محافظت از ساختمان در برابر حریق
محافظت از ساختمان در برابر حریق به کمک تحقیق، طراحی و مدیریت میسر میشود. برای دستیابی به ایمنی از حریق از سه راه میتوان اقدام کرد.
- شناخت علل به وجود آمدن حریق و کشش برای جلوگیری از بروز آن
- شناسایی دلایل رشد و گسترش حریق و کشش برای مصون و محفوظ ماندن در مقابل آن.
- یادگیری اداره کردن حریق و کشش برای کنترل و خاموش نمودن آتش سوزی.
برای جلوگیری از گسترش و ادامه حریق در ساختمان و کاهش تلفات و خسارت ناشی از آتش سوزی کوشش مستمر و مداوم در شناسایی و بار شکافی مسائلی مختلف پیرامون طرحهای گوناگون معماری و بهرهگیری مختلف از بنا ویژگیهای ساختمانی و اجرایی و نیز خصوصیات انسانی استفاده کنندگان ساختمان در رابطه با عملکرد آتش و حریق ضروری و حتمی است.
قدرت حریق و مقاومت ساختمان در برابر آتش سوزی
حریق آتشی است ناخواسته و از اختیار خارج شده و معمولاً دارای گازهای سمی و دودهای خطرناک است. بدون قصد به وجود میآید و در برابر آن احتیاطها و کوششهای ممانعت محافظت و مبارزه به کار گرفته میشود. تهدیدات و خطرات حریق در تمام موارد لزوماً تابع حجم آتش و شعلهها نیست. یک حریق کوچک ممکن است از یک آتش سوزی بزرگ تلفات یا خسارات بیشتری به بار آورد. هر چه قدرت حریق و خطرات آن بیشتر باشد لازم است کوششهای حفاظتی و تهاجمی حساب شدهتر و دقیقتری در مقابل آن به کار گرفته شود.
مقاومت ساختمان در برابر آتش سوزی به چگونگی ترکیب و رفتار مصالح مورد مصرف بستگی دارد. هر عضو از اعضای ساختمان بر این مبنا ارزیابی میشود که تا چه حد و چند ساعت میتواند در برابر آتش مقاومت کند.
قدرت حریق
شدت و دوام آتش سوزی بستگی به بار حریق دارد و مقدار بار حریق در هر مورد بسته به نوع ساختمان و چگونگی بهرهگیری از آن متفاوت است. همچنین آتشی که برای آزمایش و تعیین مقاومت ساختمان و اجرای آن در برابر حریق افروخته میشود باید شدتی مطابق منجنی استاندارد زمان – درجه حرارت داشته باشد. و نیز مقاومت هر عضو ساختمان با توجه به موضع و مکان آن بسته به اینکه چند ساعت به دوام آن نیاز باشد، تعیین میشود. شدت حریق به طور کلی به عنوان مهمترین عامل بالقوه ملاک گرفته میشود ولی تمام قدرت تهدید و تخریب حریق به آن بستگی دارد.
عملکرد آتش در یک فضای محدود
آتش در اثر انتقال حرارت معمولاً با حرکتی عمودی به طرف بالا رانده میشود و با رسیدن به سقف ساختمان به صورت افقی توسعه مییابد. آتش ضمن تولید حرارت و دود مقدار زیادی گاز نیز آزاد میکند. اگر دود و گازها محبوس باشند، به شکل قارچی مانندی تمام فضای اطاق را پر میکنند. درجه حرارت بر روی ساقه قارچ و نزدیک به شعلهها به سرعت زیاد میشود و از ۶۵۰ تا ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد افزایش مییابد. افزایش حرارت تدریجی است و ممکن است تا مدت کوتاهی افراد را تهدید نکند اما اگر عمل تخلیه گاز انجام نگیرد، احتمالاً اشخاص ساکن در اطاق به دلیل مسمومیت ناشی از گاز موفق به فرار نخواهند شد.
قسمت بالایی دیوارها، سقف و همچنین گازهایی که به شکل قارچ تمام قسمت زیر سقف را پر کردهاند همگی به سرعت داغ شده، تولید انرژی تشعشعی کرده و مواد مشتعل نشده در پایین و روی کف را سریعاً گرم میکنند. هر قدر فاصله سقف با آتش کمتر باشد مقدار انرژی تشعشعی تولید شده بیشتر خواهد بود.
کنترل هوا و مقدار بار سوخت در محافظت از ساختمان در برابر حریق
کنترل هوا و مقدار بار سوخت در واقع شامل در اختیار گرفتن دو عامل به وجود آورنده آتش است. و این کار در جلوگیری از ازدیاد حجم حریق در یک فضای بسته و محدود، اهمیت ویژهای دارد. مقدار بار سوخت در انواع ساختمانها یکسان نبوده و مقدار و چگونگی پخش آن نیز در موارد و مواقع مختلف متفاوت است. این تفاوتها به تناسب، تصمیمگیری و تعیین مقررات محافظت در برابر حریق را بر اساس مقدار بار سوخت و شکل تهویه مشکل خواهد کرد. برای تعیین مقررات محافظت در برابر حریق همیشه باید فرض بر این باشد که کنترل هوا و تهویه به بدترین شکل و مقدار بار سوخت نسبتاً کم باشد مانند ساختمانهایی که پنجرههایی وسیع دارند و بار حریق در آنها به دلیل نوع تصرف ناچیز است. آتش به وسیله سطحی از سوخت که در زیر شعله قرار گرفته کنترل میشود. حریقهایی که به این نحو کنترل میشوند زمانی کوتاه داشته و درجه حرارت هوا در داخل محیط به سبب وجود ارتباط با فضای خنک خارج زیاد بالا نخواهد بود.
درجه اشتعال، ارزش حرارتی و مشارکت سوخت در حریق
درجه اشتعال عبارت است از پایینترین درجه حرارتی که ماده سوختنی وقتی به آن درجه گرم میشود شروع به سوختن کند. بعضی شرایط و مشخصات مانند شکل سوخت، مقدار رطوبت، مدتی که سوخت قبل از رسیدن به درجه اشتعال در معرض حرارت قرار گیرد. فشار هوا، مقدار اکسیژن موجود در محیط و عواملی دیکر باعث میشود که درجه اشتعال یک سوخت تا حدودی تغییر کند. به طور کلی بیشتر مواد و مصالح موجود در ساختمان در حریقهای عظیم و وقتی که درجه حرارت از ۵۴۰ درجه سانتیگراد تجاوز کند، جز مصالح قابل اشتعال محسوب میشوند.
نرخ حرارت حاصل از حریق
منظور از نرخ حرارت، مجموعه مقادیر حرارتی است که در هر واحد زمان از احتراق سوخت حاصل میشود. منحنی نرخ حرارت طی مراحل احتراق همیشه یک شکل نیست و زیر تاثیر عوامل مختلف و با تغییر شرایط تغییر میکند. واحد اندازهگیری نرخ حرارت بی تی یو در دقیقه یا کالری در دقیقه است.
خطرات حریق و رابطه آن با بار حریق
در بسیاری از ساختمانها اگر در ساخت بنا مواد قابل احتراق به کار رود، بار سوختی مربوط به آن میتواند بخشی از محتویات باشد. درجه خطر آتش سوزی در هر قسمت از ساختمان با مجموع مقدار مواد سوختنی موجود در آن مکان یا مقدار بار حریق اعم از مصالحی که در خود ساختمان به کار رفته یا اشیا و وسایلی که در آن قرار داده شده بستگی مستقیم دارد. بنابراین اگر محتویات بنا، و مصالح به کار رفته غیر قابل اشتعال باشد خطر آتش سوزی عملاً به صفر خواهد رسید.
اهداف اصولی محافظت از ساختمان در برابر حریق
گرد آوری و تدوین مقررات محافظت در برابر حریق، در واقع تدارک بیمه نامهای است که برای حفظ جان اشخاص و اموال تنظیم میشود.
- برای حفظ جان افراد راههای خروج و فرار از حریق مناسب در ساختمان پیش بینی شود.
- برای حفظ ساختمان و اموال و کمک به حفظ جان افراد، ویژگیهای طراحی و معماری در زمینه محدود کردن گسترش حریق و مهار قدرت پیشروی آتش رعایت شود.
- برای رسیدن به این هدفها باید معیارهای و ویژگیهایی از طراحی و معماری مورد تجزیه و تحلیل قرار بگیرد که گسترش حریق را محدود نموده و ایمنی فرار را تامین میکند. بسیاری از این ویژگیهای تاثیری مشخص و آشکار بر هر چهار هدف بالا دارند. بسیاری دیگر هر کدام بر هدف یا هدفهای معین موثر هستند.
- در صورتی که دیوارهای محصور و مسدود کننده تنورهها از مصالح قابل احتراق ساخته شود برای جلوگیری از پیشروی شعله تمام قسمتهای دیوار را از داخل و خارج تنوره آتش بندی کرد. معمولاً آتش بندی دیوار تنورهها را نمیتوان به طور دقیق و کاملاً بینقص انجام داد.
- در موقع بروز حریق یا هر موقعیت اضطراری دیگر طراحی راههای خروج و فرار مستقیماً بر ایمنی جان ساکنان تاثیر خواهد گذارد و مقررات مربوط به مسیرهای خروج همیشه از مهمترین قسمتهای آیین نامههای محافظت در برابر حریق محسوب میشود. تعداد افراد ساکن در یک سطح و آزادی نسبی که در موقع بروز حریق برای تخلیه اشخاص در نظر گرفته میشود مشخصهای است که با توجه به نوع تصرف بنا و توانایی اشخاص میتوان به کمک آن تسهیلات خروج و دیگر ویژگیهای حفاظتی را در هر مورد تعیین نمود.
- اصولاً حجم آتش و شدت حریق به مقدار و نوع سوخت و چگونگی تهویه ساختمان بستگی دارد. ولی بسیاری عوامل دیگر نیز میتواند در گسترش حریق و افزایش حجم آتش موثر باشد. به طور کلی سطوح زیر بنا و ارتفاع ساختمان همیشه باید متناسب با مجموعه باری باشد که در حریق شرکت میکند. و در مواردی که پیش بینیهای محافظت در برابر حریق برای مقابله با بار حریق ساختمان کافی نیست. برای مقابله با حریق باید حد نصاب بالاتری در محدودیتهای سطح و ارتفاع قائل شد.
- در ساختمانهای غیر قابل احتراق، مهمترین عاملی که در درجه دوم بعد از بروز حریق در سرایت آتش به دیگر مواد سوختنی موثر است، جنس مصالح نازک کاری است. اگر سرعت پیشروی شعله در این مصالح زیاد باشد مشکلاتی خاص برای ماموران آتش نشانی ایجاد خواهد کرد.
محافظت تنورههای ساختمان
پلکانها، چاههای آسانسور، شفتها، بادکشها، نورگیرها و به طور کلی معابر عمودی حریق همواره از عوامل اصلی گسترش حریق به شمار میروند. این گروه از فضاها، دودها و گازهای گرم حاصل از احتراق را به طرف بالا کشیده و با رساندن هوای تازه و پر اکسیژن به سوخت باعث شدت یافتن حریق میشوند. این مکش و انتقال حرارت و دود نه تنها موجب شدت گرفتن حریق میشود به ویژه در ساختمانهای بلند که تنورهها دقیقاً مانند دودکش عمل میکنند بلکه باعث پخش گازهای گرم، گسترش آتش به طبقات بالا و مسموم شدن افراد، اعم از ساکنان و ماموران اتش نشانی نیز خواهد بود.
دیواره تنورهها در بسیاری از موارد مثلاً در مورد محل عبور کابلها و یا دودکشها باید بتواند از هر دو طرف به قدر کافی مقاومت کند. این گونه تنورهها در عین حال که نباید اتش را از خارج به خود راه دهند باید بتوانند حریقی را که احتمالاً داخل آنها بروز میکند به طور کامل محبوس کنند.
دیوارهای حریق
چنانچه بار حریق از نوع ساخت و تصرف در حدی معقول باشد و از حدود تعیین شده تجاوز نکند، معمولاً از لحاظ مساحت محدودیت خاصی برای ساختمان مقرر نمیشود. اما مواردی وجود دارد که بسته به نوع تصرف و خطرات حریق باید محدودیتهایی برای مساحتها در نظر گرفت. در این صورت سطوح زیر بنا به کمک دیوارهای حریق از یکدیگر مجزا میشوند. مشخصات فنی دیوارهای حریق با توجه به نوع بنا و مقدار و خطرات آتش سوزی تا حدودی تفاوت دارد. اگر چه دیوار حریق دو نوع تصرف و بهرهگیری مختلف را از هم جدا کند، مشخصات آن باید با توجه به تصرفی که خطرات حریق در آن بیشتر است تعیین شود.
محل قرار گرفتن دیوار حریق نیز مانند مشخصات آن در ارتباط با مقدار خطرات ناشی از نوع تصرف و چگونگی بهره گیری از ساختمان تعیین میشود. به هر حال یک دیوار حریق را نباید با دیوار مجزا کننده تصرف اشتباه کرد. دیوار مجزا کننده تصرف در بناهایی کشیده میشود که از لحاظ مواد قابل احتراق و مقدار خطرات حریق دارای تصرفهایی چندگانه است در حالی که دیوار حریق مخصوص مواردی است که با توجه به خطرات حریق مربوط به نوع تصرف سطح زیر بنای ساختمان از حد مجاز تجاوز میکند. البته دیوار حریق میتواند در عین حال مجزا کننده تصرف هم باشد.
برای کامل کردن محافظت همواره باید دیوار حریق را تا رسیدن به سقف یا دیوار کاملاً مقاوم دیگری ادامه داد. اگر بام ساختمان قابل احتراق باشد دیوار حریق باید تا ارتفاعی بالاتر و برابر دست اندازهای کناری بام ادامه یابد. معمولاً دیوارهای حریق با مصالحی از آجر بتن مسلح بلوک بتنی و اندودهایی از گچ یا ماسه سیمان ساخته میشوند و باید ضمن جلوگیری از سرایت حریق حایلهای خوبی نیز برای ماموران آتش نشان باشند.
دیوارهای معمولی و تقسیم کنندههای فضا
این دیوارها برای تقسیم بندی فضاهای داخلی نبا و یا تقسیم یک تصرف به قسمتهای مختلف طرح میشوند. معمولاً دیوارهای محصور کننده تنورهها را نیز جز همین گروه به حساب میآورند. دیوارهای تقسیم کننده فضا مانع گسترش افقی حریق در سطح بوده و میتوانند ایمنی و اطمینان بیشتری برای راههای خروج و فرار فراهم کنند. آن دسته از این گروه دیوارها را که راهروهای اصلی بنا را احاطه میکنند باید مقاومت بیشتری از بقیه داشته باشند زیرا راهروها بخشی از راههای فرار هستند. هنگامی که تصرفهای متفاوتی در یک بنا وجود دارد مشخصات دیوار تقسیم کننده تصرف نیز مانند دیوار حریق بر اساس تصرفی تعیین میشود که خطرات بیشتری به همراه دارد.
مقدار سطوح باز در دیوارها و تقسیم کنندهها
معمولاً سطوح باز یا منافذی که به هر دلیلی در یک دیوار ایجاد میشوند مقدار گسترش افقی حریق را افزایش خواهند داد. بنابراین مقدار و حدود سطوح باز محاز در دیوارهای حریق و تقسیم کنندههای فضا باید با شناخت کامل فضا و نوع تصرف تعیین شود. به طور کلی میتوان گفت که اگر بر روی دیواری با مقاومت معلوم دری باز شود آن در باید بتواند به همان اندازه دیوار در برابر حریق ایستادگی کند. به عبارت دیگر در باید هنگام بسته بودن بتواند گسترش آتش و دود را برای مدتی تقریباً برابر با مدتی که دیوار مقاومت دارد محدود کند یا به تاخیر اندازد. بدون آنکه در عمل باز یا بسته شدن آن خللی ایجاد شود. اصولاً برای طراحی و ساخت، آزمایش و ارزیابی درها و بازشوها و همچنین ابزارهای مربوط به آنها استاندارهایی خاص تدوین میشود.
نازک کاری داخل ساختمان
از دیدگاه محافظت در برابر حریق با رواج دادن مصالح جدید و گوناگون برای نازک کاری ساختمان که انواعی از آن به سرعت آتش گرفته و میسوزند، برقراری ضوابط و مقرراتی ویژه برای کاربرد انواع مصالح نازک کاری کاملاً ضروری است. بخشی از ایمنی هر نوع ساختمان با مصرف نادرست مصالح قابل احتراق در نازک کاری میتواند به شدت به خطر بیفتد. استفاده از مصالح زود اشتعال در نازک کاری همواره یکی از مهمترین عوامل مرگ و میر در حریقها بوده است.
ضابطه مصرف مواد قابل احتراق در نازک کاری در ارتباط مستقیم با مقاومت خود ساختمان در برابر حریق تعیین میشد. به این معنی که در ساختمانهای احتراق ناپذیر و مقاومت در برابر حریق اصولاً مصرف مواد و مصالح قابل اشتعال صرف نظر از مقدار و درجه خطر آن به هیچ وجه مجاز نبود. استفاده از یک جنس معلوم در یک تصرف و یک محل میتواند خطرات بیشتر یا کمتری از تصرف یا محلی دیگر به همراه آورد. مصرف مصالح زود اشتعال در راهروها و راههای فرار مسلماً از به کار بردن همان مصالح در اطاقهای مستقل و منفرد خطرناکنتر است.
به دلیل جمع شدن گازهای گرم حاصل از حریق در زیر سقف طبعاً نازک کاری سقفها در گسترش حریق بیشتر موثر است. به همین دلیل مصرف یک نوع مصالح نازک کاری در سقف میتواند بیشتر از به کار بردن همان مصالح در دیوار مخاطره انگیز باشد.
کانالهای تاسیساتی ساختمان
معمولاً کانالها به منظورهای متفاوتی مانند برقراری شبکع تهویه مطبوع، تخلیه هوا، استفاده از کولر و دیگر تاسیسات خدماتی در بنا به کار میروند و همیشه در هنگام بروز آتش سوزی دارای خطراتی ویژه هستند. کانالها میتوانند آتش، حرارت و دود را از طریق جابهجایی هوا، از طریق هدایت به توسط یعضی مصالح هادی حرارت که احیاناً در ساخت جداره آنها به کار میرود و سرانجام از طریق پیشروی شعله بر روی جدار داخلی آنها، به نحو موثری به فضاهای دیگر که با آنها ارتباط دارند، انتقال دهند.
دودکشها و هواکشها
مشخصات دودکشها و هواکشها با توجه به قدرت وسایل حرارتی تعیین میشود. مخاطره انگیزترین حالت یک دودکش حالتی است که کوره مربوط به آن تواماً با سوختهای مختلف و چندگانه (گاز، مایع، جامد) در حرارتهای زیاد و به طور دائم کار میکند. دودکشی که برای یک کوره دورهای ساخته میشود در درجه حرارتهای پایین عمل میکند و مثلاً فقط گاز سوز است.
مرکز تامین حرارت ساختمان
مطابق آمارهای مربوط به آتش سوزی همیشه در حدود ۱۰ درصد از خسارات حریق ناشی از بد عمل کردن وسایل تولید گرما و حرارت و اشتباهاتی است که در ساختمان مراکز حرارتی و نصب تاسیسات مربوط به شبکه گرمایش ساختمان رخ میدهد. دسترسی به محل حریق در مراکز حرارتی و دیگهای بخار به دلیل آنکه معمولاً در طبقات زیرین ساختمان قرار دارند، نسبتاً دشوار است. خاموش کردن حریق در این گونه مکانها نیز همیشه به استفاده از تدابیر ویژه نیاز دارد.
جمع بندی محافظت از ساختمان در برابر حریق
جلوگیری از گسترش حریق در یک بنا مستلزم رعایت بسیاری از ویژگیهای معماری است که با هم ارتباط و عملکردی جمعی و همزمان دارند. گسترش عمومی را میتوان با محصور کردن گذرگاههای عمودی حرارت و دود (تنورههای ساختمان) و نیز با آتش بندی کردن محل اتصال دیوارها و سقفها کاهش داد. گسترش افقی حریق را میتوان با تقسیم بندی مساحتهای زیر بنا به توسط دیوارهای حریق و تقسیم کنندههای مقاوم در برابر حریق و آتشبندی کردن فضاهای پنهان در سقفهای قابل احتراق کنترل نمود.
مقدار گسترش حریق صرف نظر از طراحی ساختمان و نوع ساختار کلاً به نوع مصالح مصرف شده در نازک کاری و مبلمان ساختمان بستگی دارد. در مورد بعضی از تصرفها مانند تصرفهای تجمعی، آموزشی و فرهنگی و درمانی و مراقبتی اعمال مقررات ویژهای در مورد نازک کاری ضرورت است.
مطالب بیشتر در زمینه محافظت ساختمان در برابر حریق در نشریه شماره ۱۱۱ تهیه شده است.
