کنترل حرارت و دود در آتریوم
فهرست مطالب
با راهکارهای کنترل حرارت و دود در آتریوم بیشتر آشنا شویم.
آتریوم چیست؟
مطابق مبحث سوم مقررات ملی ساختمان، آتریوم عبارت است از “یک گشودگی قائم و باز که دو یا چند طبقه را به یکدیگر مرتبط ساخته و در انتها بالای آن بسته است. این گشودگی به غیر از پلکان دور بسته، آسانسورها، چاه آسانسور، بالابرها، تأسیسات برقی مکانیکی یا سایر تجهیزات است. طبقاتی که در این تعریف به وسیله آتریوم به هم مرتبط می شوند شامل بالکن های موجود در تصرف تجمعی یا میان طبقه ای نیست.”
مفهوم آتریوم به دوران روم باستان بازمی گردد که سالن های ورودی هر خانه عموما دارای آتریوم بود. امروزه آتریوم ها در مراکز خرید (mallها)، ترمینال های فرودگاه و مراکز ورزشی متناوبا در حال افزایش هستند.
آتریوم ها به علت اثر نیروی شناوری حاصل از اختلاف چگالی در اثر گرما و انتقال حرارت همرفت و تشعشع، اهمیت ویژه ای می یابد به نحوی که چنانچه محاسبات دفع گرما و دود صحیحی صورت نگیرد می تواند موجب خفگی متصرفین و همچنین گسترش سریع حریق شود. بنابراین کنترل حرارت و دود در آتریوم امری مهم و حیاتی است.
اسپرینکلر یا شبکه بارنده خودکار چیست؟
اسپرینکلر یکی از سیستم های اطفای حریق خودکار می باشد. نحوه عملکرد این دستگاه به این صورت می باشد که سیستم آب پاش خودکار یا اسپرینکلر به گرما واکنش نشان می دهد و در صورتی که درجه حرارت اتاقی که اسپرینکلر در آن نصب شده است به 60 الی 70 درجه سانتی گراد برسد، آبپاش خودکار فعال شده و آتش را که عامل افزایش دمای اتاق می باشد خاموش کرده و از پیشروی آتش جلوگیری می نماید.
آیا لازم است برای کنترل حرارت و دود در آتریوم سیستم اسپرینکلر نصب شود؟
مطابق مبحث سوم مقررات ملی ساختمان، اگر ارتفاع آتریوم بیش از ۱7m باشد، برای کنترل حرارت و دود در آتریوم نیازی به شبکه بارنده خودکار یا اسپرینکلر نیست ولی کل ساختمان دارای آتریوم می بایست به این سامانه مجهز باشد. همچنین مطابق بند ۸.۱۵.۴.۴ از استاندارد NFPA13 ، برای بازشوهای بزرگ مثل آتریوم که کل فاصله افقی بین دو دیواره آن 6.1m) 20ft) یا بیش از آن و مساحت یا بیشتر باشد، نصب و اجرای سیستم اسپرینکلر اتوماتیک نیازی نیست.
دسته بندی های آتریوم
انواع آتریوم را از نظر ارتباط با طبقات می توان به چهار گروه زیر دسته بندی کرد:
آتریوم استریل تیوب
آتریوم بسته
آتریوم جزئی باز (Partial)
آتریوم کامل باز (Fully)
1-آتریوم استریل تیوب:
زمانی که فضای آتریوم توسط نمای خارجی مقاوم به حریق و دود از طبقات جدا شده باشد. این نوع آتریوم به طور عمومی کاربرد مناسبی جهت بازگردش محیط مورد تصرف ساختمان ندارد.
۲-آتریوم بسته:
این نوع آتریوم مانند آتریوم استریل تیوب است با تفاوت اینکه نمای که جداسازی بین طبقات و فضای آتریوم را انجام می دهد، مقاومتی نسبت به حریق نداشته باشد.
۳-آتریوم جزئی باز:
این آتریوم در برخی طبقات پایینی باز است در حالی که در طبقات فوقانی با نمای خارجی غیر مقاوم حریق مسدود می شود.
۴- آتریوم کاملا باز:
این آتریوم نسبت به تمام فضای مجاور خود (به غیر از رعایت جان پناه 110cm بدون پاخور و یا انباره) باز است.
آتریوم ها همچنین می توانند از نظر کاربری نیز به چهار کلاس زیر دسته بندی شوند:
کلاس A :کاربری اداری
کلاس B :مراکز خرید
کلاس C :تصرفات شامل آپارتمان ها، راهرو محل اقامت و هتل ها
کلاس D :تصرفات نیازمند پرستاری و مراقبت های پزشکی مانند بیمارستان ها
انواع روش کنترل حرارت و دود در آتریوم
1-روش پرکردن دود (Filling Smoke:)
یکی از روش های کنترل حرارت و دود در آتریوم این روش برای آتریوم هایی که حجم زیادی دارند می تواند استفاده شود که تخلیه دود ضروری نیست. این روش تنها زمانی استفاده می شود که طراح بتواند با محاسبات لایه دود، اثبات کند نیازی به تهویه و تخلیه دود نیست.
۲-روش پاک سازی دود (Clearance Smoke:)
این روش مقدار تخلیه موردنیاز جهت خروج حرارت و دود در آتریوم پس از اینکه حریق اطفا شد را شامل می شود.
۳-روش اگزاست برای کنترل حرارت و دود در آتریوم :
این روش از نیروی شناوری گازهای داغ محصولات حریق (دود) استفاده می کند (در اصل مکانیزم انتقال گرمای همرفت طبیعی).
۴-کنترل دما تخلیه آتریوم:
این روش زمانی استفاده می شود که ارتفاع لایه بالای کف، پارامتر بحرانی طراحی ما نیست. در این روش با کنترل دما از آسیب تجهیزات که می توانستند با گازهای داغ در تماس باشند جلوگیری می شود (مثال آتریوم از نوع استریل تیوب نباشد).
۵-اگزاست دود و حرارت از هر طبقه به صورت مجزا:
در این روش از پرده های دودبند خود آتریوم می توان استفاده کرد که حریق هر طبقه به طبقه دیگر سرایت نکرده و هر طبقه اگزاست دود را به صورت مجزا انجام دهد.
۶- فشار منفی در آتریوم:
در این روش زمانی که بازشوها بین طبقات و آتریوم کم باشد می توان از ایجاد فشار منفی داخل آتریوم استفاده کرد (مشابه روش سوم ولی با فن مکانیکی).
۷- روش ترکیبی:
ترکیبی از روش های فوق الذکر قبلی.
سیستم تخلیه اگزاست دود و حرارت (SHEVS)
در این روش گازهای منتشر شده حریق می بایست به حدی داغ باشند که بتوان از نیروی شناوری حاصل از همرفت طبیعی استفاده کرد (می تواند سیستم به صورت طبیعی یا مکانیکی باشد).
در این سیستم می بایست هوای ساپلای ورودی موردنیاز نیز وارد شود تا جایگزین هوای خارج شده از ساختمان شود. برخالف نظر عموم که هواساز باید صرفا خاموش شود، البته هواساز و مبحث سیستم های غیر اختصاصی کنترل دود NFPA92A و زون های کنترل دود مبحث مستقلی محسوب می شود.
عوامل مؤثر در عملکرد این سیستم:
دمای لایه دود
مساحت آزاد آیرودینامیک محیط برای حجم دود اگزاست خروجی از فن ها
اثر باد
هندسه، سایز و جانمایی بازشوهای هوای تازه
هندسه، سایز و جانمایی بازشوهای خروج دود
اجزای دود تولید شده
لایه دود:
بخشی از دود که به صورت لایه در سقف ایجاد شده و ارتفاع لایه زیرین آن تا کف، لایه تمیز را می سازد. مطابق بند ۸.۲.۵.۶ از استاندارد NFPA101 ،ارتفاع لایه تمیز می بایست 1.85m در بالاترین طبقه خروجی باشد که بازشوی دسترسی خروج به آتریوم برای بازه 1.5 برابر زمان محاسبه شده خروجی یا حداقل 20min باشد.
از طرفی در استاندارد انگلیسی حداقل ارتفاع لایه تمیز بستگی به نوع ساختمان دارد، به نحوی که برای ساختمان عمومی مثل مراکز خرید 3m ولی برای ساختمان غیرعمومی مثل اداره یا آپارتمان 2.5m حداقل ارتفاع لایه تمیز در نظر گرفته می شود که زمانی که دمای لایه دود 50 درجه سانتی گراد بالای دمای محیط پیش بینی شود، به مقادیر مذکور 0.5m اضافه می شود.
همچنین مرگان پیشنهاد کرده است که به علت مکانیزم انتقال گرمای تشعشع ساتع شده از گازهای محصولات حریق، دمای لایه دود نباید از 200 درجه سانتی گراد بیشتر شود.
استاندارد نیوزلند نیز حداقل ارتفاع لایه تمیز را حداقل 2m( فاصله از بالاترین طبقه ای که برای آتریوم بازشو داشته باشد) پیشنهاد می کند.
پولوم
پولوم قسمتی از دود را تشکیل می دهد که لایه دود را به محل محروقه وصل می کند (به شکل زیر توجه شود) پولوم ها را می توان به انواع مختلف زیر دسته بندی کرد:
پولوم متقارن محوری (حریق در مرکز آتریوم باشد)
پولوم دیواری
پولوم گوشه ای
پولوم اسپیل
پولوم پنجره ای
پولوم اسپیل:
این پولوم خود به سه نوع می تواند تقسیم شود:
آزاد (Free)
تک وجهی(Sided Single)
دو وجهی(Double Sided)
بالکونی
منابع
نویسنده: داریوش فرجی
مبحث سوم مقررات ملی ساختمان ویرایش 95
استاندارد NFPA13 ویرایش 20۱۶
کتاب دود در ساختمان، داریوش فرجی، انتشارات یزدا
کتاب دستیار مهندس حریق، محمدحسین دهقان و داریوش فرجی، انتشارات یزدا
مقاله کنترل دود در آتریوم از Harrison Roger
استاندارد NFPA92 ویرایش 20۱8
هندبوک مهندسی کنترل دود ویرایش 20۱2
استاندارد NFPA92B ویرایش 2009
محصول پیشنهادی:
