ارزیابی ریسک خطر در طراحی سیستم های اعلام حریق

کارشناس آتش نشانی لازم است غیر از شناخت سیستم‌های اعلام حریق، دانش‌ها و مهارت‌های دیگری داشته باشد تا توانائی‌ها و محدودیت‌ها در ایمنی ساختمان را شناخته باشد و بتوانند ارزیابی ریسک خطر برای طراحی سیستم های اعلام حریق را مدیریت نمایند.

عدم شناخت کافی موجب طراحی سیستمی خواهد بود که با سیستم‌های اطفائی و BMS ساختمان و سیستم‌های دیگر اجرا شده، اختلاف پروتکل داشته و همواره با خطا در طراحی سیستم مواجه باشیم.

1- ارزیابی ریسک آتش‌سوزی به کمک سیستم اعلام حریق

استفاده اصولی از اطلاعات به منظور شناسائی خطر و تخمین ریسک وارد بر افراد، اموال و محیط زیست تحلیل ریسک می‌باشد.

شناسائی خطرات شامل ارزیابی سازه و ساختمان، بار اشتعال درنقاط مختلف ساختمان، طبقه‌بندی فعالیت‌های کاری و غیره سپس ارزیابی باید به کمک روش‌های مهندسی تحلیل شده و ارزشیابی گردد و در نهایت ریسک آتش‌سوزی به کمک روش‌ها و تجهیزات از جمله سیستم‌های اعلام و اطفاء حریق مدیریت گردد که ارزیابی ریسک خطر برای طراحی سیستم های اعلام حریق را شامل می شود.

ارزیابی ریسک خطر برای طراحی سیستم های اعلام حریق یکی از فاکتور های ارزیابی ریسک آتش سوزی می باشد.

1-1-  سیستم اعلام حریق – مقاومت سازه در برابر آتش

این نوع محافظت در حقیقت، سازه ساختمان، بخش‌های فرعی و پوشش آن را مورد توجه قرارمی‌دهد و بهترین ابزار محافظتی در کل عمر یک سازه می‌باشد.

از جمله محافظت‌های غیرفعال شامل، DuctFFire Barrier، Fire stop، Fire Protection هستند مکانیزم محافظت غیرفعال قاب سازه‌ای assive Fire Protection، که توسط استفاده از مواد مقاوم در برابر حریق صورت می‌گیرند به صورت بالقوه مقاوم‌اند و در هنگام حادثه با توجه به ضخامت، زمان محافظت بیشتری در مقابل حریق به ساختمان میدهند که همه ی این محافظت ها شامل ارزیابی ریسک خطر برای طراحی سیستم های اعلام حریق می شود.

در شکل زیر تصویر بخش‌های مختلف ساختمان که نیازمند حفاظت غیرفعال می‌باشد آورده شده است باید دانست که هیچ گاه سیستم اعلام حریق جایگزین آن‌ها نخواهد شد.

اجزا و قسمت‌های مختلف ساختمان که امکان اجرای محافظت غیرفعال در آن‌ها وجود دارد به شرح زیر است:

1- اسکلت سازه‌ها: شامل سقف‌ها و ستون‌ها دیوارهای باربر و غیر باربر، داخلی و خارجی: شامل پارتیشن‌ها و دیوارهای حریق و دیوارهای جداسازی سقف‌های کاذب

2- کنترل نفوذ دود از قسمتهای مختلف به قسمت‌های دیگر: شامل ایجاد حائل‌های کنترل دود و کانالهای تخلیه دود مستقل ایجاد کانال‌های اضطراری در زمان‌های حریق جهت خروج به بیرون

3- ایجاد محفظه‌هائی برای تأسیسات الکتریکی و مکانیکی و غیره در ساختمان

4- محافظت و پوشش منفذها و درزها و سوراخ‌ها

5- ایجاد کانالهای تهویه هوای مقاوم حریق

6- اجراي پوشش ضدحريق بر روي سازه‌ها به منظور:

• پيشگيري از تخريب آن‌ها در هنگام آتش‌سوزی
• به دست آوردن زمان بیشتر جهت ارائه خدمات آتش نشانی

از 46 مورد بررسی شده 3 مورد تأثیر پوشش سازه را در طراحی خود دخالت داده بودند.

2-1- سیستم اعلام حریق – ارزش جانی و مالی تصرف

در ساختمان ها افراد از رده‌های مختلف اجتماعی و اقتصادی حضور دارند که هزینه‌های متفاوتی برای ایمنی جانی خودشان می‌پردازند، همچنین ارزش کالاها، تجهیزات و تأسیسات ساختمان های مختلف یکسان نیست.

در صورت افزایش ارزش جانی و مالی لازم است از سیستم‌های با کیفیت بالاتر و پوشش دهی کاملتر در نقاط مختلف ساختمان بهره برد.

از 46 مورد بررسی شده 30 مورد تأثیر ارزش جانی و مالی را در طراحی خود دخالت داده بودند.

3-1- ریسک آتش مواد سوختنی و کالاها در نقاط مختلف ساختمان در سیستم اعلام حریق

در نقاط مختلف یک ساختمان مواد سوختنی دارای پراکندگی یکنواخت و بار اشتعال یکنواخت نیست و خطر اشتعال کالاها با یکدیگر برابر نبوده و با توجه به میزان ریسک اشتعال و سرعت توسعه آتش‌سوزی، باید سناریوهای متناسبی را در نظر گرفته و در طراحی سیستم مدنظر قرار داد.

از 46 مورد بررسی شده 12 مورد با ارزیابی ریسک آشنا بوده و در طراحی خود دخالت داده بودند. در این زمینه نیز ارزیابی ریسک خطر برای طراحی سیستم های اعلام حریق تاکید می شود.

4-1- سیستم اعلام حریق – آب و هوای منطقه، مسیر جریان باد

شرایط آب و هوای کلیه کشورها یکسان نمی‌باشد.

کشورهای اسکاندیناوی و روسیه بسیار سرد و کشورهای استوائی گرم و مرطوب و شهرهای بندری استوائی بسیار گرم و شرجی می‌باشد.

در کشور ایران نیز آب و هوای اردبیل، بندرعباس و ماهشهر و زاهدان با یکدیگر متفاوت است.

سیستم‌ها نمی‌توانند در کلیه شرایط رفتار یکسان و اطمینان بخشی ارائه دهند و در انتخاب برند مناسب باید مطالعات مناسبی انجام داد.

از 46 مورد بررسی شده 21 مورد شرایط آب و هوائی را در طراحی خود دخالت داده بودند و ارزیابی ریسک خطر برای طراحی سیستم های اعلام حریق در اینجا هم باید ملاک قرار گیرد.

5-1- مهارت‌ها و رفتار متصرفان

زمان تخليه ساختمان از سه قسمت اصلي تشكيل گرديده است زمان كشف حريق كه از شروع حريق تا اعلام آن به طول می‌انجامد.

زمان شنيدن آژير خطر و اطمينان باور نمودن و پاسخ به آن حركت تا ابتداي مسير تخليه، زمان فرار، كه از ابتداي مسير حركت شروع و تا گذشتن از درب خروجي يا رسيدن به محل امن ادامه می‌یابد.

جمع سه زمان فوق به عنوان زمان تخليه ساختمان به حساب می‌آید.

عوامل متعدد در كم كردن زمان تخليه دخالت دارند كه مهمترین آن‌ها عبارتند از تصميم به موقع در هنگام به صدا در آمدن آژير خطر يا آژير تخليه، شناخت مسير حركت با استفاده از تجربه یا علائم نورتاب مسیر فرار و اطلاع از عوامل منجر به ازدحام مثل دربها، پلكان و غیره.

توانائي جسمی‌افراد ساكن در ساختمان و كمك به آن‌ها جهت حركت، وجود افراد راهنما و مددجو جهت سهولت حركت و كمك به افراد سالخورده و ناتوان، روشنايي سطح كريدورها و مسيرهاي تخليه به خصوص پله‌ها و دربها عدم وجود موانع مثل دود، حريق و حرارت و غیره.

دو عامل گفته شده، نور كافي و عدم وجود مانع باعث ايجاد قدرت ديد كافي جهت حركت سريع می‌گردند. از 46 مورد بررسی شده 5 مورد رفتار متصرفان را در طراحی خود دخالت داده بودند. ارزیابی ریسک خطر برای طراحی سیستم های اعلام حریق همواره مورد تاکید بوده است.

2- سیستم‌های اطفا اتوماتیک ساختمان و ارتباط آن با سیستم اعلام حریق

در تأمین ایمنی یک ساختمان سیستم‌های اعلام و اطفاء حریق اتوماتیک نقش مؤثر دارند و این دو سیستم در ده سال اخیر پیشرفت های زیادی نموده و دارای کارکردهای متنوعی حسب شرایط محیط‌های مختلف ساختمانی می‌باشند عملکرد مؤثر ایمنی در یک ساختمان یا یک بخش نیاز به هماهنگی این دو سیستم دارد از جمله ارتباطات شامل فعالسازی آژیر اعلام حریق پس از فعال شدن سیستم اطفاء حریق ساختمان، فعالسازی سیستم اطفاء اتوماتیک غیرآبی توسط سیستم اعلام حریق. ارزیابی ریسک خطر برای طراحی سیستم های اعلام حریق در سیستم های اطفا حریق اتوماتیک نیز باید ملاک قرار گیرد.

از 46 مورد بررسی شده 40 مورد ارتباط آن را با سیستم اطفاء در طراحی خود دخالت داده بودند که علت آن الزام آور بودن از طرف سازمان ناظر آتش نشانی بود.

1-2- شرایط پرسپکتیو زیر سقف در سیستم اعلام حریق

کابل‌کشی سیستم اعلام در زیر سقف اجرا می‌گرددکه برآمدگی‌ها و فرورفتگی‌ها، مکان لامپ ها، مکان دمنده‌ها و موانع دیگر در نقشه اتوکد معماری ارائه شده به طراح موجود نمی‌باشد.

در نظر نگرفتن موانع زیر سقف منجر به طراحی شماتیک سیستم اعلام شده که در نهایت مجری سیستم باید خود مکان المانها را در هر اتاق مشخص نماید با توجه به اینکه برخی از نصابان برقکاران و افراد غیر متخصص در ضوابط جانمائی المان‌ها می‌باشند اغلب شاهد خطا در اجرا می‌باشیم. لازم است نقشه پرسپکتیو زیر سقف‌ها را مطالعه و در صورت امکان قبل از طراحی از ساختمان بازدید شود.

اشکال زیر شرایط زیر سقف را نشان می دهد که در نقشه معماری فاز 1 مشخص نمی‌باشد.

از 46 مورد بررسی شده 7 مورد شرایط زیر سقف را در طراحی خود دخالت داده بودند و بقیه در هنگام اجرا نقشه‌ها را با شرایط زیر سقف تطابق داده که نتیجه آن تفاوت نقشه طراحی با کابل‌کشی اجرا شده می‌باشد و نیازمند نقشه ازبیلت می‌باشیم که به واسطه الزام آور نبودن رسم نمی‌شود و امید است با الزام سازمان ناظرآتش نشانی این مهم در سال‌های آتی انجام شود.

2-2- نقشه اتوکد ساختمان

طراحی سیستم اعلام در نقشه اتوکد معماری ساختمان انجام می‌شود لذا طراح باید در نقشه خوانی معماری ونقشه‌کشی سیستم در نرم افزار اتوکد به مهارت برسد.

از 46 مورد بررسی شده 46 مورد با این نرم افزار طراحی کرده بودند.

3-2- شناخت قابلیتها و محدودیت‌های المان‌های سیستم اعلام حریق

یک سیستم کامل اعلام حریق از المان هایی با قابلیت ها و محدودیت های متنوع تشکیل شده است.

همچنین توانائی المان های مشابه برندهای مختلف یکسان نمی‌باشد.

با توجه به تنوع شرایط ریسک در ساختمان ها، کارشناس باید المان مناسب را برای مکان انتخاب نماید.

از 46 مورد بررسی شده 40 مورد با برندها آشنا بوده ولی موضوعات دیگر از جمله قیمت حداقلی سیستم، ارتباط با چند نمایندگی محدود، انتخاب ها را کاهش داده و 10 طراح شرایط برند را در طراحی خود دخالت داده بودند.

3- تشخیص آتش‌سوزی و نشت در سیستم اعلام حریق

در اثر سوختن مواد، دود، انرژي و مولکول‌های جديد تولیدمی‌شود كه بسيار متنوع می‌باشند.

1-3 دود

در كليه حریق ها دود توليد می‌شود و با دود مقادير مختلفي غبار، گرد، الياف، بخور و بخارات و گازها همراه است.

دود مخلوط بسيار درهمی‌است از توليدات فرار احتراق، تركيبات آلي مركب از ذرات بسيار ريز جامد یا مایع كه درون گازهای متصاعد حريق معلقند بعضي از ذرات كربن تا 1 ميكرون عرض دارند و برخي ديگر ممكن است تا كمتر از 0.5 ميكرون برسند.

2-3- حرارت

گرما را از روش شيميايي مثل سوزاندن مواد و کالاها و از طريق مكانيكي مثل اصطكاك می‌توان توليد كرد.

عبور جريان الكتريكي از يك مقاومت نيز گرما توليد می‌کند در تمام مراحل آتش‌سوزی ها در اثر اكسيداسيون كامل يا ناقص مواد قابل اشتعال، توليد گرما می‌گردد و گرماي اكسيد شدن بستگي به مقدار مصرف اكسيژن دارد.

بنابراین عوامل زیر در گرمای احتراق مؤثر هستند:

نوع و تعداد اتم‌ها، انرژی پیوند اتمها، و مولکولها، جرم حجمی، مقدار اکسیژن موجود و نحوۀ برخورد اتمها با اکسیژن.

حين آتش‌سوزی ساختمان، جريان‌هاي انتقال می‌توانند گازهاي داغ حاصل احتراق را به زیر سقف منتقل كنند در اين حالت هواي سرد به سمت آتش جريان می‌یابد و جايگزين هواي گرم بالا رفته می‌شود.

3-3- اشعه

نور مرئی و قابل رؤیت با طول موج 380 تا 760 نانومتر بخش کوچکی از تمام طیف امواج الکترومغناطیسی است.

طیف قبل از نور مرئی با طول موج کوتاه تر، ماوراء بنفش (UV) و طیف بعد از نور مرئی با طول موج بلندتر، بخش مادون قرمز را تشکیل می‌دهند شعله تنها منبع تولید تشعشعات مادون قرمز نیست بلکه سطوح داغ و ملتهب، لامپ‌های رشته‌ای یا‌هالوژنه، کوره‌ها و حتی تشعشعات خورشیدی نیز می‌توانند منبع انتشار اشعه مادون قرمز (IR) باشند که البته دارای طول موج های یکسانی نیستند.

به همین دلیل در آشکارسازهای IR دامنه کوچکی از تشعشعات در حدود 4. 4 میکرون تحت نظارت و کنترل قرار می‌گیرد.

4-3- گاز

بيشترين گازهاي متصاعد شده در حریق ها عبارتند از:

• دي اكسيدكربن
• اكسيد كربن
• اسيد استيك
• هيدروژن سولفوره
• سيانيد هيدروژن، اكرولئين
• استالدئيدها
• اسيد فرميك
• فرمالدئيدها
• آمونياك
• فورفورال
• قطران
• دی اکسید گوگرد

ولی دتکتورهای گازی به منظور شناسائی گازهای آتش‌سوزی ساخته نشده‌اند زیر دود و حرارت به اندازه کافی برای شناسائی آتش وجود دارد.

این نوع حسگرها به منظور شناسائی نشت انواع گازها در محیط های مختلف طراحی و ساخته شده است.

برای مثال:

• حسگر گاز شهری در موتورخانه‌ها
• حسگر آمونیاک در انبار آمونیاک
• حسگر گاز مونواکسید برای منازل مسکونی

4- مقررات ملی ساختمان

1-4- مبحث 2 مقررات ملی ساختمان

کد 2 – 6 – 3 – شهردار ی ها برای ساختمان هائی که طبق تشخیص ناظران و نظام مهندسی، مقررات ملی ساختمان در آن‌ها رعایت نشده باشد، تا زمان رفع نقص، پایان کار صادر نخواهند کرد.

2-4- مبحث 3 مقررات ملی ساختمان

کد 3 – 1 – 1 – 66 مقام قانوني مسئول:

در شهرهای بزرگ مقام قانونی مسئول سازمان آتش نشانی و خدمات ایمنی می‌باشد شهرهای بزرگ توسط وزارت کشور برحسب جمعیت آن‌ها مشخص گردیده است.

کد: 3 – 1 – 2 – 9 در هر بنا يا ساختمان كه به دليل بزرگي ابعاد و اندازه يا ويژگي‌ها و جزئيات طرح يا مشخصات نوع تصرف، به هنگام بروز حريق در يك بخش، امكان بي خبر ماندن و غافلگير شدن متصرفان در ديگر بخش‌ها موجود باشد، بايد مطابق ضوابط اين مقررات در تمام بنا يا بخش‌هايي كه لازم است، شبكه‌هاي هشدار و اعلام حريق و سایر تمهیدات ایمنی نصب شود و چنانچه برای گرم کردن فضاهای داخلی، آب مصرفی و نظایر آن از سوخت‌های فسیلی استفاده شود، نصب سیستم هشداردهنده منوکسیدکربن الزامی است.

به كمك اين شبكه‌ها و انجام تمرين‌هاي منظم فرار از حريق بايد اين اطمينان حاصل آيد كه تمام متصرفان در هر نقطه از بنا در همان لحظات اوليه از بروز حريق آگاه شوند و بتوانند در زمان پيش بيني شده بنا را ترك كنند.

کد: 3 – 1 – 18 – 12 – در برج ها علاوه بر شبكه هشدار حريق، نصب شبكه اعلام حريق نيز ضروری است.

اين شبكه‌ها بايد به تائيد مقام قانوني مسئول برسند.

3-4- مبحث 4 مقررات ملی ساختمان

کد: 4 – 2 – 13 – 3 – ساختمان و تأسیسات آن باید طوری طراحی شوند که در آن‌ها امکان ایجاد حریق یا توسعه آتش و دود به حداقل کاهش یابد.

4-4- مبحث 13 مقررات ملی ساختمان

کد: 13 – 8 – 3 – سیستم اعلام حریق

کد: 13 – 8 – 3 – 1 – مراکز سیستم اعلام حریق باید از نوع تحت مراقبت دائم باشد.

در محلی خارج از دسترس عموم نصب شود.

شبانه روزی تحت مراقبت افراد کارآزموده باشد.

کد: 13 – 8 – 3 – 3 – کلیه مدارهای سیستم اعلام حریق باید مستقل از سایر سیستم‌ها کشیده شود.

برای ارتباط بین مرکز اعلام حریق و آتش نشانی فقط می‌توان از مدار تلفن استفاده کرد.

کد 13 – 8 – 3 – 4 – در ساختمان‌های واجد سیستم اعلام حریق در مکان‌های زیر نیز دتکتور مناسب نصب شود:

اتاق های برق، تأسیسات مکانیکی، موتورخانه آسانسور و چاه آسانسور، کریدورها و را پله، اتاق مرکز تلفن

کد 13 – 8 – 3 – 5 – وسایل صوتی اعلام حریق از نوعی باشند که هنگام بروز حریق، صدای آن‌ها به سهولت در دورترین نقاط ساختمان قابل شنیدن باشد.

کد 13 – 9 – 5 – 1 – 1 – ساختمان‌های بلندمرتبه باید به نیروگاه اضطراری مجهز باشند. به منظور:

• تأمین برق یک آسانسور
• پمپ‌های آتش نشانی
• سیستم اعلام حریق
• روشنائی مسیر فرار

5-4- مبحث 17 مقررات ملی ساختمان

کد 17 – 3 – 4 – 2 – نصب دستگاه اعلام خطر نشت گاز در موتورخانه‌های ساختمان‌های عمومی و خاص الزامی است.

تجهیزات ذکر شده باید با استاندارد ملی یا معتبر بین المللی مطابقت داشته باشد.

4-6- مبحث 20 مقررات ملی ساختمان

کد 20 – 3 – 9 – 7 – مجوز صادره جهت سیستم‌های اعلام و اطفای حریق باید به صورت ادواری کنترل شود.

همچنین تعمیر، حفظ و نگهداری سیستم‌های اعلام و اطفای حریق الزامی است.

5- شناخت منابع علمی طراحی و نظارت

1- شناخت استانداردهای ملی قطعات و تجهیزات سیست مهای اعلام حریق.

2- شناخت آئین نامه‌های وزارت کار درخصوص طرح هائی که ناظر آن بازرسان وزارت کار می‌باشند.

3- شناخت کدهای بین المللی EN 54 , NFPA 72 که ضوابط ملاک عمل سازمان های آتش نشانی ایران برگرفته از این دو کد می‌باشد ترجمه بخش‌هائی از این دو کد که بیشترین کاربری را دارند در کتاب ضوابط سیستم‌های اعلام حریق آورده شده است.

4-  شناخت تأئیدیه‌های آزمایشگاه‌های آتش معتبر بین المللی جهت کنترل و اطمینان از کیفیت قطعات و تجهیزات سیستم اعلام حریقی که قصد نصب آن‌ها در ساختمان را داریم. متأسفانه در سال‌های اخیر بهره‌برداری از نرم افزار جهت سندسازی جعلی و صدور تأئیدیه‌های فاقد صلاحیت توسط آزمایشگا ه‌های متفرقه کارشناسان را با چالش مواجه کرده است.

6- خلاصه تأثیر موارد مطالعه شده در طراحی سیستم اعلام حریق از طرف طراحان 

1- تأثیر دادن مقاومت سازه بر طراحی

2- ارزش جانی و مالی موجود در ساختمان

3- ریسک آتش‌سوزی کالاها

4- تأثیر آب و هوای منطقه جغرافیائی

5- رفتار متصرفان

6- شرایط پرسپکتیو زیر سقف

7- ارتباط سیستم اعلام با سیستم اطفاء اتوماتیک آبی ساختمان

8- در نظر داشتن محدودیت‌های المان‌های برند

7- بحث

• از 46 مورد بررسی شده 3 مورد تأثیر پوشش سازه را در طراحی خود دخالت داده بودند.
• 30 مورد تأثیر ارزش جانی و مالی را در طراحی خود دخالت داده بودند.
• 12 مورد با ارزیابی ریسک آشنا بوده و در طراحی خود دخالت داده بودند.
• 21 مورد شرایط آب و هوائی را در طراحی خود دخالت داده بودند.
• 5 مورد رفتار متصرفان را در طراحی خود دخالت داده بودند.
• 40 مورد ارتباط آن را با سیستم اطفاء در طراحی خود دخالت داده بودند.
• 7 مورد شرایط زیر سقف را در طراحی خود دخالت داده بودند.

بقیه در هنگام اجرا نقشه‌ها را با شرایط زیر سقف تطابق دادند:

نتیجه آن تفاوت نقشه طراحی با کابل‌کشی اجرا شده می‌باشد.

نیازمند نقشه ازبیلت می‌باشیم که به واسطه الزام آور نبودن رسم نمی‌شود و امید است با الزام سازمان ناظر آتش نشانی این مهم در سال های آتی انجام شود. 6 مورد با این نرم افزار طراحی کرده بودند 40 مورد با برندها آشنا بوده ولی موضوعات دیگر از جمله قیمت حداقلی سیستم، ارتباط با چند نمایندگی محدود، انتخاب ها را کاهش داده و 10 طراح شرایط برند را در طراحی خود دخالت داده بودند.

– متأسفانه این شرایط آشفته فقط در کشورهای جهان سوم و خاورمیانه دیده می شود.

– دغدغه‌ های حکومت در این کشور ها ایمنی مردم نیست.

– امید آنکه با تحقیقات بیشتر مسیرهای آینده روشن تر شود.

8- نتیجه گیری

بسیاری از مالکان و تصمیم گیران ایمن‌سازی ساختمان ها و تأسیسات انواع تصرفات و کاربری‌ها تصور دارند که ارزیابی ریسک خطر برای طراحی سیستم های اعلام حریق که اگر در ساختمان سیستم اعلام و اطفاء حریق نصب شود، ایمنی ملک تأمین شده و مالک وظیفه خود را به انجام رسانده است.

– تأمین این سیستم‌ها بخشی از ایمنی ملک است.

– باید ریسک کار ارزیابی و برنامه جامع ایمنی پیاده‌سازی شود.

– سندهای لازم و اجرائی نمودن آنها، به دنبال ایمنی پایدار ملک تولید شود.

در کشور ما به علت عدم آموزش کافی مالکان و مهندسان، خطاهای متعددی در ارزیابی ریسک خطر برای طراحی سیستم های اعلام حریق و اطفاء حریق با آمار بالا مشاهده می‌شود که باعث ضعف سیستم شده و این ضعف به ناکارآمدی این سیستم‌ها نسبت داده می‌شود.