود را داشته باشد و قطر اين لوله نبايد كوچكتر از رايزر تحت تغذيه آن باشد. منطقه‌هايي كه دو يا چند لولة قائم دارند بايد حداقل دو خط تغذية مستقيم داشته باشند و قطر اين خطوط نبايد از بزرگترين رايزر تحت پوشش آنها كوچكتر باشد.
تعداد و محل‌هاي نصب لوله‌هاي قائم
تعداد جعبه‌هاي آتش‌نشاني براي گروه‌هاي 1، 2 و 3 در هر ساختمان و يا هر قسمت از ساختمان كه توسط ديوارهاي ضد آتش Fire wall جدا شده‌اند بايد چنان باشد كه تمام بخش‌هاي هر طبقة ساختمان از يك نازل كه داراي شيلنگي به طول حداكثر 100 ft است، بيشتر از 30ft فاصله نداشته باشند.
لوله‌هاي قائم بايد در محدودة پله‌هايي كه در برابر آتش مقاوم بوده و از جنس قابل سوختن نباشند، نصب شوند.
در ساختمانهايي كه مساحت فضاهاي آن زياد است و نصب لولة قائم در محدودة پله‌ها نمي‌تواند توزيع مناسبي را ايجاد كند، بايد يك لولة قائم اضافي در درون شافت‌هاي عبور لوله‌ها در داخل ساختمان و يا در محل مناسب ديگري پيش‌بيني كرد.
لوله‌هاي آتش‌نشاني خشك را نبايد در ديوارهاي ساختمان، مدفون و يا در درون ستون‌ها جا داد.
شير جعبه آتش‌نشاني بايد به راحتي توسط شخصي كه بر روي كف ايستاده است قابل دسترسي باشد و در هيچ موردي نبايد بيشتر از 6 ft از كف فاصله داشته باشد.
نویسنده: مسعود خانی بختیاری
منابع:
- تاسيسات ساختمان، انتشارات نما- مهندس محمد حسين کاشاني حصار- 1379
- محاسبات تاسيسات ساختمان، انتشارات روز بهان- مهندس سيد مجتبي طباطبايي – 1384
- نشريه شماره 112، دستورالعمل اجرايي محافظت ساختمانها در برابر آتش سوزي، سازمان مديريت و برنامه ريزي کشور- معاونت امور فني
- سایت های اينترنتی
جهت آشنایی بیشتر منابع زیر را مطالعه فرمایید:
- مقررات ملي ساختمان، مبحث سوم: حفاظت ساختمانها در مقابل حريق، دفتر تدوين و ترويج مقررات ملي ساختمان – 1380
- استاندارد NFPA 14