نحوه طراحی سیستــم اطفا حریق
در طراحی سیستم‌های اطفا حریق، باید ضوابط تعیین‌شده توسط انجمن ملی حفاظت از آتش (NFPA)، آیین‌نامه بین‌المللی ساختمان (IBC)، مقررات ملی ساختمان و استانداردهای ملی رعایت شوند. طراحی سیستم اطفا حریق به واقع مانند یک هنر است. گروه تولیدی و صنعتی تدبیر با بهره‌گیری از دانش روز دنیا و با کمک طراحان، مهندسان و متخصصان این حوزه، تلاش می‌کند تا اطمینان حاصل شود که طراحی سیستم اطفا حریق شما مطابق با الزامات معماری، قوانین مربوطه و نیازهایتان انجام شود. برای طراحی سیستم‌های اطفا حریق، باید اهداف اصلی اجرای چنین سیستمی را به یاد داشته باشید که عبارتند از محافظت از جان افراد، کاهش زمان ریکاوری و حفاظت از اموال.
مطابقت با قوانین باید نخستین هدف در طراحی سیستم‌های اطفا حریق باشد، زیرا حداقل الزامات قانونی وجود دارد که باید رعایت شود. متخصصان تدبیر اطمینان حاصل می‌کنند که سیستم اطفا حریق شما با تمام قوانین و استانداردهای لازم مطابقت داشته باشد. ما در تدبیر بالاتر از انطباق با قوانین حرکت می‌کنیم تا سیستمی را بر اساس لی اوت و کاربری ساختمان و نیازهای منحصربه‌فردتان طراحی کنیم.
در وهله بعدی برای طراحی سیستم اطفا حریق، بایستی راجع به نوع سیستم با توجه به فاکتورهایی مانند نوع ساختمان، ارتفاع ساختمان، نوع خطرات محیط و... تصمیم‌گیری کنیم. در اینجا، از انواع مختلف سیستم‌های اطفا حریق مانند اسپرینکلر استفاده می‌شود. سیستم‌های اسپرینکلر رایج‌ترین ابزار اطفا حریق هستند. اسپرینکلرها برای مهار آتش تا زمانی که بتوان آن را خاموش کرد، کاربرد دارند و بخش مهمی از طراحی سیستم سرکوب حریق به شمار می‌روند. در فضاهایی که استفاده از آب به عنوان ماده خاموش‌کننده گزینه مناسبی نیست، از انواع دیگر سیستم اطفا حریق مانند سیستم آیروسل و fm-200 استفاده می‌کنند.
طراحی سیستم اطفا حریق اسپرینکلر
هنگامی که صحبت از طراحی سیستم اطفا حریق اسپرینکلر می‌شود، مطابقت سیستم‌های اسپرینکلر با قوانین برای ایمنی ساختمان و ساکنان آن حیاتی است. راه‌های مختلفی برای بهینه‌سازی سیستم اسپرینکلر آتش نشانی وجود دارد تا در زمان و هزینه‌ها صرفه‌جویی شود و در عین حال، ایمنی ساختمان افزایش پیدا کند.
شناسایی و ارزیابی میزان آب و فشار مورد نیاز
وضعیت منبع تأمین آب مانند محل مخازن آب به تعیین دبی مورد نیاز و همچنین، تعیین مسیرهای بهینه لوله‌گذاری و فشار مورد نیاز کمک می‌کند. انجام محاسبات هیدرولیک به صورت دقیق و به علاوه، اجرای تست جریان برای تعیین میزان جریان مورد نیاز از جمله اقداماتی هستند که باید انجام شوند.
شناسایی سطح خطرات و پوشش مورد نیاز
سطح خطرات احتمالی که محیط مد نظر را تهدید می‌کنند و سطح پوشش مورد نیاز باید شناسایی شوند. قطعاً خطرات آتش‌سوزی در محیطی مانند بیمارستان با یک انبار ذخیره‌سازی مواد شیمیایی یکسان نیستند. بسیاری از آتش‌سوزی‌ها پس از تخلیه تنها یک هِد اسپرینکلر با موفقیت خاموش می‌شوند، در حالی که در موارد دیگر ممکن است با به‌کارگیری سیستم سیلابی نیازمند فعال شدن تمام آبپاش‌ها باشیم.
تعیین نوع سیستم اسپرینکلر مورد نیاز در ساختمان
سیستم اسپرینکلری که برای مثلاً مدرسه مناسب در نظر گرفته می‌شود، لزوماً برای سرای سالمندان کارآمد نخواهد بود. طراحان و مهندسان تدبیر گرد هم می‌آیند تا دقیقاً مشخص کنند که چه نوع سیستم اسپرینکلر برای نیازهای شما مناسب است. این امر همچنین در تعیین محل قرارگیری هِدهای اسپرینکلر در طول فرآیند طراحی نقش دارد.
چیدمان هِدهای اسپرینکلر و انتخاب تجهیزات مناسب
هنگام طراحی چیدمان هِدهای اسپرینکلر، محل لوله‌گذاری و اندازه و جنس آن‌ها را تعیین می‌کنند. انتخاب تجهیزات مناسب بر محاسبات هیدرولیک، هزینه‌ها، مقاومت در برابر خوردگی و موارد دیگر تأثیر می‌گذارد. به علاوه، انتخاب جنس و اندازه لوله مناسب به کاهش اصطکاک و افت فشار کمک می‌کند.
طراحی سیستم اطفا حریق آبی
بر اساس چیدمان لوله‌ها، برای طراحی سیستم اطفا حریق آبی از سه روش استفاده می‌کنند که عبارتند از:
- روش حلقه‌ای
- روش درختی
- روش شبکه‌ای
روش حلقه ای
در روش حلقه‌ای طراحی سیستم اطفا حریق آبی، یک لوله اصلی وجود دارد. سایر لوله‌های به‌کاررفته در سیستم از این لوله اصلی منشعب می‌شوند. با وجود این، همانطور که از نام آن برمی‌آید، لوله اصلی به نقطه شروع خود بازمی‌گردد و در واقع، یک حلقه را در مرکز تشکیل می‌دهد.
روش درختی
در پیکربندی به روش درختی، یک لوله اصلی وجود دارد که به لوله‌های کوچکتر منشعب می‌شود، درست مانند درختی که دارای یک تنه اصلی است و شاخه‌ها به واسطه آن رشد می‌کنند. این لوله‌های منشعب، آب را برای هر کدام از آبپاش‌ها و سایر عناصر حفاظت در مقابل آتش تأمین می‌کنند.
روش شبکه‌ای
در روش شبکه‌ای، دو خط لوله اصلی وجود دارد که به موازات یکدیگر قرار گرفته‌اند و توسط بخش‌های لوله‌کشی کوچکتر به یکدیگر وصل می‌شوند. بیش از یک مسیر منتهی به هر آبپاش در پیکربندی شبکه‌ای وجود دارد که باعث افزایش فشار و کاهش اصطکاک می‌شود.
استفاده از جداول آماده در طراحی سیستم اطفا حریق اسپرینکلر
از دو روش اصلی برای طراحی سیستم اطفا حریق اسپرینکلر استفاده می‌کنند، از جمله:
- جداول آماده
- محاسبات هیدرولیک
در روش اول، برای تعیین تعداد اسپرینکلرها و سایز لوله‌ها، ضوابط مربوط به طراحی سیستم اطفا حریق و سطح خطر دو فاکتوری هستند که در نظر گرفته می‌شوند. در ادامه، می‌توانید جداول آماده مورد استفاده برای طراحی سیستم اطفا حریق اسپرینکلر بر اساس جنس لوله و سطح خطر را ملاحظه کنید.
طراحی سیستم اطفا حریق اسپرینکلر در محیط کم خطر
| سایز لوله (اینچ) | حداکثر تعداد اسپرینکلر (لوله مسی) | حداکثر تعداد اسپرینکلر (لوله فولادی) |
|---|---|---|
| ۱ | ۲ | ۲ |
| ۱/۴ - ۱ | ۳ | ۳ |
| ۱/۲ - ۱ | ۵ | ۵ |
| ۲ | ۱۰ | ۱۲ |
| ۱/۲ - ۲ | ۳۰ | ۴۰ |
| ۳ | ۶۰ | ۶۵ |
| ۴ | ۱۰۰ | ۱۱۵ |
طراحی سیستم اطفا حریق اسپرینکلر در محیط پر خطر
| سایز لوله (اینچ) | حداکثر تعداد اسپرینکلر (لوله مسی) | حداکثر تعداد اسپرینکلر (لوله فولادی) |
|---|---|---|
| ۱ | ۲ | ۲ |
| ۱/۴ - ۱ | ۳ | ۳ |
| ۱/۲ - ۱ | ۵ | ۵ |
| ۲ | ۱۰ | ۱۲ |
| ۱/۲ - ۲ | ۳۰ | ۴۰ |
| ۳ | ۶۰ | ۶۵ |
| ۴ | ۱۰۰ | ۱۱۵ |
| ۵ | ۱۶۰ | ۱۸۰ |
| ۶ | ۲۷۵ | ۳۰۰ |
استفاده از محاسبات هیدرولیک در طراحی سیستم اطفا حریق اسپرینکلر
همانطور که اشاره کردیم، استفاده از محاسبات هیدرولیک روش دیگری برای طراحی سیستم‌های اطفا حریق اسپرینکلر است. برای به‌کارگیری این روش، لازم است که فاکتورهایی مانند مساحت فضا، فشار آب، سایز لوله، دبی مورد نیاز و میزان افت آب را مد نظر قرار دهیم. به طور کلی، استفاده از محاسبات هیدرولیک در طراحی سیستم‌های اسپرینکلر شامل مراحل زیر است:
- تعیین طول لوله، قطر داخلی لوله، جنس لوله، نوع هِد اسپرینکلر، سطح پوشش هِد اسپرینکلر و تراکم طراحی
- محاسبه حداقل دبی مورد نیاز
- تعیین فشار مورد نیاز
- محاسبه افت فشار در لوله‌ها
طراحی هیدرولیکی سیستم اطفا حریق اتوماتیک اسپرینکلر
روش طراحی هیدرولیک به طراح آزادی بیشتری می‌دهد. در این روش، معیارهای طراحی بر اساس درجه خطر انتخاب می‌شوند. هنگام به‌کارگیری طراحی هیدرولیکی، مهم است که تغییرات احتمالی در نرخ اشغال در نظر گرفته شوند تا بتوان بیشترین ضریب حفاظتی را برای کاربری مورد نظر تأمین کرد. معمولاً بهبود دادن هر چه بیشتر سیستم‌هایی که با استفاده از روش هیدرولیکی طراحی می‌شوند، دشوار است. این بدان خاطر است که اندازه لوله‌ها بر اساس کاهش فشار انتخاب می‌شوند تا بتوان از منبع آب در دسترس به بهینه‌ترین شکل استفاده کرد.
محدودیت‌های مربوط به طراحی هیدرولیکی سیستم‌های اسپرینکلر در استاندارد NFPA 13 آورده شده‌اند. بر اساس این استاندارد، حداقل اندازه لوله مجاز برابر یک اینچ (۲۵ میلی‌متر) است. به علاوه، سال‌هاست که لوله‌کشی به روش درختی توسط استاندارد NFPA 13 مجاز تلقی می‌شود. امروزه، استفاده از جداول آماده برای طراحی سیستم اسپرینکلر محدود شده است. در حال حاضر، اکثر سیستم‌های اسپرینکلر، به دلیل کاهش هزینه کلی سیستم، به صورت هیدرولیکی طراحی می‌شوند. استفاده از روش طراحی هیدرولیکی سه مزیت مهم را در پی دارد که عبارتند از:
- کاهش هزینه طراحی
- کاهش هزینه مواد
- کاهش هزینه نصب
مراحل طراحی هیدرولیکی سیستم اسپرینکلر
- شناسایی سطح خطرات در محیط
- تعیین مساحت ساختمان
- تعیین دبی مورد نیاز هر اسپرینکلر
- تعیین نوع سیستم لوله‌کشی
- محاسبه تعداد اسپرینکلرهایی که در هنگام حریق باید فعال شوند
- محاسبه فاصله دورترین اسپرینکلر تا منبع آب
- انتخاب پمپ مناسب
طراحی سیستم اطفا حریق fm-200
در فهرست استانداردهای NFPA، کد استاندارد NFPA 2001 به طراحی سیستم‌های اطفا حریق گازی از جمله سیستم اطفا حریق fm-200 اختصاص داده شده است. بر اساس این استاندارد، برای طراحی و نصب سیستم اطفا حریق fm-200، توصیه می‌شود که از یک شرکت واجد شرایط کمک بگیرید. به طور کلی، طراحی سیستم اطفا حریق fm-200 بایستی مطابق با الزامات مندرج در استانداردهای NFPA 2001، NFPA 72 و دستورالعمل‌های سازنده تجهیزات انجام شود.
طراحی سیستم‌های اطفا حریق گاز fm-200 با شناسایی نوع خطری که قرار است از فضای مورد نظر در برابر آن محافظت کنیم، دمای محیط و ارتفاع اتاق شروع می‌شود. پس از تعیین کلاس خطر آتش‌سوزی، می‌توان نحوه طراحی را با توجه به دمای محیط و ارتفاع محیط از سطح دریا تعیین کرد. به طور کلی، طراحی سیستم‌های اطفا حریق گازی بر پایه مکانیک سیالات و با استفاده از نرم‌افزار VDS انجام می‌شود.
طراحی سیستم اطفا حریق آیروسل
در طراحی سیستم اطفا حریق آیروسل، به نکات مهمی مانند کاربرد، نوع خطرات آتش‌سوزی، دستورالعمل‌های سازنده، تعیین زمان تخلیه و... باید توجه داشته باشیم. به علاوه، میزان تراکم ذرات آیروسل در اطراف شعله نکته مهم دیگری است که در طراحی سیستم‌های آیروسل باید مورد توجه قرار بگیرد. هرچه تراکم ذرات آیروسل بیشتر باشد و سریع‌تر شعله‌های آتش را پوشش دهند، عملیات اطفای حریق با سرعت بالاتری انجام خواهد گرفت.
به طور کلی، نکات زیر را بایستی در طراحی سیستم اطفا حریق آیروسل در نظر بگیریم :
- تعیین خطرات آتش‌سوزی
- تعیین فضای حفاظت‌شده
- تعیین روش فعال‌سازی سیستم
- تعیین زمان تخلیه مواد آیروسل
- مطابقت با الزامات قانونی و نظارتی
- تعیین اندازه ژنراتورهای آیروسل
- فاصله‌گذاری سیلندرهای آیروسل از تجهیزات
نرم‌افزار طراحی سیستم اطفا حریق
در زمینه طراحی و نصب سیستم‌های اطفا حریق، برنامه‌ها و نرم‌افزارهای خاص مختلفی برای کمک به این فرآیند وجود دارند. چنین برنامه‌ها و نرم‌افزارهایی به طور خاص برای افراد واجد شرایطی طراحی شده‌اند که می‌توانند مفاهیم سیستم‌های اطفا حریق را طراحی و با آن‌ها کار کنند. نرم‌افزارهای طراحی سیستم اطفا حریق با ارائه محاسبات دقیق، به کاهش هزینه‌های اجرا و نصب این دسته از سیستم‌ها کمک می‌کنند. از بهترین نرم‌افزارهای طراحی سیستم اطفا حریق و اسپرینکلر، می‌توانیم موارد زیر را نام ببریم:
McCormick:
طراحان حرفه‌ای بسیاری در سرتاسر جهان از نرم‌افزار McCormick استفاده می‌کنند. با استفاده از این نرمفزااافزار، امکان طراحی نمودارها و نقشه‌های سه بعدی وجود دارد و همچنین، هزینه ساخت و نصب سیستم را نیز به طور دقیق برآورد می‌کند. نرم‌افزار McCormick دارای ابزارهایی مانند تغییرات روش کار، ویژگی‌های قیمت‌گذاری و ابزارهای محاسبه نیروی کار است.FireAcad:
شرکت FireAcad در سال ۱۹۸۵ تأسیس شد و از آن زمان، در خدمت تعداد زیادی از طراحان حرفه‌ای جهت ساخت سیستم‌های اطفا حریق اسپرینکلر بوده است. با استفاده از این نرم‌افزار، می‌توانید سیستم‌های اسپرینکلر را بر روی Revit، AutoCAD و... طراحی کنید. یکی از دلایل اصلی موفقیت این برنامه آن است که توسط مهندسان حرفه‌ای ایمنی حریق طراحی شده است.AutoSprink:
به لطف نرم‌افزار AutoSprink، طراحان سیستم‌های اطفا حریق برنامه‌های دو بعدی را کنار گذاشتند و به نمودارهای سه بعدی روی آوردند. با استفاده از این برنامه می‌توان یک سیستم اطفا حریق اسپرینکلر را از صفر تا صد طراحی کرد و ابزارهای بی‌نظیری را در اختیار کاربر قرار می‌دهد. طراح می‌تواند محاسبات را در حین طراحی مدل سیستم انجام دهد و به علاوه، این محاسبات نهایتاً چند دقیقه به طول می‌انجامند.