آشنایی با انواع سیستم اطفای حریق آبی یا انواع اسپرینکلر ها

سیستم اطفای حریق اسپری آب

به لحاظ عملیاتی، سیستم های «اسپری آب» درست مانند سیستم های دیلوج (سیلابی) هستند، اما در این سیستم ها، لوله کشی و الگوهای اسپری نازل تخلیه به نحوی طراحی شده اند که از چیزی با مشخصات منحصر به فرد (که معمولاً اجزاء یا تجهیزات سه بعدی هستند)، محافظت به عمل آورند (درست نقطه ی مقابل سیستم سیلابی که برای پوشش محدودهی کف یک اتاق طراحی شده است.) نازل های مورد استفاده در این سیستم ها، اسپرینکلرهای اطفاء حریق نیستند و معمولاً طوری انتخاب می شود که برای انطباق با شکل سه بعدی جسم مورد نظر، یک الگوی پاشش خاص ایجاد کنند (مثلاً الگوهای پاشش متعارف عبارتند از بیضوی، مخروطی، کاملاً دایرهای، و جت باریک.) به عنوان نمونهVهایی از اجسام حفاظت شده توسط اسپری آب میتوان به اطفای حریق یاتاقانVهای توربوژنراتورها یا اطفای حریق ترانسفورماتورهای برق اشاره کرد که حاوی روغن خنک کاری هستند. از سیستم های اسپری آب میتوان به شکل بیرونی روی سطح مخازن حاوی سیالات یا گازهای اشتعالپذیر (مانند هیدروژن) نیز استفاده کرد. در این حالت هدف از اسپری آب، خنک کاری مخزن و محتویات آن برای پیشگیری از انفجار مخزن ( BLEVE)گسترش حریق است

سیستم های مه آب یا واترمیست (Water Mist ) از سیستم های مه آب برای کاربریهای خاصی استفاده  می شود که در آنها هدف اصلی عبارتست از ایجاد یک بخار جاذب حرارت. از این نوع سیستم عموماً در جاهایی استفاده می شود که نگرانی از آسیب ناشی از آب وجود دارد، یا جاهایی که با محدودیت منابع آبی روبرو هستیم.

استاندارد NFPA 750 مه آب (واترمیست) را در قالب یک اسپری آب تعریف کرده که اندازه ی قطرات آن «در حداقل فشار کاری نازل تخلیه، کمتر از 1000میکرون» است. اندازه ی قطره ی آب را می توان با تنظیم فشار تخلیه از نازلی با اندازه ی روزنه ی ثابت، کنترل کرد. با ایجاد مه می توان از حجم یکسانی از آب، سطح تماس با حریق بزرگتری بدست آورد. بزرگتر بودن سطح تماس با حریق موجب تسهیل در انتقال حرارت شده و سرعت تبدیل قطرات آب به بخار را افزایش می دهد.
مه آب با جذب حرارت بیشتر در واحد زمان نسبت به آب، به دلیل سطح تماس وسیع تر با حریق، اثربخشی بیشتری در خنک سازی اتاق داشته و در نتیجه از دمای شعله می کاهد.

نحوه عملکرد سیستم اطفای حریق اسپری آب

سیستم های واترمیست (مه آب) می توانند مانند سیستم های سیلابی (دیلیوج)، لوله تَر، لوله خشک یا پیشعمل، مورد استفاده قرار بگیرند. تفاوت در آن است که سیستم مه آب از یک گاز متراکم به عنوان واسطی برای پودری سازی استفاده می کند، پودری که در ادامه از طریق لوله ی اسپرینکلر اسپری می شود. در برخی از سیستم ها به جای گاز متراکم از پمپ های فشار قوی برای افزایش فشار آب تا حدی استفاده می شود که در هنگام خروج از نازل اسپرینکلر، پودر می شود. از این سیستم ها میتوان با استفاده از روش کاربرد موضعی یا روش سیلاب زنی کامل استفاده کرد، درست مانند سیستم های حفاظت در برابر حریق گازهای پاک.

طراحی انواع اسپرینکلر ها

تصوری که در ادامه مشاهده می کنید  از استانداردهای ایمنی حریق نیوزیلند برداشته شده است، نشان دهنده ی رنگ حباب و دمای کاری مربوط به انواع اسپرینکلر ها می باشد.

سیستم های اسپرینکلر با هدف کنترل یا سرکوب حریق طراحی می شوند.

اسپرینکلرهای کنترلی برای کنترل نرخ آزاد شدن حرارت حریق برای ممانعت از فروریختن سازه ی ساختمان، طراحی می شوند و مواد سوختنی پیرامون حریق را پیشاپیش تَر می کنند تا از گسترش آتش سوزی جلوگیری شود. در این حالت، حریق تا تمام شدن همه ی مواد سوختنی مشتعل شده یا اطفاء فعالانه ی حریق از سوی آتشنشانان، خاموش نمی شود.

اسپرینکلرهای سرکوبگر (که پیش از این تحت عنوان اسپرینکلرهای سرکوب اولیه ی واکنش سریع (ESFR )نام برده شد) به دنبال کاهش ناگهانی نرخ آزاد شدن حرارت در اثر حریق و در ادامه، اطفاء فوری حریق پیش از مداخلهی دستی هستند. 

بیشتر سیستم های اسپرینکلر امروزی با رویکردی مبتنی بر مساحت و تراکم طراحی شده اند. در ابتدا کاربری و محتویات ساختمان بررسی می شوند تا سطح خطر حریق مشخص شود.

معمولاً ساختمان ها در قالب کم خطر، خطر معمولی گروه1،خطر معمولی گروه 2، پرخطر گروه 1 و پرخطر گروه 2 تقسیم بندی می شوند. بعد از تعیین طبقه بندی خطر میتوان با استفاده از جداول مرجع مندرج در استانداردهای انجمن ملی حفاظت در برابر حریق (NFPA ) به یک مساحت و تراکم طراحی رسید. مساحت طراحی، مساحت محدوده های فرضی از ساختمان است که در بدترین حالت آتش سوزی دچار سوختگی خواهد شد. تراکم طراحی هم معیاری از میزان آب لازم بر فوت مربع از مساحت طبقه است که باید بر مساحت طراحی اعمال گردد.

در ادامه ویدئویی از نحوه عملکرد و معرفی انواع اسپرینکلر ها مشاهده نمایید:

به عنوان مثال، در یک ساختمان اداری که در دسته ی سازه های کم خطر طبقه بندی شده است، مساحت طراحی متعارف برابر با 1،500 فوت مربع ( 140متر مربع) و تراکم طراحی برابر با 0/1 گالن بر دقیقه ( 6/3 × 10-6 متر مکعب بر دقیقه) بر هر فوت مربع ( 0/093متر مربع) یا حداقل 150 گالن بر دقیقه ( 0/0095 متر مکعب بر دقیقه) بر مساحت طراحی 1،500 فوت مربعی ( 140متر مربعی) است. به عنوان مثالی دیگر می توان به یک تأسیسات تولیدی اشاره کرد که در قالب خطر معمولی گروه 2 طبقه بندی شده که در این گروه، مساحت طراحی متعارف برابر با 1،500 فوت مربع ( 140متر مربع) و تراکم طراحی برابر با 0/2 گالن بر دقیقه (1/3 × 10-5 متر مکعب بر دقیقه) بر هر فوت مربع ( 0/093متر مربع) یا حداقل 300 گالن بر دقیقه (0/019 متر مکعب بر دقیقه) بر مساحت طراحی 1،500 فوت مربعی ( 140متر مربعی) است.

پس از تعیین مساحت و تراکم طراحی، محاسباتی صورت می گیرد تا ثابت شود که سیستم مورد نظر قادر به رساندن میزان آب لازم به محدوده مورد نیاز هست. در این محاسبات، همه ی افت یا افزایش فشارهای اتفاق افتاده بین منبع آب و اسپرینکلرهایی که در محدوده ی طراحی عمل می کنند، منظور می شوند. این موارد در بر گیرنده ی افت فشار ناشی از اصطکاک درون لوله کشی ها و افت یا افزایش فشار ناشی از تفاضل ارتفاع بین منبع و اسپرینکلرهای تخلیه نیز می شوند. در برخی موارد، فشار لنگری حاصل از سرعت آب درون لوله کشی هم در محاسبات وارد می شود. معمولاً این محاسبات با استفاده از نرم افزارهای کامپیوتری انجام می شوند، اما تا پیش از توسعه ی سیستم های کامپیوتری، این محاسباتِ گاهاً پیچیده با دست انجام می شدند. مهارت انجام محاسبات مربوط به سیستم های اسپرینکلر با دست هنوز هم
جزو الزامات آموزش های اسپرینکلری به شمار می رود که به دنبال اخذ گواهینامه ی سطح حرفه ای از سازمان های تأیید صلاحیت مهندسی مانند موسسه ی ملی تأیید صلاحیت در فناوری های مهندسی (NICET)هستند.

با کاهش هزینه ی سیستم های انواع اسپرینکلر و مشهودتر شدن مزایای این سیستم ها، استفاده از آنها در سازه های مسکونی رواج بیشتری می یابد.

معمولاً سیستم های اسپرینکلری مسکونی در دسته ی مسکونی و جدا از طبقه بندی های تجاری فوق الإشاره قرار می گیرند. سیستم های اسپرینکلری تجاری برای حفاظت از سازه و ساکنین آن در برابر آتش طراحی می شوند. بیشتر سیستم های اسپرینکلری مسکونی به نحوی طراحی شده اند که آتش را تا حدی سرکوب کنند تا امکان خروج ایمن ساکنین ساختمان فراهم شود. اگرچه این سیستم ها در اغلب موارد از سازه در برابر بروز خسارات جدی محافظت می کنند، اما این به عنوان هدف ثانویه ی آنها به شمار می رود. در سازه های مسکونی معمولاً از نصب انواع اسپرینکلر در کمدها، سرویس های بهداشتی، بالکن ها، باغچه ها و اطاقک های زیرشیروانی خودداری می شود، زیرا بروز آتش سوزی در این مکانها معمولاً اثری بر مسیر خروج ساکنین ساختمان ندارد. در صورتی که خسارت ناشی از آب یا حجم آب جزو نگرانی های عمده باشد، می توان به جای آب از روشی موسوم به سرکوب حریق با مه آب استفاده کرد. این فناوری که به مدت 50سال است که در دست توسعه قرار دارد، به استفاده ی عمومی نرسید، ولی استفاده از آن در کشتی ها و برخی کاربردهای مسکونی معدود، پذیرفته شده تلقی می شود. سیستم های سرکوب با مه (سیستم های اطفاء حریق واترمیست)، با استفاده از حرارت حریق برای «تبدیل آنی» ابری از مه آب به بخار کار میکنند. در ادامه این کار موجب خفه شدن آتش میشود. از این رو، استفاده از سیستمهای واترمیست در مواردی با بیشترین اثربخشی همراه است که احتمال وجود آتش سوزی داغ و آزادسوز وجود داشته باشد. در صورت نبود حرارت کافی (مانند آتش سوزی های عمیقی مثل حریق در ذخایر کاغذ)، هیچ بخاری تولید نشده و سیستم مه قادر به اطفاء حریق نخواهد بود. برخی آزمایشات نشان داده اند که حجم آب مورد نیاز برای اطفاء حریق با استفاده از چنین سیستمی بسیار کمتر از حجم آب مورد نیاز برای اطفاء همان حریق با استفاده از سیستم اسپرینکلر متعارف است.

برای مطالعه بخش اول مقاله «انواع سیستم اطفای حریق آبی ( انواع اسپرینکلر )» کلیک نمایید.

محصولات پیشنهادی:

انواع اسپرینکلر