هیدرولیک آتش نشانی در ساختمان ( خاموش کردن آتش با مایع تحت فشار )

حدود 70 درصد زمین و 65 درصد از بدن هر انسان را آب تشکیل می‌دهد. در حالت کلی H2O در 3 حالت متفاوت مایع، جامد و گاز  )آب، یخ و بخار آب(  موجود است که یکی از حیاتی‌ترین نیازهای مخلوقات و دارای خاصیت‌های ویژه‌ای می‌باشد.

 از جمله این ویژگی‌ها موارد زیر است:

1. جوشش و انجماد آب  )حتی در محدوده‌ای با افزایش دما متراکم می‌شود(
2. کشش سطحی آب (از جمله بالاترین کشش سطحی بین مایعات است(
3. گرمای تبخیر بالا
4. ظرفیت گرمایی ویژه بالا و غیره

از طرفی اصولا چهار عامل اساسی در حریق مؤثرند که به آن هرم حریق می‌گویند:

• اکسیژن، سوخت، گرما و واکنش زنجیره‌ای
• با حذف هر یک از این موارد، حریق می‌تواند متوقف شود.

آب از محبوب ترین مواردی است که به منظور اطفای حریق استفاده می‌شود  به ویژه در ساختمان‌ها با شرایط عادی)  که علاوه بر نرساندن اکسیژن کافی )بخارات آن( با خنک کردن ضلع گرمای هرم را نیز برطرف می‌سازد. البته استفاده از آب برای اطفای حریق محدودیت‌هایی نیز دارد که برخی از آن‌ها عبارتند از:

1.  تجهیزات برقی، اتاق سرور، کامپیوتر و غیره(
2.  آشپزخانه‌ها به ویژه آشپزخانه‌های صنعتی  )برخورد آب با روغن داغ و گسترش حریق(
3.  اتاق اسناد مهم (خیس شدن و از بین رفتن که عمدتا اطفای گازی می‌تواند استفاده شود(

روش های استفاده از آب در اطفاء حریق

استفاده از آب به طور کلی شامل چند روش است  )اتوماتیک، دستی و غیره(  که در مجموع می‌توان به دو مورد کلی تقسیم کرد:

1. اتوماتیک:  شبکه بارنده  )اسپرینکلر و نازل‌های مخصوص(
2.  دستی:‌ لوله ایستاده  )جعبه آتش نشانی شامل شلنگ قرقره، رک و غیره )

در استاندارد معتبر آمریکایی موجود NFPA در تجهیزات اتوماتیک از NFPA 13  و در تجهیزات دستی از  NFPA 14 استفاده می‌شود.

در سیستم تر، آب در لوله‌ها آماده است ولی در سیستم خشک به علت سرما و یخ زدن هوا پشت اسپرینکلرها تحت فشار قرار داده شده و پس از شکستن حباب و تخلیه هوا  )یا نیتروژن(  با کمی تأخیر آب خارج می‌شود. سیستم ترکیبی نیز شامل هر دو سیستم خشک و تر است.

 سیستم سیلابی در کاربری‌های خاص استفاده شده و بجای اسپرینکلر از نازل‌های باز استفاده می‌شود که پس از اعلان حریق و دیافراگم و دریافت سیگنال، شیر سلنوئید شیر سیلابی (Deluge Valve) دیافراگم را باز کرده و آب از همه نازل‌ها خارج می‌شود.

شبکه بارنده

انواع شبکه بارنده 

1. تر) Wet)
2. خشک (Dry)
3. ترکیبی  (Combined)
4. سیلابی  (Deluge)
5.  پیش عملگر (Pre Action)

در همه این سیستم‌ها آب توسط یک دیزل پمپ یا الکتروپمپ  )جریان مکانیکی(  از اسپرینکلر باز شده  )که حباب آن در اثر حریق شکسته می‌شود(  یا نازل‌های مورد نظر  )در سیستم سیلابی(  خارج شده و موجب اطفای محل محروقه می‌گردد.

استاندارد مربوط به پمپ  NFPA 20 است و مطابق این استاندارد پمپ‌های ساختمانی–آتش نشانی عمدتاً از نوع حرکتی سانتریفیوژ دور ثابت بوده مگر ظرفیت‌های بسیار بالا که با در نظر گرفتن برخی الزامات برقی  )کد 72 و 70 استاندارد مطروحه(  حتی می‌توان دور متغیر نیز در نظر گرفت.

در بوستر پمپ‌های آتش نشانی  )که عموما شامل کلکتور رانش و مکش، شاسی، الکروپمپ زمینی، مانومتر، پرشر سوئیچ و غیره است(  چند پمپ به منظور تامین دبی حجمی بیشتر موازی می‌شوند و از جوکی پمپ  )پمپی با فشار برابر پمپ‌های دیگر و دبی بسیار کمتر(  جهت جبران نشتی و مصارف جزئی استفاده می‌گردد که پمپ اصلی وارد مدار نشود.

این پمپ اصولا دارای منحنی تیز و حالت مولتی استیج  )طبقاتی(  بوده و اول وارد مدار می‌شود.

 برای سایزینگ لوله کشی از روش از پیش تعیین شده  (Pipe Sched-ule) یا محاسبات هیدرولیکی استفاده می‌شود.

در محاسبات هیدرولیکی از روش‌های هیزین ویلیامز و دارسی ویسباخ استفاده می‌شود که هیزین ویلیامز مختص به موارد هیدرولیکی بوده )بسیار محبوب در محاسبات هیدرولیک شبکه بارنده(  ولی دارسی ویسباخ حتی برای سایزینگ کانال نیز استفاده می‌شود.

طبق کد NFPA 13 فشار پشت اسپرینکلرهای مطروحه  )در حالت عمومی ساختمان‌ها(  نیم تا 12 بار طراحی می‌شود و دبی هر یک با توجه به ضریب k اسپرینکلر مورد نظر )در کشور ما در شرایط معمولی اسپری شونده با ضریب k برابر 5.6 ) محاسبه می‌شود.

به منظور دستیابی به محاسبات سریع‌تر و دقیق‌تر می‌توان از نرم افزارهای محاسبه هیدرولیک  )بر مبنای همین رو ش‌ها(  از جمله پایپ نت و اتواسپرینکلر استفاده کرد. در اتواسپرینکلر پیوندی با نقشه کشی نیز وجود دارد ولی پایپ نت به طور کلی شامل محاسبات آبرسانی ساختمان‌ها و هرگونه محاسبات هیدرولیک دیگر )لوله ایستاده و غیره(  می‌شود.

در مخازن نیز می‌توان از کد NFPA 22استفاده کرد و طبق ضوابط استان تهران حتی در شرایطی که انشعاب آتش نشانی پایین باشد، می‌توان از مخزن مشترک آبرسانی و آتش نشانی استفاده کرد.

لوله ایستاده

 علاوه بر اتصال مخصوص آتش نشانی (FDC) که می‌توان از شیر سیامی به این منظور استفاده کرد، ساختمان‌ها دارای انشعاباتی به همراه شلنگ  )برای افراد آموزش دیده به اشتباه رایج نام فایرباکس و برای افراد معمولی به اشتباه با نام فایرهوزریل(  هستند که برای مبارزه دستی با حریق استفاده می‌شوند.

استاندارد  NFPA 14 سه کلاس را برای لوله ایستاده ارائه کرده است :

1. کلاس I : سایز 2_1/2 ⁱⁿ
2.  کلاس I : سایز 1_1/2 ⁱⁿ
3. کلاس III : لوله ایستاده شامل ترکیبی از کلاس اول و دوم است.

هر چند در کشورمان شلنگ لاستیکی نیمه سخت  (3/4 ⁱⁿ  )  و ایستگاه  شیلنگ  (   1_1/2 ⁱⁿ ) استفاده می‌شود.

)ضوابط استان تهران شامل کلاس چهارمی است که مازاد بر سه کلاس مطروحه از استاندارد  NFPA14 شامل سایز in 4/3 برای متصرفین و ½ in 1    برای افراد آموزش دیده است (