سیستم‌های اطفاء حریق دی‌اکسید کربن با کاربرد موضعی NFPA12-ANNEX F- Local Application Carbon Dioxide Systems

قسمت نخست: مفاهیم و ساختارها

ابتدا مفهوم برخی کلمات به کار رفته  در مورد سطوح مختلف حفاظت در این مقاله:

سطوح حفاظت به شرح زیر خواهند بود:

1. 1. VEWFD (تشخیص حریق بسیار زودهنگام. Very early warning fire detection
   2. EWFD (تشخیص حریق زودهنگام Early Warning Fire Detection
   3. SFD (تشخیص حریق استاندارد Standard Fire Detection

4) ASD دتکتور دودی مکشی Aspirating Smoke Detector

الزامات سامانه‌های VEWFD بر اساس استاندارد NFPA 76:

هنگامی که نیاز به تشخیص حساس‌تری وجود دارد، استاندارد NFPA 76 الزامات نصب این سامانه‌ها را مشخص کرده است. الزامات سامانه‌های VEWFD نوع ASD به شرح زیر است:

• حداکثر مساحت تحت پوشش هر سوراخ نمونه‌برداری ۱۸.۶ متر مربع (۲۰۰ فوت مربع) است.
• حداقل حساسیت هشدار برای هر سوراخ نمونه‌برداری باید حداکثر ۰٫۲ درصد کاهش نور بر فوت (obs/ft.) باشد.
• حداقل حساسیت اعلام حریق برای هر سوراخ نمونه‌برداری باید حداکثر ۱٫۰ درصد کاهش نور بر فوت (obs/ft.) باشد.
• حداکثر زمان انتقال (Transport Time) ۶۰ ثانیه است.
• در مواردی که دو سطح تشخیص (بالا و پایین) مورد نیاز است، سوراخ‌های نمونه‌برداری باید در محل‌های زیر قرار گیرند:
  ۱. هر سطح حفاظتی باید حداکثر ۳۷٫۲ متر مربع (۴۰۰ فوت مربع) به ازای هر سوراخ نمونه‌برداری را پوشش دهد.
  ۲. پوشش کلی بین سوراخ‌های نمونه‌برداری بالا و پایین باید حداکثر ۱۸٫۶ متر مربع (۲۰۰ فوت مربع) باشد.
  ۳. حداکثر زمان انتقال ۶۰ ثانیه است.

بخش ۲
اصول تشخیص دود به روش مکشی (ASD)
دینامیک جریان هوا

یک سامانه‌ی ASD پایه دارای سه بخش اصلی است (مطابق شکل ۱ در پایین):

• شبکه لوله‌کشی نمونه‌برداری که هوا را از طریق سوراخ‌های نمونه‌برداری جمع‌آوری کرده و آن را از فضای محافظت‌شده به سمت آشکارساز منتقل می‌کند، جایی که هوا برای وجود ذرات دود بررسی می‌شود.
• آشکارساز دود مکشی که شامل موارد زیر است:
  – یک محفظه‌ی حسگر با سنسور حساس برای شناسایی ذرات دود معلق در هوا
  – یک مکنده یا فن برای کشیدن هوا از ناحیه‌ی محافظت‌شده به داخل محفظه‌ی حسگر
  – یک فیلتر اختیاری برای حذف ذرات درشت که ممکن است به حسگر داخل محفظه آسیب برسانند
• لوله‌ی خروجی برای خارج کردن هوای نمونه‌برداری‌شده از آشکارساز.

شبکه لوله‌کشی نمونه‌برداری
شبکه لوله‌کشی نمونه‌برداری به یک پورت در قسمت بالا یا پایین آشکارساز متصل می‌شود. این لوله‌ها معمولاً از پلاستیک ساخته می‌شوند، اما می‌توانند از مس، برنج یا فلزات غیرآهنی دیگر نیز تولید شوند. هر تولیدکننده الزامات خاص خود را برای لوله‌های نمونه‌برداری دارد. نوع لوله بر اساس کاربرد مشخص انتخاب شده و در نرم‌افزار طراحی تعیین می‌گردد.

روش‌های مختلفی برای نصب شبکه لوله‌کشی نمونه‌برداری وجود دارد:

• پیکربندی تک‌لوله‌ای (شکل ۲ در سمت راست)، که شامل یک لوله متصل به آشکارساز است و در تمام فضای تحت پوشش امتداد می‌یابد. انتخاب این پیکربندی ممکن است به طولانی‌تر شدن مسیر لوله و تأخیر در جمع‌آوری هوای نمونه‌برداری‌شده در آشکارساز منجر شود.

• پیکربندی چندلوله‌ای (شکل ۳ در پایین سمت راست)، که از چندین لوله یا لوله‌های شاخه‌دار تشکیل شده است.

• لوله نمونه‌برداری می‌تواند به‌صورت افقی در سطح سقف، داخل قفسه‌ها، یا به‌صورت عمودی برای کاربردهای انبار و فضاهای باز مانند آتریوم نصب شود (شکل ۴ در صفحه‌ی بعد).
• برای مکان‌های پنهان، لوله نمونه‌برداری می‌تواند در فضای خالی (Void) مخفی شده و با استفاده از لوله‌های مویینۀ کوچکتر، نمونه‌برداری از فضا انجام شود (شکل ۵ در صفحه‌ی بعد).
• شبکه لوله‌کشی شامل سوراخ‌های نمونه‌برداری است که امکان ورود هوا به داخل لوله را فراهم می‌سازند. فاصله‌گذاری بین این سوراخ‌ها بر اساس نوع سیستم تشخیص نصب‌شده تعیین می‌شود، که این موضوع به‌شدت به نوع کاربرد (مانند انبار، مرکز داده، یا ساختمان‌های تاریخی) بستگی دارد.
• اندازه‌ی هر سوراخ نمونه‌برداری نیز با استفاده از نرم‌افزار طراحی تعیین می‌شود که در آن دینامیک سیالات در سامانه‌های ASD و معیارهای طراحی مرتبط با نوع سیستم تشخیص موردنظر در نظر گرفته می‌شود (این موارد در بخش‌های بعدی این راهنمای کاربردی شرح داده شده‌اند).

2. گاز چیست؟

2-1. ترکیب هوا

هوا تقریباً از 78٪ نیتروژن، 21٪ اکسیژن و 1٪ گازهای دیگر (مانند آرگون و دی‌اکسید کربن) تشکیل شده است. نیتروژن، که بزرگ‌ترین جزء هواست، پایه‌ی پروتئین‌های ساخته‌شده از اسیدهای آمینه را تشکیل می‌دهد و در بسیاری از موجودات زنده یافت می‌شود. نیتروژن برای تقریباً تمام حیات روی این سیاره ضروری است. با این حال، نیتروژن مستقیماً از هوا به بدن جذب نمی‌شود. نیتروژنی که ما استنشاق می‌کنیم، صرفاً هنگام بازدم خارج می‌شود. اکسیژن، که برای حیات ضروری است و مستقیماً به بدن ما جذب می‌شود، 21٪ از هوا را تشکیل می‌دهد. دی‌اکسید کربن، که برای فتوسنتز گیاهان حیاتی است، کمتر از 1٪ است. جانوران اکسیژن جذب می‌کنند و دی‌اکسید کربن دفع می‌کنند و گیاهان دی‌اکسید کربن جذب می‌کنند و اکسیژن دفع می‌کنند، که این امر تعادل ثابتی در ترکیب کلی هوا و فرآیندهای حیاتی روی این سیاره حفظ می‌کند.

2-2. خطرات گاز

به طور کلی، خطرات گاز به سه دسته زیر تقسیم می‌شوند:

 

گازهای قابل اشتعال

گازهایی که در صورت ترکیب با هوا، محدوده انفجاری (محدوده اشتعال) دارند.

بر اساس سیستم جهانی هماهنگ طبقه‌بندی و برچسب‌گذاری مواد شیمیایی (GHS*)، این مواد در حالت گازی در فشار استاندارد اتمسفر (101.3 کیلوپاسکال) و دمای 20 درجه سانتی‌گراد تعریف می‌شوند.

* GHS: سیستم جهانی هماهنگ طبقه‌بندی و برچسب‌گذاری مواد شیمیایی

 

گازهای سمی

گازهایی که عملکرد بیولوژیکی انسان را مختل می‌کنند.

گازهای سمی بر اساس مقادیر آستانه‌ای تنظیم می‌شوند که برای محافظت از اثرات مضر سلامتی کارگرانی که در محل کار روزانه 8 ساعت و هفته‌ای 40 ساعت در معرض این مواد قرار می‌گیرند، تعیین شده‌اند.

 

کمبود اکسیژن

بدن انسان می‌تواند در غلظت اکسیژن جو حدود 21% به طور طبیعی عمل کند.

اگر اکسیژن مصرف شود و غلظت آن کاهش یابد (مثلاً در اثر اکسیداسیون فلزات یا فعالیت میکروارگانیسم‌ها) یا اگر اکسیژن توسط گازهای دیگر (مانند N₂ و Ar) جایگزین شود، اثرات آن بر بدن انسان زمانی آشکار می‌شود که غلظت اکسیژن به زیر حدود 18% برسد. در غلظت‌های 6% تا 8% خطر مرگ وجود دارد.

3. خطرات گازهای قابل اشتعال

3-1. سه عنصر لازم برای احتراق

 

احتراق به طور کلی به واکنش اکسیداسیونی گفته می‌شود (که در آن مواد با اکسیژن ترکیب می‌شوند) که همراه با تولید گرما و نور است.

ماده سوختنی

گاز حامی احتراق

منبع اشتعال

در صورت نبود هر یک از این عناصر، احتراق امکان‌پذیر نیست. برای جلوگیری از احتراق گاز، ضروری است که غلظت گاز را زیر حدی که بتواند مشتعل شود تنظیم و حفظ کرد (با فرض وجود گاز حامی احتراق و منبع اشتعال).

3-2. محدوده انفجاری

اگر یک گاز قابل اشتعال یا بخار ناشی از یک مایع قابل اشتعال با هوا یا اکسیژن مخلوط شود، در صورت وجود منبع احتراق و قرار گرفتن غلظت در محدوده خاصی، منفجر خواهد شد. این محدوده غلظت، محدوده انفجاری نامیده می‌شود. حد پایینی غلظت، حد انفجاری پایین (LEL) و حد بالایی غلظت، حد انفجاری بالا (UEL) نام دارد.

مثال: هیدروژن

حد انفجاری پایین مقداری است که به صورت تجربی تعیین می‌شود، اما نتایج به‌دست‌آمده ممکن است بسته به شرایط و روش‌های آزمایش متفاوت باشد. بنابراین احتیاط لازم است و مقادیر ذکرشده ممکن است بسته به منبع مرجع متغیر باشند.

 

رایج است که آشکارسازهای گاز، غلظت گاز را بر اساس حد انفجاری پایین پایش می‌کنند. دلیل این امر آن است که حتی اگر غلظت گاز از حد انفجاری بالا بیشتر باشد، در صورت نشت گاز به اتمسفر، گاز بلافاصله رقیق شده و پخش می‌شود و غلظت آن به محدوده انفجاری می‌رسد. واحد %LEL معمولاً برای بیان غلظت نسبت به حد انفجاری پایین استفاده می‌شود (100%LEL).

 

3-3. بخار قابل اشتعال

اگرچه هر دو در حالت گازی هستند، اما گاز و بخار به طور کلی به دو چیز متفاوت اشاره دارند. بخار به ماده‌ای گفته می‌شود که در دمای معمولی به حالت مایع (یا جامد) وجود دارد، اما تحت شرایط خاصی از فاز مایع به فاز گازی تبخیر می‌شود. ویژگی‌های فیزیکی زیر، که بر اساس تغییرات دما تعیین می‌شوند، مشخص می‌کنند که آیا بخار قابل اشتعال می‌تواند به یک خطر تبدیل شود یا خیر.

 

1. فشار بخار اشباع

این فشار به فشاری اشاره دارد که در آن یک ماده در دمای خاصی از مایع به گاز تبخیر می‌شود. فشار بخار معمولاً با افزایش دما بالا می‌رود. دمایی که در آن فشار برابر با فشار اتمسفر (101.3 کیلوپاسکال ≈ 760 میلی‌متر جیوه) می‌شود، نقطه جوش نامیده می‌شود. غلظت (غلظت حجمی) گازی که در دمای خاصی تبخیر می‌شود را می‌توان با محاسبه درصد فشار بخار نسبت به فشار اتمسفر تعیین کرد.

شکل بالا، منحنی‌های فشار بخار اشباع برای اتانول و آب را نشان می‌دهد. از آنجا که نقطه جوش آب ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد است، مشاهده می‌شود که منحنی فشار بخار در فشار ۱۰۱.۳ کیلوپاسکال، دمای ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد را نشان می‌دهد. به عبارت دیگر، غلظت بخار آب اشباع در این نقطه ۱۰۰ درصد حجمی است.

 

از طرف دیگر، اتانول مایعی فرّارتر از آب است (یعنی فشار بخار بالاتری دارد)، همانطور که هر کسی که قبل از تزریق در بیمارستان با اتانول ضدعفونی شده باشد، به راحتی درک می‌کند. در عمل، نقطه جوش اتانول ۷۸ درجه سانتی‌گراد است. این داده نیز نشان می‌دهد که اتانول فرّارتر از آب است.

 

می‌توانیم غلظت گاز اتانول را در دمای خاصی بر اساس فشار بخار آن دما محاسبه کنیم. به عنوان مثال، از منحنی فشار بخار اشباع می‌توان دریافت که فشار بخار اتانول در ۲۰ درجه سانتی‌گراد تقریباً ۵.۸ کیلوپاسکال است. این مقدار را می‌توان در معادله زیر قرار داد تا غلظت گاز محاسبه شود:

 

=غلظت گاز (درصد حجمی) = (فشار بخار در دمای مشخص) ÷ (فشار اتمسفر) × ۱۰۰

= ۵.۸ (kPa) ÷ ۱۰۱.۳ (kPa) × ۱۰۰

= ۵.۷ درصد حجمی

 

این محاسبه ارزش به خاطر سپردن دارد. حتی اگر منحنی فشار بخار مانند شکل بالا در دسترس نباشد، معمولاً برگه اطلاعات ایمنی (SDS) ارائه‌شده توسط تولیدکننده مواد شیمیایی، داده‌های فشار بخار را برای دماهای معمولی (۲۰ تا ۳۰ درجه سانتی‌گراد) شامل می‌شود که می‌توان از آنها برای محاسبه غلظت گاز استفاده کرد.

 

۲. نقطه اشتعال (Flash Point)

نقطه اشتعال به کمترین دمایی اشاره دارد که در آن، غلظت بخار یک ماده در هوا به حدی می‌رسد که در صورت وجود منبع احتراق، قابلیت اشتعال پیدا می‌کند. این دما را می‌توان به عنوان دمایی تفسیر کرد که در آن، غلظت بخار قابل اشتعال به حد انفجاری پایین (LEL) می‌رسد. اگر نقطه اشتعال مایعی که بخار قابل اشتعال تولید می‌کند، پایین‌تر از دمای محیطی باشد که مایع در آن استفاده می‌شود، به دلیل خطر بالای آتش‌سوزی و انفجار، احتیاط زیادی در ارزیابی خطر اشتعال لازم است.

 

۳. نقطه خودسوزی (Ignition Point)

این دما به کمترین دمایی اشاره دارد که یک ماده قابل اشتعال در هوا، به دلیل افزایش دمای خود ماده (و نه تماس موضعی با یک جسم داغ مانند جرقه الکتریکی، شعله یا سیم فلزی گداخته) به صورت خودبه‌خود مشتعل می‌شود. تولیدکنندگان تجهیزات الکتریکی ضد انفجار باید دستگاه‌ها را به گونه‌ای طراحی و تولید کنند که دمای سطحی تجهیزات که احتمال تماس با گاز یا بخار قابل اشتعال را دارد، از نقطه خودسوزی گاز یا بخار مربوطه تجاوز نکند.

۴-۱. خطرات گازهای سمی

گازهای مورد استفاده یا تولیدشده به عنوان گازهای فرآیندی در صنایع مختلف، شامل گازهای سمی هستند که حتی در غلظت‌های بسیار کم می‌توانند آسیب‌های جدی به سلامت انسان وارد کنند یا حتی منجر به مرگ شوند.

 

برخی گازها مانند **سولفید هیدروژن (H₂S)** و **آمونیاک (NH₃)** بوی مشخصی دارند که انسان می‌تواند حضور آن‌ها را تشخیص دهد. با این حال، حس بویایی انسان قادر نیست تعیین کند که آیا غلظت این گازها به سطوح خطرناک رسیده است یا خیر (به عنوان مثال، حد آستانه مجاز مواجهه شغلی برای H₂S موسوم به **TLV-TWA: 1 ppm** طبق استاندارد ACGIH 2018).

 

**۱ ppm** معادل غلظتی است که با اضافه کردن تنها **یک قطره (۱ میلی‌لیتر = ۱ گرم یا ۱ سی‌سی)** از یک مایع سمی به یک مخزن بزرگ **۱۰۰۰ لیتری (۱ تن یا ۱ مترمکعب)** آب و مخلوط کردن کامل آن به دست می‌آید. فرض کنید این یک قطره (۱ ppm) سس سویا باشد. نه تنها تشخیص آن پس از مخلوط شدن به صورت بصری غیرممکن است، بلکه حتی با چشیدن نیز قابل تشخیص نخواهد بود. هرچند گازها با مایعات متفاوت هستند، بسیاری از گازهای سمی هم **بی‌رنگ** و هم **بی‌بو** هستند.

 

یک نمونه از چنین گاز سمی، **مونوکسید کربن (CO)** است که گازی بالقوه کشنده بوده و می‌تواند در اثر احتراق ناقص بخاری‌های گازی در منازل تولید شود. این گاز گاهی اوقات به عنوان **قاتل خاموش** شناخته می‌شود، زیرا می‌تواند بدون آنکه تشخیص داده شود، باعث مسمومیت یا مرگ شود.

### **۵-۱. خطرات کمبود اکسیژن**

 

اکسیژن ماده‌ای ضروری برای حفظ عملکرد بیولوژیکی انسان است. **کمبود اکسیژن (هیپوکسی)** تأثیرات جدی بر بدن، به‌ویژه مغز، می‌گذارد و وضعیتی بسیار خطرناک با نرخ مرگ‌ومیر بالا در محیط‌های کاری محسوب می‌شود.

بررسی حوادث صنعتی مرتبط با کمبود اکسیژن در ژاپن نشان می‌دهد که بیشتر این موارد در بخش‌های **تولیدی و ساختمانی** رخ داده و سالانه منجر به تلفات متعددی می‌شود.

 

**طبق آیین‌نامه پیشگیری از کمبود اکسیژن در قانون ایمنی و بهداشت صنعتی ژاپن:**

– **شرایط کمبود اکسیژن** زمانی است که غلظت اکسیژن در هوا کمتر از ۱۸٪ باشد.

– از دتکتورهای گاز برای اطمینان از حفظ غلظت اکسیژن بالاتر از ۱۸٪ استفاده می‌شود.

 

### **علائم کمبود اکسیژن:**

– **۱۸٪ – ۱۶٪ اکسیژن:** افزایش تنفس، ضربان قلب سریع‌تر، اختلال در قضاوت و هماهنگی حرکتی.

– **۱۶٪ – ۱۲٪ اکسیژن:** تنفس سنگین، گیجی، سردرد، خواب‌آلودگی، کاهش قدرت تفکر و حرکت.

– **۱۲٪ – ۱۰٪ اکسیژن:** حالت تهوع، استفراغ، بیهوشی جزئی، کبودی لب‌ها و پوست.

– **زیر ۱۰٪ اکسیژن:** بیهوشی، تشنج، آسیب مغزی، ایست تنفسی و مرگ در مدت‌زمان کوتاه.

 

**هشدار:** در محیط‌های بسته یا فضاهای محدود (مانند مخازن، تونل‌ها، چاه‌ها) احتمال کاهش اکسیژن به‌دلیل واکنش‌های شیمیایی، جابجایی با گازهای دیگر یا مصرف اکسیژن وجود دارد. نظارت مستمر با دستگاه‌های سنجش اکسیژن و استفاده از تجهیزات تنفسی مناسب الزامی است.**

البته، در ادامه ترجمه‌ی دقیق و روان متن موردنظر بدون هیچگونه افزودنی ارائه شده است:

 

5-2. سه علت اصلی کمبود اکسیژن

1. مصرف اکسیژن موجود در هوا
   علل اصلی مصرف اکسیژن:
   اکسیداسیون آهن و فلزات دیگر (ماسه آهن، لوله‌های فلزی، مخازن فلزی)،
   اکسیداسیون رنگ، مصرف زیستی اکسیژن (تنفس انسان‌ها و میکروارگانیسم‌ها)
2. تخلیه یا ورود هوای کم‌اکسیژن
   هوای کم‌اکسیژن که به دلایل مختلفی ایجاد می‌شود، در صورتی که به‌دلیل شرایط کاری، روش‌های ساخت‌وساز یا شرایط آب‌وهوایی، تخلیه یا وارد مکان‌هایی با کمبود اکسیژن شود، می‌تواند موجب بی‌اکسیژنی گردد.
3. تولید متان یا ورود گاز بی‌اثر
   کمبود اکسیژن می‌تواند ناشی از انتشار متان (که در طبیعت وجود دارد) یا نشت گازهای بی‌اثر (مانند نیتروژن، دی‌اکسید کربن، آرگون) از مخازن یا لوله‌ها در صنایع تولیدی باشد.

 

5-3. اکسیژن بیش‌ازحد
اگرچه اکسیژن برای عملکرد زیستی انسان ضروری است، اما قرارگیری مداوم در معرض غلظت‌ها یا فشارهای جزئی بالای اکسیژن می‌تواند منجر به مسمومیت با اکسیژن شود.
مسمومیت با اکسیژن باعث تشنج عمومی و از دست دادن هوشیاری می‌شود و در بدترین حالت، منجر به مرگ می‌گردد.
در محیط‌هایی که امکان بروز اکسیژن بیش‌ازحد وجود دارد، باید غلظت گازها نه‌فقط برای کمبود اکسیژن (کمتر از ۱۸٪)، بلکه برای جلوگیری از غلظت‌های بیش‌ازحد نیز پایش شود.

البته، در ادامه ترجمه‌ی دقیق و روان متن خواسته‌شده بدون هیچ‌گونه افزودنی آورده شده است:

 

مناطق معمولی که نیاز به تشخیص گاز دارند
6-1. بازار دستگاه‌های گازسنج
بازار دستگاه‌های گازسنج شامل تمامی بازارهایی است که در آن‌ها از گاز استفاده می‌شود.

1. آزمایشگاه‌ها، دانشگاه‌ها، بیمارستان‌ها
   مراکز تحقیقاتی که از طیف گسترده‌ای از گازها، از جمله گازهای قابل اشتعال و سمی استفاده می‌کنند، تدابیری برای ایمنی کارکنان تحقیقاتی اتخاذ می‌کنند؛ مانند تشخیص سریع نشت گاز از طریق پایش محیط با استفاده از گازسنج‌های ثابت شرکت Riken Keiki.
   علاوه بر گازسنج‌ها، سیستم‌های تحلیلی که قادر به انجام هم‌زمان تحلیل پراش اشعه ایکس (XRD) و فلورسانس اشعه ایکس (XRF) در محل هستند نیز برای کاربردهایی مانند تحقیقات روی آثار فرهنگی غیرقابل‌انتقال مورد استفاده قرار می‌گیرند.
2. صنعت الکترونیک
   کارخانه‌های تولید نیمه‌رساناها و پنل‌های LCD از گازهایی موسوم به گازهای مواد ویژه (گازهای بسیار سمی و قابل اشتعال) مانند سیلان، آرسین و فسفین استفاده می‌کنند.
   در مورد این گازها، نشت در غلظت‌های بسیار پایین (چند ppm تا چند ده ppm) نیز غیرقابل‌قبول است.
   کارخانه‌های تولید نیمه‌رساناها و پنل‌های LCD ممکن است صدها تا هزاران دستگاه گازسنج Riken Keiki برای محافظت از کارکنان در برابر نشت گاز نصب کرده باشند.
   این دستگاه‌ها مجهز به حسگرهای روش الکترولیز پتانسیواستاتیکی هستند که قادر به تشخیص نشت گاز در حد چند ppm می‌باشند.

 

3. صنعت فولاد
   گازهایی که به‌عنوان محصولات جانبی در فرآیندهای تولید فولاد (گاز کک، گاز کوره بلند، گاز مبدل) تولید می‌شوند، دارای مقادیر زیادی هیدروژن و مونوکسید کربن هستند.
   این گازها به‌عنوان سوخت برای تولید برق در کارخانه‌های فولاد مجدداً مورد استفاده قرار می‌گیرند.
   گازسنج‌های قابل‌حمل Riken Keiki کارکنان داخل کارخانه‌های فولاد را در برابر خطرات انفجار و مسمومیت محافظت می‌کنند.

 

4. صنعت پالایش نفت و پتروشیمی
   صنعت پالایش نفت و پتروشیمی در فرآیندهای تولید خود با طیف گسترده‌ای از گازهای قابل اشتعال و سمی سروکار دارد.
   گازسنج‌های ثابت و قابل‌حمل Riken Keiki در کاربردهایی مانند تشخیص نشت گازهای سمی و قابل اشتعال از تجهیزات و لوله‌ها، مدیریت فرآیند و اندازه‌گیری محیط کار مورد استفاده قرار می‌گیرند.
   پایشگرهای ثابت گازهای سمی برای مدیریت گازهای سمی در مرزهای کارخانه نیز به‌طور فزاینده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند
5. مناطق آتشفشانی و چشمه‌های آب گرم
   گازهای آتشفشانی در نزدیکی دهانه‌های آتشفشان و در مناطقی که چشمه‌های آب گرم تخلیه می‌شوند، تولید می‌گردند.
   این گازهای آتشفشانی حاوی گازهای سمی مانند دی‌اکسید گوگرد و سولفید هیدروژن هستند که در صورت استنشاق برای انسان مضرند.
   غلظت این گازها به‌طور مداوم به‌دلیل فعالیت‌های آتشفشانی و عوامل دیگر تغییر می‌کند.
   دستگاه‌های گازسنج تخصصی برای پایش شبانه‌روزی غلظت دی‌اکسید گوگرد و سولفید هیدروژن به کار می‌روند تا از کارکنان و گردشگران محافظت شود.

 

6. صنعت مواد غذایی
   در صنعت مواد غذایی، نیتروژن و دی‌اکسید کربن در فرآیند بسته‌بندی برای جلوگیری از اکسید شدن غذا مورد استفاده قرار می‌گیرند.
   از آنجا که این گازها خفه‌کننده هستند، گازسنج‌های اکسیژن تخصصی در کارخانه‌های مواد غذایی نصب می‌شوند تا از کارکنان در برابر بی‌اکسیژنی محافظت کنند.

 

7. صنعت ساخت‌وساز
   کار در حفاری‌های زیرزمینی برای ساخت تونل‌ها و همچنین کار درون منهول‌ها می‌تواند کارکنان را در معرض تولید سولفید هیدروژن و شرایط کمبود اکسیژن قرار دهد؛ این وضعیت ناشی از باکتری‌های مصرف‌کننده اکسیژن موجود در لایه‌های زیرزمینی است.
   گازسنج‌های قابل‌حمل اکسیژن و سولفید هیدروژن از کارکنان در برابر خطرات ناشی از کمبود اکسیژن و مسمومیت با سولفید هیدروژن محافظت می‌کنند.
8. آتش‌نشانی و امداد و نجات
   صحنه‌های آتش‌سوزی و حوادث، کارکنان را در معرض خطرات مختلفی قرار می‌دهند؛ از جمله انفجار ناشی از گازهای قابل اشتعال، کمبود اکسیژن، مسمومیت با مونوکسید کربن در اثر احتراق ناقص، و گازهای سمی مانند سولفید هیدروژن.
   گازسنج‌های شخصی چهارگازه برای پایش هم‌زمان چهار گاز مختلف استفاده می‌شوند. این دستگاه‌ها برای موقعیت‌هایی که نوع دقیق گازهای خطرناک ناشناخته است، بسیار مناسب هستند.

 

9. حمل‌ونقل دریایی و کشتی‌سازی
   کشتی‌هایی که مقادیر زیادی نفت خام، LNG یا LPG حمل می‌کنند، با خطر نشت گازهای قابل اشتعال از مخازن بار مواجه هستند.
   گازسنج‌های ثابت تخصصی برای پایش نشت گاز در این کشتی‌ها به‌کار می‌روند. این دستگاه‌ها امکان شناسایی سریع نشت‌ها را فراهم کرده و از وقوع انفجار و آلودگی دریایی جلوگیری می‌کنند.
   همچنین، گازسنج‌های قابل‌حمل توسط کارکنان در حین انجام عملیات ساخت‌وساز پوشیده می‌شوند تا آن‌ها را در برابر کمبود خطرناک اکسیژن و مسمومیت با گازهای سمی محافظت کنند.

 

10. هوافضا
    سوخت موشک‌ها حاوی هیدروژن (گاز قابل اشتعال و بسیار انفجاری) و هیدرازین (گاز سمی برای انسان) است.
    پایش این گازها برای ایمنی کاملاً ضروری است.
    گازسنج‌های ضدانفجار در مکان‌هایی که خطر انفجار بالا وجود دارد، مانند مناطقی که سوخت موشک با آن‌ها سروکار دارد، برای اطمینان از ایمنی استفاده می‌شوند.

فناوری‌های تشخیص گاز
7-1. فناوری‌های حسگر گاز
برای مواجهه با محیط‌ها و انواع گازهای متنوع در طیف گسترده‌ای از صنایع، فناوری‌های مختلف حسگر گاز توسعه یافته‌اند.
در این بخش، ۱۳ نوع از رایج‌ترین فناوری‌هایی که معمولاً در صنعت استفاده می‌شوند معرفی می‌گردند:

1. روش احتراق کاتالیستی
2. روش جدید کاتالیستی سرامیکی
3. روش نیمه‌رسانا
4. روش نیمه‌رسانای سیم داغ
5. روش رسانش گرمایی
6. روش الکترولیز پتانسیواستاتیکی
7. روش الکترود با غشای جداکننده
8. روش سلول گالوانیکی با غشای نفوذپذیر
9. روش مادون قرمز غیرپراکنشی (NDIR)
10. روش تداخل‌سنجی
11. روش نوار شیمیایی
12. آشکارساز یونش نوری (PID)
13. روش آشکارسازی ذرات ناشی از پیرولیز

7-2. روش احتراق کاتالیستی

1. توضیح مختصر

این حسگر بر پایه گرمای تولیدشده از سوزاندن گاز قابل اشتعال روی کاتالیست اکسیداسیون، گاز را شناسایی می‌کند. این حسگر رایج‌ترین حسگر گاز است که به‌طور خاص برای گازهای قابل اشتعال طراحی شده است.

2. ساختار و اصول عملکرد

[ساختار]
این حسگر از یک المان آشکارساز و یک المان جبرانی تشکیل شده است.
المان آشکارساز شامل سیم پیچ فلز گران‌بها (مانند پلاتین) و کاتالیست اکسیدکننده – ماده‌ای فعال در برابر گاز قابل اشتعال – است که همراه با یک پایه آلومینا روی سیم پخته (سینتر) شده‌اند. این المان در واکنش با هر گاز قابل شناسایی می‌سوزد.
المان جبرانی شامل سیم پیچ فلز گران‌بها و شیشه – ماده‌ای غیرفعال در برابر گاز قابل اشتعال – است که همراه با پایه آلومینا روی سیم پخته شده‌اند. این المان اثرات محیط را تصحیح می‌کند.

[اصول عملکرد]
سیم پیچ فلز گران‌بها، المان آشکارساز را تا دمای ۳۰۰ تا ۴۵۰ درجه سانتی‌گراد گرم می‌کند. سپس گاز قابل اشتعال روی سطح المان آشکارساز می‌سوزد و دمای آن افزایش می‌یابد.
با تغییر دما، مقاومت سیم پیچ فلز گران‌بها – که بخشی از المان است – تغییر می‌کند. این تغییر مقاومت تقریباً متناسب با غلظت گاز است.
مدار پل نشان‌داده‌شده در شکل سمت راست به حسگر اجازه می‌دهد تغییر مقاومت را به ولتاژ تبدیل کرده و از آن برای تعیین غلظت گاز استفاده کند.

حسگر ثابت –
دسته: حالت جامد
گاز قابل شناسایی: گازهای قابل اشتعال

 

 

ویژگی‌ها

O ویژگی‌های خروجی:
سیم پیچ فلز گران‌بها که منبع حرارت است، ضریب مقاومت وابسته به دما را به‌صورت خطی تغییر می‌دهد.
در محدوده غلظت کمتر از حد انفجار (LEL)، واکنش احتراقی متناسب با غلظت گاز است.
در این محدوده، خروجی حسگر به‌آرامی متناسب با تغییرات غلظت گاز تغییر می‌کند.

پاسخ‌دهی:
گرمای احتراق تولیدشده روی سطح المان آشکارساز به سیم پیچ فلز گران‌بها منتقل شده و مقاومت مدار پل را تغییر می‌دهد و سپس به سیگنال تبدیل می‌گردد.

با نرخ واکنش بالا، این حسگر در پاسخ‌دهی، دقت و قابلیت تکرار عملکرد بسیار خوبی دارد.

O ویژگی‌های دما و رطوبت:
مواد به‌کاررفته در اجزای حسگر دارای مقاومت الکتریکی بالا هستند و کمتر تحت تأثیر دما و رطوبت محیط استفاده قرار می‌گیرند، بنابراین قرائت‌ها تقریباً ثابت باقی می‌مانند.

توسعه کاتالیست:
المان آشکارساز از کاتالیستی استفاده می‌کند که واکنش احتراقی را تسهیل می‌کند.
این کاتالیست به‌طور اختصاصی برای حسگرهای گاز توسعه یافته و با بهره‌گیری از دانش فنی خاص طراحی شده است، که پایداری بلندمدت را فراهم می‌کند.

 

۷–۴. تشخیص گاز با دتکتورهای گاز نیمه‌رسانا

حسگر ثابت

**۱. شرح مختصر دتکتورهای گاز نیمه‌رسانا

این حسگر از یک نیمه‌رسانای اکسید فلزی استفاده می‌کند که مقاومت آن در تماس با گاز قابل تشخیص تغییر می‌کند. حسگر این تغییر مقاومت را به‌عنوان غلظت گاز تشخیص می‌دهد. این یک حسگر همه‌کاره است که انواع گازها از گازهای سمی تا گازهای قابل اشتعال را شناسایی می‌کند. 

 

**۲. ساختار و اصول کار دتکتورهای گاز نیمه‌رسانا

حسگر شامل یک سیم گرم‌کن و یک نیمه‌رسانای اکسید فلزی         تشکیل‌شده روی یک لوله آلومینا است. دو الکترود طلا        در دو انتهای لوله برای اندازه‌گیری مقاومت نیمه‌رسانا تعبیه شده‌اند

**[ساختار دتکتورهای گاز نیمه‌رسانا

حسگر شامل یک سیم گرم‌کن و یک نیمه‌رسانای اکسید فلزی (SnO₂) تشکیل‌شده روی یک لوله آلومینا است. دو الکترود طلا (Au) در دو انتهای لوله برای اندازه‌گیری مقاومت نیمه‌رسانا تعبیه شده‌اند. 

 

**[اصول کار دتکتورهای گاز نیمه‌رسانا

سیم گرم‌کن، سطح نیمه‌رسانای اکسید فلزی را تا ۴۰۰–۳۵۰°C گرم می‌کند. با جذب اکسیژن هوا روی این سطح به‌صورت O و O₂، نیمه‌رسانا مقاومت ثابتی حفظ می‌کند. سپس، گاز متان یا مشابه آن با سطح تماس یافته و جذب شیمیایی می‌شود. این گاز توسط یون‌های O اکسید شده و تجزیه می‌شود. واکنش روی سطح حسگر به‌صورت زیر است: 

 

CH₄ + ۴O⁻ → CO₂ + ۲H₂O + ۸e⁻ 

به‌طور خلاصه، گاز متان روی سطح حسگر جذب شده و اکسیژن جذب‌شده را جدا می‌کند. این امر الکترون‌های آزاد درون حسگر را افزایش داده و مقاومت را کاهش می‌دهد. حسگر با اندازه‌گیری تغییر مقاومت، غلظت گاز را تعیین می‌کند. 

 

**۳. ویژگی‌های دتکتورهای گاز نیمه‌رسانا 

**ویژگی‌های خروجی دتکتورهای گاز نیمه‌رسانا

حسگر تغییرات مقاومت نیمه‌رسانا را تشخیص می‌دهد، یعنی حتی غلظت‌های کم (در سطح ppm) که توسط حسگرهای سرامیکی جدید قابل تشخیص نیستند را نیز شناسایی می‌کند. این حسگر برای غلظت‌های کم بسیار حساس بوده و سطح خروجی بالایی دارد. 

**تشخیص گازهای سمی در دتکتورهای گاز نیمه‌رسانا

از آنجا که در اصل، مقاومت با تغییر تعداد الکترون‌ها و تحرک آن‌ها تغییر می‌کند، این حسگر طیف وسیعی از گازها از جمله گازهای سمی که گرمای احتراق کمتری تولید می‌کنند را تشخیص می‌دهد. 

 

**ویژگی‌های پیری دتکتورهای گاز نیمه‌رسانا

حسگر در بلندمدت پایداری خود را حفظ کرده و عمر طولانی دارد. در مقایسه با حسگرهای مبتنی بر احتراق کاتالیستی، این نوع حسگر مقاومت بالایی در برابر سمیت و شرایط سخت جوی دارد. 

 

**انتخاب‌پذیری گاز در دتکتورهای گاز نیمه‌رسانا

با افزودن ناخالصی به ماده نیمه‌رسانا، اثر تداخل تغییر می‌کند. این ویژگی به حسگر اجازه می‌دهد تا برخی گازها را به‌صورت انتخابی تشخیص دهد.

 

 

 

۷-۵.تشخیص گاز از طریق روش نیمه‌هادی نوع سیم داغ

 

سنسور ثابت

سنسور قابل حمل نیمه‌هادی نوع سیم داغ

 

۱. شرح مختصر از دتکتور گاز نیمه‌هادی نوع سیم داغ

 

این سنسور از یک نیمه‌هادی اکسید فلزی استفاده می‌کند که مقاومت آن در تماس با گاز قابل تشخیص تغییر می‌کند. سنسور این تغییر مقاومت را به عنوان غلظت گاز تشخیص می‌دهد. این یک سنسور گاز با حساسیت بالا برای غلظت‌های کم است.

 

۲. ساختار و اصول  دتکتور گاز نیمه‌هادی نوع سیم داغ

 

[ساختار]

سنسور از یک المان تشخیصی تشکیل شده است که شامل یک سیم پیچ از جنس فلز گران‌بها (مثلاً پلاتین) و یک نیمه‌هادی اکسید فلزی پخته شده روی سیم پیچ است، و یک المان جبرانی که ماده‌ای غیرفعال در برابر گازهای قابل تشخیص روی آن پخته شده است.

[اصول  عملکرد دتکتور گاز نیمه‌هادی نوع سیم داغ

مقاومت (R) المان تشخیصی، ترکیبی از مقاومت (RS) نیمه‌هادی و مقاومت (RH) سیم پیچ فلز گران‌بها است. المان تشخیصی توسط سیم پیچ فلز گران‌بها تا ۳۰۰°C تا ۴۰۰°C گرم می‌شود و مقاومت ثابتی را حفظ می‌کند. سپس، گاز متان یا مشابه با المان تشخیصی تماس پیدا می‌کند و اکسیژن جذب شده روی سطح نیمه‌هادی اکسید فلزی را جدا می‌کند. این امر تعداد الکترون‌های آزاد در داخل نیمه‌هادی را افزایش داده و مقاومت نیمه‌هادی را کاهش می‌دهد. در نتیجه مقاومت کل المان تشخیصی کاهش می‌یابد. با تشخیص تغییر مقاومت توسط مدار پل، سنسور غلظت گاز را تعیین می‌کند.

 

رده جامد

گاز قابل تشخیص

 

۳. ویژگی‌های دتکتور گاز نیمه‌هادی نوع سیم داغ

 

ویژگی‌های خروجی  دتکتور گاز نیمه‌هادی نوع سیم داغ

سنسور تغییرات مقاومت نیمه‌هادی را تشخیص می‌دهد، یعنی حتی غلظت‌های کم (سطح ppm) که توسط سنسورهای سرامیکی جدید قابل تشخیص نیستند را نیز تشخیص می‌دهد.

 

 

 

کوچک‌سازی و صرفه‌جویی در انرژی  در دتکتور گاز نیمه‌هادی نوع سیم داغ

 

سیم پیچ فلز گران‌بها برای گرم‌کن را می‌توان کوچک‌تر کرد تا سنسوری کوچکتر با مصرف انرژی کمتر فراهم شود.

 

ویژگی‌های پیری  در دتکتور گاز نیمه‌هادی نوع سیم داغ

 

سنسور در بلندمدت پایداری خود را حفظ می‌کند و عمر طولانی دارد. در مقایسه با سنسورهای مبتنی بر احتراق کاتالیستی، این نوع سنسور مقاومت بالایی در برابر سمیت و جو شدید دارد.

 

انتخاب‌پذیری گاز  در دتکتور گاز نیمه‌هادی نوع سیم داغ

 

با افزودن یک ناخالصی به نیمه‌هادی اکسید فلزی، اثر تداخل تغییر می‌کند. این ویژگی به سنسور اجازه می‌دهد تا برخی گازها را به صورت انتخابی تشخیص دهد.

 

 

دتکتور گاز رسانائی گرمائی

1. توضیح مختصر دتکتور گاز رسانائی گرمائی

 

این دتکتور با تشخیص تفاوت در رسانایی گرمایی، غلظت گاز را تعیین می‌کند. این یک دتکتور اثبات‌شده برای گازهای قابل اشتعال است که به‌طور مؤثر گازهای با غلظت بالا را تشخیص می‌دهد.

 

2. ساختار و اصول دتکتور گاز رسانائی گرمائی

[ساختار  دتکتور گاز رسانائی گرمائی

این دتکتور از یک المان تشخیص و یک المان جبران تشکیل شده است. المان‌های تشخیص و جبران در دو نوع موجود هستند: یکی شامل یک سیم‌پیچ پلاتین و مخلوطی از شیشه (یک ماده غیرفعال در برابر گاز قابل اشتعال) و یک پایه آلومینا است که روی سیم‌پیچ پخته شده است، و دیگری شامل یک سیم‌پیچ و یک فلز غیرفعال یا مشابه است که روی سیم‌پیچ پوشش داده شده است. المان تشخیص به گونه‌ای طراحی شده است که گازهای قابل تشخیص با آن تماس پیدا کنند. المان جبران محصور شده است تا هیچ گاز قابل تشخیصی با آن تماس نداشته باشد.

 

[اصول دتکتور گاز رسانائی گرمائی

سیم‌پیچ پلاتین، المان تشخیص را تا 200 تا 500 درجه سانتی‌گراد گرم می‌کند. سپس، یک گاز قابل تشخیص با المان تشخیص تماس پیدا می‌کند و به دلیل رسانایی گرمایی خاص گاز، شرایط اتلاف گرما را تغییر می‌دهد و دمای المان تشخیص را افزایش می‌دهد. با این تغییر دما، مقاومت سیم‌پیچ پلاتین، که بخشی از المان است، تغییر می‌کند. تغییر مقاومت تقریباً متناسب با غلظت گاز است.

 

با تشخیص تغییر مقاومت توسط مدار پل، دتکتور غلظت گاز را تعیین می‌کند.

 

3. ویژگی‌های دتکتور گاز رسانائی گرمائی

 

ویژگی‌های خروجی  دتکتور گاز رسانائی گرمائی

 

از آنجا که دتکتور تغییرات مقاومت سیم‌پیچ پلاتین را تشخیص می‌دهد، خروجی تا رسیدن به صد درصد حجمی تقریباً متناسب با غلظت است. این دتکتور برای تشخیص گازهای با غلظت بالا مناسب است.

تشخیص در شرایط بی‌اکسیژن  دتکتور گاز رسانائی گرمائی

از آنجا که دتکتور تغییرات رسانایی گرمایی را تشخیص می‌دهد، می‌تواند گازها را حتی در جو بی‌اکسیژن نیز تشخیص دهد. اما گازهایی با تفاوت کوچک در رسانایی گرمایی با گاز مرجع را تشخیص نمی‌دهد.

 

دتکتور به‌صورت فیزیکی تغییرات رسانایی گرمایی گاز را تشخیص می‌دهد و شامل واکنش شیمیایی مانند واکنش احتراق نیست. این بدان معناست که با تخریب یا مسمومیت کاتالیزور ارتباطی ندارد و پایداری بلندمدت را فراهم می‌کند.

 

تشخیص گازهای غیرقابل اشتعال  دتکتور گاز رسانائی گرمائی

 

از آنجا که دتکتور از رسانایی گرمایی خاص گاز استفاده می‌کند، حتی گازهای غیرقابل اشتعال با تفاوت زیاد در رسانایی گرمایی، مانند آرگون، نیتروژن و دی‌اکسید کربن با غلظت بالا را نیز تشخیص می‌دهد.

 

 

 

 

 

۷-۷. روش الکترولیز پتانسیواستاتیک

 

 

۱. شرح مختصر دتکتور گاز الکترولیز پتانسیواستاتیک

این دتکتور گاز قابل تشخیص را با استفاده از یک الکترود در پتانسیل ثابت الکترولیز می‌کند تا جریان ایجاد شود و سپس با اندازه‌گیری جریان، غلظت گاز را تعیین می‌نماید. این دتکتور گاز برای تشخیص گازهای سمی بسیار مناسب است. می‌توان پتانسیل خاصی را برای تشخیص گاز خاصی تنظیم کرد.

 

۲. ساختار و اصول  دتکتور گاز الکترولیز پتانسیواستاتیک

[ساختار دتکتور گاز الکترولیز پتانسیواستاتیک

دتکتور از یک الکترود (الکترود عمل) همراه با یک غشاء نفوذپذیر گاز و کاتالیزور (مثل طلا یا پلاتین)، الکترود مرجع و الکترود مقابل تشکیل شده که درون محفظه‌ای پلاستیکی پر از محلول الکترولیت قرار گرفته‌اند.

 

[اصول عملکرد دتکتور گاز الکترولیز پتانسیواستاتیک

دتکتور از یک مدار پتانسیواستاتیک برای ثابت نگه داشتن پتانسیل بین الکترود عمل و الکترود مرجع استفاده می‌کند. الکترود عمل گاز قابل تشخیص را مستقیماً الکترولیز می‌کند. اگر گاز قابل تشخیص H2S باشد، واکنش‌های زیر رخ می‌دهد:

الکترود عمل: H2S + 4H2O → H2SO4 + 8H+ + 8e

الکترود مقابل: 2O2 + 8H+ + 8e → 4H2O

جریان تولیدشده متناسب با غلظت گاز است. با اندازه‌گیری جریان بین الکترود عمل و الکترود مقابل، دتکتور غلظت گاز را تعیین می‌کند.

 

۳. ویژگی‌های دتکتور گاز الکترولیز پتانسیواستاتیک

ویژگی‌های خروجی دتکتور گاز الکترولیز پتانسیواستاتیک

غلظت گاز متناسب با مقدار جریان است. دتکتور مقدار جریان را بدون تغییر خروجی می‌دهد و بنابراین غلظت گاز متناسب با خروجی دتکتور است.

 

واکنش‌دهی  دتکتور گاز الکترولیز پتانسیواستاتیک

منحنی پاسخ همانطور که در شکل سمت راست نشان داده شده است. دتکتور با استفاده از واکنش کاتالیزوری گاز را به جریان تبدیل می‌کند. از آنجا که H2S کاتالیزور الکترود را تغییر نمی‌دهد، دتکتور از دقت و تکرارپذیری بالایی برخوردار است.

 

ویژگی‌های پیری  دتکتور گاز الکترولیز پتانسیواستاتیک

تقریباً تا دو سال، حساسیت دتکتور در سطح حدود ۸۰٪ حساسیت اولیه باقی می‌ماند. از آنجا که رطوبت تأثیر جزئی بر حساسیت دارد، ممکن است خوانش بسته به فصل تغییر کند.

 

ویژگی‌های دمای دتکتور گاز الکترولیز پتانسیواستاتیک

با خوانش تقریباً پایدار در دماهای بالا، حساسیت دتکتور با کاهش دما ممکن است کاهش یابد. حتی در ۰°C، حساسیت دتکتور کمتر از ۸۰٪ نخواهد شد. با انجام تصحیح دما، نوسانات خوانش به حداقل می‌رسد.

۷-۸. روش تشخیص گاز با دتکتور گاز با الکترود با غشای جداکننده

۱. شرح مختصر  دتکتور گاز با الکترود با غشای جداکننده

بر اساس اصول دتکتور پایه‌گذاری شده بر الکترولیز پتانسیواستاتیک، این دتکتور با یک فیلم نفوذپذیر گاز (غشای جداکننده) و یک الکترود عمل کاملاً جدا از هم ساختار یافته است. این یک دتکتور گاز سمی با انتخاب‌پذیری عالی است.

. ساختار و اصول  دتکتور گاز با الکترود با غشای جداکننده

[ساختار دتکتور گاز با الکترود با غشای جداکننده

دتکتور با یک الکترود عمل – یک الکترود فلزی با یک فیلم نفوذپذیر گاز که روی آن قرار گرفته – همراه با الکترودهای مرجع و مقابل ساختار یافته است. این الکترودها در یک محفظه پلاستیکی پر از محلول الکترولیت قرار دارند. بین الکترود عمل و فیلم، یک لایه بسیار نازک از محلول الکترولیت وجود دارد.

 

[اصول دتکتور گاز با الکترود با غشای جداکننده

یک گاز قابل تشخیص از طریق فیلم نفوذپذیر گاز عبور کرده و با یون‌های موجود در محلول الکترولیت واکنش می‌دهد که هالوژن تولید می‌کند. اگر گاز قابل تشخیص Cl باشد، واکنش زیر رخ می‌دهد:

Cl2 + 2I- → 2Cl- + I2

I2 تولید شده توسط این واکنش در الکترود عمل کاهش می‌یابد، باعث می‌شود جریانی از مدار عبور کند. از آنجا که این جریان متناسب با غلظت گاز است، دتکتور مقدار جریان را برای تعیین غلظت گاز اندازه می‌گیرد. گاز قابل تشخیص قبل از واکنش با الکترود عمل با محلول الکترولیت واکنش می‌دهد و بنابراین هیچ تداخلی با گازهایی که با محلول الکترولیت واکنش نمی‌دهند رخ نمی‌دهد. این ویژگی به دتکتور انتخاب‌پذیری عالی می‌بخشد.

 

 

۳. ویژگی‌ها ی دتکتور گاز با الکترود با غشای جداکننده

ویژگی‌های خروجی  دتکتور گاز با الکترود با غشای جداکننده

غلظت گاز متناسب با مقدار جریان است. دتکتور مقدار جریان را بدون هیچ تغییری خروجی می‌دهد و بنابراین غلظت گاز متناسب با خروجی دتکتور است.

پاسخ‌دهی  دتکتور گاز با الکترود با غشای جداکننده

دتکتور به سرعت پاسخ می‌دهد. از آنجا که الکترودها یا محلول الکترولیت به ندرت توسط گاز کلر خورده می‌شوند، دتکتور از دقت و تکرارپذیری عالی برخوردار است.

ویژگی‌های پیری  دتکتور گاز با الکترود با غشای جداکننده

عملکرد دتکتور با گذشت زمان کاهش نمی‌یابد و تقریباً هیچ تغییری در خروجی مشاهده نمی‌شود. با این حال، اگر فیلم نفوذپذیر گاز به دلیل چسبیدن ذرات خارجی، نفوذپذیری گاز را از دست بدهد، این ممکن است منجر به کاهش خروجی شود.

 

ویژگی‌های دما و رطوبت  دتکتور گاز با الکترود با غشای جداکننده

دماهای بالا تقریباً هیچ تأثیری بر خروجی ندارند در حالی که دماهای پایین احتمالاً خروجی را کاهش می‌دهند. حتی در دمای ۰ درجه سانتی‌گراد، دتکتور حساسیت خود را در سطحی نه کمتر از ۸۰٪ حفظ می‌کند. با انجام تصحیحات دما، نوسانات قرائت به حداقل می‌رسد. خروجی تحت تأثیر رطوبت قرار نمی‌گیرد.

 

۷-۹. روش تشخیص گاز با دتکتور گاز با سلول گالوانیک غشایی

 

۱. شرح مختصر  دتکتور گاز با سلول گالوانیک غشایی

 

 

این دتکتور ساده و سنتی بر اساس اصول سلول‌ها عمل می‌کند. این دتکتور بدون نیاز به منبع تغذیه خارجی، پایداری بلندمدت دارد.

 

۲. ساختار و اصول  دتکتور گاز با سلول گالوانیک غشایی

 

 

[ساختار دتکتور گاز با سلول گالوانیک غشایی

دتکتور از یک کاتد (فلز گران‌بها) و آند (سرب) قرارگرفته در یک محلول الکترولیتی تشکیل شده است. یک غشای جداساز به سطح خارجی کاتد چسبیده است. با اتصال کاتد و آند از طریق یک مقاومت ثابت، مقدار ولتاژ خروجی تولید می‌شود.

 

[اصول دتکتور گاز با سلول گالوانیک غشایی

 

 

اکسیژن از غشای جداساز عبور کرده و در کاتد کاهش می‌یابد. همزمان در آند، سرب در محلول الکترولیتی حل می‌شود (اکسید می‌شود). واکنش‌های زیر در الکترودها رخ می‌دهد:

کاتد: O2 + 2H2O + 4e → 4OH

آند: 2Pb → 2Pb2+ + 4e

 

جریان ناشی از واکنش کاهش، توسط مقاومت به ولتاژ تبدیل شده و از ترمینال خروجی خارج می‌شود. خروجی دتکتور متناسب با غلظت اکسیژن (فشار جزئی) است.

 

۳. ویژگی‌های دتکتور گاز با سلول گالوانیک غشایی

 

 

ویژگی‌های خروجی  دتکتور گاز با سلول گالوانیک غشایی

غلظت اکسیژن با مقدار جریان متناسب است. دتکتور مقدار جریان را به ولتاژ تبدیل کرده و سپس آن را خروجی می‌دهد. بنابراین، خروجی دتکتور در محدوده ۰ تا ۱۰۰٪ با غلظت اکسیژن متناسب است.

 

سرعت پاسخ  دتکتور گاز با سلول گالوانیک غشایی

با سرعت پاسخ بالا، این دتکتور از دقت و تکرارپذیری بالایی برخوردار است.

 

 

 

ویژگی‌های پیری

با عمر طولانی، این دتکتور می‌تواند به مدت دو تا سه سال مورد استفاده قرار گیرد.

 

ویژگی‌های دما و رطوبت  دتکتور گاز با سلول گالوانیک غشایی

دتکتور از یک ترمیستور داخلی برای جبران دمایی استفاده می‌کند، بنابراین خوانش تقریباً به دما وابسته نیست.

۷-۱۰.تشخیص گاز به  روش مادون قرمز غیرپاشنده

۱. شرح مختصر  دتکتور مادون قرمز غیرپاشنده

بر اساس این واقعیت که بسیاری از گازها اشعه مادون قرمز را جذب می‌کنند، این دتکتور نور مادون قرمز را به سلول اندازه‌گیری اعمال می‌کند تا تغییرات نور مادون قرمز ناشی از جذب گاز قابل تشخیص را شناسایی کند. این روش تمام نور مادون قرمز در محدوده طول‌موج خاصی را بدون تفکیک (پاشش) نور مادون قرمز بر اساس طول‌موج، به‌صورت یکپارچه تشخیص می‌دهد.

. ساختار و اصول  دتکتور مادون قرمز غیرپاشنده

[ساختار دتکتور مادون قرمز غیرپاشنده

این دتکتور از یک منبع نور مادون قرمز و یک سنسور مادون قرمز تشکیل شده است که بین آن‌ها یک سلول اندازه‌گیری و یک فیلتر نوری قرار گرفته است. منبع نور مادون قرمز، نور را ساطع می‌کند که از طریق سلول اندازه‌گیری و فیلتر نوری عبور کرده و توسط سنسور مادون قرمز تشخیص داده می‌شود. فیلتر نوری به طول‌موج‌های مادون قرمز که توسط گاز قابل تشخیص جذب می‌شوند، اجازه عبور انتخابی می‌دهد.

 

[اصول عملکرد دتکتور مادون قرمز غیرپاشنده

یک گاز قابل تشخیص وارد سلول اندازه‌گیری شده و نور مادون قرمز را جذب می‌کند. این امر باعث کاهش مقدار نور مادون قرمز تشخیص‌داده شده توسط سنسور مادون قرمز می‌شود. برخی از گازهای قابل تشخیص با غلظت‌های شناخته شده وارد می‌شوند تا رابطه (منحنی کالیبراسیون) بین کاهش مقدار نور مادون قرمز و غلظت هر گاز قابل تشخیص تعیین شود. هنگامی که یک گاز قابل تشخیص با غلظت ناشناخته وارد می‌شود، دتکتور از منحنی کالیبراسیون بر اساس کاهش اندازه‌گیری‌شده مقدار نور مادون قرمز برای تعیین غلظت گاز استفاده می‌کند.

. ویژگی‌های دتکتور مادون قرمز غیرپاشنده

ویژگی‌های خروجی  دتکتور مادون قرمز غیرپاشنده

غلظت گاز و خروجی دتکتور رابطه متناسب ندارند، بلکه رابطه آن‌ها مطابق منحنی نشان‌داده شده در شکل پائین است. (i-C4H10: ایزوبوتان)

 

ویژگی‌های پاسخ‌دهی  دتکتور مادون قرمز غیرپاشنده

هنگامی که گاز با دبی ثابت به دتکتور گاز تغذیه می‌شود، دتکتور پاسخ‌های قابل تکرار و دقیقی ارائه می‌دهد.

ویژگی‌های پیری  در دتکتور مادون قرمز غیرپاشنده

در محیطی با تغییرات دمایی کم، دتکتور پایدار باقی می‌ماند و بدون کاهش دقت خوانش در طول زمان عمل می‌کند. بسته به محیط، ممکن است دتکتور با گذشت زمان به‌طور قابل توجهی تخریب شود. در این صورت، می‌توان با انجام کالیبراسیون گاز هر شش ماه یکبار، تخریب را به حداقل رساند.

 

ویژگی‌های دما و رطوبت  در دتکتور مادون قرمز غیرپاشنده

با انجام تصحیحات دمایی، می‌توان وابستگی خوانش‌ها به دما را در محدوده دمایی مشخص‌شده به حداقل رساند.

در صورت عدم تشکیل میعان (%LEL) در داخل سلول گاز، دتکتور تقریباً تحت تأثیر رطوبت قرار نمی‌گیرد.

. روش تشخیص گاز با تداخل سنجی

۱. شرح کلی  دتکتور گاز تداخل سنجی

این دتکتور گاز، که یکی از قدیمیترین حسگرهای گاز ماست، تغییرات در ضریب شکست گاز را تشخیص میدهد. با دقت بالا، پایداری بلندمدت را حفظ میکند. در گذشته، داخل معادن زغالسنگ برای اندازهگیری غلظت متان استفاده میشد و در سالهای اخیر، بهطور گسترده برای اندازهگیری غلظت حلالها یا مقادیر حرارتی گازهای سوختی مانند گاز طبیعی کاربرد دارد.

۲. ساختار و اصول  دتکتور گاز تداخل سنجی

[ساختار دتکتور گاز تداخل سنجی

منبع نور، نور را ساطع میکند که توسط آینه تخت موازی به دو پرتو نور (A و B) تقسیم و توسط منشور بازتاب میشود. پرتو A یک سفر رفت و برگشت در محفظه گاز D، که گاز قابل تشخیص جریان دارد، انجام میدهد و پرتو B یک سفر رفت و برگشت در محفظه گاز E، که گاز مرجع جریان دارد، انجام میدهد. دو پرتو نور A و B در نقطه C آینه تخت موازی به هم میرسند و یک الگوی تداخلی روی سنسور تصویر از طریق آینه و لنز تشکیل میدهند.

 

[اصول عملکرد دتکتور گاز تداخل سنجی

یک الگوی تداخلی به نسبت تفاوت در ضریب شکست بین گاز قابل تشخیص و گاز مرجع حرکت میکند. حسگر مبتنی بر تداخلسنج نوری، مسافت حرکت الگوی تداخلی را اندازهگیری میکند تا ضریب شکست گاز قابل تشخیص را تعیین و آن را به غلظت گاز یا مقدار حرارتی تبدیل کند.

 

۳. ویژگی های دتکتور گاز تداخل سنجی

مسافت حرکت الگوی تداخلی AB که توسط این حسگر اندازهگیری میشود، با معادله زیر نشان داده میشود:

ویژگیهای خروجی  دتکتور گاز تداخل سنجی

الگوی تداخلی

از آنجا که تغییر در ضریب شکست متناسب با تغییر در غلظت گاز است، حسگر خطیبودن بسیار بالایی ارائه میدهد.

 

پاسخدهی  دتکتور گاز تداخل سنجی

حسگر اندازهگیری را با تکمیل جایگزینی در محفظه گاز با حجم ۰.۵ تا ۵ میلیلیتر به پایان میرساند. برخی مدلها اندازهگیری را در ۵ تا ۱۰ ثانیه با پاسخ ۹۰٪ تکمیل میکنند.

 

ویژگیهای پیری  دتکتور گاز تداخل سنجی

بارزترین ویژگی این حسگر این است که حساسیت آن کاهش نمییابد. حساسیت حسگر فقط به طول محفظه گاز L و طول موج منبع نور λ بستگی دارد. از آنجا که هر دو این پارامترها ثابت هستند، حسگر حساسیت پایدار بلندمدت ارائه میدهد. حتی اگر عنصر نوری کثیف شود، تأثیری بر مسافت حرکت الگوی تداخلی ندارد؛ بنابراین، حسگر تا زمانی که بتواند الگو را تشخیص دهد، حساسیت آن کاهش نمییابد.

 

ویژگیهای فشار و دما در دتکتور گاز تداخل سنجی

اگرچه ضریب شکست گاز بسته به دما T و فشار P تغییر میکند، حسگر دما و فشار را اندازهگیری میکند تا آنها را تصحیح کند و بنابراین تحت تأثیر آنها قرار نمیگیرد.

 

 

 

 

 

 

7-12.تشخیص گاز به روش نوار شیمیایی

1. شرح کلی دتکتور گاز با نوار شیمیائی

این حسگر از نوار سلولزی آغشته به ماده رنگزا استفاده می‌کند. با عبور یا نفوذ گاز قابل تشخیص به داخل این نوار، واکنشی شیمیایی رخ داده و رنگ نوار تغییر می‌کند. حسگر با اندازه‌گیری نور بازتاب‌شده از رنگ ایجادشده بر اثر واکنش بین ماده رنگزا و گاز، غلظت بسیار کم گازهای سمی را به صورت کمی تشخیص می‌دهد.

 

2. ساختار و اصول دتکتور گاز با نوار شیمیائی

[ساختار دتکتور گاز با نوار شیمیائی

حسگر دارای محفظه‌ای است که گاز قابل تشخیص وارد آن می‌شود. این محفظه یک ظرف ضد نور است که داخل آن منبع نور و بخش گیرنده نور برای تشخیص رنگ نوار قرار گرفته‌اند. حسگر شامل این محفظه گاز و اجزای دیگری مانند مکانیسم قرقره برای جمع‌آوری نوار پس از هر اندازه‌گیری است.

[اصول دتکتور گاز با نوار شیمیائی

وقتی گاز قابل تشخیص با نوار آغشته به ماده رنگزا تماس پیدا می‌کند، واکنش شیمیایی رخ داده و نوار رنگ می‌گیرد. به عنوان مثال، اگر فسفین (PH3) با نوار تماس پیدا کند، کلوئید نقره طبق فرمول زیر تولید می‌شود و یک لکه رنگی روی نوار سفید ظاهر می‌شود:

PH3 + AgCIO → Ag + H3PO4 + 1/2 Cl2

 

حسگر نور را به نقطه رنگی‌شده نوار تابانده و تغییر شدت نور بازتاب‌شده قبل و بعد از ورود گاز را اندازه‌گیری می‌کند؛ بنابراین غلظت گاز را به دقت محاسبه می‌کند.

 

3. ویژگی‌ها ی دتکتور گاز با نوار شیمیائی

ویژگی‌های خروجی دتکتور گاز با نوار شیمیائی

وقتی گاز قابل تشخیص وارد بخش تشخیص می‌شود، نوار شروع به رنگ‌گرفتن می‌کند و خروجی به تدریج افزایش می‌یابد. از آنجا که حسگر تغییرات رنگ را اندازه‌گیری می‌کند، خروجی به صورت منحنی نمایش داده می‌شود.

 

 

ویژگی‌های دما و رطوبت در دتکتور گاز با نوار شیمیائی

برای فسفین (PH3)، حسگرهای نوار‌ای وابسته به دما نیستند. همچنین بدون وابستگی زیاد به رطوبت، این حسگر در محدوده دمایی و رطوبتی عملیاتی، قرائت دقیقی ارائه می‌دهد.

 

ویژگی‌های پیری در دتکتور گاز با نوار شیمیائی

آزمایش‌های مداوم روی حسگر نشان می‌دهد که بدون کاهش حساسیت به گاز، اندازه‌گیری پایدار انجام می‌دهد.

 

ویژگی‌های دتکتور گاز با نوار شیمیائی

– حساسیت بسیار بالا با انتخاب‌پذیری عالی

– استفاده از نوار کاست که تعویض آن آسان است

– تغذیه نوار برای هر اندازه‌گیری، که هیچ هیسترزیسی ایجاد نمی‌کند

– رنگ‌گرفتن نوار بر اثر گاز قابل تشخیص تجمع می‌یابد، که امکان تشخیص غلظت‌های بسیار کم گاز را فراهم می‌کند.

 

 

 

 

 

 

 

 

7-13. دتکتور یونیزاسیون نوری

1. شرح کلی دتکتور یونیزاسیون نوری

این حسگر گاز با اعمال نور فرابنفش به گاز قابل تشخیص، باعث یونیزه شدن آن می‌شود. این عمل جریان یونی ایجاد می‌کند. حسگر این جریان را اندازه‌گیری کرده و غلظت گاز را تعیین می‌نماید. این حسگر محدوده وسیعی از گازها را بدون توجه به آلی یا معدنی بودن آنها تشخیص می‌دهد. معمولاً برای اندازه‌گیری غلظت ترکیبات آلی فرار (VOCs) در محدوده ppb تا ppm استفاده می‌شود.

 

2. ساختار و اصول دتکتور یونیزاسیون نوری

[ساختار دتکتور یونیزاسیون نوری

حسگر از یک محفظه یونیزاسیون برای ورود گاز قابل تشخیص، یک لامپ فرابنفش برای تابش نور و الکترودهای مثبت و منفی برای تشخیص جریان یونی تشکیل شده است.

 

[اصول عملکرد دتکتور یونیزاسیون نوری

گاز قابل تشخیص وارد محفظه یونیزاسیون شده و در معرض نور فرابنفش از منبع نور (لامپ فرابنفش) قرار می‌گیرد. این عمل باعث آزاد شدن الکترون‌ها و تولید کاتیون می‌شود. کاتیون‌ها و الکترون‌های تولید شده توسط الکترودهای مثبت و منفی جذب شده و جریان الکتریکی ایجاد می‌کنند. از آنجا که این جریان متناسب با غلظت گاز است، حسگر با اندازه‌گیری مقدار جریان، غلظت گاز قابل تشخیص را تعیین می‌کند.

برای یونیزه کردن یک گاز، نیاز به اعمال انرژی فوتونی بیشتر از انرژی یونیزاسیون خاص آن گاز است. انرژی فوتون با واحد الکترون ولت (eV) بیان می‌شود. این حسگر از لامپ‌هایی با انرژی فوتونی 10.6 eV و 11.7 eV استفاده می‌کند. هرچه انرژی فوتون بیشتر باشد، مقدار بیشتری از گاز قابل تشخیص یونیزه می‌شود.

 

3. ویژگی‌های دتکتور یونیزاسیون نوری

ویژگی‌های خروجی دتکتور یونیزاسیون نوری

برای گازهایی با غلظت پایین (چند صد ppm)، خروجی حسگر تقریباً متناسب با غلظت گاز بوده و به صورت خطی با افزایش غلظت گاز، افزایش می‌یابد.

برای گازهایی با غلظت پایین خروجی حسگر تقریباً متناسب با غلظت گاز بوده و به صورت خطی با افزایش غلظت گاز، افزایش می‌یابد

لامپ فرابنفش:

انرژی فوتونی (eV) لامپ فرابنفش توسط ترکیب گاز موجود در لامپ و جنس پنجره لامپ تعیین می‌شود.

 

 

انرژی یونیزاسیون مواد معمول:

با اعمال انرژی فوتونی بیشتر از انرژی یونیزاسیون خاص هر گاز، حسگر گاز را یونیزه کرده و غلظت آن را تعیین می‌کند. این حسگر معمولاً از لامپ‌های 10.6 eV یا 11.7 eV استفاده می‌کند.

 

جدول انرژی فوتونی:

گاز داخل لامپ | جنس پنجره | انرژی فوتونی (eV)

زنون | یاقوت کبود | 8.4

کریپتون | فلورید منیزیم | 10.6

آرگون | فلورید لیتیم | 11.7

 

 

 

7-14. روش تشخیص گاز با ذرات پیرولیز شده

1. شرح کلی دتکتور گاز با ذرات پیرولیز شده

این حسگر گاز، گاز قابل تشخیص را حرارت داده تا اکسید تولید کند و سپس ذرات اکسید را با استفاده از یک حسگر ذره سنجی می‌کند. این حسگر پایداری بلندمدت داشته و مقاومت عالی در برابر تداخل و پاسخگویی سریع دارد. حسگر ذره بر اساس اصول مشابه حسگرهای دود یونیزاسیونی که از پرتوها استفاده می‌کنند، کار می‌کند.

 

2. ساختار و اصول دتکتور گاز با ذرات پیرولیز شده

[ساختار دتکتور گاز با ذرات پیرولیز شده

این حسگر معمولاً ترکیبی از یک تجزیه‌گر حرارتی و حسگر ذره است. در مرکز تجزیه‌گر حرارتی یک لوله کوارتزی پیچیده شده با عنصر گرمایشی قرار دارد.

حسگر ذره شامل یک محفظه اندازه‌گیری (که به طور مداوم با استفاده از پرتوهای آلفا جریان یون تولید می‌کند) و یک محفظه جبران است. گاز قابل تشخیص فقط وارد محفظه اندازه‌گیری می‌شود، در حالی که محفظه جبران به اتمسفر باز است.

 

[اصول دتکتور گاز با ذرات پیرولیز شده

بسیاری از گازهای آلی فلزی مانند TEOS در اثر حرارت، اکسید ذره‌ای تولید می‌کنند. گاز قابل تشخیص از طریق تجزیه‌گر حرارتی اکسید شده و وارد حسگر ذره می‌شود.

در محفظه اندازه‌گیری حسگر ذره، از یک منبع پرتو آلفا برای یونیزه کردن هوا استفاده می‌شود که باعث جریان یونی می‌شود. ذرات وارد محفظه اندازه‌گیری شده و یون‌ها را جذب می‌کنند؛ این امر جریان یونی را کاهش داده و در نتیجه خروجی حسگر کم می‌شود. بر اساس میزان کاهش خروجی، غلظت گاز تعیین می‌شود. محفظه جبران، نوسانات خروجی حسگر ناشی از دما، رطوبت و/یا فشار را جبران می‌کند.

 

 

3. ویژگی‌های دتکتور گاز با ذرات پیرولیز شده

ویژگی‌های خروجی دتکتور گاز با ذرات پیرولیز شده

خروجی حسگر به غلظت ذرات تولید شده از طریق تجزیه حرارتی بستگی دارد. حسگر از یک منحنی کالیبراسیون استفاده می‌کند تا غلظت گاز نسبت به قرائت خطی باشد.

 

پاسخگویی دتکتور گاز با ذرات پیرولیز شده

از آنجا که گاز وارد شده به بخش تشخیص بلافاصله در تجزیه‌گر حرارتی اکسید می‌شود، حسگر از سرعت پاسخ بالا و تکرارپذیری عالی برخوردار است.

 

ویژگی‌های پیری در دتکتور گاز با ذرات پیرولیز شده

حسگر از Am-241 به عنوان منبع پرتو استفاده می‌کند که نیمه عمر بسیار طولانی (حدود 400 سال) دارد و در نتیجه عملکرد حسگر به مرور زمان به سختی کاهش می‌یابد.

 

ویژگی‌های دمایی در دتکتور گاز با ذرات پیرولیز شده

حسگر از محفظه جبران برای جبران اثرات دما استفاده می‌کند و بنابراین ویژگی‌های دمایی عالی از خود نشان می‌دهد.

 

بیم دتکتور دودی اعلام حریق پروجکتوری از یک فرستنده تشکیل شده است که یک پرتو مادون قرمز را در سراسر ناحیه محافظت‌شده به سمت یک گیرنده که شامل یک سلول حساس به نور است ارسال می‌کند، سلولی که قدرت سیگنال پرتو نوری را پایش می‌کند.

این دتکتور بر اساس اswsصل انسداد نور عمل می‌کند. عنصر حساس به نور در بیم دتکتور دودی اعلام حریق در شرایط عادی نوری را که توسط گیرنده تولید می‌شود مشاهده می‌کند. گیرنده بر اساس درصدی از انسداد کلی به یک سطح حساسیت از پیش تعیین‌شده کالیبره می‌شود. این سطح حساسیت توسط سازنده و بر اساس طول بیم (فاصله بین فرستنده و گیرنده) مشخص می‌شود. معمولاً بیش از یک تنظیم برای انتخاب توسط نصاب بر اساس طول بیم در کاربرد موردنظر وجود دارد. برای دتکتورهایی که لیست UL دارند، تنظیم حساسیت باید مطابق با استاندارد UL 268 «دتکتورهای دود برای سیستم‌های اعلام حریق حفاظتی» باشد.

فرستنده در برخی واحدها ممکن است مستقل از گیرنده تغذیه شود که می‌تواند به میزان زیادی سیم‌کشی و در نتیجه هزینه نصب را کاهش دهد. از آنجا که پشتیبان باتری برای سیستم‌های اعلام حریق الزامی است، پشتیبان باتری برای فرستنده نیز موردنیاز خواهد بود، چه از پنل تغذیه شود و چه به صورت مستقل.

بر خلاف دتکتورهای دودی فوتوالکترونیک نقطه‌ای، بیم دتکتور دودی اعلام حریق به طور کلی نسبت به رنگ دود حساسیت کمتری دارد. بنابراین، بیم دتکتور دودی اعلام حریق ممکن است برای کاربردهایی که مناسب دتکتورهای فوتوالکترونیک نقطه‌ای نیستند، مناسب باشد، مانند کاربردهایی که انتظار می‌رود آتش دود سیاه تولید کند. بیم دتکتور دودی اعلام حریق نیاز به دود قابل مشاهده دارد و بنابراین ممکن است در برخی کاربردها به اندازه دتکتورهای یونی حساس نباشد.

بیم دتکتور دودی اعلام حریق نسبت به انسداد تجمعی ایجادشده توسط یک میدان دود حساس است. این انسداد تجمعی توسط ترکیبی از چگالی دود و فاصله خطی میدان دود در طول پرتو نوری پروجکت‌شده ایجاد می‌شود. انسداد تجمعی در واقع اندازه‌گیری درصد انسداد نور است.

از آنجا که انسداد ناگهانی و کامل پرتو نور یک نشانه معمول دود نیست، دتکتور این حالت را به عنوان وضعیت خطا در نظر می‌گیرد، نه هشدار. این آستانه معمولاً توسط سازنده در سطح حساسیتی که بیش از ۹۰ تا ۹۵ درصد انسداد کلی است تنظیم می‌شود. این موضوع احتمال هشدار ناخواسته ناشی از انسداد پرتو توسط یک جسم جامد، مانند یک تابلو یا نردبان که به طور تصادفی در مسیر پرتو قرار گرفته، را به حداقل می‌رساند.

تغییرات بسیار کوچک و آهسته در کیفیت منبع نور نیز یک نشانه معمول دود نیست. این تغییرات ممکن است به دلیل شرایط محیطی مانند تجمع گردوغبار و آلودگی روی مجموعه‌های نوری فرستنده و/یا گیرنده ایجاد شوند. این تغییرات معمولاً توسط یک کنترل خودکار بهره (AGC) جبران می‌شوند. زمانی که دتکتور برای اولین بار روشن شده و وارد برنامه راه‌اندازی خود می‌شود، سطح سیگنال نوری آن زمان را به عنوان نقطه مرجع شرایط عادی در نظر می‌گیرد. با کاهش کیفیت سیگنال نوری در طول زمان، مثلاً به دلیل گردوغبار، AGC این تغییر را جبران می‌کند. نرخ جبران محدود است تا اطمینان حاصل شود که دتکتور همچنان نسبت به آتش‌های آهسته یا دودزا حساس باقی بماند. هنگامی که AGC دیگر نتواند کاهش سیگنال را جبران کند (مانند تجمع بیش از حد آلودگی) دتکتور وضعیت خطا را اعلام خواهد کرد.

لوازم جانبی  بیم دتکتور دودی اعلام حریق

لوازم جانبی برای بیم دتکتور دودی اعلام حریق ممکن است شامل پنل‌های اعلام از راه دور، ایستگاه‌های تست از راه دور که امکان آزمایش الکترونیکی دوره‌ای دتکتور را فراهم می‌کنند، و فیلترهایی باشند که به‌عنوان تست «مجاز/غیرمجاز» برای کالیبراسیون صحیح دتکتور استفاده می‌شوند. برخی سازندگان استفاده از آینه برای هدایت پرتو را فراهم می‌کنند. سیستم‌های اعلام حریق هوشمند می‌توانند یک آدرس مجزا به بیم دتکتور دودی اعلام حریق اختصاص دهند تا اعلام محل آتش بهتر صورت گیرد. سیستم‌های متعارف نیز ممکن است از طریق رله‌ها اعلام از راه دور داشته باشند.

ویژگی تشخیص حرارت بیم دتکتور دودی اعلام حریق

برخی بیم دتکتور دودی اعلام حریق یک عنصر حساس به حرارت را در گیرنده خود جای داده‌اند که فرکانس پالس پرتو را پایش می‌کند. حرارت پرتو پالسی را تضعیف یا منحرف می‌کند که می‌تواند توسط گیرنده دریافت شود و باعث ایجاد هشدار گردد. این انحراف معمولاً زمانی بیشتر است که آتش به فرستنده نزدیک‌تر باشد تا به گیرنده. باید توجه داشت که مدولاسیون فرکانسی ناشی از چراغ‌های فلورسنت با این ویژگی تشخیص حرارت تداخل نداشته باشد. توصیه‌های سازنده باید دنبال شوند.

کاربرد صحیح بیم دتکتور دودی اعلام حریق

مانند دتکتورهای دودی نقطه‌ای، بیم دتکتور دودی اعلام حریق برای کاربردهای فضای باز نامناسب هستند. شرایط محیطی مانند دماهای بسیار بالا یا پایین، باران، برف، یخ، مه و شبنم می‌توانند با عملکرد صحیح دتکتور تداخل داشته باشند. شرایط محیط بیرونی رفتار دود را غیرقابل پیش‌بینی می‌سازد.

اگرچه بیم دتکتور دودی اعلام حریق و دتکتورهای دودی نقطه‌ای تحت استانداردهای یکسان UL و NFPA قرار دارند، الزامات این استانداردها متفاوت است زیرا اصل عملکرد آن‌ها با یکدیگر فرق دارد. مهم است که طراح این تفاوت‌ها را درک کرده و هنگام انتخاب و به‌کارگیری دتکتورهای دود در سیستم‌های اعلام حریق به‌طور کامل در نظر بگیرد.

دتکتورهای دودی نقطه‌ای حداکثر پوششی معادل ۹۰۰ فوت مربع یا ۳۰×۳۰ فوت دارند. حداکثر فاصله بین دتکتورها ۴۱ فوت است زمانی که عرض ناحیه تحت حفاظت از ۱۰ فوت تجاوز نکند، مانند یک راهرو.

بیم دتکتور دودی اعلام حریق به طور معمول دارای حداکثر برد ۳۳۰ فوت و حداکثر فاصله بین دتکتورها ۶۰ فوت است. این به بیم دتکتور دودی اعلام حریق پوشش نظری معادل ۱۹,۸۰۰ فوت مربع می‌دهد. توصیه‌های سازنده و عوامل دیگر مانند هندسه اتاق می‌توانند باعث کاهش عملی این پوشش حداکثری شوند. حتی با وجود این کاهش‌ها، بیم دتکتور دودی اعلام حریق می‌تواند ناحیه‌ای را پوشش دهد که نیازمند چندین دتکتور نقطه‌ای خواهد بود. تعداد کمتر دستگاه‌ها به معنای هزینه نصب و نگهداری پایین‌تر است.

ارتفاع سقف در بیم دتکتور دودی اعلام حریق

حساسیت پاسخ دتکتور دودی نقطه‌ای معمولاً با افزایش فاصله آن از آتش کاهش می‌یابد. هنگامی که ارتفاع سقف بیش از ۱۶ فوت باشد، طراح باید در نظر بگیرد که آیا فاصله‌گذاری دتکتورهای نقطه‌ای باید کاهش یابد یا خیر. این موضوع الزاماً در مورد بیم دتکتور دودی اعلام حریق صدق نمی‌کند، چرا که آن‌ها برای کاربردهای با سقف‌های بلند ایده‌آل هستند. برخی سازندگان اجازه افزایش پوشش با افزایش ارتفاع سقف را می‌دهند. این امر به دلیل رفتار مورد انتظار ستون دود است.

اگرچه همه آتش‌ها از پایین‌ترین نقاط خطر یا نزدیک سطح زمین شروع نمی‌شوند، این یک سناریوی معمولی آتش است. در چنین حالتی دود تولیدشده توسط آتش به سمت سقف بالا می‌رود. معمولاً ستون دود هنگام حرکت از نقطه آغاز به سمت بالا شروع به گسترش می‌کند و یک میدان دود به شکل مخروط وارونه تشکیل می‌دهد. چگالی این میدان دود می‌تواند تحت تأثیر نرخ رشد آتش قرار گیرد. آتش‌های سریع تمایل دارند چگالی یکنواخت‌تری در سراسر میدان دود تولید کنند در حالی که در آتش‌های کندتر ممکن است در بخش‌های بالاتر میدان دود رقیق‌سازی رخ دهد.

در برخی کاربردها، به‌ویژه در مکان‌هایی با سقف‌های بلند، بیم دتکتور دودی اعلام حریق ممکن است نسبت به آتش‌های آهسته یا دودزا پاسخ‌دهی بیشتری داشته باشد زیرا پرتو از میان کل میدان دود عبور می‌کند. دتکتورهای نقطه‌ای تنها می‌توانند دود را در نقطه خود نمونه‌برداری کنند. دودی که وارد محفظه آن‌ها می‌شود ممکن است به زیر آستانه هشدار (سطح دود موردنیاز برای آلارم) رقیق شده باشد.

محدودیت اصلی بیم دتکتور دودی اعلام حریق این است که یک دستگاه خط دید است و بنابراین در معرض تداخل ناشی از هر جسم یا فردی قرار دارد که ممکن است وارد مسیر پرتو شود. این موضوع استفاده از آن را در بیشتر فضاهای اشغال‌شده با سقف‌های معمولی غیرعملی می‌سازد.

با این حال، بسیاری از تأسیسات دارای فضاهایی هستند که بیم دتکتور دودی اعلام حریق نه تنها قابل قبول، بلکه دتکتور منتخب محسوب می‌شود. فضاهایی با سقف‌های بلند مانند آتریوم‌ها، لابی‌ها، سالن‌های ورزشی، ورزشگاه‌ها، موزه‌ها، شبستان کلیساها، همچنین کارخانه‌ها و انبارها می‌توانند گزینه‌های مناسبی برای بیم دتکتور دودی اعلام حریق باشند. بسیاری از این کاربردها مشکلات ویژه‌ای را برای نصب دتکتورهای نقطه‌ای و مشکلات بیشتری را برای نگهداری صحیح آن‌ها ایجاد می‌کنند. استفاده از بیم دتکتور دودی اعلام حریق در بسیاری از این فضاها می‌تواند این مشکلات را کاهش دهد زیرا به دستگاه‌های کمتری نیاز خواهد بود و این دستگاه‌ها می‌توانند روی دیوارها نصب شوند که دسترسی به آن‌ها آسان‌تر از سقف‌ها است.

تاثیر سرعت بالای جریان هوا بر عملکرد بیم دتکتور دودی اعلام حریق

مناطق با حرکت زیاد هوا یک مشکل خاص برای تشخیص دود توسط هر دو نوع دتکتور دودی نقطه‌ای و بیم دتکتور دودی اعلام حریق ایجاد می‌کنند، زیرا انتشار دود که تحت شرایط عادی اتفاق می‌افتد ممکن است رخ ندهد. سرعت بالای هوا ممکن است دود را از محفظه آشکارسازی دتکتور دودی نقطه‌ای خارج کند. باید به عملکرد دتکتور دودی نقطه‌ای در مکان‌هایی که سرعت هوا بیش از ۳۰۰ فوت در دقیقه (fpm) است یا زمانی که تغییرات هوا در ناحیه تحت حفاظت بیش از ۷.۵ بار در ساعت است توجه ویژه‌ای شود. (رجوع شود به NFPA 72-1999, 2-3.6.6.3)

بیم دتکتور دودی اعلام حریق برای پایداری در جریان‌های هوای زیاد به منظور درج در فهرست آزمایش نمی‌شود، زیرا حرکت زیاد هوا تأثیر زیادی بر بیم دتکتور دودی اعلام حریق ندارد. محدوده آشکارسازی بیم دتکتور دودی اعلام حریق می‌تواند به اندازه یک زمین فوتبال باشد (برد حداکثری بیم معمولاً ۳۳۰ فوت است) نه یک یا دو اینچ مانند محفظه آشکارسازی دتکتور نقطه‌ای. بنابراین احتمال اینکه دود از محدوده آشکارسازی بیم دتکتور دودی اعلام حریق خارج شود بسیار کمتر است. هرچند کاهش فاصله‌گذاری در مناطق با جریان هوای زیاد الزامی نیست، اما باید به رفتار مورد انتظار دود در این کاربردها توجه شود.

استراتیفیکیشن در بیم دتکتور دودی اعلام حریق

استراتیفیکیشن زمانی رخ می‌دهد که دود ناشی از سوختن یا مواد در حال سوختن توسط حرارت گرم شده و از هوای خنک اطراف رقیق‌تر می‌شود. دود تا زمانی بالا می‌رود که دیگر تفاوت دمایی بین دود و هوای اطراف وجود نداشته باشد. (رجوع شود به NFPA 72-1999, A-2-3.6.1.4) بنابراین، استراتیفیکیشن ممکن است در مناطقی که دمای هوا در سطح سقف بالا است رخ دهد، به‌ویژه در مکان‌هایی که تهویه وجود ندارد. بر روی سقف‌های صاف (جایی که تیرها یا بیم‌ها کمتر از ۴ اینچ عمق دارند) بیم دتکتور دودی اعلام حریق معمولاً یک فوت پایین‌تر از سقف‌هایی تا ارتفاع ۳۰ فوت و ۱.۵ فوت پایین‌تر از سقف‌هایی تا ارتفاع ۶۰ فوت نصب می‌شود. این موقعیت‌یابی به جبران احتمال استراتیفیکیشن کمک می‌کند.

محیط‌های نامساعد برای نصب بیم دتکتور دودی اعلام حریق

یکی از محدودیت‌های اصلی دتکتورهای دودی نقطه‌ای ناتوانی آن‌ها در دوام آوردن در محیط‌های نامساعد مانند دماهای بسیار بالا یا پایین، آلودگی، رطوبت و گازهای خورنده است. بیم دتکتور دودی اعلام حریق نیز ممکن است در معرض برخی از این عوامل تضعیف‌کننده قرار گیرد. از آنجا که بیم دتکتور دودی اعلام حریق می‌تواند در برخی کاربردها پشت پنجره‌های شیشه‌ای شفاف و خارج از محیط خطر نصب شود، می‌تواند بر این اثرات غلبه کند. با این حال، پنجره‌ها باید تمیز و عاری از هرگونه مانع نگه داشته شوند. این ویژگی همچنین می‌تواند اجازه دهد از آن‌ها در کاربردهایی که حفاظت در برابر انفجار موردنیاز است استفاده شود.

اصطبل‌ها و مکان‌های نگهداری دام یا تجهیزات نمونه‌های خوبی هستند که در آن‌ها هشدار زودهنگام موردنیاز است، اما دتکتورهای دودی نقطه‌ای به دلیل دماهای متغیر و شرایط پرگردوغبار و آلوده مناسب نیستند. بیم دتکتور دودی اعلام حریق می‌تواند جایگزین مناسبی باشد، زیرا اپتیک آن‌ها می‌تواند پشت پنجره‌هایی قرار گیرد که به راحتی و به صورت منظم تمیز می‌شوند. آن‌ها همچنین ممکن است محدوده دمای کاری بسیار وسیع‌تری نسبت به دتکتورهای دودی نقطه‌ای داشته باشند.

عوامل بسیاری بر عملکرد انواع دتکتورهای دود تأثیر می‌گذارند. نوع و مقدار مواد قابل‌احتراق، نرخ رشد آتش، نزدیکی دتکتور به آتش و عوامل تهویه همگی ملاحظات مهمی هستند. بیم دتکتور دودی اعلام حریق لیست شده توسط UL با استفاده از استاندارد 268 «دتکتورهای دود برای سیستم‌های اعلام حریق حفاظتی» آزمایش می‌شوند و باید مطابق با NFPA 72، کد ملی اعلام حریق نصب و نگهداری گردند.

حساسیت (Sensitivity) بیم دتکتور دودی اعلام حریق

هر تولیدکننده الزام می‌کند که حساسیت دتکتور بر اساس طول بیم در هر کاربرد تنظیم شود. دتکتور باید در محدوده حداقل و حداکثر طول بیم تعیین‌شده در دستورالعمل‌های سازنده نصب گردد؛ این مقادیر محدود به الزامات لیستینگ UL هستند.

مکان و فاصله‌گذاری (Location and Spacing) بیم دتکتور دودی اعلام حریق

استاندارد NFPA 72 مرجع اصلی در تعیین مکان و فاصله‌گذاری دتکتورها است. برخی معیارهای طراحی طبق این استاندارد:

• «برای مکان و فاصله‌گذاری بیم دتکتورهای دودی، باید دستورالعمل‌های نصب سازنده دنبال شود.»
  (NFPA 72-1999, 2-3.4.5.2)
• «بیم دتکتورهای دودی باید طوری نصب شوند که بیم آن‌ها موازی با سقف باشد و طبق دستورالعمل‌های مستند سازنده قرار گیرند. در مکان‌یابی دتکتورها باید اثرات استراتیفیکیشن نیز در نظر گرفته شود.»
  (NFPA 72-1999, 2-3.4.4)
• «استثنا: بیم‌ها می‌توانند به صورت عمودی یا در هر زاویه‌ای که برای حفاظت از خطر مورد نظر لازم باشد نصب شوند (مانند بیم عمودی در چاهک باز یک راه‌پله).»
  (NFPA 72-1999, 2-3.4.4)
• در سازه‌های دارای تیر یا بیم صلب (با عمق کمتر از ۱ فوت و ارتفاع سقف حداکثر ۱۲ فوت)، در صورتی که بیم عمود بر تیرها نصب شود، کاهش فاصله‌گذاری الزامی نیست. (NFPA 72-1999, 2-3.4.6.1)
• «برای تیرهایی با عمق بیش از ۱ فوت یا سقف‌هایی بالاتر از ۱۲ فوت، دتکتورها باید در هر جیب تیر نصب شوند.»
  (NFPA 72-1999, 2-3.4.6.1)

نصب  بیم دتکتور دودی اعلام حریق

بیم دتکتور دودی باید روی سطوح ثابت و پایدار نصب شود تا از حرکت و در نتیجه خارج شدن از هم‌ترازی جلوگیری گردد.

از آنجا که بیم دتکتور دودی دستگاهی line-of-sight است و در صورت از دست رفتن ناگهانی یا کامل سیگنال وارد حالت خطا می‌شود، باید اطمینان حاصل کرد که هیچ مانع کدر در مسیر بیم وجود نداشته باشد. (NFPA 72-1999, 2-3.6.3)

این الزام می‌تواند کاربرد بیم دتکتور دودی را در محیط‌هایی مانند کارخانه‌ها (با وجود جرثقیل‌های سقفی) یا انبارها (با لیفتراک‌های مرتفع) غیرعملی کند. این موضوع همچنین در فضاهای اشغال‌شده با سقف‌های معمولی باید مورد توجه قرار گیرد.

فاصله‌گذاری روی سقف صاف  در بیم دتکتور دودی اعلام حریق

• حداکثر فاصله بین بیم‌ها: ۶۰ فوت (۱۸.۳ متر)
• حداکثر فاصله بیم تا دیوار جانبی موازی با مسیر بیم: نصف فاصله بالا

با این حال، بسته به ارتفاع سقف، ویژگی‌های جریان هوا و نیاز به سرعت واکنش، فاصله‌گذاری می‌تواند تغییر کند.

در برخی موارد، پروژکتور بیم روی یک دیوار انتهایی و گیرنده روی دیوار مقابل نصب می‌شود. همچنین می‌توان هر دو دستگاه را از سقف آویزان کرد، به شرطی که فاصله آن‌ها از دیوار انتهایی حداکثر یک‌چهارم فاصله انتخابی باشد. (NFPA 72-1999, A-2-3.4.5.2)

توجه: دود تولیدشده در پشت فرستنده یا گیرنده تا زمانی که وارد مسیر بیم نشود، قابل آشکارسازی نیست. بنابراین باید این فاصله به حداقل ممکن کاهش یابد.

سایر ملاحظات طراحی بیم دتکتور دودی اعلام حریق

• اگرچه فاصله ۶۰ فوت طبق NFPA مجاز است، دستورالعمل‌های سازنده ممکن است محدودیت‌های بیشتری اعمال کنند.
• در کاربردهایی که نیاز به واکنش سریع به‌دلیل ایمنی جانی یا ارزش بالای دارایی‌ها وجود دارد، فاصله‌گذاری باید کاهش یابد.
• در آتریوم‌های مرتفع (مثلاً هتل‌ها)، ممکن است نیاز به نصب دتکتورهای اضافی در ارتفاعات پایین‌تر باشد.
• در نصب چند بیم موازی، فاصله آن‌ها باید به‌گونه‌ای باشد که گیرنده یک دتکتور، منبع نور دتکتور دیگر را نبیند.
• در صورت نصب بیم‌ها با زاویه، باید دقت شود که هر گیرنده تنها نور فرستنده خودش را دریافت کند.
• برخی سازندگان امکان استفاده از آینه برای تغییر مسیر بیم را فراهم می‌کنند. در این حالت ممکن است طول برد بیم محدودتر شود. نصب آینه باید طبق دستورالعمل سازنده باشد و توجه ویژه به پایداری مکان نصب آن‌ها صورت گیرد.
• فرستنده و گیرنده بیم دتکتور دودی می‌توانند پشت شیشه شفاف نصب شوند (با کاهش حدود ۱۰٪ در برد مؤثر برای هر شیشه). استفاده از پلاستیک توصیه نمی‌شود.

در نتیجه: اگرچه بیم دتکتور دودی برای همه کاربردها مناسب نیست، اما در بسیاری از فضاها که دتکتور نقطه‌ای کارایی ندارد، می‌تواند انتخابی ایده‌آل باشد. شناخت دقیق توانایی‌ها و محدودیت‌های همه انواع دتکتور دودی برای طراحی صحیح سیستم اعلام حریق خودکار حیاتی است.

1 مقدمه: مواد ضمیمه زیر برای نشان دادن مثال‌های معمول از نحوه حفاظت در برابر انواع خطرات آتش‌سوزی با استفاده از سیستم‌های اطفاء حریق دی‌اکسید کربن ثابت ارائه شده است. لازم به ذکر است که روش‌های توضیح داده‌شده به‌عنوان تنها روش‌های قابل استفاده در نظر گرفته نمی‌شوند. این روش‌ها فقط به منظور کمک به تفسیر و توضیح اهداف استاندارد در مواردی که ممکن است کاربرد صحیح آن‌ها مورد سوال باشد، به‌کار می‌روند.

B.2 پخت غذا در صنایع/تجاری (سرخ‌کن‌های روغن داغ): سرخ‌کن‌های بزرگ روغن داغ که برای پخت مداوم غذاهایی مانند گوشت، ماهی و تنقلات استفاده می‌شوند، خطرات آتش‌سوزی دارند که نیاز به توجه ویژه هنگام طراحی سیستم اطفاء حریق دی‌اکسید کربن برای حفاظت از آن‌ها دارد.
اگر روغن پخت بیش از حد گرم شود، پیش از آنکه به جوش بیاید، به دمای خودآتش‌زنی می‌رسد. بنابراین، آتش‌سوزی که شامل بخارات روغن پخت است، ممکن است پس از تخلیه اولیه دی‌اکسید کربن با دمای بالای روغن داغ در مخزن پخت دوباره شعله‌ور شود، مگر اینکه روغن تا زیر دمای آتش‌زنی خنک شود. طراحی بهینه و انرژی‌ساز مخازن پخت مدرن باعث می‌شود که فرایند خنک‌سازی کند باشد.
چیدمان تجهیزات برای محافظت از آن‌ها برای طراحی صحیح سیستم از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
اولاً، استفاده از سرخ‌کن ممکن است شامل گرم‌کردن خارجی روغن با چرخش مجدد روغن از طریق مخزن پخت باشد. این مورد را می‌توان به‌عنوان “قرار گرفتن در معرض متقابل” در نظر گرفت. (به 6.2.1 مراجعه کنید.)
ثانیاً، برخی از سرخ‌کن‌ها به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که هود بخار و نقاله توسط یک سیستم هیدرولیکی بالا و پایین می‌روند. مایعات هیدرولیکی قابل اشتعال و سازگار با غذا که برای این کار استفاده می‌شوند، ناحیه دیگری از حفاظت را به‌وجود می‌آورند و می‌توان آن‌ها را به‌عنوان “قرار گرفتن در معرض متقابل” در نظر گرفت. (به 6.2.1 مراجعه کنید.)
ثالثاً، نگرانی‌هایی وجود دارد که یک عملیات با تولید بالا ممکن است سیستم تهویه‌ای داشته باشد که شامل سیستم حذف بخار باشد. این نگرانی باید به‌عنوان بخشی از خطر در نظر گرفته شود. (به 6.2.1 مراجعه کنید.)
صفحه تخلیه، زمانی که در معرض چکه روغن در انتهای خروجی نقاله قرار دارد، باید پوشانده شود. (به 6.2.1 مراجعه کنید.)
در نهایت، مخزن بزرگ‌ترین مساحت برای محافظت و بیشترین نیاز به خنک‌سازی کافی را به‌وجود می‌آورد.

B.2.1 خلاصه‌ای از حفاظت: موارد زیر یک مرجع سریع برای معیارهای حفاظت در طراحی سیستم است.

B.2.1.1 مخزن: زمانی که مخزن دارای هود متحرک باشد، حفاظت از طریق سیل‌کردن کامل زیر هود طبق 5.1.2 مجاز نیست، مگر اینکه شرایط زیر رعایت شود: (1) هود نباید در حین عملیات پخت بالا برده شود که این به‌معنای موارد زیر است: (a) منبع انرژی یا سوخت به المنت‌های حرارتی به‌طور خودکار قطع می‌شود هنگامی که هود بالا می‌رود (مثلاً برای نگهداری یا تمیزکاری). (b) یک سوئیچ حد دمایی مکانیکی باید استفاده شود که هر زمان که دمای روغن بیشتر از حد دمای تنظیم‌شده به میزان بیش از 20 درصد (درجه فارنهایت یا درجه سلسیوس) از دمای حداکثر معمولی روغن افزایش یابد، عمل کند. این عمل باید موجب موارد زیر شود: i. قطع برق به سیستم گرم‌کننده روغن ii. جلوگیری از بالا بردن هودهای الکتریکی iii. فعال‌سازی آلارم‌های شنیداری و دیداری برای هشدار به عدم بالا بردن هود به‌صورت دستی (c) سوئیچ باید دارای یک دمای بازنشانی خودکار باشد که از 60°F (33.3°C) کمتر از دمای خودآتش‌زنی روغن پخت باشد.

(2) قبل از اینکه هود بالا برده شود (برای نگهداری و تمیزکاری)،باید یک شیر قطع کن نظارتی بسته شود تا از تخلیه سیستم دی‌اکسید کربن جلوگیری شود. بسته شدن شیر قطع کن باید باعث فعال شدن آلارم دوگانه نظارتی در واحد کنترل شود. (3) منبع انرژی یا سوخت به المنت‌های حرارتی به‌طور خودکار قبل از تخلیه سیستم یا همزمان با آن قطع می‌شود. (4) مقدار دی‌اکسید کربن و مدت زمان تخلیه باید کافی باشد تا یک جو بی‌اکسیژن در مخزن حفظ شود تا دمای روغن پخت کاهش یابد و از شعله‌ور شدن مجدد جلوگیری شود طبق 5.3.5.6. توصیه می‌شود که دما حداقل 60°F (33.3°C) پایین‌تر از دمای خودآتش‌زنی روغن باشد. (5) طراحی سیستم باید بر اساس آزمایش‌های تخلیه برای مدل خاص سرخ‌کن انجام شود تا نشان دهد که با بند B.2.1.1 (4) تطابق دارد. مستندات آزمایش باید در صورت درخواست مقامات ذی‌صلاح یا کاربر نهایی در دسترس باشد. (6) شناسایی حرارتی باید سیستم دی‌اکسید کربن را زمانی که دما برابر یا پایین‌تر از دمای خودآتش‌زنی روغن پخت باشد، فعال کند.

B.2.1.2 محفظه دائمی: سیستم کاربرد محلی باید به‌گونه‌ای طراحی شود که هود در موقعیت کامل بالا باشد.

B.2.1.3 تخته تخلیه: استفاده از سیستم کاربرد محلی با استفاده از روش نرخ بر اساس مساحت طبق بخش 6.4 مناسب است.

B.2.1.4 سیستم تهویه بخار و حذف بخار: سیل کردن کامل با استفاده از غلظت 65 درصد طبق 5.4.2.1 مناسب است.

B.2.1.5 گرم‌کن روغن خارجی: سیستم کاربرد محلی برای تجهیزات و فیلترهای چرخشی با استفاده از روش نرخ بر اساس مساحت (به بخش 6.4 مراجعه کنید) یا روش نرخ بر اساس حجم (به بخش 6.5 مراجعه کنید)، بسته به پیکربندی تجهیزات، مناسب است.

B.2.1.6 سیستم روغن هیدرولیک: سیستم کاربرد محلی با استفاده از روش نرخ بر اساس مساحت (به بخش 6.4 مراجعه کنید) یا روش نرخ بر اساس حجم (به بخش 6.5 مراجعه کنید)،بسته به پیکربندی تجهیزات، مناسب است.
زیرا مخزن به حداقل 3 دقیقه تخلیه مایع نیاز دارد (به 6.3.3.5.1 مراجعه کنید)، طراحی سیستم دی‌اکسید کربن می‌تواند شامل دو سیستم لوله‌کشی تخلیه باشد، یکی برای مخزن و دیگری برای خطرات متقابل دیگر.

B.2.1.7 خاموش کردن تجهیزات: (به بند 4.5.4.9 مراجعه کنید.) همچنین باید به ایمنی شخصی (به بخش 4.3 مراجعه کنید) در هنگام طراحی سیستم توجه شود.

B.3 هودهای اجاق رستوران، کانال‌های متصل و خطرات مرتبط: حفاظت از هودهای اجاق در آشپزخانه و کانال‌ها با ترکیبی از سیستم‌های سیل کردن کامل و سیستم‌های کاربرد محلی انجام می‌شود. کانال یا دودکش و منطقه پلومن بالای فیلترها می‌توانند با سیل کردن کامل محافظت شوند. سطح زیرین فیلترها و هرگونه خطر خاص مانند سرخ‌کن‌های روغن داغ می‌توانند با کاربرد محلی محافظت شوند. ممکن است لازم باشد که حفاظت کاربرد محلی به سطوح زیر هود و سطوح اجاق گسترش یابد اگر خطر تجمع چربی یا چکه کردن از هود یا کانال در شرایط آتش‌سوزی وجود داشته باشد.
در حفاظت از کانال با استفاده از ضریب سیل کردن توصیه‌شده 1 پوند/8 فوت مکعب (2 کیلوگرم/متر مکعب) حجم کانال، در نظر گرفتن یک دمپر در بالای یا پایین کانال ضروری است، با فراهم آوردن شرایط برای بسته شدن خودکار دمپر در ابتدای تخلیه دی‌اکسید کربن. برای کانال‌هایی که ارتفاع آن‌ها بیشتر از 20 فوت (6.1 متر) یا مسیر افقی آن‌ها بیشتر از 50 فوت (15.3 متر) است، گاز در نقاط میانه معرفی می‌شود تا توزیع مناسب آن تضمین شود. با یک دمپر در بالای دودکش، باید یک نازل درست زیر آن نصب شود و نازل‌های اضافی در بالای آن نصب شوند اگر مسیر کانال از دمپر عبور کند. معمولاً یک نازل در منطقه پلومن مورد نیاز است.

نازل‌ها باید برای پوشش سطح زیرین فیلترها و تخلیه به مدت 30 ثانیه با نرخ سطح پوشش مشخص‌شده در 6.4.3.5 فراهم شوند. در غیر این صورت، مقدار دی‌اکسید کربن مورد نیاز و نرخ‌های کاربردی می‌توانند با استفاده از نازل‌ها یا روش‌های ویژه‌ای که برای این منظور تأیید یا فهرست شده‌اند، تعیین شوند. اگر سطح زیرین هود عمدتاً با یک جداکننده یا سینی چکه‌ای بسته شده باشد، حفاظت می‌تواند با سیل کردن کامل به‌وسیله ضریب 1 پوند/8 فوت مکعب (2 کیلوگرم/متر مکعب) انجام شود و مساحت محیط باز جبران گردد. (به 5.3.5 مراجعه کنید.)

مقادیر مورد نیاز برای حفاظت از سرخ‌کن‌های روغن داغ یا سایر خطرات آتش‌سوزی خاص، یا هر دو، زیر هود باید علاوه بر الزامات قبلی باشد. تمام خطرات در حال تهویه از طریق یک کانال مشترک باید به‌طور همزمان محافظت شوند.

شناسایی آتش‌سوزی به‌طور خودکار و فعال‌سازی سیستم برای فضاهای پنهان بالای فیلتر و در سیستم کانال الزامی است. همچنین باید در زیر فیلترها بر روی هر سرخ‌کن روغن داغ، تشخیص‌دهنده‌هایی قرار داده شوند.

شناسایی آتش‌سوزی قابل مشاهده و فعال‌سازی دستی (به بند 4.5.4.5 مراجعه کنید) می‌تواند برای بخش‌های نمایان خطر قابل قبول باشد؛ با این حال، فعال‌سازی از طریق هر یک از روش‌های خودکار یا دستی باید موجب تخلیه کامل سیستم شود. توجه ویژه باید به انتخاب حسگرهای حرارتی صورت گیرد، با در نظر گرفتن سطح دمای عملیاتی عادی و شرایط افزایش دما در تجهیزات اجاق.

فعال‌سازی سیستم باید به‌طور خودکار دمپرها را ببندد، فن‌های تهویه اجباری را خاموش کند، و شیر اصلی سوخت یا کلید برق را برای تمام تجهیزات پخت مرتبط با هود قطع کند. این دستگاه‌ها باید از نوعی باشند که نیاز به بازنشانی دستی دارند. (به بند 4.5.4.9 مراجعه کنید.)

علاوه بر نگهداری معمول سیستم، باید مراقبت ویژه‌ای برای تمیز نگه داشتن حسگرهای حرارتی و نازل‌های تخلیه از تجمع چربی صورت گیرد. به‌طور کلی، مهر و موم‌ها یا درپوش‌های نازل برای جلوگیری از انسداد روزنه‌های نازل مورد نیاز هستند.

برای اطلاعات بیشتر، به NFPA 96 مراجعه کنید.

B.4 دستگاه‌های چاپ روزنامه و دستگاه‌های چاپ روتوگراور: دستگاه‌های چاپ روزنامه، روتوگراور و مشابه آن‌ها خطرات زیادی ایجاد می‌کنند به‌دلیل استفاده از حلال‌های بسیار قابل اشتعال در جوهرها، حضور کاغذ خردشده یا غبار اشباع‌شده با جوهر، روان‌کننده‌ها و غیره. علاوه بر واحدهای چاپ، ممکن است کانال‌های تخلیه، تجهیزات ترکیب جوهر و خطرات الکتریکی مرتبط نیز وجود داشته باشند که نیاز به حفاظت دارند. دستگاه‌های چاپ روتوگراور جوهرهای قابل اشتعال‌تری نسبت به دستگاه‌های چاپ روزنامه استفاده می‌کنند و به همراه درام‌های خشک‌کن حرارتی یا دیگر وسایل خشک‌کن طراحی شده‌اند و خطر بیشتری ایجاد می‌کنند. با این حال، روش حفاظت اصلی برای هر دو دستگاه چاپ روتوگراور و روزنامه مشابه است.

دستگاه‌های چاپ معمولاً به‌صورت ردیفی (خطی) با پوشه‌هایی که به‌طور متناوب قرار می‌گیرند، مرتب شده‌اند. کاغذ می‌تواند از هر دو طرف پوشه‌ها از واحدهای چاپ عبور کند. جرقه‌های الکتریسیته ساکن یک منبع رایج برای ایجاد آتش‌سوزی هستند. گسترش شعله می‌تواند از واحدهای چاپ به سمت پوشه‌ها یا از پوشه‌ها به سمت واحدهای چاپ باشد.

دستگاه‌های چاپ “باز” یا “بسته” هستند، بسته به اینکه آیا از محافظت‌کننده‌های مه یا پوشش‌ها استفاده می‌شود. در دستگاه‌های چاپ باز، معمولاً یک سیستم تهویه برای حذف مه جوهر از دستگاه مورد نیاز است و این سیستم تهویه نیاز به حفاظت همزمان دارد.

اتاق‌های چاپ می‌توانند توسط سیستم‌های سیل کامل محافظت شوند؛ با این حال، سیستم‌های نوع کاربرد محلی معمولاً استفاده می‌شوند. اگرچه خط‌های چاپ و واحدهای چاپ فردی یک سری خطرات در معرض هم هستند، تقسیم‌بندی به‌صورت خط‌ها یا گروه‌بندی مناسب درون خطوط برای دلایل اقتصادی معمول است. کانال‌های تهویه، اتاق‌های ذخیره‌سازی جوهر و اتاق‌های کنترل معمولاً با روش‌های سیل کامل مدیریت می‌شوند.

تمام خطوط چاپ می‌توانند با روش‌های کاربرد محلی محافظت شوند. یک خط چاپ می‌تواند به گروه‌ها تقسیم شود. در همه موارد، سیستم‌ها باید قادر باشند حفاظت خودکار همزمان و مستقل را برای گروه‌های مجاور از خطوط دیگر و همچنین گروه‌های درون‌خطی که ممکن است آتش به آن‌ها گسترش یابد، ارائه دهند. حفاظت باید به‌گونه‌ای طراحی شود که در صورت وقوع آتش نزدیک به محل اتصال گروه‌های مجاور، سیستم‌های محافظت‌کننده هر دو گروه به‌طور همزمان تخلیه شوند.

در گروه‌های چاپ فردی، نرخ کاربرد دی‌اکسید کربن می‌تواند بر اساس روش نرخ بر مساحت یا نرخ بر حجم باشد. (به بخش‌های 6.4 و 6.5 مراجعه کنید.)

اگر از روش نرخ بر مساحت برای دستگاه‌های چاپ استفاده شود، مساحت بر اساس طول کامل رول‌ها، شامل فریم‌های انتهایی، و ارتفاع کامل انبار رول‌ها، شامل مخزن جوهر، محاسبه می‌شود. هر دو طرف انبار رول‌ها باید در نظر گرفته شود. دسته‌های رنگی باید به‌طور مشابه محاسبه شوند. در صورتی که از مخازن جوهر خارجی استفاده شود، حفاظت بر اساس مساحت افقی مخزن است. مساحت کف زیر دستگاه چاپ نیز باید محافظت شود.

در دستگاه‌های چاپ روتوگراور، خشک‌کن‌ها و کانال‌های اتصال با سیل کردن به میزان 1 پوند/8 فوت مکعب (2 کیلوگرم/متر مکعب) که در 30 ثانیه تخلیه می‌شوند، محافظت می‌شوند. هنگامی که از روش نرخ بر مساحت برای تعیین مقدار دی‌اکسید کربن مورد نیاز برای پوشه‌ها استفاده می‌شود، دی‌اکسید کربن باید از هر دو طرف درایو و طرف عملیاتی در دو سطح اعمال شود. هر نازل باید مساحتی به عرض 4 فوت (1.2 متر) و ارتفاع 4 فوت (1.2 متر) را پوشش دهد.

هنگامی که از روش نرخ بر حجم استفاده می‌شود، کل گروه دستگاه‌های چاپی که باید به‌عنوان یک بخش محافظت شوند، می‌تواند به‌عنوان یک حجم در نظر گرفته شود. نیازی به افزودن 2 فوت (0.6 متر) به طرفین هر دستگاه چاپ نیست زمانی که فریم به‌عنوان مانع طبیعی عمل می‌کند. یک پوشه منفرد می‌تواند در این حجم گنجانده شود؛ اما یک پوشه دوطبقه نیاز به یک بلوک حجم اضافی برای گنجاندن طبقه بالایی دارد.

نازل‌ها باید به‌گونه‌ای قرار داده شوند که سطوح پوشش داده شده را پوشش دهند؛ با این حال، ممکن است قرار دادن دقیق آن‌ها مطابق با فهرست‌ها یا تأییدها امکان‌پذیر نباشد. نازل‌ها باید به‌گونه‌ای قرار داده شوند که از هر دو انتهای رول‌های چاپ تخلیه شوند تا دی‌اکسید کربن را در داخل حجم دستگاه چاپ حفظ کنند. این موضوع در مورد پوشه‌ها نیز صدق می‌کند.

حفاظت باید به‌گونه‌ای تنظیم شود که زمانی که محافظت‌کننده‌های مه در محل یا خارج از محل قرار دارند، مؤثر باشد.

مقدار دی‌اکسید کربن مورد نیاز برای یک گروه واحد بر اساس تخلیه با نرخ محاسبه‌شده به مدت 30 ثانیه است. ذخیره‌سازی اضافی باید حداقل به اندازه کافی باشد تا از تمام گروه‌های مجاور که ممکن است درگیر شوند محافظت کند، شامل ذخیره‌ای برای گروهی که آتش در آن شروع می‌شود. در سیستم‌های فشار بالا، یک بانک ذخیره واحد می‌تواند به‌عنوان ذخیره برای چندین بانک اصلی استفاده شود؛ با این حال، بانک اصلی برای یک گروه نمی‌تواند به‌عنوان ذخیره برای گروه دیگر استفاده شود، مگر اینکه به‌طور خاص توسط مرجع صلاحیت تأیید شده باشد.

تمام سیستم‌ها باید به‌گونه‌ای تنظیم شوند که قابلیت فعال‌سازی خودکار را داشته باشند و وسیله‌ای برای فعال‌سازی دستی کمکی فراهم باشد. حداقل یک حسگر حرارتی باید در هر واحد چاپ و پوشه قرار گیرد، بسته به طراحی واحد خاص.

به‌دلیل ارتعاشات ذاتی مرتبط با دستگاه‌های چاپ، توجه ویژه‌ای باید به وسایل نصب داده شود تا از آسیب‌های ارتعاشی به لوله‌کشی یا سیم‌کشی سیستم شناسایی جلوگیری شود.

تشخیص فوری به‌ویژه در حفاظت گروهی اهمیت دارد تا از گسترش آتش به سایر گروه‌ها جلوگیری شود. به‌دلیل نیاز به تشخیص سریع برای جلوگیری از گسترش آتش به گروه‌های مجاور یا فعال‌سازی حسگرهای مجاور، یا هر دو، سیستم تشخیص باید از حسگرهای سریع‌العمل با نرخ افزایش، نرخ جبران‌شده یا معادل آن‌ها استفاده کند. خاموشی کامل دستگاه‌های چاپ، تهویه، پمپ‌ها و منابع حرارتی باید همزمان با عملکرد سیستم انجام شود.

آلارم‌های صوتی در اتاق چاپ و در هر زیرزمین، چاه یا سطوح پایین‌تری که دی‌اکسید کربن ممکن است در آن‌ها جریان پیدا کند، باید همزمان با عملکرد سیستم به صدا درآید. (به بخش A.4.3 مراجعه کنید.)

علاوه بر نگهداری معمول سیستم، توجه ویژه‌ای باید به اطمینان از ادامه موقعیت و هم‌راستایی صحیح اسپرینکلرها در طول فرآیندهای نگهداری معمول دستگاه‌های چاپ داشته باشیم. توجه ویژه‌ای نیز باید به تأثیرات ارتعاش دستگاه‌های چاپ بر روی فعال‌کننده‌های حرارتی و لوله‌کشی یا سیم‌کشی‌های متصل به آن‌ها داشت.

B.5 چاه‌های باز:
چاه‌های باز با عمق تا 4 فوت (1.2 متر) یا عمق برابر با یک‌چهارم عرض چاه، هرکدام که بیشتر باشد، باید بر اساس کاربرد محلی محافظت شوند. مساحت مورد نظر برای تعیین مقدار دی‌اکسید کربن، مساحت کل کف چاه است به‌جز هر مساحتی که توسط تانک یا تجهیزات دیگری که به‌طور همزمان محافظت می‌شوند و برای آن‌ها مقدار جداگانه محاسبه شده، پوشش داده شده است. اسپرینکلرها باید به‌گونه‌ای قرار داده شوند که پوشش مناسب برای منطقه محافظت‌شده فراهم کنند، طبق داده‌های فهرست یا تأییدیه‌ها. بنابراین، ممکن است لازم باشد اسپرینکلرهای اضافی در مرکز چاه قرار داده شوند.

چاه‌های باز که عمق آن‌ها از 4 فوت (1.2 متر) بیشتر است یا عمقی برابر با یک‌چهارم عرض چاه، هرکدام که بیشتر باشد، می‌توانند بر اساس مساحت با استفاده از نرخ تخلیه 4 پوند/دقیقه-فوت مربع (19.5 کیلوگرم/دقیقه-متر مربع) از مساحت کف و زمان تخلیه 30 ثانیه محافظت شوند. اسپرینکلرها باید در اطراف چاه قرار داده شوند تا دی‌اکسید کربن به‌طور یکنواخت از تمام طرف‌ها اعمال شود. باید دقت شود که تعداد مناسبی از اسپرینکلرها با پرتاب کافی برای رسیدن به نواحی مرکزی چاه‌های بزرگ استفاده شود. به‌طور جایگزین، ممکن است بهتر باشد برخی از اسپرینکلرها به‌گونه‌ای قرار داده شوند که مستقیماً در داخل چاه روی تجهیزات نیازمند حفاظت، مانند پمپ‌ها، موتورها یا سایر تجهیزات حیاتی تخلیه شوند.

تانک‌های غوطه‌وری با دهانه باز باید به‌طور جداگانه توسط کاربرد محلی محافظت شوند، به‌ویژه زمانی که سطح مایع کمتر از 4 فوت (1.2 متر) یا یک‌چهارم عرض چاه از دهانه باز چاه باشد. نواحی چنین تانک‌هایی که به‌طور جداگانه در داخل چاه محافظت می‌شوند، می‌توانند از مساحت چاه کسر شوند. اشیاءی که از دهانه چاه بالا می‌روند باید با استفاده از مساحت سطح یا روش‌های محصورسازی فرضی محافظت شوند.

اگر دهانه چاه به‌طور جزئی پوشانده شود به‌طوری که مساحت باز کمتر از 3 درصد حجم مکعبی به‌صورت فوت مربع باشد، مقدار دی‌اکسید کربن مورد نیاز می‌تواند بر اساس روش سیل کامل تعیین شود، با استفاده از مقدار اضافی گاز برای جبران نشت برابر با 1 پوند/فوت مربع (5 کیلوگرم/متر مربع) از مساحت باز.

برای چاه‌های عمیق‌تر از حداقل عمق مشخص‌شده، اسپرینکلرها باید در سطح دو‌سوم از کف قرار داده شوند، مشروط بر اینکه عامل نرخ تخلیه در برابر فاصله از حد مجاز تجاوز نکند، به‌طوری که خطر پاشش مایعاتی که ممکن است موجود باشند، وجود نداشته باشد. در هر صورت، بهتر است اسپرینکلرها زیر دهانه باز قرار گیرند تا از ورود هوای اضافی به داخل چاه جلوگیری شود. اگر عمق چاه از 20 فوت (6.1 متر) بیشتر باشد، مطلوب است که اسپرینکلرها کمی بالاتر از سطح دو‌سوم از کف قرار گیرند تا از اختلاط مناسب در چاه اطمینان حاصل شود.

زمانی که مقدار دی‌اکسید کربن بر اساس روش‌های سیل کامل معمول محاسبه می‌شود، اسپرینکلر باید سرعت و اثرات آشفتگی کافی تولید کند تا حجم چاه به‌طور کامل با جو دی‌اکسید کربن و هوا به‌طور کامل پر شود.

B.6 زیر کف‌های بلند
استفاده از سیستم‌های اطفاء حریق دی‌اکسید کربن به روش سیل کامل برای حفاظت از فضاهای زیرکف که معمولاً در اتاق‌های کامپیوتر و مراکز مشابه الکترونیکی یافت می‌شود، سال‌هاست که به‌طور رایج مورد استفاده قرار می‌گیرد. تجربیات نشان داده است که یک مشکل احتمالی در این نوع حفاظت، نشت بیش‌ازحد مرتبط با فضای زیرکف وجود دارد که می‌تواند به‌دلیل ترکیب کاشی‌های کف سوراخ‌دار و آشفتگی ناشی از تخلیه گاز باشد. بنابراین، مهم است که سیستم به‌گونه‌ای طراحی شود که نشت را جبران کند و تخلیه‌ای نرم برای کاهش آشفتگی فراهم آورد. برای راهنمایی دقیق، باید از تولیدکننده سیستم مشاوره گرفته شود.

دی‌اکسید کربن، به‌دلیل سنگین‌تر بودن از هوا، تمایل دارد که در فضا باقی بماند و می‌تواند خطراتی برای پرسنلی که برای انجام تعمیرات پس از آتش‌سوزی وارد فضای زیرکف می‌شوند، ایجاد کند. پس از تخلیه سیستم، لازم است که دی‌اکسید کربن به‌طور کامل از فضای زیرکف تخلیه شود پس از آنکه آتش خاموش شد.

علاوه بر این، اگر هرگونه خدمات یا نگهداری در فضای زیرکف انجام شود، سیستم دی‌اکسید کربن باید قفل شود تا از تخلیه گاز جلوگیری شود.

1. فصل ۵ – سیستم‌های غرقه‌سازی کلی

۵.۱ اطلاعات عمومی (همچنین به پیوست D مراجعه شود)
۵.۱.۱ توصیف: یک سیستم غرقه‌سازی کلی باید شامل منبع ثابت دی‌اکسید کربن باشد که به صورت دائم به لوله‌کشی ثابت متصل شده و دارای نازل‌های ثابت برای تخلیه دی‌اکسید کربن به داخل فضای بسته یا اتاق سرور پیرامون خطر باشد.

۵.۱.۲ کاربردها: سیستم غرقه‌سازی کلی باید در مواردی استفاده شود که یک محفظه دائمی اطراف خطر وجود دارد و امکان ایجاد و حفظ غلظت لازم دی‌اکسید کربن برای مدت زمان مورد نیاز را فراهم می‌کند.

۵.۱.۳ الزامات کلی: سیستم‌های غرقه‌سازی کلی باید طبق الزامات مربوطه در فصل ۴ و همچنین الزامات اضافی ذکرشده در این فصل طراحی، نصب، آزمون و نگهداری شوند.

۵.۱.۴ الزامات ایمنی: به بندهای ۴.۳ و ۴.۵.۶ مراجعه شود.

۵.۲ مشخصات خطر

۵.۲.۱ محفظه

۵.۲.۱.۱ برای آتش‌های سطحی یا شعله‌ای، مانند آتش‌هایی که در مایعات قابل اشتعال رخ می‌دهند، هرگونه بازشدگی غیرقابل‌بسته شدن باید طبق بند ۵.۳.۵.۱ با مقدار بیشتری دی‌اکسید کربن جبران شود.

۵.۲.۱.۲ اگر مقدار دی‌اکسید کربن موردنیاز برای جبران بازشدگی‌ها از مقدار پایه موردنیاز برای غرقه‌سازی بدون نشت بیشتر باشد، طراحی سیستم به‌صورت کاربرد موضعی طبق فصل ۶ مجاز است.

۵.۲.۱.۳ برای آتش‌های عمیق‌ریشه مانند آنچه در جامدات رخ می‌دهد، بازشدگی‌های غیرقابل‌بسته شدن باید به آن‌هایی محدود شوند که در سقف یا مجاور سقف قرار دارند، در صورتی که اندازه این بازشدگی‌ها از الزامات تهویه فشار تعیین‌شده در بند ۵.۶.۲ بیشتر باشد.

۵.۲.۱.۴ برای جلوگیری از گسترش آتش از طریق بازشدگی‌ها به خطرات مجاور یا مناطق کاری که ممکن است منابع دوباره اشتعال باشند، این بازشدگی‌ها باید دارای بسته‌شونده‌های خودکار یا نازل‌های کاربرد موضعی باشند.

۵.۲.۱.۴.۱ گاز موردنیاز برای چنین حفاظت‌هایی باید علاوه بر مقدار معمول برای غرقه‌سازی کلی فراهم شود. (به بند ۶.۴.۳.۶مراجعه شود)

۵.۲.۱.۴.۲ اگر هیچ‌کدام از روش‌های ذکرشده در بندهای ۵.۲.۱.۴و ۵.۲.۱.۴.۱ عملی نباشد، حفاظت باید به خطرات یا مناطق کاری مجاور نیز گسترش یابد.

۵.۲.۱.۵ در مورد مخازن فرآیندی و ذخیره‌سازی که تهویه ایمن بخارات و گازهای قابل اشتعال امکان‌پذیر نیست، استفاده از سیستم‌های کاربرد موضعی بیرونی طبق بند ۶.۴.۳.۶ الزامی است.

۵.۲.۲ نشت و تهویه

از آنجا که کارایی سیستم‌های دی‌اکسید کربن به حفظ غلظت خاموش‌کننده گاز بستگی دارد، نشت گاز از فضای موردنظر باید به حداقل رسیده و با افزودن گاز اضافی جبران شود.

۵.۲.۲.۱ در صورت امکان، بازشدگی‌هایی مانند درها، پنجره‌ها و … باید طوری طراحی شوند که پیش از تخلیه دی‌اکسید کربن یا همزمان با آن به‌طور خودکار بسته شوند یا الزامات بندهای ۵.۳.۵.۱ و ۵.۴.۴.۱ رعایت شوند. (برای ایمنی افراد، به بند ۴.۳مراجعه شود)

۵.۲.۲.۲ در مواردی که سیستم تهویه با هوای فشرده درگیر باشد، این سیستم‌ها ترجیحاً باید پیش از تخلیه دی‌اکسید کربن یا همزمان با آن خاموش یا بسته شوند، یا گاز جبرانی اضافی فراهم گردد. (به بند ۵.۳.۵.۲ مراجعه شود)

۵.۲.۳ انواع آتش

آتش‌هایی که با روش غرقه‌سازی کلی قابل خاموش‌سازی هستند، به دو دسته زیر تقسیم می‌شوند:

۱. آتش‌های سطحی شامل مایعات، گازها و جامدات قابل اشتعال
۲. آتش‌های عمیق‌ریشه شامل جامداتی که قابلیت دودزایی و شعله‌ور شدن دارند

۵.۲.۳.۱ آتش‌های سطحی

برای آتش‌های سطحی، دی‌اکسید کربن باید به‌سرعت در محفظه تزریق شود تا نشت جبران شده و غلظت خاموش‌کننده برای مواد خاص ایجاد گردد.

۵.۲.۳.۲ آتش‌های عمیق‌ریشه

برای آتش‌های عمیق‌ریشه، غلظت طراحی‌شده باید برای مدت زمانی حفظ شود تا دودزایی خاموش و مواد تا نقطه‌ای خنک شوند که پس از از بین رفتن جو بی‌اثر، مجدداً مشتعل نشوند.

۵.۳ نیازمندی‌های دی‌اکسید کربن برای آتش‌های سطحی

۵.۳.۱ کلیات

۵.۳.۱.۱ مقدار دی‌اکسید کربن برای آتش‌های سطحی باید بر اساس شرایط متوسط و با فرض خاموش شدن نسبتاً سریع در نظر گرفته شود.

۵.۳.۱.۲ اگرچه یک حاشیه ایمن برای نشت معمولی در عوامل حجمی پایه لحاظ شده است، اما باید اصلاحاتی بر اساس نوع ماده درگیر و سایر شرایط خاص صورت گیرد.

۵.۳.۲ مواد قابل اشتعال

۵.۳.۲.۱ باید مقدار غلظت طراحی‌شده دی‌اکسید کربن متناسب با نوع ماده قابل اشتعال موجود در خطر تعیین گردد.

۵.۳.۲.۱.۱ این غلظت باید با افزودن ضریب ۲۰ درصد به حداقل غلظت مؤثر محاسبه شود.

۵.۳.۲.۱.۲ در هیچ حالتی نباید از غلظتی کمتر از ۳۴ درصد استفاده شود.

۵.۳.۲.۲ جدول ۵.۳.۲.۲ باید برای تعیین حداقل غلظت‌های دی‌اکسید کربن برای مایعات و گازهای مندرج در جدول استفاده شود.

۵.۳.۲.۳ برای موادی که در جدول ۵.۳.۲.۲ ذکر نشده‌اند، غلظت تئوریک حداقل دی‌اکسید کربن باید از منبعی معتبر به‌دست آید یا با آزمون مشخص گردد.

۵.۳.۲.۴ در صورت وجود اطلاعاتی از مقادیر اکسیژن باقی‌مانده مجاز، غلظت تئوریک دی‌اکسید کربن باید با استفاده از فرمول زیر محاسبه شود:

۵.۳.۳ ضریب حجم

ضریب حجمی که برای تعیین مقدار پایه دی‌اکسید کربن جهت حفاظت از یک محفظه حاوی ماده‌ای با نیاز به غلظت طراحی‌شده ۳۴ درصد استفاده می‌شود، باید مطابق جدول‌های ۵.۳.۳(a) و ۵.۳.۳(b) باشد.

۵.۳.۳.۱ در محاسبه ظرفیت خالص مکعبی که باید محافظت شود، اجازه داده می‌شود که برای ساختارهای دائمی، غیرقابل جابجایی و نفوذناپذیر که حجم را به‌طور قابل توجهی کاهش می‌دهند، کسر حجمی در نظر گرفته شود.

۵.۳.۳.۲ حجم‌های به‌هم‌پیوسته

۵.۳.۳.۲.۱ در دو یا چند حجم به‌هم‌پیوسته که جریان آزاد دی‌اکسید کربن بین آن‌ها ممکن است، مقدار دی‌اکسید کربن باید برابر با مجموع مقادیر محاسبه‌شده برای هر حجم، با استفاده از ضریب حجم متناظر از جدول‌های ۵.۳.۳(a) یا ۵.۳.۳(b) باشد.

۵.۳.۳.۲.۲ اگر یکی از حجم‌ها به غلظت بیشتری از مقدار نرمال نیاز داشته باشد (به بند ۵.۳.۴ مراجعه شود)، باید همان غلظت بالاتر برای تمام حجم‌های به‌هم‌پیوسته استفاده شود.

11.1 کلیات. اسپرینکلرهای آویخته، رو به بالا، و دیواری با پوشش گسترده باید مطابق با موارد ذکرشده در این فصل انتخاب و نصب شوند و باید در موقعیت و فواصل تعیین‌شده در بخش 9.5 قرار گیرند.
11.2 اسپرینکلرهای پاششی رو به بالا و آویخته با پوشش گسترده
11.2.1 اسپرینکلرهای با پوشش گسترده. اسپرینکلرهای با پوشش گسترده باید فقط در شرایط زیر نصب شوند:
(1) در سازه‌های بدون مانع که شامل سقف‌های صاف و هموار با شیبی که از نسبت 1 به 6 تجاوز نکند (افزایش ۲واحد در طول ۱۲ واحد، یا شیب سقف ۱۶٫۷ درصد)
(2) در سازه‌های بدون مانع یا سازه‌های مانع‌دار غیرقابل‌اشتعال، در صورتی‌که به‌طور خاص برای چنین کاربردی فهرست شده باشند
(3) در میان خرپاها یا تیرچه‌هایی که اعضای شبکه‌ای آن‌ها دارای بیشینه بُعد ۱ اینچ (۲۵ میلی‌متر) باشند یا جایی که فاصله خرپاها از مرکز به مرکز بیش از ۷٫۵فوت (۲٫۳ متر) باشد و شیب سقف از نسبت 1 به 6 تجاوز نکند (افزایش ۲ واحد در طول ۱۲ واحد، یا شیب سقف ۱۶٫۷ درصد)
(4) اسپرینکلرهای رو به بالا و آویخته با پوشش گسترده که زیر سقف‌های صاف و هموار با شیبی که از نسبت 1 به 3 تجاوز نکند (افزایش ۴ واحد در طول ۱۲ واحد، یا شیب سقف ۳۳٫۳ درصد) نصب شده‌اند، در صورتی‌که به‌طور خاص برای چنین کاربردی فهرست شده باشند
(5) اسپرینکلرهای دیواری با پوشش گسترده که مطابق با بند 11.3.5.2.1 در شیب‌هایی بیش از شیب سقف ۲ در ۱۲ نصب شده باشند
(6) در هر دهانه از سازه مانع‌دار که دارای اعضای سازه‌ای جامدی است که پایین‌تر از دفلکتور اسپرینکلر امتداد دارند
(7) اسپرینکلرهای با پوشش گسترده که برای حفاظت از ناحیه زیر یک یا چند درب بالارونده نصب شده‌اند.

11.2.2 نواحی پوشش به ازای هر اسپرینکلر (اسپرینکلرهای پاششی رو به بالا و آویخته با پوشش گسترده)
11.2.2.1* تعیین ناحیه پوشش حفاظتی
11.2.2.1.1 ناحیه پوشش حفاظتی (As) برای اسپرینکلرهای با پوشش گسترده نباید کمتر از مقدار تعیین‌شده در فهرست باشد.
11.2.2.1.2 ابعاد درج‌شده در فهرست باید نواحی پوشش مربع‌شکل با اعداد زوج باشند، مطابق جدول 11.2.2.1.2.
11.2.2.1.3 تعیین ناحیه پوشش حفاظتی و فاصله‌گذاری اسپرینکلرها برای اسپرینکلرهایی که برای خطر زیاد با پوشش گسترده یا ذخیره‌سازی انباشته‌شده در ارتفاع بالا فهرست شده‌اند، می‌تواند طبق الزامات بندهای 9.5.2 و 9.5.3 انجام شود و نباید از فاصله حداکثر ۱۴ فوت (۴٫۳متر) و سطح حداکثر ۱۹۶ فوت مربع (۱۸ متر مربع) به ازای هر اسپرینکلر یا فاصله حداکثر ۱۵ فوت (۴٫۶ متر) و سطح حداکثر ۱۴۴ فوت مربع (۱۳ متر مربع) به ازای هر اسپرینکلر تجاوز کند.
11.2.2.2 حداکثر ناحیه پوشش حفاظتی
11.2.2.2.1* حداکثر ناحیه مجاز پوشش برای یک اسپرینکلر (As) باید مطابق با مقدار ذکرشده در جدول 11.2.2.1.2 باشد.
11.2.2.2.2 در هر صورت، حداکثر ناحیه پوشش اسپرینکلر نباید از ۴۰۰ فوت مربع (۳۷ متر مربع) تجاوز کند.
11.2.3 فاصله‌گذاری اسپرینکلر (اسپرینکلرهای پاششی رو به بالا و آویخته با پوشش گسترده)
11.2.3.1 حداکثر فاصله بین اسپرینکلرها
11.2.3.1.1 حداکثر فاصله مجاز بین اسپرینکلرها باید بر اساس فاصله بین محورهای اسپرینکلرها در یک شاخه لوله یا بین شاخه‌های مجاور باشد.
11.2.3.1.2 حداکثر فاصله باید در امتداد شیب سقف اندازه‌گیری شود.
11.2.3.1.3 حداکثر فاصله مجاز بین اسپرینکلرها باید مطابق با جدول 11.2.2.1.2 باشد.

11.2.3.2 حداکثر فاصله از دیوارها
11.2.3.2.1 فاصله اسپرینکلرها از دیوارها نباید از نصف فاصله مجاز بین اسپرینکلرها، همان‌طور که در جدول 11.2.2.1.2 آمده است، بیشتر باشد.
11.2.3.2.2 فاصله از دیوار تا اسپرینکلر باید به‌صورت عمود بر دیوار اندازه‌گیری شود.
11.2.3.2.3 در مواردی که دیوارها زاویه‌دار یا نامنظم هستند، بیشینه فاصله افقی بین اسپرینکلر و هر نقطه از سطح کف که توسط آن اسپرینکلر محافظت می‌شود، نباید از ۰٫۷۵ برابر فاصله مجاز بین اسپرینکلرها بیشتر باشد.

11.2.3.3 حداقل فاصله از دیوارها
اسپرینکلرها باید حداقل ۴ اینچ (۱۰۰ میلی‌متر) از دیوار فاصله داشته باشند، مگر اینکه برای فاصله کمتر از ۴اینچ (۱۰۰ میلی‌متر) در فهرست آمده باشند.

11.2.3.4 حداقل فاصله بین اسپرینکلرها
11.2.3.4.1 مگر در شرایطی که الزامات بند 11.2.3.4.2 رعایت شده باشد، اسپرینکلرها نباید با فاصله‌ای کمتر از ۸ فوت (۲٫۴ متر) از یکدیگر نصب شوند.
11.2.3.4.2 در صورتی که شرایط زیر برقرار باشد، می‌توان اسپرینکلرها را با فاصله کمتر از ۸ فوت (۲٫۴متر) از یکدیگر نصب کرد:
(1) موانعی (بفل) به‌گونه‌ای قرار گیرند که از عناصر فعال‌کننده محافظت کنند.
(2) موانع باید از مواد جامد و سخت ساخته شده باشند و پیش از فعال‌سازی و هنگام عملکرد اسپرینکلر در جای خود باقی بمانند.
(3) موانع باید حداقل ۸ اینچ (۲۰۰ میلی‌متر) طول و ۶اینچ (۱۵۰ میلی‌متر) ارتفاع داشته باشند.
(4) بالای موانع باید بین ۲ تا ۳ اینچ (۵۰ تا ۷۵ میلی‌متر) بالاتر از دفلکتورهای اسپرینکلرهای رو به بالا باشد.
(5) پایین موانع باید تا سطحی پایین بیاید که حداقل هم‌سطح با دفلکتور اسپرینکلرهای آویخته باشد.

11.2.4 موقعیت دفلکتور (اسپرینکلرهای پاششی رو به بالا و آویخته با پوشش گسترده)
11.2.4.1 فاصله از سقف
11.2.4.1.1 در سازه‌های بدون مانع
11.2.4.1.1.1 در سازه‌های بدون مانع، فاصله بین دفلکتور اسپرینکلر و سقف باید در تمام ناحیه پوشش اسپرینکلر، حداقل ۱ اینچ (۲۵ میلی‌متر) و حداکثر ۱۲اینچ (۳۰۰ میلی‌متر) باشد.
11.2.4.1.1.2 الزامات بند 11.2.4.1.1.1 در مورد اسپرینکلرهای نوع سقفی (پنهان، فرو رفته، و هم‌سطح) که عنصر فعال‌کننده آن‌ها در بالای سقف قرار دارد و دفلکتور آن‌ها نزدیک‌تر به سقف نصب می‌شود، در صورتی که مطابق با فهرست نصب شوند، اعمال نمی‌گردد.
11.2.4.1.1.3 الزامات بند 11.2.4.1.1.1 در مواردی که اسپرینکلرها برای استفاده در دیگر ویژگی‌های سقف یا برای فواصل متفاوت فهرست شده‌اند، و مطابق با فهرست خود نصب شوند، اعمال نمی‌شود.
11.2.4.1.1.4 الزامات بند 11.2.4.1.1.1 برای کاربری‌های با خطر کم و معمولی که دارای سقف‌های غیرقابل‌اشتعال یا با قابلیت اشتعال محدود هستند، اعمال نمی‌شود.
(الف)* در مواردی که تغییر ارتفاع عمودی سقف در ناحیه پوشش یک اسپرینکلر باعث ایجاد فاصله‌ای بیش از ۳۶اینچ (۹۰۰ میلی‌متر) بین سقف بالایی و دفلکتور اسپرینکلر شود، یک صفحه عمودی که از محل تغییر ارتفاع سقف به پایین کشیده می‌شود، به‌منظور فاصله‌گذاری اسپرینکلرها، معادل دیوار در نظر گرفته می‌شود.

(B)* در مواردی که فاصله بین سقف بالایی و دفلکتور اسپرینکلر کمتر یا مساوی ۳۶ اینچ (۹۰۰ میلی‌متر) باشد، چنانچه قواعد مربوط به موانع رعایت شده باشند، اسپرینکلرها می‌توانند به‌گونه‌ای فاصله‌گذاری شوند که گویی سقف صاف است.

11.2.4.1.2 سازه‌های دارای مانع
در سازه‌های دارای مانع، دفلکتور اسپرینکلر باید مطابق یکی از روش‌های زیر نصب شود:
(1) نصب دفلکتورها در داخل صفحات افقی به فاصله ۱تا ۶ اینچ (۲۵ تا ۱۵۰ میلی‌متر) زیر اعضای سازه‌ای غیرقابل اشتعال و حداکثر فاصله ۲۲ اینچ (۵۵۰ میلی‌متر) زیر دک سقف یا بام.
(2) نصب دفلکتورها در ارتفاعی برابر یا بالاتر از پایین‌ترین نقطه عضو سازه‌ای غیرقابل اشتعال تا حداکثر فاصله ۲۲ اینچ (۵۵۰ میلی‌متر) زیر دک سقف یا بام غیرقابل اشتعال، در صورتی که اسپرینکلر مطابق با بند 11.2.5.1.2 نصب شده باشد.
(3) نصب اسپرینکلر در هر دهانه (بِی) از سازه دارای مانع (قابل اشتعال یا غیرقابل اشتعال) با دفلکتورهایی که حداقل ۱ اینچ (۲۵ میلی‌متر) و حداکثر ۱۲ اینچ (۳۰۰میلی‌متر) زیر سقف قرار دارند.
(4) نصب طبق فهرست اسپرینکلر، در مواردی که اسپرینکلر برای استفاده در دیگر ویژگی‌های سقف یا فواصل متفاوت فهرست شده است.

11.2.4.1.3* سقف‌ها و بام‌های شیب‌دار
اسپرینکلرهایی که در زیر یا نزدیکی نوک سقف یا بام نصب می‌شوند باید به‌گونه‌ای نصب شوند که دفلکتور آن‌ها بیش از ۳ فوت (۹۰۰ میلی‌متر) از نوک سقف به‌صورت عمودی پایین‌تر قرار نگرفته باشد، مطابق با شکل‌های 10.2.6.1.3.1(a) و 10.2.6.1.3.1(b).

11.2.4.2 جهت‌گیری دفلکتور
دفلکتورهای اسپرینکلر باید به‌صورت موازی با سقف یا بام تنظیم شوند.

11.2.4.2.1 سقف‌ها و بام‌هایی که شیب آن‌ها بیش از ۲در ۱۲ (۱۶٫۷ درصد) نباشد، در کاربرد بند 11.2.4.2 به‌عنوان افقی در نظر گرفته می‌شوند و در این حالت اسپرینکلرها می‌توانند به‌صورت افقی نصب شوند.

11.2.5 موانع در برابر پاشش اسپرینکلر (اسپرینکلرهای پاششی رو به بالا و آویخته با پوشش گسترده)
11.2.5.1 هدف عملکردی
11.2.5.1.1 اسپرینکلرها باید به‌گونه‌ای نصب شوند که موانع پاشش، همان‌طور که در بندهای 11.2.5.2 و 11.2.5.3 تعریف شده‌اند، به حداقل برسد؛ یا اسپرینکلرهای اضافی نصب شوند تا پوشش کافی برای خطر فراهم شود.
11.2.5.1.2* اسپرینکلرها باید مطابق یکی از روش‌های زیر چیدمان شوند:
(1) اسپرینکلرها باید مطابق با بند 9.5.5.2، جدول 11.2.5.1.2، و شکل 11.2.5.1.2(a) باشند.
(2) در صورتی که موانع از عرض ۴ فوت (۱٫۲ متر) بیشتر نباشند، می‌توان اسپرینکلرها را در دو طرف مانع نصب کرد، به شرطی که فاصله از محور مرکزی مانع تا هر اسپرینکلر از نصف فاصله مجاز بین اسپرینکلرها بیشتر نباشد.
(3) موانعی که در مجاورت دیوار قرار دارند و عرض آن‌ها بیش از ۳۰ اینچ (۷۵۰ میلی‌متر) نیست، می‌توانند طبق شکل 11.2.5.1.2(b) محافظت شوند.
(4) موانعی که در مجاورت دیوار قرار دارند و عرض آن‌ها بیش از ۲۴ اینچ (۶۰۰ میلی‌متر) نیست، می‌توانند طبق شکل 11.2.5.1.2(c) محافظت شوند. فاصله حداکثر بین اسپرینکلر و دیوار باید از اسپرینکلر تا دیوار پشتی مانع اندازه‌گیری شود، نه تا سطح جلویی مانع.

11.2.5.2 موانع در توسعه الگوی پاشش اسپرینکلر

11.2.5.2.1 کلیات
11.2.5.2.1.1 موانع پیوسته یا ناپیوسته‌ای که در فاصله کمتر یا مساوی ۱۸ اینچ (۴۵۰ میلی‌متر) زیر دفلکتور اسپرینکلر قرار دارند و مانع از توسعه کامل الگوی پاشش می‌شوند، باید مطابق با الزامات بخش 11.2.5.2 باشند.

11.2.5.2.1.2 صرف‌نظر از قواعد این بخش، موانع پیوسته و جامد باید با الزامات مرتبط بند 11.2.5.1.2 مطابقت داشته باشند.

11.2.5.2.1.3* مگر اینکه الزامات بندهای 11.2.5.2.1.4 تا 11.2.5.2.1.8 رعایت شده باشد، اسپرینکلرها باید به فاصله‌ای حداقل معادل چهار برابر بزرگ‌ترین بُعد مانع (مانند اجزای شبکه خرپایی، لوله، ستون، و تجهیزات) از مانع نصب شوند، مطابق با شکل‌های 11.2.5.2.1.3(a) و 11.2.5.2.1.3(b).

11.2.5.2.1.5 نصب اسپرینکلرها در میانه فاصله بین موانع مجاز است، مشروط بر آن‌که مانع از تیرچه‌های چوبی با فاصله ۲۰ اینچ (۵۰۰ میلی‌متر) یا بیشتر باشد، به شرطی که ابعاد اعضای بالایی و پایینی تیرچه چوبی از ۴ اینچ (۱۰۰ میلی‌متر) (اسمی) بیشتر نباشد و اعضای میانی از ۱ اینچ (۲۵ میلی‌متر) بیشتر نباشند.

11.2.5.2.1.6 نصب اسپرینکلرها بر روی خط مرکزی یک خرپا یا تیرچه یا مستقیماً بالای یک تیر مجاز است، مشروط بر آن‌که عرض عضو خرپا یا تیر از ۸ اینچ (۲۰۰میلی‌متر) بیشتر نباشد و منحرف‌کننده اسپرینکلر حداقل ۶ اینچ (۱۵۰ میلی‌متر) بالاتر از عضو سازه قرار داشته باشد و اسپرینکلر از اعضای میانی خرپا به اندازه‌ای حداقل چهار برابر بیشینه عرض عضو میانی فاصله داشته باشد.

11.2.5.2.1.7 الزامات بند 11.2.5.2.1.3 شامل لوله‌کشی سامانه اسپرینکلر با قطر کمتر از ۳ اینچ (۸۰ میلی‌متر) نمی‌شود.

11.2.5.2.1.8 الزامات بند 11.2.5.2.1.3 شامل اسپرینکلرهایی که طبق بند 11.2.5.1.2 نسبت به موانع نصب شده‌اند، نمی‌شود.

11.2.5.2.1.9 نصب اسپرینکلر بدون در نظر گرفتن پره‌های پنکه سقفی با قطر کمتر از ۶۰ اینچ (۱٫۵ متر) مجاز است، مشروط بر آن‌که نمای پلان پنکه حداقل ۵۰درصد باز باشد.

11.2.5.2.2 فاصله اسپرینکلرها از موانع عمودی آویزان یا نصب‌شده بر کف مانند پرده‌های حریم خصوصی، جداکننده‌های ایستاده، تقسیم‌کننده‌های اتاق و موانع مشابه در تصرفات خطر کم باید مطابق جدول 11.2.5.2.2 و شکل 11.2.5.2.2 باشد.

11.2.5.2.2.1 در تصرفات خطر کم، پرده‌های حریم خصوصی مطابق شکل 11.2.5.2.2 مانع تلقی نمی‌شوند، مشروط بر آن‌که تمام شرایط زیر رعایت شوند:

11.2.5.3 موانعی که از رسیدن پاشش اسپرینکلر به خطر جلوگیری می‌کنند.

11.2.5.3.1 موانع پیوسته یا ناپیوسته که جریان آب را در صفحه افقی بیش از ۱۸ اینچ (۴۵۰ میلی‌متر) پایین‌تر از منحرف‌کننده اسپرینکلر مختل می‌کنند و باعث محدود شدن توزیع آب در ناحیه خطر می‌شوند، باید مطابق بند 11.2.5.3 اجرا شوند.

11.2.5.3.2 نصب اسپرینکلر در زیر موانع ثابت با عرض بیش از ۴ فوت (۱٫۲ متر) الزامی است.

11.2.5.3.3 نصب اسپرینکلر در زیر موانعی که ثابت نیستند، مانند میزهای کنفرانس، الزامی نیست.

11.2.5.3.4 اسپرینکلرهایی که در زیر صفحات مشبک باز نصب می‌شوند باید از نوع قفسه‌ای/سطح میانی باشند یا در برابر پاشش از اسپرینکلرهای بالا محافظت شده باشند.

11.2.5.3.5 اسپرینکلرهایی که در زیر کانال‌های گرد نصب می‌شوند باید از نوع قفسه‌ای/سطح میانی باشند یا در برابر پاشش از اسپرینکلرهای بالا محافظت شده باشند.

11.2.6 فاصله آزاد تا انبار

11.2.6.1 فاصله بین منحرف‌کننده و بالای انبار باید ۱۸اینچ (۴۵۰ میلی‌متر) یا بیشتر باشد.

11.2.6.2 در صورتی که استانداردهای دیگر حداقل فاصله بیشتری را مشخص کرده باشند، آن‌ها باید رعایت شوند.

11.2.7 فاصله از ذخیره‌سازی (اسپرینکلرهای پوشش گسترده قائم و آویخته)

11.2.7.1* فاصله بین دفلکتور و بالای ذخیره‌سازی باید ۱۸ اینچ (۴۶۰ میلی‌متر) یا بیشتر باشد.
11.2.7.2 بُعد ۱۸ اینچ (۴۶۰ میلی‌متر) نباید ارتفاع قفسه‌گذاری روی دیوار یا قفسه‌گذاری چسبیده به دیوار را محدود کند، طبق بخش 11.2.7.
11.2.7.2.1 در مواردی که قفسه‌گذاری روی دیوار نصب شده و مستقیماً زیر اسپرینکلرها قرار ندارد، قفسه‌ها، شامل اقلام ذخیره‌شده روی آن‌ها، می‌توانند بالاتر از سطحی که در فاصله ۱۸ اینچ (۴۶۰ میلی‌متر) پایین‌تر از دفلکتور اسپرینکلرهای سقفی قرار دارد، امتداد یابند.
11.2.7.2.2 قفسه‌گذاری و هرگونه ذخیره‌سازی روی آن، که مستقیماً زیر اسپرینکلرها قرار دارد، نباید بالاتر از سطحی که در فاصله ۱۸ اینچ (۴۶۰ میلی‌متر) پایین‌تر از دفلکتور اسپرینکلرهای سقفی قرار دارد، امتداد یابد.

11.2.8 فضاهای فرو رفته سقفی (اسپرینکلرهای پوشش گسترده قائم و آویخته)

11.2.8.1 به جز در موارد مجاز در 11.2.8.2 و 11.2.8.3، در تمام فضاهای فرورفته سقفی باید اسپرینکلر نصب شود.
11.2.8.2 نصب اسپرینکلر در فضاهای فرورفته سقفی الزامی نیست، در صورتی که تمام شرایط زیر برقرار باشد:
(1) حجم کل فضای سقفی بدون حفاظت از ۱۰۰۰ فوت مکعب (۲۸ متر مکعب) بیشتر نباشد.
(2) عمق فضای سقفی بدون حفاظت از ۳۶ اینچ (۹۰۰میلی‌متر) بیشتر نباشد.
(3) کل کف زیر فضای سقفی بدون حفاظت توسط اسپرینکلرها در تراز سقف پایین‌تر حفاظت شده باشد.
(4)* مجموع اندازه تمام فضاهای سقفی بدون حفاظت در یک محفظه که در فاصله ۱۰ فوت (۳ متر) از یکدیگر قرار دارند، از ۱۰۰۰ فوت مکعب (۲۸ متر مکعب) بیشتر نباشد.
(5) فضای سقفی بدون حفاظت دارای پوشش‌های نسوز یا با قابلیت احتراق محدود باشد.
(6) در کل محفظه از اسپرینکلرهای با پاسخ سریع استفاده شده باشد.
11.2.8.3 نصب اسپرینکلر در نورگیرها و فضاهای مشابه طبق بخش 9.3.16 الزامی نیست.

11.3* اسپرینکلرهای دیواری با پوشش گسترده

11.3.1 کلیات. تمام الزامات بخش 9.5 برای اسپرینکلرهای دیواری با پوشش گسترده اعمال می‌شود، مگر آنکه در بخش 11.3 تغییر داده شده باشد.
11.3.2 اسپرینکلرهای دیواری با پوشش گسترده فقط در شرایط زیر نصب می‌شوند:
(1) تصرفات با خطر کم با سقف‌های صاف افقی یا شیب‌دار
(2) تصرفات با خطر عادی با سقف‌های صاف، فقط در صورتی که مخصوصاً برای این کاربرد فهرست شده باشند
(3) در ساختارهای بدون مانع با سقف‌های صاف و شیب‌دار با شیب حداکثر ۱ به ۶ (یعنی شیب ۱۶.۷٪)
(4) در ساختارهای بدون مانع یا مانع‌دار غیرقابل احتراق، فقط در صورتی که مخصوصاً برای این کاربرد فهرست شده باشند
(5) درون خرپاها یا تیرهای شبکه‌ای که اعضای شبکه‌ای آن‌ها حداکثر بعدی برابر با ۱ اینچ (۲۵ میلی‌متر) دارند، یا جایی که فاصله خرپاها از مرکز به مرکز بیش از ۷.۵فوت (۲.۳ متر) است و شیب سقف از ۱ به ۶ بیشتر نیست
(6) اسپرینکلرهای دیواری با پوشش گسترده نصب‌شده طبق بند 11.3.6.2.2 در سقف‌هایی با شیب بیش از ۲ در ۱۲
(7) در هر دهانه از ساختار مانع‌دار که اعضای سازه‌ای آن پایین‌تر از دفلکتور اسپرینکلر امتداد دارند
(8) اسپرینکلرهای پوشش گسترده نصب‌شده برای محافظت از مناطق زیر درب‌های سقفی تکی

11.3.3 نواحی حفاظت‌شده برای هر اسپرینکلر (اسپرینکلرهای دیواری با پوشش گسترده)

11.3.3.1* تعیین ناحیه حفاظت‌شده تحت پوشش
11.3.3.1.1 ناحیه تحت پوشش هر اسپرینکلر (As) برای اسپرینکلرهای دیواری با پوشش گسترده نباید کمتر از مقدار مشخص‌شده در فهرست باشد.
11.3.3.1.2 ابعاد فهرست‌شده باید به مضرب‌های ۲ فوت (۶۰۰ میلی‌متر) تا حداکثر ۲۸ فوت (۸.۵ متر) باشد.

11.3.3.2 حداکثر ناحیه حفاظت‌شده تحت پوشش
11.3.3.2.1 حداکثر ناحیه مجاز تحت پوشش برای هر اسپرینکلر (As) باید مطابق مقدار ذکرشده در جدول 11.3.3.2.1 باشد.
11.3.3.2.2 در هر صورت، حداکثر ناحیه تحت پوشش یک اسپرینکلر نباید از ۴۰۰ فوت مربع (۳۷ متر مربع) بیشتر باشد.

11.3.4 فاصله‌گذاری اسپرینکلر (اسپرینکلرهای دیواری با پوشش گسترده)

11.3.4.1 حداکثر فاصله بین اسپرینکلرها
11.3.4.1.1 حداکثر فاصله مجاز بین اسپرینکلرها باید بر اساس فاصله خط مرکزی بین اسپرینکلرها روی شاخه لوله در امتداد دیوار باشد.
11.3.4.1.2 هنگامی‌که اسپرینکلرها در امتداد یک دیوار اتاق یا دهانه نصب می‌شوند، باید مطابق با مقررات حداکثر فاصله در جدول 11.3.3.2.1 فاصله‌گذاری شوند.
11.3.4.1.3 اسپرینکلرهای دیواری نباید پشت‌به‌پشت بدون جداکننده‌ای پیوسته مانند پیش‌آمدگی، سقف کاذب یا مانع نصب شوند.
11.3.4.1.4 نصب اسپرینکلرهای دیواری روی دیوارهای مقابل یا مجاور مجاز است، مشروط بر اینکه هیچ اسپرینکلری در ناحیه حفاظت‌شده حداکثری اسپرینکلر دیگر قرار نگیرد.

11.3.4.2 حداکثر فاصله از دیوارها
فاصله بین اسپرینکلرها و دیوارهای انتهایی نباید از نصف فاصله مجاز بین اسپرینکلرها، طبق جدول 11.3.3.2.1، بیشتر باشد.

11.3.4.3 حداقل فاصله از دیوارها
11.3.4.3.1 اسپرینکلرها باید حداقل ۴ اینچ (۱۰۰میلی‌متر) از دیوار انتهایی فاصله داشته باشند.
11.3.4.3.2 فاصله از دیوار تا اسپرینکلر باید عمود بر دیوار اندازه‌گیری شود.

11.3.4.4 حداقل فاصله بین اسپرینکلرها
اسپرینکلرها نباید در ناحیه حفاظت‌شده اسپرینکلر دیگر قرار بگیرند، مگر در صورتی که توسط بند 11.3.5.1.4.1 الزامی شده باشد یا به‌وسیله موانعی از هم جدا شده باشند که دارای شرایط زیر باشند:
(1) موانع باید طوری قرار گیرند که اجزای فعال‌کننده را محافظت کنند.
(2) موانع باید از مواد جامد و سخت باشند که قبل و هنگام عملکرد اسپرینکلر در جای خود باقی بمانند.
(3) موانع باید حداقل ۸ اینچ (۲۰۰ میلی‌متر) طول و ۶اینچ (۱۵۰ میلی‌متر) ارتفاع داشته باشند.
(4) بالای مانع باید بین ۲ تا ۳ اینچ (۵۰ تا ۷۵ میلی‌متر) بالاتر از دفلکتور باشد.
(5) پایین مانع باید تا سطحی پایین‌تر یا هم‌سطح با دفلکتور امتداد داشته باشد.

11.3.5 موقعیت دفلکتور نسبت به سقف‌ها و دیوارها (اسپرینکلرهای دیواری با پوشش گسترده)

11.3.5.1 فاصله از زیر سقف‌ها و از دیوارهایی که اسپرینکلر روی آن‌ها نصب شده است
11.3.5.1.1 سقف‌ها
11.3.5.1.1.1 مگر آنکه الزامات بند 11.3.5.1.1.2 رعایت شود، دفلکتور اسپرینکلرهای دیواری باید در فاصله‌ای نه بیشتر از ۶ اینچ (۱۵۰ میلی‌متر) و نه کمتر از ۴ اینچ (۱۰۰ میلی‌متر) از سقف‌ها قرار گیرد.
11.3.5.1.1.2 اسپرینکلرهای دیواری افقی مجازند در ناحیه‌ای بین ۶ تا ۱۲ اینچ (۱۵۰ تا ۳۰۰ میلی‌متر) یا ۱۲تا ۱۸ اینچ (۳۰۰ تا ۴۵۰ میلی‌متر) زیر سقف‌های غیرقابل احتراق یا با قابلیت احتراق محدود قرار گیرند، در صورتی که برای چنین کاربردی لیست شده باشند.

11.3.5.1.2 دیوارها
11.3.5.1.2.1* دفلکتور اسپرینکلرهای دیواری باید در فاصله‌ای نه بیشتر از ۶ اینچ (۱۵۰ میلی‌متر) و نه کمتر از ۴ اینچ (۱۰۰ میلی‌متر) از دیواری که روی آن نصب شده‌اند قرار گیرد.
11.3.5.1.2.2 اسپرینکلرهای دیواری افقی مجازند به‌گونه‌ای نصب شوند که دفلکتور آن‌ها در فاصله‌ای کمتر از ۴ اینچ (۱۰۰ میلی‌متر) از دیواری که روی آن نصب شده‌اند قرار گیرد.

11.3.5.1.3 پیش‌آمدگی‌ها و سقف‌های کاذب
11.3.5.1.3.1* در صورتی که سقف کاذب مورد استفاده برای نصب اسپرینکلرهای دیواری دارای عرض یا پیش‌آمدگی از دیوار کمتر یا مساوی ۸ اینچ (۲۰۰میلی‌متر) باشد، نیازی به نصب اسپرینکلر اضافی در زیر آن نیست.
11.3.5.1.3.2* نصب یک اسپرینکلر دیواری در زیر سقف کاذب مجاز است، مشروط بر اینکه هم فاصله حداقل بین دفلکتور اسپرینکلر تا پایین سقف کاذب و هم فاصله حداکثر از دفلکتور اسپرینکلر تا سقف بلندتر رعایت شود.

11.3.5.1.4* پیش‌آمدگی‌ها و کابینت‌ها در مناطق/اشغال‌های مسکونی
در صورتی که از پیش‌آمدگی‌ها برای نصب اسپرینکلرهای دیواری استفاده شود، اسپرینکلرها و پیش‌آمدگی‌ها باید مطابق با یکی از بندهای 11.3.5.1.4.1، 11.3.5.1.4.2 یا 11.3.5.1.4.3 نصب شوند.

11.3.5.1.4.1 در صورتی که عرض یا پیش‌آمدگی سقف کاذب بیش از ۸ اینچ (۲۰۰ میلی‌متر) باشد، اسپرینکلرهای آویز باید در زیر سقف کاذب نصب شوند.
11.3.5.1.4.2 اسپرینکلرهای دیواری مجازند در سطح پیش‌آمدگی که مستقیماً بالای کابینت‌ها قرار دارد نصب شوند، بدون نیاز به اسپرینکلر اضافی در زیر پیش‌آمدگی یا کابینت‌ها، مشروط بر اینکه پیش‌آمدگی به‌صورت افقی بیش از ۱۲ اینچ (۳۰۰ میلی‌متر) از دیوار فاصله نداشته باشد.
11.3.5.1.4.3 در صورتی که اسپرینکلرهای دیواری بیش از ۳ فوت (۹۰۰ میلی‌متر) بالاتر از بالای کابینت‌ها قرار داشته باشند، مجاز است روی دیوار بالای کابینت‌ها نصب شوند، مشروط بر اینکه فاصله کابینت‌ها از دیوار بیشتر از ۱۲ اینچ (۳۰۰ میلی‌متر) نباشد.

11.3.5.2 جهت‌گیری دفلکتور
11.3.5.2.1 اسپرینکلرهای دیواری که زیر سقف شیب‌دار با شیب بیش از ۲ در ۱۲ نصب می‌شوند، باید در بالاترین نقطه شیب قرار گرفته و به گونه‌ای تنظیم شوند که به سمت پایین در امتداد شیب تخلیه کنند.
11.3.5.2.2 اسپرینکلرهای دیواری که به طور خاص برای پیکربندی‌های دیگر سقف لیست شده‌اند، مجازند مطابق با الزامات لیست نصب شوند.

11.3.6 موانع در برابر تخلیه اسپرینکلر (اسپرینکلرهای دیواری با پوشش گسترده)
11.3.6.1 هدف عملکردی
11.3.6.1.1 اسپرینکلرها باید به گونه‌ای قرار گیرند که موانع در مسیر تخلیه، طبق تعریف در بندهای 9.5.5.2 و 9.5.5.3، به حداقل برسند، یا اسپرینکلرهای اضافی برای تضمین پوشش کافی خطر نصب شوند.
11.3.6.1.2 اسپرینکلرهای دیواری نباید در فاصله کمتر از ۸ فوت (۲.۴ متر) از چراغ‌ها یا موانع مشابه نصب شوند، مگر اینکه الزامات بندهای 11.3.6.1.2.1 یا 11.3.6.1.2.2 رعایت شده باشد.
11.3.6.1.2.1 برای موانعی مانند چراغ‌ها، در صورتی که بزرگ‌ترین بُعد مانع کمتر از ۲ فوت (۰.۶ متر) باشد، اسپرینکلرهای دیواری مجازند در فاصله‌ای حداقل معادل چهار برابر بزرگ‌ترین بُعد مانع نصب شوند.
11.3.6.1.2.2 برای موانعی که حداقل ۴ اینچ (۱۰۰میلی‌متر) بالاتر از سطح دفلکتور اسپرینکلر قرار دارند، اسپرینکلر مجاز است در فاصله‌ای کمتر از ۸ فوت (۲.۴متر) از مانع قرار گیرد.
11.3.6.1.3 فاصله بین چراغ‌ها یا موانع مشابه که ۸ فوت (۲.۴ متر) یا بیشتر از اسپرینکلر فاصله دارند، باید مطابق با جدول 11.3.6.1.3 و شکل 11.3.6.1.3 باشد.
11.3.6.1.4 موانع پیوسته‌ای که از همان دیواری بیرون زده‌اند که اسپرینکلر دیواری روی آن نصب شده، باید مطابق با یکی از چیدمان‌های زیر باشند:
(1) اسپرینکلرها باید مطابق با جدول 11.3.6.1.4 و شکل 11.3.6.1.4(a) نصب شوند.

11.3.6.2.1.3* مگر در صورتی که الزامات 11.3.6.2.1.4 و 11.3.6.2.1.5 رعایت شده باشند، اسپرینکلرها باید در فاصله‌ای حداقل برابر با چهار برابر بزرگ‌ترین بُعد مانع (مانند شبکه‌های خرپایی و اعضای آن، لوله، ستون و تجهیزات) از موانع قرار گیرند، مطابق با شکل‌های 11.3.6.2.1.3(a) و 11.3.6.2.1.3(b).
(A) حداکثر فاصله آزاد مورد نیاز از موانع در جهت افقی (مانند تجهیزات روشنایی و اعضای افقی خرپا) برابر با ۳۶ اینچ (۹۰۰ میلی‌متر) خواهد بود.
(B) این فاصله آزاد حداکثر به موانع در جهت عمودی (مانند ستون‌ها) اعمال نمی‌شود.

11.3.6.2.1.4 الزامات بندهای 11.3.6.2.1.3 و 11.3.6.2.1.4 در صورتی اعمال نمی‌شوند که اسپرینکلرها نسبت به موانع طبق 11.3.6.1.2 و 11.3.6.1.3 قرار گرفته باشند.

11.3.6.2.1.5 الزامات 11.3.6.2.1.3 برای لوله‌کشی سیستم اسپرینکلر با قطر کمتر از ۳ اینچ (۸۰ میلی‌متر) اعمال نمی‌شود.

11.3.6.2.1.6* نصب اسپرینکلر بدون توجه به پره‌های پنکه سقفی با قطر کمتر از ۶۰ اینچ (۱.۵ متر) مجاز است، مشروط بر اینکه نمای پلان پنکه حداقل ۵۰ درصد باز باشد.

11.3.6.2.2 موانع عمودی معلق یا نصب‌شده بر کف.
فاصله بین اسپرینکلرها و پرده‌های حریم خصوصی، جداکننده‌های ایستاده، تقسیم‌کننده‌های اتاق و موانع مشابه در اشغال‌های با خطر کم باید مطابق با جدول 11.3.6.2.2 و شکل 11.3.6.2.2 باشد.

11.3.6.2.2.1* در تصرفات با خطر پایین، پرده‌های حریم خصوصی همان‌طور که در شکل 11.3.6.2.2 نشان داده شده‌اند، زمانی مانع محسوب نمی‌شوند که تمام شرایط زیر رعایت شود:
(1) پرده‌ها با مش پارچه‌ای بر روی ریل سقفی پشتیبانی شوند.
(2) بازشوهای مش برابر یا بیشتر از ۷۰ درصد باشند.
(3) مش حداقل ۲۲ اینچ (۵۵۰ میلی‌متر) از سقف به سمت پایین امتداد داشته باشد.

بیشتر بخوانید: رفع خطای سیستم اعلام حریق

11.3.6.3* موانعی که مانع رسیدن پاشش آب اسپرینکلر به خطر می‌شوند:
11.3.6.3.1 موانع پیوسته یا ناپیوسته که پاشش آب را در یک صفحه افقی بیش از ۱۸ اینچ (۴۵۰ میلی‌متر) زیر دیفلوکتور اسپرینکلر قطع کنند و مانع از رسیدن پاشش به خطر محافظت‌شده شوند، باید با این بخش مطابقت داشته باشند.
11.3.6.3.2* اسپرینکلر باید زیر موانع ثابت با عرض بیش از ۴ فوت (۱٫۲ متر) نصب شود.
11.3.6.3.3 نصب اسپرینکلر زیر موانعی که ثابت نیستند، مانند میزهای کنفرانس، الزامی نیست.

11.3.7 فاصله تا ذخیره‌سازی (اسپرینکلر دیواری با پوشش گسترده):
فاصله بین دیفلوکتور و بالای ذخیره‌سازی باید برابر یا بیشتر از ۱۸ اینچ (۴۵۰ میلی‌متر) باشد.