24 آبان 1399
7 views
نظر %

سیستم های اسپرینکلر اطفاء حریق  توسط کارشناسان ایمنی جزء بهترین و کار آمد ترین وسیله ایمنی ساخته شده تا به امروز شناخته شده . آب پخش کن اطفاء حریق با بکارگیری آب بعنوان عامل اطفاء کننده استفاده از حسگرهای حرارتی و تجهیزات رایج  در لوله کشی یک از ساده ترین سیستم های اطفاء حریق بوده .اهمیت و امتیازات سیستمهای اسپرینکلر اطفاء حریق در حفظ جان و مال افراد هر ساله قوانین سخت گیرانه تری در خصوص نصب این سامانه‌ها در امکان مختلف وضع می‌شود. بعنوان مثال از سال ۲۰۱۲ سازمان ملی حفاظت از حریق آمریکا (N.F.P.A) نصب سیستم کلگی توزیع مایع را در تمامی ساختمان‌های سه طبقه و بیشتر ضروری می داند. خوشبختانه در کشور ما نیز سازمان‌های آتش نشانی شهرهای مختلف قوانین دقیقتر و جدی تری در خصوص نصب این سیستم‌ها تدوین نموده‌اند.

اسپرینکلر اتفا حریق

اجزای اسپرینکلر اطفاء حریق :

قسمت مختلف اسپرینکلر اطفاء حریق در شکل ۱-۱ نمایش شده است. وظایف بخش مختلف به شرح می باشد:

قاب (Frame): ساختارو بدنه اصلی آب پخش کن اطفاء حریق بوده و سایر اجزاء برروی آن قرار می گیرند.

سنسور حرارتی : از این وسیله جهت تشخیص حریق و کنترل جریان آب استفاده می شود و عمدتا از دو نوع حباب شیشه‌ای (Glass Bulb) یا اتصال زود گذار(fusi blink)ساخته می‌شوند. حالت نرمال با جلوگیری از حرکت در پوش (Cap)مانع خروج آب شده. اما در شرایط آتش سوزی حرارت محیط باعث شکستن یا ازبین رفتن آن شده و در نهایت مسیر عبور آب باز می شود. درپوش(Cap): بین سنسور حرارتی و اریفیس (روزنه یا سوراخ داخلی که برروی مقدار آب خارج شده از اسپرینکلر اطفاء حریق تاثیر گذار است) قرار گرفته  مانع تخلیه و نشتی آب خواهد شد. با از بین رفت سنسور حرارتی فشار آب در پوش را جدا کرده و آب از آب پخش کن اطفاء حریق خارج می‌شود.

صفحه منحرف کننده جریان دفلکتور(Deflector)

جریان آب پس از برخورد با این قسمت به قطرات کوچکتری تبدیل شده و علاوه بر بدست آوردن شعاع پوشش بزرگتر  برای هر اسپرینکلر حرارت بیشتری را نیز جذب می کند. بخش عمده ای از تفاوت بین آب پخش کن ناشی از تفاوت بین دفلکتورها است.

باورهای نادرست از سیستم اسپرینکلر اطفاء حریق

آگاهی رسانی به مردم و رفع دغدغه های ذهنی آنها می تواند عامل بسیاری مهمی در نصب و استفاده از سیستم های اسپرینکلر اطفاء حریق باشد .با بررسی مهندسی باور اشتباه را شناخته و از نگرانی استفاده کنند گان کاهش می دهیم.

هنگام حریق تمامی اسپرینکلر درون خانه فعال خواهند شد!!!

واقعیت: باید بخاطر داشته باشیم در هنگام حریق فقط اسپرینکلرهای نزدیک به منشاء آتش سوزی فعال شده و هیچگاه تمام اب پخش کن‌های درون خانه بطور همزمان عمل نمی کنند. طبق آمار منتشر شده توسط NFPA حدود ۶۵% از آتش سوزی های تنها با یک اسپرینکلر ۸۱% با دو آب پخش کن یا کمتر و ۹۳% با ۵ اسپرینکلر یا کمتر کنترل و اطفا شده‌اند.

رخدادهای کوچک مثل سوختن یک تکه نان و یا دود سیگار سیستم اسپرینکلر را فعال می نماید!!

واقعیت : اسپرینکلر اطفاء حریق فقط در صورت وجود دمای بالا فعال می شود و نه با دود! فقط ی حریق تهدید آمیز می تواند حرارت لازم را برای فعال کردن یک آب پخش کن ایجاد کند. دود فقط سیستم اغلام حریق را فعال می نماید.

خسارت حریق کمتر از آسیب آب تخلیه شده از اسپرینکلر است!!

واقعیت: اسپرینکلرها عموما ۲۰ گالن بر دقیقه آب تخلیه می کنند. یک شلنگ اطفاء که توسط آتش نشانان بکار رفته می شود بیش از ۱۲ برابر آب پخش کن اطفاء حریق یغنی ۲۵۰ گالن بردقیقه آب تخلیه می کند. ویدئوهای متعددی در خصوص مقایسه حریق در دو اتاق کاملا مشابه از نظر مقدار اشتعال که یکی مجهز به سیستم اسپرینکلر بوده .

سیستمهای اسپرینکلر بصورت تصادفی فعال می شوند!!

واقعیت: احتمال اینکه یک اسپرینکلر اطفاء حریق بصورت تصادفی آب را تخلیه کند بسیار پایین است. طبق آمار از هر ۱۶٫۰۰۰٫۰۰۰ اسپرینکلر نصب شده تنها  آب پخش کن بصورت تصادفی فعال شده است. در کل می توان گفت ختمالی تخلیه تصادفی سیستم اسپرینکلر بسیار کمتر از احتمال بروز مشکلاتی است که برای لوله کشی آب مصرفی ساختمان رخ می دهد.

سیستم های اسپرینکلر برای حفاظت از اموال طراحی شده و برای امنیت جانی موثر نیستند!!

واقعیت : سیستم اسپرینکلر اطفاء حریق امنیتی با سطخ بال برای جان افراد فراهم می کند. تاکنون تلفات جانبی ناشی از حریق در ساختمان هایی که یه صورت یکپارچه و کامل سیستم اسپرینکلر داشته اند گزارش نشده است. باید خاطر نشان نمود یکی از دلایل عمده مرگ و میر افراد در آتش سوزی ها استنشاق گازهای سمی نظر مونوکسید کربن است. اسپرینکلرها علاوه بر اینکه مانع گسترش حریق می شوند. غلظت گازهای سمی ناشی از حریق را نیز در کمتر حد ممکن نگاه می دارند. نصب هر آب پخش کن اطفاء حریق مانند استخدام یک آتش نشان ۲۴ ساعته در محل زندگی و کار است.

سیستم های اسپرینکلر پر هزینه و گران هستند!!

واقعیت: سیستم آب پخش کن ارزان قیمت‌ترین سیستم اتوماتیک قبل نصب در ساختمان است. تقریب هزینه این سیستم معادل هزینه موکت کردن ساختمان است. باید به خاطر داشت بخش عمده ای از هزینه‌های اسپرینکلر اطفاء حریق هر ساله یا تخفیفهای شرکت های بیمه جبران شده و عملا بعد از گذشت چن سال ز نصب سیستم کلیه هزینه های مربوط جبران می گردد.

تاریخچه سیستم اسپرینکلر اطفاء حریق

اولین مدارک مربوط به سیستم آب پخش کن اطفاء حریق ثابت (FIXed Fire Protection Systems) به سال ۱۷۳۲ میلادی باز می گردد. امبروس گادفری(Ambrose Godfrey) محفظه باورت را به بشکه آب متصل کرد فیتیله ای ر از محفظه باورت دور تا دور اتاق کشید و امیدوار بوده. در هنگام آتش سوزی حریق باعث سوختن فتیله انفجار باورت و بشکه ودر نهایت توزیع آب در اتاق شود.چند سال بعد و با الگو برداری از سیستم گادفری بشکه های حاوی آب مخفظه باروت وفیتیله در هنگام حریق به سمت آتش حرکت داده می شوند. همانند سیستم فوق پیش بینی می شد پس از سوختن فیتیله و انفجار باروت و بشکه آب برروی حریق تخلیه شده و حریق اطفاء شود. (شکل ۲-۱)

اسپرینکلر اتفا حریق

در سال‌های بعد و با پیشرفت تکنو لوژی مخترعین از روش‌های جدید برای مقابله با حریق استفاده کردند. در ابتدای قرن نوزدهم جان کری (John Carey) از لوله مشبک (Perforated Pipe) در سیت ابداعی خود استفاده نمود. لوله‌ها را از طریق شیر مجهز به متوقف کننده یا استاپر (Stopper) به منبع آب که بر روی بام ساختمان قرار داشت. متصل کرد سر تا سر اتاق طناب‌های قابل اشتعالی عبور داده شد. که از یک طرف به استاپرو از طرف دیگر به رزنه‌هایی متصل بوده اند. در حالت نرمال شیر توسط طناب بسته نگه داسته می‌شود. اما در هنگام آتش سوزی و پس سوختن طناب وزنه‌ها باعث جدا شدن استاپر و تخلیه آب درون منب از طریق لوه های مشبک به درون اتاق می شود.(شکل ۳-۱)

اسپرینکلر چیست

مزایای سیستم اطفاء حریق

مزایای سیستم اسپرینکلر اطفاء حریق می‌توان به اتوماتیک و قابل اطمینان بودن آن اشاره نمود. تا زمانیکه سوراخ لوله‌ها باز بدند(به عنوان مثال اگر بر اثر زنگ زدگی بسته نمی شود آب در سراسر اتاق تخلیه می‌شد. همانند سیستم‌های سیلابی(Deluge) که امروزه مورد استفاده قرارمی‌گیرند. در آن سال‌ها از سیستم اتوماتیک و دستی حاوی لوله مشبک به طور گسترده در کارخانجات نساجی استفاده می‌شد. با این تفاوت که برای هر طبقه لوله‌کشی جداگانه‌ای در نظر گرفته می‌شد . این روش لوله کشی کمک کرد تا هنگام حریق در هر طبقه آب صرفا در همان قسمت تخلیه شود. در سال های بعد تعداد و زاوبه سوراخ‌های روی لوله در جهت بهبود و بالا بردن کارآیی سیستم دچار تغییراتی شد.

از دیگر دستاوردهای تکنولوژی در آن زمان می توان به ساخت دفکتورهای دم چتری (Fantainl Deflectors) اشاره نمود. این دفلکتورها باعث توریع بهتر آب می شوند و می توان از آنها بعنوان اولین قدم در دستیابی به مدل توزیع اسپری شکل(Spray Pattern) یاد نمود.

لوله های دوار (Rotating Pipes) اسپرینکلر اطفاء حریق

پیشرفت بعدی استفاده از لوله های دوار (Rotating Pipes) بود که با ایتفاده از نیروی گریز از مرکز آب را پرتاب کرده و مساحت بیشتری پوشش داده می شد.یکی دیگر از ضعفای سیستم ابداعی کری سرعت عملکرد پایین بود چرا که زمان زیادی برای ساختن طنهاب‌ها لازم بود و به همین دلیل اغلب سیستم‌ها در آن زمان به صورت دستی فعال می‌شوند. پرات (Pratt) با استفاده از فیوزهای قابل ذوب شدن برروی طنابهای سیستم کری گام بزرگی در کاهش زمان عملکرد سیستم برداشت (دمای ذوب شدن فیوزهای بسیار پایین‌تر از دمای مورد نیاز برای سوختن طناب بود) در سال ۱۸۷۴ هنری پارملی (Heny Parmelee) تصویر ۱-۱ ملک کارخانه پیانو سازی Mathusek (که امروزه با نام شرکت Baldwin فعالیت می کند) بدلیل نگرانی از خطر آتش سوزی در کارخانه اش و پس از آزمایش‌های متعدد اولین اسپرینکلر اطفاء حریق را اختراع کرد.

مخترع اسپرینکلر چه کسی است

او با لحیم کردن در پوش برنجی به پایه آن و متصل کردن آب پخش کن اطفاء حریق خود به لوله آب بزرگترین گام را در جهت ارتقاء سیستم های اطفاء برداشت. لخیم بین در پوش و پایه در دمای ۱۶۰ درجه فرانهایت ( معادل ۷۱ درجه سلسیوس ) ذوب می شد و فشار آب درون لوله باعث جدا سازی در پوش و تخلیه آب بری حریق می شد. این اسپرینکلر اطفاء حریق بدلیل اندازه و شکل ظاهری به اسپرینکلر های نمکدانی (Saltshaker) معرف شدند( شکل ۴-۱) در سال ۱۸۷۸ وی با بکارگیری توربین دوار راندماتن سیستم خود را بطور چشمگیری بالا برد.

انواع اسپرینکلر حریق

فردیک گرینل چه کسی است؟

در سال ۱۸۸۰ پس از جلسه ایکه بین هنری پارملی و فردریک گرینل (Frederick Grinnell) تصویر ۲-۱ مالک شرکت Providence Stem gas pipe برگزارشد توافق گردید گرینل در سیستم‌های خود از اسپرینکلرهای نمکدانی استفاده کند. تا قبل از آن گرینل با نصب سیستم های لوله مشبک در ایالات متحده تجربیاتی در زمینه سیستم آب پخش کن اطفاء حریق اندوخته بود.  پس از چند سال نصب اسپرینکلر نمکدانی گرینل به عنوان این فکر افتاد که تغییراتی را در جهت افزایش سرعت عکس العمل اسپینکلر بوجود آورد در اویل دهه ۱۹۰۰ وی اسپرینکلر اطفاء حریق حباب شیشه ای (Glass bulb Sprinkler)  راابداع نمود .(شکل ۵-۱)

اسپرینکلر آومینیوم

از این نوع آب پخش کن در امریکا  استفبال نشد یه همین دلیل وی با سر ویلیام مدر (Sr wiliam Mather) از انگستان ملاقات کرد و حق تولید اسپرینکلر خو د را اروپا به او واگذار کرد. پس از کسب مقبولیت عمومی در اروپا کمپانی آقای مدر به نام Mather& Platt پس از سال تولید اسپرینکلرهای حبابی توسط شرکت Wormald خریداری شد. در سال ۱۹۸۰ شرکت Tyco که در حقیقت کمپانی مادر شرکت گرینل بود. با خرید شرکت Wormald پس از حدود ۱۰۰سال دو باره حق تولید اسپرینکلر اطفاء حریق اختراعی خود رابدست آورد. دهه ۱۹۸۰ اسپرینکلر های حبابی دوباره به ایالات متحده برگشت اما این بار با استقبال فراوان روبرو شد.

طراحی در انواع اسپرینکلر اطفاء حریق

از ابتدا طراحان اسپرینکلر ملاحظات و نگرانی هائی در خصوص توزیع یکنواخت آب در جهت های گوناگون داشتهاند .. شکل ۶-۱ نوعی از آب پخش کن اطفاء حریق نمایش داده شده است. سوراخ های روی حباب کروی شکل آن جود دارد که باعث تخلیه آب در جهت های مختلف می‌شود. از معایب این نوع اسپرینکلر اطفاء حریق می توان به اختمال بسته شدن سوراخ های و کاهش کارایی سیستم اشاره کرد. با کسترش و پیشرفت اسپرینکلرهای اتو ماتیک سیستم های جدید به نسبت سیستم لوله مشبک از امتیازات قابل توجهی برخوردار شدند که از مهترین آنها می توان به تخلیه آب در فضای که حریق در آن صورت گرفته اشاره کرد. این ویژگی کمک می کرد تا :

  • از یک رابزر برای کل ساختمان استفاده شود.
  • آب در قسمتهای که آتش سوزی صورت گرفته تخلیه نشود.
  • حجم مخزن مورد نیاز به طور چشمگیری کاهش پیدا کند.

استفاده از آب مورد نیاز در سیستم گرمایشی سرمایشی از دیگر ابداعاتی بودکه مورد توجه  قرار گرفت از آن زمان بهره گیری چند منظوره از سیستم های آبی ساختمان افزایش پیدا کرد.

جلوگیری از یخ زدگی لوله آب پخش کن

بدلیل شرایط آب و هوایی سرد در New England (اولین جایی که سیستم های اسپرینکلر اطفاء حریق از اقبال عمومی برخوردار شدند)خطر یخ زدن آب درون لوله ها خطر جدی قلمداد می شد. به همین دلیل از آب گرم در سیستم آب پخش کن اتفاء حریق استفاده می شد تا علاوه بر جلوگیری از خطر یخ زدن آب  به گرم شدن ساختمان نیز کمک شود.پیش از ابداع سامانه خشک(Dry sprinkler system) برای جلوگیری از خطر یخ زدن لوله‌ها ازموند ویلیامز(Osmund Wiliams) از محلول‌های ضد یخ (Antifreeze Solution) در آب پخش کن استفاده نمود.

اولین شیر سیستم خشک از سیستم‌های فرمان می گرفت مه در دای ۹۰ تا ۱۲۰ درجه فرنهایت ذوب می شدند پس از ذب شدن سیم مکانیزم چکشی باعث بز شدن کنترل ی شد. در سال ۱۸۸۵ گرینل از هوای تحت فشار درون شبکه لوله کشی استفاده نمود تا بتواند با فشار هوا شیر را بسته نگه دارد. پس از باز شدن یکی از اسپرینکلر اطفاء حریق و کاهش فشار شیر کنترل سیستم باز شده و آب به دون شبکه لوله کشی تخلیه می شد.

قرن نوزدهم و آغاز همگانی از اسپرینکلر اطفاء حریق

اواخر قرن نوزدهم آب پخش کن اطفاء حریق محبوبیت و مقبولیت بسیار بلایی در ایالت متحده امریکا بدست آوردند .ملکات کارخانجات و انبارهایی که اسپرینکلر رانصب کرده بودند تخفیف های قابل توجهی از شرکت بیمه دریافت می نمودند. اما متاسفانه هر یک از شرکت هیا بیمه قواین و ضوابط خاص خود را در خصوص طراحی و نصب سیستم اعمال می کردند و این مسئله باعث سزدرگمی افراد شد. در دهه ۱۸۸۰ میلادی کارخانجات تولید کننده اسپرینکلر اطفاء حریق نمایندگان شرکت‌های بیمه و خدمات آتش نشانی با یکدیگر متحد شده و ائتلاف ملی حفظت از حریق یا NFPANational FireProtection ASSociation) را تشکیل دادند.

یکی از اولین وظایف NFPA یکسان سازی و تهیه استاندارد در خصوص نصب سیستم آب پخش کن اطفاء حریق بود . اولین ویرایش از NFPA13 با نام استاندارد برای نصب اسپرینکلر اتوماتیک دور سال ۱۸۹۶نوشته شد. تا قبل از انتشار NFPA13 چند راهنمایی  نصب سیستم اسپرینکلر نظیر سیستم اولیه مشبک نوشته جمیز فرانسیس (James Francis) و نصب اسپرینکلر اطفاء حریق نمکدانی نوشته فردریک گرینل در امریکا موجود بوداما پی از انتشار NFPA13 اکثر کارخانجات تولید کننده آب پخش کن و شرکتهای بیمه خود را با ملزومات NFPA  مطابقت دادند. در اویل قرن بیستم پیشرفتهای جدیدی در سیستم اسپرینکلر دیده شد با ابداع اتصالات زود گداز گرینل و گلاب (Globe) توانستند اسپرینکلرهایی با حساسیت بالاتر تولید کنند.

تغییرات آب پخش کن در گذر زمان

تا قبل از سال ۱۹۵۵ آب پخش کن‌های مرسوم (Conventional) با سبک قدیمی(Old fashion)  که در شکل ۱-۷(سمت راست) نشان داده شده است بطور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گرفتند . این اسپرینکلر اطفاء حریق بین حدود ۶۰%از آب را به سمت پایین و مابقی را به سمت سقف تخلیه می کردند تا به خنک نگه داشتن اجزاء داخلی ساختمان نظیر تیر آهنها و ستون کمک کنند.

در سال ۱۹۵۵ پس از آزمایشات و تحقیقات گستره توسط(Factory Mutual) دفلکتور آب پخش کن دستخوش تغییراتی عمده ای شد.این تغیران باعث توزیع بهتر و یکنواخت آب شدند. دفکتورهای جدیدشکل ۱-۷ قسمتی از جریان آب را به ذرات و قطرات بسیار ریزی تبدیل می کرد. که در نزدیکی سقف باقی می ماندو باعث جذب حرارت نزدیک به سقف و حفاظت از بنای ساختمان می شد مابقی جریان آب با تبدیل شدن به ذرات متوسط و بزرگتر برروی حریق و محیط اطراف آن تخلیه می شد. این نوع اسمرینکلرها با نام اسپری کننده استانداردشناخته شده و به سرعت جایگزین اسپرینکلر اطفاء حریق مرسوم شدند. آزمایشات FMنشان داد اگر فاصله اسپرینکلرها تا سقف کمتر از ۱۲ اینچ باشد. مقدار آب کافی برای خنک نگهداشتن سقف های باقی خواهند ماند.

اسپرینکلر واحدهای مسکونی

در اوخر دهه ۱۹۷۰ و اویل دهه ۱۹۸۰ اسپرینکلرهای ویژه محلهای مسکونی  (Residential SPrinker) با بهره گیری از اتصالات سریع عمل کننده (Fast Acting  Link)  ساخته شد که به نسبت آب پ۷خش کن‌های استاندارد از سرعت بالاتر و توزیع آب بهتری برخوردار بودند.(شکل۱-۸)

اسپرینکلر اتفا حریق

پس از توسعه اسپرینکلر اطفاء حریق مسکونی  از اتصالات سریع عمل کننده در اسپری کننده استاندارد استفاده شد تا این نوع اسپرینکلر ها از سرعت العمل بالاتری برخوردار شوند.این نوع آب پخش کن با نام اسپرینکلر واکنش سریع Quick Response) یاQR) شناخته می شوند. پیشرفت قابل توجه در سال۱۹۷۲ با تولید اسپرینکلر پوشش گستردهررقم می خورد. این دستاورد موجب شد تا در ویرایش سال ۱۹۷۳ از NFPA13 مساحت پوشش این نوع آب پخش کن اطفاء حریق تا ۴۰۰ فوت مربع(۳۷/۱۶ متر مربع ) مجاز دانسته شود.

بدلیل حفاطت از انبارهایی که قابلیت  وقوع آتش سوزی‌های بزرگ را داشتند. FMپس از آزمایشات فروان  نشان داد برای عبور قطرات آب از دود و گازهای داغ ناشی از آتش باید جریان آب پس از برخورد بادفلکتورها به قطرات  بزرگتری تبدیل شود تا بتواند از تل آتش گذشته و به منشاء حریق برسد لین امر موجب تولید اسپرینکلرهایی با قابلیت تولید قطره های بزرگ (Momentum) آن بیشتر شده و ساده تر از گازهای ناشی از حریق عبور می کند.

گام بعدی FMبرای سیستم های اسپرینکلر اطفاء حریق ویژه انبارها سخت اسپرینکلر زود اطفاء کننده واکنش سریع (ESFR) درسال ۱۹۸۳ بود که با بهبود اندازه و سرعت قطرات آب علاوه بر کنترل آتش سوزی توانایی اطفاء حریق در انبارهای بزرگ را نیز دارند.بطور خلاصه می توان گفت از اوخر قرن نوزدهم تا به امروز اسپرینکلرها تغییرات کمی در مفهوم طراحی داشته اند و این تجهیزات نسبتا ساده در طی تزدیک به ۱۴۰ سال بعنوان پر کاربردترین سیستم اطفاء اتوماتیک از جان و مال انسانها محافظت نمود و خواهند نمود.


نویسنده مطلب تجهیز صنعت تتا تولید کننده