تاریخچه و اجزای اسپرینکلر چیست؟
سیستم اطفاء حریق اسپرینکلر یک روش فعال حفاظت در برابر آتش است. این شامل یک منبع آبی است که فشار و سرعت جریان کافی را به شبکه لوله های توزیع آب، همراه با آبپاش های متعدد متصل به آن، تامین می کند. این سیستم ها در حالی که به طور سنتی در کارخانه های بزرگ و سازه های تجاری استفاده می شوند، اکنون برای خانه ها و ساختمان های کوچکتر با قیمت های مناسب قابل دسترسی هستند.
سیستم اطفاء حریق اسپرینکلر به طور گسترده در سطح جهان مورد استفاده قرار می گیرد و سالانه بیش از 40 میلیون اسپرینکلر آتش نشانی نصب می شود. در ساختمان هایی که کاملاً مجهز به سیستم های آبپاش هستند، بیش از 96 درصد آتش سوزی ها به تنهایی توسط اسپرینکلرها با موفقیت مدیریت می شوند.
تاریخچه سیستم اطفا حریق اسپرینکلر
در قرن پانزدهم، لئوناردو داوینچی یک سیستم اطفای حریق بارانی را ایده پردازی کرد. او یک اجاق بزرگ و یک سیستم تسمه نقاله را برای خودکار کردن آشپزخانه استادش ادغام کرد. در یک مهمانی پر حادثه، آبشاری از حوادث ناگوار منجر به آتش سوزی شد. با این حال، سیستم آبپاش بیش از حد مؤثر بود و نه تنها شعله های آتش را خاموش کرد، بلکه تمام مواد غذایی و حالت بکر آشپزخانه را نیز از بین برد.
در سال 1723، آمبروز گادفری اولین سیستم آبپاش خودکار موفق را به دست آورد. او به طرز مبتکرانه ای از باروت برای آزادسازی یک مخزن پر از مایع اطفاء حریق استفاده کرد.
اولین سیستم اطفا حریق اسپرینکلر کی ساخته شد؟
اولین سیستم اطفاء حریق آبپاش مدرن ثبت شده در جهان در سال 1812 توسط ویلیام کنگرو معمار تئاتر سلطنتی Drury Lane انگلستان در این سالن نصب شد. تحت گواهی شماره 3606 در همان سال به ثبت رسید. این سیستم نوآورانه شامل یک مخزن استوانه ای مهر و موم شده با ظرفیت تقریبی 95000 لیتر است که توسط یک آب اصلی 10 اینچی (250 میلی متر) تامین می شود. انشعاباتی از این مخزن امتداد داشت تا تمام قسمت های سالن را پوشش دهد. در صورت آتش سوزی، لوله های کوچکتر متصل به این انشعابات، آب را از طریق روزنه های نیم اینچی (13 میلی متر) روی شعله ها تخلیه می کنند.
اجزای سیستم اسپرینکلر
اجزای مختلف سیستم اسپرینکلر و عملکرد آنها به شرح زیر است:
قاب:
این به عنوان ساختار اولیه و تکیه گاه آبپاش عمل می کند و تمام اجزای دیگر را در جای خود نگه می دارد.
سنسور حرارتی:
حسگر حرارتی که مسئول تشخیص حریق و تنظیم جریان آب است، معمولاً در دو نوع اصلی ساخته می شود: «لامپ شیشه ای» یا «پیوند همجوشی». در شرایط عادی از حرکت کلاهک جلوگیری می کند و در نتیجه جریان آب را متوقف می کند. اما در صورت آتش سوزی، گرمای اطراف باعث شکستن یا از هم پاشیدگی آن می شود و در نتیجه راه عبور جریان آب باز می شود.
کلاه لبه دار:
این درپوش بین سنسور حرارتی و روزنه (دیافراگم یا دهانه داخلی که جریان آب را تنظیم می کند) قرار دارد، از تخلیه و نشت آب جلوگیری می کند. هنگامی که سنسور حرارتی فعال می شود، فشار آب درون درپوش آزاد می شود و به آب اجازه می دهد تا از آبپاش خارج شود.
فلو دفلکتور یا صفحه منحرف کننده:
پس از مواجهه با این جزء، جریان آب به قطرات کوچکتر تقسیم می شود. این نه تنها شعاع پوشش هر آبپاش را افزایش می دهد، بلکه جذب گرما را نیز افزایش می دهد. تغییرات در عملکرد اسپرینکلر اغلب از تفاوت در منحرف کننده ها ناشی می شود.
انواع سیستم های اسپرینکلر
سیستم های اسپرینکلر به چهار نوع اصلی طبقه بندی می شوند:
- سیستم های لوله مرطوب
- سیستم های لوله خشک
- سیستم های پیش بینی
- سیستم های سیل
در سیستم آبپاش لوله مرطوب، آبپاش ها به یک شبکه لوله کشی پر از آب متصل می شوند. هنگامی که یک آبپاش فعال می شود، آب بلافاصله تخلیه می شود.
در سیستم آبپاش لوله خشک، اسپرینکلرها به شبکه لوله کشی حاوی هوای تحت فشار متصل می شوند. پس از فعال شدن اسپرینکلر، هوا آزاد می شود، فشار هوا کاهش می یابد و به شیر سیستم اجازه می دهد تا باز شود و آب به شبکه لوله کشی وارد شود.
در یک سیستم اسپرینکلر Preaction، اسپرینکلرها به یک شبکه لوله کشی حاوی هوای تحت فشار یا بدون فشار متصل می شوند. سیستم از طریق سیستم اعلام حریق نصب شده در محل فعال می شود تا باز شود.
در سیستم آبپاش سیلابی، آبپاش های باز به شبکه لوله کشی متصل می شوند. دریچه سیستم با دستور سیستم اعلام حریق باز می شود.
تجهیزات مختلف مورد نیاز برای این سیستم ها معمولاً مشترک هستند، از جمله شیرهای کنترل، لوله ها، منابع آب، دریچه های تخلیه و دستگاه های آزمایش. برخی از سیستم ها ممکن است از شبکه های هیدرانت استفاده کنند، در حالی که برخی دیگر از منابع و پمپ های اختصاصی استفاده می کنند. منابع متعددی ممکن است در سیستم های خاص برای افزایش ایمنی یا جبران فشار ناکافی و نرخ جریان از یک منبع واحد استفاده شود.
اسپرینکلر لوله تر(Wet Pipe Sprinkler System)
سیستم های اسپرینکلر لوله ای در مقایسه با سایر سیستم های آبپاش ساده ترین، رایج ترین، قابل اعتمادترین و مقرون به صرفه هستند. جدای از این مزایا، هزینه های نگهداری و تعمیرات این سیستم به طور قابل توجهی کمتر از سایرین است.
با لوله هایی که قبلاً با آب پر شده اند، پس از فعال شدن یک اسپرینکلر، سیستم به سرعت واکنش نشان می دهد و زمان پاسخ را به حداقل می رساند. کاهش پیچیدگی این سیستم همچنین احتمال شکست را کاهش می دهد و قابلیت اطمینان کلی را افزایش می دهد. سیستم های ضد یخ معمولاً در محیط هایی استفاده می شوند که در آن دما در شرایط شدید به زیر 40 درجه فارنهایت کاهش می یابد.
سیستم های اسپرینکلر ضد یخ از محلول های ضد یخ استفاده می کنند. هنگامی که یک اسپرینکلر فعال می شود، محلول ضد یخ قبل از آب تخلیه می شود. این محلول ها باید نقطه انجماد کمتر از کمترین دمای محیط مورد انتظار داشته باشند و وزن مخصوص آنها باید تایید شود. علاوه بر این، انتخاب این راه حل ها باید مطابق با قوانین بهداشتی باشد.
در اکثر سیستم ها، از یک “تفنگ رایزر” یا “رایزر یک طرفه هشدار دهنده” استفاده می شود. این رایزرها شامل قطعاتی مانند شیرهای چک، فشارسنج، آلارم و سوئیچ تشخیص جریان هستند.
مراحل فعال سازی برای سیستم اسپرینکلر مرطوب
- سیستم با آب پر می شود در حالی که آبپاش ها بسته می مانند.
- آتش سوزی رخ می دهد.
- گرمای ناشی از آتش، دمای هوای نزدیک سقف را افزایش می دهد.
- آبپاش هایی که در مجاورت آتش قرار دارند فعال می شوند.
- آب به سرعت از آبپاش های باز شده تخلیه می شود.
- هشدارهای نصب شده در سیستم زمانی که آب شروع به جریان می کند به صدا در می آید.
اسپرینکلر لوله خشک(Dry Pipe Sprinkler System)
هنگامی که دمای هوا به زیر 40 درجه فارنهایت می رسد یا زمانی که حفظ دمای محیط بالای این آستانه عملی نیست (مانند تاسیسات سردخانه) از سیستم های آبپاش خشک استفاده می شود. در شبکه لوله کشی، نیتروژن یا هوای فشرده استفاده می شود، در حالی که آب در محیط گرمتر (بالای 40 درجه فارنهایت) ذخیره می شود.
برای تطبیق تاخیر در تخلیه آب ذاتی سیستم های لوله خشک، “منطقه طراحی” (منطقه ای که آبپاش های فعال فرضی در هنگام آتش سوزی در آن قرار دارند) 30٪ گسترش می یابد. علاوه بر این، روش لوله کشی شبکه ای در سیستم های خشک ممنوع است.
با توجه به تاخیر زمانی در فرآیند فعال سازی (از فعال سازی اسپرینکلر تا باز شدن شیر سیستم و حرکت آب در لوله و به دنبال آن تخلیه از آبپاش باز شده)، اندازه سیستم های لوله خشک محدود می شود. به طور معمول، زمان تخلیه آب از شعبه بازرسی باید معیارهای مشخص شده را برآورده کند، به جز در دو مورد که NFPA استثناهایی را ارائه می کند:
- در صورتی که حجم لوله های سیستم از آستانه مشخصی کمتر شود.
- در صورتی که حجم لوله ها کمتر از 750 گالن باشد و دستگاه باز کن سریع روی سیستم نصب شده باشد.
دستگاه های بازشو سریع، موجود در انواع اگزوز و شتاب دهنده، عملکرد شیرهای سیستم خشک را تسریع می کنند و ورود آب زودتر به شبکه لوله کشی را تسهیل می کنند.
زمان تخلیه را می توان با روش های مختلفی تعیین کرد، از جمله:
- زمان تخلیه آب از شاخه بازرسی سیستم خشک (Trip Test Connection)، واقع در دورترین آبپاش و در بالاترین طبقه، نباید بیش از 60 ثانیه باشد.
- استفاده از نرم افزار قابل اعتماد برای تخمین زمان تخلیه (یا 60 ثانیه از خروجی یا همانطور که در جدول 8-1 مشخص شده است).
- زمان لازم برای تخلیه آب از منیفولد طبق جدول مشخص شده.
ترتیب مراحل فعال سازی سیستم آبپاش خشک به شرح زیر است:
- شیر سیستم خشک به دلیل فشار هوای داخل لوله بسته می ماند.
- گرمای حاصل از آتش باعث تحریک آبپاش های آتش می شود.
- هوا از آبپاش باز شده خارج می شود و باعث کاهش فشار هوا در داخل سیستم می شود.
- شیر سیستم در پاسخ به کاهش فشار هوا باز می شود.
- آب به لوله ها سرازیر می شود.
- آب از آبپاش های باز روی آتش ریخته می شود.
نسبت بین فشار هوا و فشار آب که توسط سازنده مشخص شده است، تضمین می کند که شیرها در شرایط عادی بسته می مانند. با دانستن این نسبت و حداکثر فشار آب می توان فشار هوای لازم برای بسته نگه داشتن شیر را تعیین کرد. برای اطمینان از ایمنی، معمولاً 20 Psi فشار هوا اضافی به مقدار محاسبه شده اضافه می شود تا از افزایش ناگهانی فشار آب و باز شدن ناخواسته دریچه جلوگیری شود.