سیستم‌‌ اطفاء حریق

واکنش سریع و به موقع نسبت به حریق در ساختمان‌ها با هدف پیشگیری از وارد آمدن خسارت جانی و مالی از اهیمت ویژه‌ای برخوردار است. در همین راستا لازم است افراد از دانش کافی‌ در مورد انواع روش‌ها و سیستم‌های اطفاء حریق برخوردار باشند و متناسب با نیاز خود و نیز نوع حریق روی داده، از سیستم و روش مناسب استفاده کنند.

به وسایل یا سیستم‌هایی که بتوانند حریق را خاموش و اطفاء نمایند سیستم‌‌ اطفاء حریق می‌گویند. به کار بردن این سیستم در مکان‌هایی که احتمال مشتعل شدن، آتش سوزی مواد کارخانجات و مواد شیمیایی وجود دارد، ضروری است.

طبقه بندی انواع آتش

آتش بر اساس نوع سوخت در حال احتراق به چند گروه یا کلاس تقسیم می‌شود‌. هر کلاس به استثنای یک گروه با یکی از حروف الفبای انگلیسی نشان داده می‌شود و نماد خاصی است‌. با داشتن این اطلاعات می‌توان هنگام وقوع آتش سوزی سیستم‌‌ اطفاء حریق مناسب را انتخاب نمود.

کلاس A	مواد قابل احتراق جامد مانند چوب، منسوجات، پوشال، کاغذ، زغال سنگ و …
کلاس B	مایعات قابل اشتعال یا موادی مانند بنزین‌، نفت، روغن، رنگ، قیر، اتر، الکل، استر و پارافین
کلاس C	گازهای قابل اشتعال مانند متان، پروپان، هیدروژن، استیلن، گاز طبیعی و گاز شهری
کلاس D	فلزات قابل احتراق مانند منیزیوم، آلومینیوم، لیتیوم، سدیم، پتاسیم و آلیاژهای آنها
کلاس F	مواد آشپزی قابل احتراق ماند روغن‌ها و گریس که معمولاً در آشپزخانه‌های صنعتی یافت می‌شود. خاموش کردن این نوع آتش که به سادگی دوباره شعله ور می‌شود‌، مستلزم استفاده از نوع خاصی از مواد شیمیایی است.
آتش الکتریکی	لوازم الکتریکی مانند کامپیوتر، گرم کن برقی‌، باند استریو، جعبه فیوز و …

انواع روش‌های اطفاء حریق

• کپسول دستی
• اطفای صنعتی آب و کف
• اطفای صنعتی آب – اسپرینکلر
• سیستم اطفای اتوماتیک گازی

آب یکی از بهترین و اقتصادی‌ترین وسیله‌های اطفاء حریق در آتش‌های نوع A است. برای استفاده از آب از لوله‌ها، شلنگ‌ها و قرقره‌های آتش نشانی استفاده می‌شود. آن چه که باید مورد توجه قرار بگیرد مجزا و مستقل بودن شبکه لوله کشی آب مربوط به سیستم‌های آتش نشانی است. برای تامین آب مورد نیاز این سیستم ها، باید منابع ذخیره لازم موجود و از فشار کافی برخوردار باشد. هنگامی که از شلنگ‌های آتش نشانی استفاده نمی‌شود یا هر بار پس از استفاده یا آزمایش آن، باید آب تخلیه شود و به طریقی درست در جای خود قرار بگیرد‌. در فصل زمستان برای جلوگیری از یخ زدن آب در لوله‌ها و شلنگ‌ها باید اقدامات لازم که شامل عایق پیچی لوله و تخلیه آب شلنگ‌ها است، انجام شود.

خاموش کننده‌های آبی در محل‌هایی که امکانات موجود نیست یا آب کم است‌، استفاده می‌شوند. این کپسول‌ها صرفاً برای خاموش کردن آتش‌های کوچک و موضعی کلاس A‌ به کار می‌روند. دو سوم این کپسول‌ها را آب و یک سوم بقیه را هوای فشرده برای ایجاد نیروی لازم برای بیرون رندن آب از کپسول تشکیل می‌دهند.

انواع سیستم آبرسانی جعبه آتش نشانی

سیستم خشک

در این سیستم، منبع آب مورد نیاز جهت استفاده در لوله کشی ‌یا قرقره آتش نشانی از منابع آب ساختمان‌، جدا است و به سیستم لوله کشی آب شهری ساختمان ارتباطی ندارد. بنابراین در حالت عادی داخل لوله‌ها و جعبه آتش نشانی و قرقره آن، آب وجود نداشته و خشک است. در سیستم خشک جعبه آتش نشانی آب مورد نیاز از طریق لوله ورودی که معمولاً در جلوی درب ساختمان، در یک محفظه شیشه‌ای نصب شده‌، تامین می‌شود. در هنگام ضرورت تانکرها‌ یا پمپ‌های آتش نشانی به این ورودی متصل شده و آب مورد نیاز را به درون سیستم آتش نشانی پمپاژ می‌نمایند‌. بدین صورت آب در هر منطقه در لحظه ضرورت قابل استفاده خواهد بود‌. به طور استاندارد ورودی بالای جعبه آتش نشانی را به لوله کشی این سیستم اختصاص می‌دهند.

سیستم تر

در این سیستم، آب مورد نیاز از آب شهری تامین می‌شود. لوله کشی این سیستم به لوله کشی آب شهری ساختمان متصل بوده و اجازه می‌دهد همیشه در آن آب وجود داشته باشد، به طوری که هر گاه شیر وروردی جعبه آتش نشانی و نازل سر لوله باز شود آب جریان می‌یابد.

سیستم مرکب (تر و خشک)

در این نوع سیستم با توجه به شرایط ساختمان نظیر مساحت، ارتفاع و … از ترکیب دو سیستم تر و خشک همزمان استفاده می‌شود. سیستم‌ لوله‌های تر برای استفاده ساکنین جهت اطفاء ‌آتش‌های کوچک در نظر گرفته می‌شود. در ساختمان‌های بلند، باید یک پمپ خودکار برای رساندن آب از لوله شهر، تانک ذخیره به جعبه آتش نشانی وجود داشته باشد.

سیستم‌‌ اطفاء حریق اتوماتیک

بطور کلی سیستم‌ها‌ی اطفاء حریق اتوماتیک را می‌توان به پنج دسته زیر تقسیم کرد.

• سیستم‌‌ اطفاء حریق اتوماتیک مه یا پودر آب (Water Mist)
• ‌‌سیستم‌‌ اطفاء حریق اتوماتیک پودری (آیروسل)
• سیستم‌‌ اطفاء حریق اتوماتیک فوم Foam system
• ‌سیستم‌‌ اطفاء حریق اتوماتیک گازی Halon system
• ‌سیستم‌‌ اطفاء حریق اتوماتیک Vortex
• سیستم‌‌ اطفاء حریق اتوماتیک آبی Wet pip‌‌

سیستم‌‌ اطفاء حریق اتوماتیک مه یا پودر آب (Water Mist)

یکی از سامانه‌های پیشرفته اطفای حریق خودکار آبی، سامانه اطفاء حریق خودکار مه‌پاش‌ است. امروزه به دلیل ممنوعیت استفاده از سامانه‌های اطفاء خودکار به کمک گاز هالون، استفاده از این سیستم رواج بیشتری یافته است. در سامانه اطفاء حریق خودکار مه‌پاش‌ آب به عنوان ماده اصلی خاموش ‏کننده مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این سامانه آب موجود در مخزن ذخیره، توسط گاز نیتروژن تحت فشار قرار می‏‌گیرد و از طریق نازل‌های پاشنده به قطراتی بسیار ریز و به قطر حداکثر ۵۰۰ میکرون تبدیل می‌شود و بصورت مه در داخل محیط پخش و منتشر می‌شود. از این سامانه می‌توان به دو صورت موضعی و یا تخلیه کلی استفاده نموده و در مبارزه با حریق‌ها، طراحی و اجرا کرد.

اساس کار سیستم Water Mist همانگونه که از نامش برمی‌‌آید بر اساس تولید غبار آب (مانند مه) است که به صورت تولید ذرات ریز آب در محیط تحت حفاظت عمل می‌کند. قطر این ذرات بین ۳۰۰ تا ۱۰۰۰ میکرون بوده و باعث می‌شود هدایت الکتریکی آب از بین برود. در واقع این سیستم همانند سیستم اطفاء آبی، خاصیت خنک کنندگی و همانند سیستم اطفاء حریق گازی، مانع از رسیدن اکسیژن به حریق می‌شود. قسمت‌های اصلی این سیستم شامل موارد زیر هستند.

• ‌سیلندرهای آب همراه با شیر های محرک
• ‌سیلندرهای پرفشار گاز (نیتروژن یا هوا) همراه با شیر‌های محرک
• ‌Manifold‌، شلنگ های تخلیه گاز، شلنگ‌های محرک سیلندرها
• ‌شیرهای برقی و Pressure Switch
• ‌نازل

درصورتی که مساحت تحت حفاظت زیاد باشد، بجای سیلندرهای آب و گاز از مخزن، پمپ و تجهیزات وابسته استفاده می‌شود. استفاده از این سیستم در ‌توربین‌ها، پمپ‌ها، تاسیسات نفتی، کانال‌های کابل، موتورخانه‌ها استفاده می‌شوند.

سیستم‌‌ اطفاء حریق اتوماتیک پودری (آیروسل)

سیستم نوین اطفاء حریق پودر و گاز قابلیت‌های بسیار زیادی جهت اطفاء حریق از نوع کلاس A,B,C,E,F را دارا بوده و تا به امروز تنها سیستم موجود در دنیا است که می‌تواند ۵ کلاس حریق را اطفا نماید. این سیستم برای اولین بار در مرکز تحقیقاتی فضایی روسیه (سویوز) ابداع و در بخش‌های مختلف پایگاه‌های فضایی نصب شد. ‌پس از ممنوعیت استفاده از گاز هالون که یکی از موثرترین گازهای اطفاءکننده حریق شناخته می‌شود هیچ نوع گازی تاکنون به این مقدار قابلیت‌های گاز هالون را از خود نشان نداده است. این راهکار موثرترین ‌نوع اطفاء کننده حریق شناخته شده تا امروز است این سیستم قابلیت اطفاء کنندگی حریق تا سه برابر گاز هالون را دارا است و نیازی به سیلندرهای تحت فشار ندارد.

استفاده از سیستم‌‌ اطفاء حریق پودر و گاز آیروسول جهت مصارف گوناگون صنعتی و نظامی در کشورهای پیشرفته صنعتی بسیار متداول شده و هر روزه تعداد بیشتری از موسسات استاندارد جهانی این سیستم را مورد تایید قرار می‌دهند.

با سیستم‌‌ اطفاء حریق آیروسول به دلیل انعطاف پذیری بسیار بالای سیستم‌، در طراحی و نصب این امکان وجود دارد که علاوه بر محوطه داخل سالن، فضای داخل هر تابلو برق یا سیستم الکتریکی را متناسب با فضای محدود خاص‌ خود مجهز به سیستم‌‌ اطفاء حریق اتوماتیک نمود. به گونه‌‌ای که در صورت بروز حادثه در هر یک از تابلو‌ها،‌ کیس کامپیوتر، فقط‌ همان نقطه فعال شده و تخلیه شود و از هدر رفتن مواد داخل سایر کپسول‌ها جلوگیری ‌شود.

مزایا و امکانات

• کم وزن و کم حجم است
• بدون پیچیدگی نصب می‌شود و راه اندازی مجدد  آن سریع است
• غیر سمی است
• اقتصادی و مقرون به صرفه است
• سه برابر موثر تر از گاز هالون است
• دوست دار محیط زیست است
• نیازی به لوله کشی (برتری نسبت به واتر میست) ندارد
• نیازی به مخازن تحت فشار (برتری نسبت به FM200) ندارد

موارد کاربرد

• اتاق کامپیوتر
• سیستم توزیع برق و تابلو‌های برق
• اتاق ژنراتور
• کف کاذب
• اتاق سرور و رک سرور کامپیوتر
• انبار
• کابین مخابراتی
• اتاق کنترل
• ماشین
• صنایع نفت و گاز
• بنادر و کشتیرانی

‌سیستم‌‌ اطفاء حریق اتوماتیک فوم

این سیستم موثرترین روش جهت اطفاء حریق کلاس B (سوخت‌های مایع) است. همچنین در کلاس A نیز قابل استفاده است. قسمت‌های اصلی این سیستم به شرح زیر است.

• ‌مخزن نگهداری فوم (Bladder Tank)
• ‌دستگاه ترکیب کننده آب و فوم (Proportioner)
• ‌نازل

کاربرد‌

• انبارهای مواد شیمیایی
• مخازن مواد نفتی و شیمیایی
• آشیانه های هواپیما
• هلیکوپتر
• تاسیسات نفتی

سیستم‌‌ اطفاء حریق اتوماتیک گازی

سیستم‌هاى اطفاء گازى نقش مهمى در مفهوم اطفاء حریق دارند. به ویژه در مواردى که سایر اطفاء کننده‌ها (به عنوان مثال سیستم‌هاى آبى) قادر به این کار نیستند. در سا‌ل‌هاى اخیر و پس از ممنوعیت هالون از سال ۱۹۹۴، تلاش‌هاى بسیارى جهت معرفى و به کارگیرى گازهاى دیگر صورت گرفته است. سازمان‌های ISO و NFPA سیزده نوع گاز از انواع ساکن مانند آرگون و نیتروژن و مخلوط آنها و همچنین هیدروکربن‌هاى هالوژنه چون NOVEC ۱۲۳۰ ‌یا FM200 را معرفى نموده است. بطور کلی هر سیستم اطفاء حریق گازی از قسمت‌های زیر تشکیل شده است.

• ‌سیلندرهای نگهداری گاز همراه با شیر‌های محرک
• ‌سیلندرهای پایلوت
• ‌Manifold‌، شلنگ‌های تخلیه گاز، شلنگ‌های محرک سیلندرها
• ‌شیرهای برقی و Pressure Switch
• نازل‌های تخلیه گاز

کاربرد‌

معمولاً از این نوع سیستم جهت اطفاء حریق کلاس‌های A، B و E استفاده می‌شود. برخی از کاربردهای آن شامل تابلو‌های برق، تابلو‌های کنترل، تابلوهای مخابراتی، سرورهای کامپیوتری، موتورهای برق، اتاق‌های UPS، اتاق‌های کنترل، اتاق‌های Marshaling است.

از معایب این سیستم‌، امکان یخ زدگی‌، خروج آب به علت شکستن ناخواسته آب افشان و خوردگی لوله‌ها، امکان گرفتگی مجاری به علت وجود مواد معلق در آب است.

سیستم‌‌ اطفاء حریق اتوماتیک ورتکس vortex

یک سیستم هیبریدی آب به همراه گاز بی‌اثر (inert gas) است. ‌ترکیبی از این گاز و سیستم‌‌ اطفاء حریق واتر میست است. نیتروژن و آب به طور همزمان از طریق یک خروجی اظطراری آب به کمتر از ۱۰ میکرو متر کوچک شده و تشکیل تعلیق همگن و متراکم از نیتروژن و آب داده، سپس تخلیه می‌شود. این تعلیق و سپس سرکوب آتش با استفاده از دو مکانیزم به طور همزمانِ خنک کننده و مهار شعله صورت می‌پذیرد‌. در سیستم‌‌ اطفاء حریق ورتکس به ازای ‌هر نازل در هر دقیقه ۸۸% آب کمتری  نسبت به سیستم‌های مه آب با فشار بالا استفاده می‌شود‌.

مزایای استفاده از این سیستم

• سازگار بودن با محیط زیست‌
• بی‌خطر بودن برای انسان‌
• سرکوب آتش بطور کامل و با حداقل خیس کردن محیط
• عدم نیاز به یکپارچگی محیط

کاربرد

• فضای ماشین آلات صنعتی
• نیروگاه‌ها
• محفظه توربین
• فولاد ریخته گری
• تولید خودرو
• اتاق داده‌ها
• موزه‌ها
• کتابخانه‌ها
• کاربردهای دریایی
• برای نگهداری مایعات قابل اشتعال

سیستم‌‌ اطفاء حریق اتوماتیک آبی

کاربرد این نوع سیستم در محل‌هایی است که سرعت حرکت حریق زیاد باشد. در این سیستم، آب افشان (sprinkler) فقط دارای یک نازل (nozzle) است و ‌هد مشترک در هنگام عملکرد، از تمامی نازل‌های آب خارج شده و عمل اطفاء صورت می‌گیرد. عامل محرک برای عمل سیستم اطفاء‌، عمل نمودن دتکتور حرارتی (heat detector) یا فشردن شستی اعلام حریق (MCP) است.

سیستم تر Wet Pipe

در این سیستم آب با فشار مشخص در تمامی لوله‌ها وجود دارد و فشار  در کل لوله ها تا سر آب افشان ثابت است. در هنگام عملکرد هر اسپرینکر آب از آن خارج می‌شود‌. سرعت بالا‌، قابلیت اطمینان زیاد و عدم تاخیر در اطفاء از محاسن آن است.

سیستم خشک Dry Pipe

در این سیستم آب تا پشت یک شیر کنترل وجود دارد. سیستم بعد از این شیر، هدر مشترک و آب افشان ها هستند. در این قسمت گازی یا هوایی با فشار بالاتر از فشار آب وجود دارد. این گاز معمولاً ازت است. بدین علت امکان حرکت آب به داخل هدر و آب افشان وجود ندارد. در هنگامی که هر یک از آب افشان ها فعال شد هوا یا گاز از قسمت خشک خارج می‌شود. در این هنگام شیر کنترل به علت تغییر فشار باز می‌شود. بعضاً نیز شیر کنترل از یک پر شر سوییچ فرمان گرفته و باز می‌شود و آب به داخل هدر مشترک جاری شده و از آب افشان خارج می‌شود.

این نوع سیستم احتیاج به کمپرسور هوا دارد. به علت عدم وجود آب در هدر مشترک امکان یخ زدگی آن در زمستان وجود ندارد. ولی سرعت عملکرد آن نسبت به سیستم  تر کمتر است. زیرا تمامی هوا بایستی از سیستم خارج و آب به جای آن وارد شود. در این سیستم تجهیزات جانبی مثل پمپ هوا یا گاز ازت، پرشرسوییچ و … مورد نیاز است. در هنگام عملکرد آب افشان، کمپرسور هوا یا گاز از کار افتاده و شیر کنترل فرمان باز شدن می‌گیرد.

سیستم جایگزین Alternate

از این سیستم می‌توان در هوای مساعد (تابستان، بهار، پاییز) به عنوان سیستم تر و در زمستان به عنوان سیستم خشک استفاده نمود.

سیستم پیش فعال Pre Action

این سیستم مانند سیستم خشک عمل نموده و قسمت بعد از شیر کنترل بدون آب (خشک) است. ولی فشار هوای معمولی در آن است. در هنگام وجود حریق ابتدا بایستی دتکتور حرارتی عمل نماید تا شیر کنترل را باز نماید. سپس آب افشان مربوط عمل نماید تا آب فقط از آن جاری شود. در هنگام عمل نمودن دتکتور حرارتی یا شستی اعلام حریق، آب در قسمت دوم سیستم جاری می‌شود.

ولی عملکرد هر آب افشان باعث جاری شدن آب از آن می‌شود‌. این سیستم در جاهایی استفاده می‌شود که ریزش آب بدون دلیل (عدم وجود حریق) باعث خسارت زیادی می‌شود مانند منازل مسکونی و بایگانی دفاتر (با وجود کاغذ و …)‌. در این سیستم شکستن آب افشان یا لوله‌ها باعث جاری شدن آب نمی‌شود. این مورد ممکن است در اثر حرکت جرثقیل‌، چنگک و… صورت پذیرد. احتمال یخ زدگی هم وجود ندارد ولی بازرسی‌های دائمی بایستی انجام پذیرد‌. سیستم‌های پیش فعال به سه شکل هستند.

1. Non Interlock Pre Action
2. Single Inter Lock Pre Action
3. Duble Inter Lock Pre Action

1-Non Interlock Pre Action

در این سیستم بعد از شیر کنترل، هوا با فشار حداقل psi  ۷ (فشار پایین) وجود دارد. در صورتی که یکی از آب افشان‌ها باز شود، فشار سیستم افت کرده و فشار سنج، باعث فعال شدن شیر شده و آب در سیستم وارده شده و از آب افشان‌ جاری می‌شود. در این سیستم در صورتی که دتکتور یا پانل اعلام حریق نیز عمل نماید شیر کنترل، فرمان باز شدن گرفته و آب در سیستم جاری می‌شود اما تا زمانی که هیچ آب افشانی باز نشده آب افشانی انجام نمی‌شود.

2-Single Inter Lock Pre Action

شیر کنترل این سیستم فقط با فرمان سیستم اعلام حریق فعال شده و باز می‌شود. داخل لوله‌های این سیستم نیز هوا با فشار جو وجود دارد (همانند سیستم قدیم).

3-Duble Inter Lock Pre Action

این سیستم ترکیب دو نوع قبلی است. شیر کنترل در اثر افت فشار هوای داخل لوله‌ها و سیستم اعلام حریق فعال می‌شود. به کار افتادن فقط یکی از عوامل باعث جاری شدن آب داخل سیستم نمی‌شود. این سیستم در جاهایی استفاده می‌شود که عملکرد نابجای آب پاشی باعث خسارت فراوان می‌شود.

محاسن سیستم پیش فعال (per action)

سرعت نسبتاً مناسب‌، عدم عملکرد بی جا و ایجاد خسارت‌، عدم اتلاف وقت نسبت به سیستم‌های دیگر (تلفن زدن به آتش نشانی و حرکت و …) از مزایای این سیستم است.

مقادیر آب استفاده شده در این مورد نسبت به آتش نشانی خیلی کمتر است و خسارت کمتری از بابت وجود آب به بار می‌آورد. پاشش این سیستم بین ۱۵-۳۰ لیتر آب در دقیقه است ولی سیستم آب پاش آتش نشانی ۴۰۰ تا ۹۰۰ لیتر است. به علت پاشش عمودی این سیستم، زمان اطفاء حریق نیز در آن کمتر است.

آب افشان Sprinkler

آب افشان از سه قسمت تشکیل شده است. در بخش زیر قست‌های مختلف آن تشریح می‌شود.

مکانیزم عمل کننده (Activation Mechanism)

مکانیزم عمل کننده در سیستم deluge وجود ندارد. و شامل یک در پوش است که از خروج آب جلوگیری می‌نماید و یک قسمت به عنوان fuse link یا Glass Bulb است که درپوش را به شدت فشار داده تا آب بندی شود و ریزش آب با نشتی نداشته باشد.

در قسمت عمل کننده اسپرینکلر (Activate) در نوع Fuse link خود ماده (مانند پلاستیک یا ژله) در داخل درجه تنظیم (Orifice) وجود دارد که حالت جامد پیدا کرده و مانع خروج آب می‌شود. در هنگامی که حرارت محیط افزایش یافته و به آب افشان می‌رسد، اگر این حرارت به حد مشخص و از پیش تعیین شده  رسید‌ه باشد، ماده جامد ذوب شده و فشار آب پشت آب افشان باعث خارج شدن آب و پاشش آن می‌شود.

Glass Bulb

یک کپسول شیشه‌ای است که در داخل آن مقداری مایع وجود دارد و قسمتی از آن هوا یا گاز است. در هنگام گرم شدن حجم مایع زیاد شده و به حد معین که رسید (مثلاً ۵۷ درجه سانتیگراد‌)، شیشه ترکیده، درپوش آزاد شده و عمل پاشش انجام می‌شود.

درجه تنظیم (Orifice)

قسمتی فلزی است که دارای سوراخ با قطر مشخص و از پیش طراحی شده بوده و مقادیر آب خروجی را در فشار معین مشخص می‌کند.

منحرف کننده (Deflector)

نوعی پره یا صفحه است که وقتی به آب تحت فشار ‌برخورد می‌کند‌ باعث پخش شدن یکنواخت و پودری شکل می‌شود.

منابع تغذیه آب اصلی

منابعی که سیستم‌های اطفاء حریق از آن  تغذیه می‌شوند به ۵ گروه کلی تقسیم بندی می‌شوند.

• آب شهری
• تانک تحت فشار
• بوستر پمپ تغذیه از مخازن
• مخازن تحت ارتفاع
• پمپ‌های تغذیه کننده از آب شهری