دستورالعمل NFPA در مورد بیم دتکتور استاندارد

ترجمه و تدوین توسط مرکز اطلاعات کامپیوتری شرکت اسپین الکتریک

فصل 9 –الزامات محل نصب اسپرینکلر

9.1 الزامات پایه‌ای

9.1.1 الزامات مربوط به فاصله‌گذاری، محل قرارگیری و موقعیت اسپرینکلرها باید بر اساس اصول زیر باشد:

9.2 محل‌های مجاز برای حذف اسپرینکلر

9.2.1 فضاهای پنهان که نیاز به حفاظت با اسپرینکلر ندارند

9.2.1.1 فضاهای پنهان ساخته‌شده با مصالح غیرقابل احتراق یا کم‌احتراق و دارای بار سوختی (combustible loading) اندک، که دسترسی به آن‌ها وجود ندارد، نیاز به حفاظت با اسپرینکلر ندارند.

9.2.1.1.1 این فضا حتی با وجود بازشوهای کوچک مانند آن‌هایی که برای بازگشت هوا در سیستم پلنوم استفاده می‌شوند، به‌عنوان فضای پنهان در نظر گرفته می‌شود.

9.2.1.1.2 بازشوهای کوچک با هر دو شرط زیر مجاز هستند:

9.2.1.2 فضاهای پنهان با ساختار غیرقابل احتراق یا کم‌احتراق، که دسترسی محدود داشته و اجازه حضور یا نگهداری مواد قابل احتراق را نمی‌دهند، نیاز به حفاظت با اسپرینکلر ندارند.

9.2.1.2.1 این فضاها حتی با وجود بازشوهای کوچک مانند آن‌هایی که برای بازگشت هوا در سیستم پلنوم استفاده می‌شوند، به‌عنوان فضای پنهان در نظر گرفته می‌شوند.

9.2.1.3 فضاهای پنهانی که توسط استدها یا تیرک‌های چوبی تشکیل شده‌اند و فاصله بین لبه‌های داخلی یا نزدیک این اجزا کمتر از ۶ اینچ (۱۵۰ میلی‌متر) باشد، نیاز به حفاظت با اسپرینکلر ندارند. (به شکل 10.2.6.1.5.1 مراجعه شود.)

9.2.1.4 فضاهای پنهانی که توسط تیرک‌های فلزی شبکه‌ای (bar joists) تشکیل شده‌اند و فاصله بین عرشه سقف یا کف با سقف زیر آن کمتر از ۶ اینچ (۱۵۰میلی‌متر) باشد، نیاز به حفاظت با اسپرینکلر ندارند.

9.2.1.5 فضاهای پنهانی که توسط سقف‌هایی تشکیل شده‌اند که مستقیماً به تیرک‌های چوبی یا سازه‌های مشابه متصل شده‌اند یا در فاصله‌ای کمتر از ۶ اینچ (۱۵۰ میلی‌متر) از آن‌ها قرار دارند، نیاز به حفاظت با اسپرینکلر ندارند.

9.2.1.6 فضاهای پنهانی که توسط سقف‌هایی تشکیل شده‌اند که به تیرهای مرکب چوبی (composite wood joist) متصل شده‌اند، خواه به‌صورت مستقیم یا با استفاده از کانال‌های فلزی که عمق آن‌ها از ۱ اینچ (۲۵میلی‌متر) تجاوز نمی‌کند، در صورتی که کانال‌های بین تیرها از بالای عایق پتویی (batt insulation) به حجم‌هایی تقسیم شده باشند که هیچ‌کدام از آن‌ها بیش از ۱۶۰ فوت مکعب (۴٫۵ متر مکعب) نباشد، و حداقل ۳٫۵اینچ (۹۰ میلی‌متر) عایق پتویی در پایین کانال‌ها (در صورت استفاده از کانال فلزی) نصب شده باشد، نیازی به حفاظت با اسپرینکلر ندارند.

9.2.1.7 فضاهای پنهانی که با عایق غیرقابل احتراق پر شده‌اند، نیاز به حفاظت با اسپرینکلر ندارند.

9.2.1.7.1 وجود یک فاصله هوایی حداکثر ۲ اینچ (۵۰میلی‌متر) در بالای فضا مجاز است.

9.2.1.8 فضاهای پنهانی در سازه‌های تیر چوبی که در آن‌ها فضای بین سقف و لبه پایینی تیر تا عرشه سقف یا کف با عایق غیرقابل احتراق پر شده باشد، نیاز به حفاظت با اسپرینکلر ندارند.

9.2.1.9 فضاهای پنهانی در سازه‌های تیر مرکب چوبی که در آن‌ها فضای بین سقف و لبه پایینی تیر تا عرشه سقف یا کف با عایق غیرقابل احتراق پر شده باشد، و کانال‌های بین تیرها به حجم‌هایی با حداکثر ۱۶۰ فوت مکعب (۴٫۵ متر مکعب) در عمق کامل تیر با موادی معادل با ساختار شبکه‌ای (web construction) تقسیم شده باشند، نیاز به حفاظت با اسپرینکلر ندارند.

9.2.1.10 فضاهای پنهانی بالای فضاهای کوچک مجزا که مساحت آن‌ها از ۵۵ فوت مربع (۵٫۱ متر مربع) تجاوز نمی‌کند، نیاز به حفاظت با اسپرینکلر ندارند.

9.2.1.11 فضاهای پنهانی که در آن‌ها از مواد سخت(rigid materials) استفاده شده و سطوح در معرض دید آن‌ها در حالت نصب‌شده با یکی از شرایط زیر مطابقت دارند، نیاز به حفاظت با اسپرینکلر ندارند:

9.2.1.12 فضاهای پنهانی که تمام سطوح در معرض دید آن‌ها به‌طور کامل از چوب تیمار‌شده مقاوم در برابر آتش ساخته شده‌اند (مطابق با تعریف NFPA 703)، نیاز به حفاظت با اسپرینکلر ندارند.

9.2.1.13 فضاهای پنهان غیرقابل احتراق که دارای عایق قابل احتراق در معرض دید هستند، در صورتی که محتوای حرارتی سطح و زیرلایه عایق بیش از ۱۰۰۰Btu/ft² (۱۱,۴۰۰ kJ/m²) نباشد، نیاز به حفاظت با اسپرینکلر ندارند.

9.2.1.14 فضاهای پنهانی که در آن‌ها عایق به‌طور مستقیم روی تیرهای چوبی یا تیرهای مرکب چوبی که به‌عنوان تیرهای سقف استفاده شده‌اند قرار دارد و سقف نیز مستقیماً به پایین تیرها متصل است (در فضایی که در غیر این صورت با اسپرینکلر محافظت شده است)، نیاز به حفاظت با اسپرینکلر ندارند.

9.2.1.15 در چاه‌های عمودی لوله‌کشی با مساحت کمتر از ۱۰ فوت مربع (۰٫۹ متر مربع)، نصب اسپرینکلر الزامی نیست.

9.2.1.15.1 چاه‌های لوله‌کشی مطابق با بند 9.2.1.15 نباید دارای منبع اشتعال باشند.

9.2.1.15.2 در ساختمان‌هایی با بیش از یک طبقه، محل عبور لوله‌ها از هر طبقه باید با استفاده از موادی معادل با ساختار کف، دارای درزبندی مقاوم در برابر حریق(firestopping) باشد.

9.2.1.16 ستون‌های بیرونی با مساحت کمتر از ۱۰ فوت مربع (۰٫۹ متر مربع) که توسط تیرهای چوبی یا چوبی مرکب برای نگه‌داری سایبان‌های بیرونی تشکیل شده‌اند و این سایبان‌ها به‌طور کامل با سیستم اسپرینکلر محافظت شده‌اند، نیازی به حفاظت مجزا با اسپرینکلر ندارند.

9.2.1.17* فضاهای پنهانی که توسط سقف‌های غیرقابل احتراق یا با قابلیت احتراق محدود تشکیل شده‌اند و از زیر تیرهای چوبی، تیرهای چوبی مرکب، تیرهای شبکه‌ای چوبی یا خرپاهای چوبی آویزان شده‌اند، در صورتی که عایق تمام فواصل بین پایین‌ترین قسمت این عناصر را پر کرده باشد، و اسپرینکلرها در فضای بالای عایق (داخل تیرها یا خرپاها) نصب شده باشند، نیاز به اسپرینکلر مجزا ندارند.

9.2.1.17.1 محتوای حرارتی روکش، زیرلایه و نگهدارنده مواد عایق نباید بیش از ۱۰۰۰ Btu/ft² (۱۱,۴۰۰ kJ/m²) باشد.

9.2.1.18* فضاهای پنهانی که توسط سقف‌های غیرقابل احتراق یا با قابلیت احتراق محدود تشکیل شده‌اند و از زیر تیرهای چوبی یا تیرهای مرکب چوبی (با حداکثر عرض اسمی بند پایین برابر با ۲ اینچ یا ۵۰ میلی‌متر) آویزان شده‌اند، در صورتی که فضاهای بین تیرها به‌طور کامل با عایق پتویی غیرقابل احتراق پر شده باشند و یک فاصله هوایی حداکثر ۲ اینچ (۵۰ میلی‌متر) بین پوشش سقف و بالای عایق وجود داشته باشد، نیاز به اسپرینکلر ندارند.

9.2.1.18.1 در صورتی که سطح زیرین بند پایین تیرها با روکشی از مواد غیرقابل احتراق یا با قابلیت احتراق محدود پوشیده شده و مطابق با دستورالعمل سازنده در محل ثابت شده باشد، نصب اسپرینکلر الزامی نیست.

9.2.1.19 پیش‌آمدگی‌های خارجی شامل: سقف‌های زیرین بیرونی (soffits)، پیش‌آمدگی‌های سقف (eaves)، سقف‌های جلو آمده (overhangs)، و اجزای تزئینی قاب.

9.2.1.19.1 نصب اسپرینکلر در داخل این اجزای قابل احتراق، در صورتی که با شرایط 9.2.1.19.2 تا 9.2.1.19.5 مطابقت داشته باشند، الزامی نیست.

9.2.1.19.2 عرض پیش‌آمدگی‌های قابل احتراق نباید بیش از ۴ فوت (۱٫۲ متر) باشد.

9.2.1.19.3 این پیش‌آمدگی‌ها باید با استفاده از موادی معادل با خود پیش‌آمدگی، دارای تقسیم‌بندی ضد گسترش دود و حرارت (draftstopping) باشند، به‌طوری‌که هیچ حجمی بیش از ۱۶۰ فوت مکعب (۴٫۵ متر مکعب) نباشد.

9.2.1.19.4 این پیش‌آمدگی‌ها باید از فضای داخلی ساختمان توسط دیوارها یا سقف‌هایی با ساختار غیرقابل احتراق یا با قابلیت احتراق محدود جدا شده باشند.

9.2.1.19.5 این پیش‌آمدگی‌ها نباید دارای هیچگونه بازشو یا نفوذ بدون محافظت مستقیم به داخل ساختمان باشند.

9.2.2 فضاهای زیر طبقات هم‌سطح زمین، اسکله‌ها و سکوهای بیرونی:
در صورتی که همه شرایط زیر برقرار باشد، نصب اسپرینکلر در این فضاها الزامی نیست:

9.2.2 فضاهای زیر طبقات هم‌سطح زمین، اسکله‌ها و سکوهای بیرونی

در صورتی که تمامی شرایط زیر برقرار باشند، نصب اسپرینکلر در این فضاها الزامی نیست:

9.2.3 پیش‌آمدگی‌های خارجی*

بیشتر بخوانید: رفع خطای سیستم اعلام حریق

9.2.3.1 مگر در صورتی که شرایط بندهای 9.2.3.2، 9.2.3.3، یا 9.2.3.4 برقرار باشند، نصب اسپرینکلر در زیر پیش‌آمدگی‌های خارجی با عرض بیش از ۴ فوت (۱٫۲متر) الزامی است.

9.2.3.2* حذف اسپرینکلر مجاز است در صورتی که سایبان‌ها، بام‌ها، ورودی‌های سرپوشیده، بالکن‌ها، تراس‌ها و پیش‌آمدگی‌های مشابه، از مصالح غیرقابل احتراق، با قابلیت احتراق محدود، یا چوب مقاوم‌شده در برابر آتش (طبق تعریف NFPA 703) ساخته شده باشند؛ یا در صورتی که با استفاده از چهارچوبی از مصالح غیرقابل احتراق، با قابلیت احتراق محدود، یا چوب مقاوم‌شده در برابر آتش به همراه روکشی از پارچه ذاتاً مقاوم در برابر شعله (با اثبات از طریق روش آزمون 2 طبق NFPA 701) ساخته شده باشند.

9.2.3.3 حذف اسپرینکلر از زیر پیش‌آمدگی‌های خارجی از نوع مصالح قابل احتراق، در صورتی مجاز است که مصالح نهایی نمای بیرونی از نوع غیرقابل احتراق، با قابلیت احتراق محدود، یا چوب مقاوم‌شده در برابر آتش طبق NFPA 703 باشد، و پیش‌آمدگی فقط دارای فضاهای پنهان دارای اسپرینکلر یا یکی از فضاهای پنهان قابل احتراق بدون اسپرینکلر زیر باشد:

9.2.3.4 حذف اسپرینکلر از یک راهروی خروجی بیرونی مجاز است در صورتی که دیوار بیرونی راهرو حداقل ۵۰٪باز باشد و کل ساختار راهرو از مصالح غیرقابل احتراق ساخته شده باشد.

9.2.3.5 نصب اسپرینکلر در زیر تمامی پیش‌آمدگی‌های خارجی با عرض بیش از ۲ فوت (۶۰۰ میلی‌متر) که مواد قابل احتراق در آن‌ها ذخیره می‌شود، الزامی است.

9.2.4 واحدهای مسکونی

9.2.4.1 حمام‌ها

9.2.4.1.1* مگر در صورتی که بندهای 9.2.4.1.2 یا 9.2.4.1.3 نصب اسپرینکلر را الزامی کرده باشند، اسپرینکلر در حمام‌هایی که:

نیاز نیست.

9.2.4.1.2 در حمام‌های تأسیسات مراقبت محدود و خانه‌های سالمندان (مطابق با تعریف در NFPA 101)، نصب اسپرینکلر الزامی است.

9.2.4.1.3

در حمام‌هایی که مستقیماً به راهروهای عمومی یا مسیرهای خروج باز می‌شوند، نصب اسپرینکلر الزامی است.

9.2.4.2 کمدها و انبارهای کوچک*

در هتل‌ها و متل‌ها، نصب اسپرینکلر در کمدهای لباس، کمدهای ملحفه، و انبارهای کوچک داخل واحدهای مسکونی الزامی نیست، به شرط آنکه:

9.2.5 کمدهای لباس در بیمارستان‌ها*

در اتاق‌های خواب بیماران در بیمارستان‌ها، نصب اسپرینکلر در کمدهای لباس الزامی نیست، به شرط آنکه:

9.2.6 اتاق‌های تجهیزات الکتریکی*

در صورتی که تمامی شرایط زیر برقرار باشد، نصب اسپرینکلر در اتاق‌های تجهیزات الکتریکی الزامی نیست:

9.2.7 سقف‌های ابری (Cloud Ceilings)

9.2.7.1*

در صورتی که تمام شرایط زیر برقرار باشد، نصب اسپرینکلر در بالای سقف‌های ابری الزامی نیست:

9.2.7.2

زمانی که نصب اسپرینکلر در بالای سقف ابری مطابق بند 9.2.7.1 حذف شده باشد، الزامات این بخش باید رعایت شود:

9.2.7.2.3.1

در صورت استفاده از اسپرینکلرهای پوشش گسترده(Extended Coverage)، حداکثر فاصله بین اسپرینکلرها نباید از ۱۶ فوت (۴٫۹ متر) بیشتر باشد.

9.2.7.2.4

سقف‌های ابری باید از نوع سقف صاف باشند.

9.2.7.2.5*

در مورد سقف‌های ابری با شکل نامنظم (غیر مستطیلی)، حداقل عرض ابری باید برابر با کمترین عرض آن باشد، و در مورد فاصله بین ابرها یا دیوارهای مجاور، بیشترین فاصله موجود لحاظ شود.

9.2.8 محفظه‌های درب گردان

نصب اسپرینکلر در داخل محفظه‌های درب گردان الزامی نیست.

9.2.9

نصب اسپرینکلر در مبلمان‌هایی مانند کمدهای قابل حمل، کابینت‌ها، ویترین‌ها و وسایل مشابهی که برای اقامت یا حضور انسان طراحی نشده‌اند، الزامی نیست. این نوع وسایل می‌توانند به سازه نهایی متصل باشند.

9.2.10 محفظه‌های تجهیزات*

نصب اسپرینکلر در داخل تجهیزات الکتریکی، مکانیکی یا واحدهای تهویه مطبوعی که برای اقامت انسان طراحی نشده‌اند، الزامی نیست.

9.2.11 شفت‌های عمودی غیرقابل احتراق

در بالای شفت‌های عمودی غیرقابل احتراق یا با قابلیت احتراق محدود که غیرقابل دسترس هستند (مانند شفت‌های برق، مکانیکی یا کانال‌ها)، در صورتی که با بندهای 9.3.3.1.1 و 9.3.3.1.2 مطابقت داشته باشند، نصب اسپرینکلر الزامی نیست.

9.2.12 راه‌پله‌های غیرقابل احتراق

9.2.13 چاه آسانسور و اتاق‌های دستگاه

در محل‌هایی که با بندهای 9.3.6.4، 9.3.6.5 یا 9.3.6.6 مطابقت دارند، نصب اسپرینکلر در چاه آسانسور یا اتاق دستگاه الزامی نیست.

9.2.14 محافظت از کانال‌ها

در رایزرهای عمودی کانال‌ها که با بند 9.3.9.1.2 مطابقت دارند، نصب اسپرینکلر الزامی نیست.

9.2.15 سقف‌های شبکه باز (Open-Grid)

در زیر سقف‌های شبکه‌باز که با بند 9.3.10 مطابقت دارند، نصب اسپرینکلر الزامی نیست.

9.2.16 سقف‌های Drop-Out

در زیر سقف‌های Drop-Out که با بند 9.3.11 مطابقت دارند، نصب اسپرینکلر الزامی نیست.

9.2.17 نورگیرها (Skylights)

در نورگیرهایی که با بند 9.3.16 مطابقت دارند، نصب اسپرینکلر الزامی نیست.

9.2.17.1

در نورگیرهایی که امکان تهویه (غیر از تهویه دود و حرارت مطابق با بند 12.1.1) دارند، باید اسپرینکلر در داخل نورگیر نصب شود.

9.3 شرایط ویژه

9.3.1 دستگاه‌های تولید حرارت در ساختار تیر چوبی مرکب

در مواردی که دستگاه‌های تولید حرارت مانند کوره‌ها یا تجهیزات فرآیندی در کانال تیرها (Joist Channels) و بالای سقفی که مستقیماً به زیر تیرهای چوبی مرکب متصل است نصب شده‌اند ـ در حالی که این فضاها معمولاً نیازی به اسپرینکلر ندارند ـ باید در هر کانال تیر در دو طرف دستگاه گرمایشی اسپرینکلر نصب گردد.

استفاده در فضاهای پنهان افقی قابل احتراق

در فضاهای پنهان افقی قابل احتراق (با شیب بیش از ۲در ۱۲ مجاز نیست)، که دارای ساختار خرپای چوبی، تیر چوبی، یا تیر مشبک فلزی با سطح بالایی قابل احتراق هستند و عمق فضا از کف تا کف، یا از کف تا سقف، کمتر از ۳۶ اینچ (۹۰۰ میلی‌متر) است، یا در ساختار دوبل تیر چوبی با حداکثر فاصله ۳۶ اینچ (۹۰۰ میلی‌متر) بین بالای تیر پایینی و پایین تیر بالایی، باید از اسپرینکلرهایی استفاده شود که به طور خاص برای این کاربرد فهرست شده باشند (دارای گواهی‌نامه معتبر باشند).

9.3.2.1

اسپرینکلرهایی که به‌طور خاص برای محافظت از فضاهای پنهان قابل احتراق تعریف‌شده در بند 9.3.2 فهرست شده‌اند، در صورتی که عمق فضا کمتر از ۱۲اینچ (۳۰۰ میلی‌متر) از کف تا کف یا از کف تا سقف باشد، می‌توانند طبق بند 9.4.1.2 استفاده شوند.

9.3.2.2

اگر بخشی از فضا عمقی بیش از ۳۶ اینچ (۹۰۰میلی‌متر) داشته باشد، اسپرینکلرهای مخصوص فضاهای پنهان قابل احتراق مطابق با بند 9.4.1.2 می‌توانند در کل آن فضا استفاده شوند.

9.3.2.3

اسپرینکلرهایی که به‌طور خاص برای محافظت از فضاهای پنهان قابل احتراق فهرست شده‌اند، می‌توانند برای محافظت از ساختار تیر چوبی مرکب (Composite Wood Joist) مطابق با بند 9.4.1.2 به‌کار روند.

9.3.3 شفت‌های عمودی

9.3.3.1 کلیات

مگر اینکه الزامات بندهای 9.3.3.1.1 یا 9.3.3.1.2 رعایت شوند، باید یک اسپرینکلر در بالای شفت‌ها نصب گردد.

9.3.3.1.1

شفت‌های کانال عمودی غیرقابل احتراق یا با قابلیت احتراق محدود که غیرقابل دسترس هستند، نیاز به اسپرینکلر ندارند.

9.3.3.1.2

شفت‌های عمودی برق یا مکانیکی غیرقابل احتراق یا با قابلیت احتراق محدود که غیرقابل دسترس هستند، نیاز به اسپرینکلر ندارند.

9.3.3.2 شفت‌هایی با سطوح قابل احتراق*

9.3.3.2.1

در شفت‌های عمودی که دارای سطوح قابل احتراق هستند، باید در هر طبقه‌ی متناوب، یک اسپرینکلر نصب شود.

9.3.3.2.2

اگر شفت دارای سطوح قابل احتراق دارای ناحیه‌های بسته (Trapped Sections) باشد، باید در بالای هر بخش بسته یک اسپرینکلر اضافی نصب گردد.

9.3.3.3 شفت‌های قابل دسترس با سطوح غیرقابل احتراق

در شفت‌های عمودی قابل دسترسی که سطوح آن‌ها غیرقابل احتراق است، باید یک اسپرینکلر در نزدیکی پایین شفت نصب شود.

9.3.4 راه‌پله‌ها

9.3.4.1 ساختار قابل احتراق

در تمام راه‌پله‌هایی که ساختار آن‌ها قابل احتراق است، باید در زیر پله‌ها اسپرینکلر نصب گردد.

9.3.4.1.1

در بالای شفت راه‌پله‌های قابل احتراق، باید اسپرینکلر نصب شود.

9.3.4.1.2*

در زیر پاگردها (Landing) در هر طبقه باید اسپرینکلر نصب شود.

9.3.4.1.3

در زیر پایین‌ترین پاگرد میانی، باید اسپرینکلر نصب شود.

9.3.4.2 ساختار غیرقابل احتراق

9.3.4.2.1

در شفت‌های پله غیرقابل احتراق که دارای پله‌های غیرقابل احتراق با سطوح داخلی غیرقابل احتراق یا با قابلیت احتراق محدود هستند، باید یک اسپرینکلر در بالای شفت و یکی در زیر اولین پاگرد قابل دسترس بالای پایین‌ترین بخش شفت نصب شود.

9.3.4.2.1

در چاه‌های راه‌پله با مصالح غیرقابل احتراق که دارای پلکان غیرقابل احتراق با روکش‌های غیرقابل احتراق یا با قابلیت احتراق محدود هستند، اسپرینکلر باید در بالای چاه و زیر اولین پاگرد قابل دسترس بالای پایین‌ترین نقطه‌ی چاه نصب شود.

9.3.4.2.2

چنانچه چاه‌های راه‌پله‌ی غیرقابل احتراق به‌وسیله‌ی دیوار یا در تقسیم شده باشند، باید در هر دو سمت این جداسازی اسپرینکلر نصب شود.

9.3.4.2.3

در زیر پاگردها یا راه‌پله‌ها، در صورتی که فضای زیر آن‌ها برای انبار کردن استفاده شود، اسپرینکلر باید نصب گردد.

9.3.4.2.3.1

می‌توان نصب اسپرینکلر در پایین چاهک راه‌پله را حذف کرد، مشروط بر اینکه فضای زیر پله‌ها در پایین چاهک به‌گونه‌ای مسدود شده باشد که امکان انبار کردن در آن وجود نداشته باشد.

9.3.4.2.4

در برجک‌های پلکان خارجی، زمانی که دیوارهای خارجی برجک حداقل ۵۰ درصد باز باشند و تمامی اجزای برجک از مصالح غیرقابل احتراق ساخته شده باشند، می‌توان از نصب اسپرینکلر صرف‌نظر کرد.

9.3.4.3* پله‌هایی که به دو یا چند بخش متصل می‌شوند

وقتی پله‌ها در دو طرف یک دیوار آتش باز می‌شوند، باید در چاه پله، در هر پاگردی که دارای چندین بازشو است، اسپرینکلر نصب گردد.

9.3.5 بازشوهای عمودی*

9.3.5.1 کلیات*

مگر اینکه شرایط بند 9.3.5.4 برآورده شود، در مواردی که پله‌های متحرک، راه‌پله‌ها یا بازشوهای مشابه در کف، بدون پوشش (unenclosed) باشند و حفاظت با اسپرینکلر به عنوان جایگزینی برای محصور کردن بازشوی عمودی در نظر گرفته شده باشد، این بازشوهای کف باید با اسپرینکلرهای نزدیک به هم در ترکیب با موانع هدایت دود (draft stops) مطابق بندهای 9.3.5.2 و 9.3.5.3 محافظت شوند.

9.3.5.2 موانع هدایت دود (Draft Stops)

موانع هدایت دود باید دارای شرایط زیر باشند:

9.3.5.3 اسپرینکلرها

9.3.5.3.1

اسپرینکلرها باید با فاصله‌ای بیش از ۶ فوت (۱.۸ متر) از یکدیگر نصب نشوند و در فاصله‌ای بین ۶ تا ۱۲ اینچ (۱۵۰ تا ۳۰۰ میلی‌متر) از مانع هدایت دود، در سمت دور از بازشو قرار گیرند.

9.3.5.3.2

اگر فاصله‌ی اسپرینکلرها از یکدیگر کمتر از ۶ فوت (۱.۸متر) باشد، باید بافل‌های عرضی (cross baffles)طبق بند 10.2.5.4.2 نصب شوند.

9.3.5.4 بازشوهای بزرگ

در اطراف بازشوهای بزرگ مانند آن‌هایی که در مراکز خرید، ساختمان‌های آتریوم و سازه‌های مشابه یافت می‌شوند، در صورتی که کلیه طبقات و فضاهای مجاور مطابق این استاندارد توسط اسپرینکلر اتوماتیک محافظت شوند و بازشوها دارای ابعاد افقی حداقل ۲۰ فوت (۶.۱متر) بین لبه‌های مقابل و حداقل مساحت ۱۰۰۰ فوت مربع (۹۳ متر مربع) باشند، نیازی به نصب اسپرینکلرهای نزدیک به هم و موانع هدایت دود نیست.

9.3.6 چاه آسانسور و اتاق‌های تجهیزات آسانسور

9.3.6.1*

اسپرینکلرهای دیواری باید در پایین هر چاه آسانسور و در ارتفاعی حداکثر تا ۲ فوت (۶۰۰ میلی‌متر) از کف چاه نصب شوند.

9.3.6.2

اسپرینکلر ذکرشده در بند 9.3.6.1 برای چاه‌های بسته، غیرقابل احتراق آسانسور که فاقد مایعات هیدرولیک قابل احتراق هستند، مورد نیاز نمی‌باشد.

9.3.6.3

نصب اسپرینکلرهای اتوماتیک در اتاق‌های ماشین‌آلات آسانسور، فضاهای ماشین‌آلات آسانسور، فضاهای کنترل، یا چاه‌های آسانسور کششی که مطابق با مقررات مربوطه در NFPA 101 یا کد ساختمانی مربوطه نصب شده‌اند، الزامی نیست، مشروط بر اینکه تمامی شرایط زیر رعایت شده باشند:

9.3.6.4*

اسپرینکلرهای اتوماتیک نصب‌شده در اتاق ماشین‌آلات آسانسور یا در بالای چاه آسانسور باید دارای درجه حرارتی معمولی یا میانی باشند.

9.3.6.5*

اسپرینکلرهای اسپری قائم، آویخته (pendent) یا دیواری(sidewall) باید در بالای چاه آسانسور نصب شوند.

9.3.6.6

اسپرینکلر الزامی در بند 9.3.6.5 نیازی به نصب ندارد، در صورتی که:

9.3.6.7 استفاده از تعلیق قابل احتراق در آسانسورها

9.3.6.7.1

در آسانسورهایی که از وسایل تعلیق قابل احتراقمانند تسمه‌های فولادی با روکش الاستومری یا پلی‌یورتانی غیرمدور استفاده می‌کنند، باید اسپرینکلرها در بالا و پایین چاه آسانسور نصب شوند.

9.3.6.7.2

در صورتی که این وسایل تعلیق دارای درجه‌ی حداقلFT-1 طبق آزمون سوختن عمودی استاندارد UL 62 وUL 1581 باشند، نیازی به نصب اسپرینکلر در چاه آسانسور نمی‌باشد.

9.3.7* فضاهای کتابخانه و ذخیره‌سازی اسناد

در جایی که کتاب‌ها یا اسناد در قفسه‌های باز ثابت نگهداری می‌شوند، اسپرینکلرها باید مطابق با یکی از موارد زیر نصب شوند:

9.3.8* کوره‌ها و فرهای صنعتی

(این بند دارای محتوای گسترده‌تری است که در ادامه یا منبع اصلی باید بررسی شود.)

9.3.9 محافظت از کانال‌ها (Duct Protection)

در جایی که توسط مرجع ذی‌صلاح یا کد یا استاندارد مرجع مربوطه مورد نیاز باشد، محافظت از کانال‌ها باید با الزامات بند 9.3.8 مطابقت داشته باشد.

9.3.9.1 محل نصب اسپرینکلرها

9.3.9.1.1

مگر اینکه الزامات بندهای 9.3.9.1.2 یا 9.3.9.1.3 رعایت شده باشند، در بالای هر رایزر عمودی و در نقطه‌ی میانی هر انحراف (offset) از کانال‌ها، باید یک اسپرینکلر نصب گردد.

9.3.9.1.2

در صورتی که رایزر عمودی در خارج از ساختمان قرار داشته باشد و در معرض مواد قابل احتراق نباشد یا در صورتی که فاصله‌ی افقی بین خروجی هود و رایزر عمودی حداقل ۲۵ فوت (۷٫۶ متر) باشد، نصب اسپرینکلر الزامی نیست.

9.3.9.1.3

در کانال‌های افقی خروجی دود (exhaust ducts)، اسپرینکلرها باید با فاصله‌های ۱۰ فوت (۳ متر)نصب شوند و نخستین اسپرینکلر حداکثر در فاصله‌ی ۵ فوت (۱٫۵ متر) از ورودی کانال قرار گیرد.

9.3.9.2 محافظت در برابر یخ‌زدگی

اسپرینکلرهایی که در کانال‌های خروجی قرار دارند و در معرض خطر یخ‌زدگی هستند، باید به‌درستی در برابر یخ‌زدگی محافظت شوند. (رجوع شود به بند 16.4.1)

9.3.9.3 دسترسی به اسپرینکلرها

باید امکان دسترسی برای بازرسی، آزمایش و نگهداری تمامی اسپرینکلرها فراهم باشد.

9.3.9.4 فیلتر خطی (Strainers)

در سیستم‌هایی که از اسپرینکلرهایی با ضریب K کمتر از K-2.8 (40) استفاده می‌شود، باید یک صافی خطی فهرست‌شده (listed line strainer) در مسیر اصلی آب تغذیه نصب شود.

9.3.10 سقف‌های مشبک (Open-Grid Ceilings)

سقف‌های مشبک فقط در صورتی می‌توانند در زیر اسپرینکلرها نصب شوند که یکی از شرایط زیر برقرار باشد:

(1)

سقف‌های مشبکی که:

در این صورت، فواصل نصب اسپرینکلرها مطابق موارد زیر باید رعایت شود:

(a) در فضاهای با خطر کم (light hazard):

(b) در فضاهای با خطر معمولی (ordinary hazard):

(2)

سایر انواع سقف‌های مشبک نیز در صورتی مجاز به نصب در زیر اسپرینکلرها هستند که برای این منظور فهرست شده باشند (listed) و مطابق با دستورالعمل‌های درج‌شده در بسته‌بندی سقف نصب شوند.

9.3.11 سقف‌ها و مصالح سقفی رهاشونده(Drop-Out Ceilings and Ceiling Materials)

9.3.11.1*

نصب سقف‌ها و مصالح سقفی رهاشونده در زیر اسپرینکلرها مجاز است، مشروط بر اینکه این پنل‌ها یا مصالح برای این کاربرد فهرست‌شده باشند و مطابق با مشخصات مندرج در فهرست خود نصب شوند.

9.3.11.2

سقف‌ها و مصالح سقفی رهاشونده که با معیارهای بند 9.3.11.1 مطابقت دارند، نباید در زیر اسپرینکلرهای واکنش سریع (quick-response) یا با پوشش گسترده (extended coverage) نصب شوند، مگر اینکه به‌طور خاص برای این کاربرد فهرست شده باشند.

9.3.11.3

سقف‌ها و مصالح سقفی رهاشونده که با معیارهای بند 9.3.11.1 مطابقت دارند، در چارچوب این استاندارد به عنوان سقف محسوب نمی‌شوند.

9.3.11.4*

لوله‌کشی‌هایی که در بالای سقف‌های رهاشونده مطابق با بند 9.3.11.1 نصب شده‌اند، به‌عنوان لوله‌کشی پنهان (concealed piping) در نظر گرفته نمی‌شوند.

9.3.11.5*

نصب اسپرینکلر در زیر سقف‌های رهاشونده یا مصالح سقفی مطابق با بند 9.3.11.1 مجاز نیست.

9.3.12*

در خزانه‌های نگهداری پوست خز (fur storage vaults)، باید از اسپرینکلرهای قدیمی (old-style sprinklers) استفاده شود.

9.3.13 صحنه‌ی نمایش (Stages)

9.3.13.1

در مکان‌های زیر باید اسپرینکلر نصب گردد:

9.3.13.2

در مواردی که محافظت از بازشوی پروسنیوم(proscenium opening) مورد نیاز باشد، باید یک سیستم دلوژ (deluge system) با اسپرینکلرهای باز(open sprinklers) فراهم شود که:

9.3.14 فضاهای بالای سقف‌ها

9.3.14.1

در فضاهایی که سقف آن‌ها از ارتفاع باقی‌مانده‌ی ناحیه پایین‌تر است، فضای بالای این سقف باید دارای اسپرینکلر باشد، مگر اینکه با الزامات بند 9.2.1 مربوط به فضاهای پنهان مجاز بدون اسپرینکلر مطابقت داشته باشد.

9.3.14.2

در صورتی که فضای بالای سقف کاذب دارای اسپرینکلر باشد، سیستم اسپرینکلر باید با الزامات بند 19.2.2 و بخش 20.10 مطابقت داشته باشد.

9.3.14.3*

در حالتی که یک فضای غیرقابل احتراق در بالای سقف کاذب غیرقابل احتراق یا با قابلیت احتراق محدودقرار داشته باشد و:

در این صورت، سیستم اسپرینکلر می‌تواند فقط تا فاصله‌ای برابر با ۰٫۶ برابر ریشه‌ی مربع مساحت طراحی سیستم در فضای مجاور، در آن فضا امتداد یابد.

9.3.14.3.1

سیستم اسپرینکلر باید حداقل تا فاصله ۲۴ فوت (۷٫۳ متر) در فضای بالای سقف امتداد یابد.

9.3.15 شیشه‌های محافظت‌شده با اسپرینکلر(Sprinkler-Protected Glazing)*

در مواردی که از اسپرینکلر به همراه شیشه به عنوان جایگزینی برای دیوار یا پنجره‌ی دارای درجه‌ی مقاومت حریق استفاده می‌شود، مجموعه‌ی شیشه-اسپرینکلر باید با موارد زیر مطابقت داشته باشد:

(1)

اسپرینکلرها باید برای کاربرد خاص روی پنجره‌ها فهرست شده باشند، مگر اینکه استفاده از اسپرینکلرهای استاندارد اسپری به‌طور خاص توسط کد ساختمانی مجاز شده باشد.

(2)

اسپرینکلرها باید از طریق یک سیستم لوله‌کشی تر(wet pipe system) تغذیه شوند.

(3)

شیشه باید از نوع گرما-مقاوم، سکوریت‌شده(tempered)، یا سرامیک شیشه‌ای (glass ceramic) باشد و به صورت ثابت نصب گردد.

9.3.15 (4)

در مواردی که مجموعه‌ی شیشه‌ای نیاز به محافظت از هر دو طرف دارد، باید در هر دو سمت شیشه اسپرینکلر نصب گردد.

9.3.15 (5)

استفاده از شیشه‌ی محافظت‌شده با اسپرینکلر محدود به دیوارهای غیر باربر (non-load-bearing walls)است.

9.3.15 (6)

مجموعه‌ی شیشه‌ای نباید دارای اعضای افقی باشدکه باعث اختلال در پخش یکنواخت آب بر سطح شیشه گردد، و همچنین نباید هیچ مانعی بین اسپرینکلر و شیشه وجود داشته باشد که پخش آب را مختل کند.

9.3.15 (7)

مدت زمان تأمین آب برای ناحیه‌ی طراحی که اسپرینکلرهای پنجره را شامل می‌شود، نباید کمتر از درجه‌بندی الزامی مجموعه‌ی شیشه‌ای باشد.

9.3.16 نورگیرها (Skylights)

9.3.16.1

در مورد نورگیرهایی که مساحت آن‌ها بیش از ۳۲فوت مربع (۳٫۰ متر مربع) نیست، صرف‌نظر از طبقه‌بندی خطر (hazard classification)، در صورتی که حداقل ۱۰ فوت (۳٫۰ متر) به‌صورت افقی از هر نورگیر محافظت‌نشده یا تورفتگی سقفی بدون محافظت جدا شده باشند، می‌توان از نصب اسپرینکلر در آن‌ها صرف‌نظر کرد.

9.3.16.1.1

هنگامی که اسپرینکلری مستقیماً در زیر نورگیری با مساحت حداکثر ۳۲ فوت مربع (۳٫۰ متر مربع)نصب شده باشد، فاصله تا سقف باید به‌گونه‌ای اندازه‌گیری شود که گویی نورگیر وجود ندارد و به صفحه‌ی سقف فرضی نسبت داده شود.

9.3.16.2

نورگیرهایی با مساحت حداکثر ۳۲ فوت مربع (۳٫۰ متر مربع) می‌توانند دارای پوشش پلاستیکی باشند.

9.3.17 فضاهای پنهان (Concealed Spaces)

9.3.17.1 فضاهای پنهانی که نیاز به محافظت با اسپرینکلر دارند

فضاهای پنهان دارای ساختار قابل احتراق نمایان(exposed combustible construction)، باید با اسپرینکلر محافظت شوند، مگر در مواردی که بر اساس بندهای 9.2.1.1 تا 9.2.1.19 و 9.2.2 نصب اسپرینکلر الزامی نباشد.

9.3.17.1.1*

الزامات طراحی برای فضاهای پنهان
اسپرینکلرها در فضاهای پنهانی که برای ذخیره‌سازی یا استفاده دیگر قابل دسترسی نیستند، باید مطابق با الزامات نواحی کم‌خطر (light hazard occupancy) نصب شوند.

9.3.17.1.2 حفاظت موضعی از مصالح قابل احتراق نمایان یا مواد قابل احتراق نمایان

در صورتی که فضاهای پنهان با ساختار غیرقابل احتراق یا با قابلیت احتراق محدود که در حالت عادی نیاز به اسپرینکلر ندارند، دارای نواحی موضعی از مصالح یا مواد قابل احتراق نمایان باشند، این نواحی قابل احتراق می‌توانند طبق موارد زیر به‌صورت موضعی محافظت شوند:

(1)

اگر مواد قابل احتراق نمایان در پارتیشن‌ها یا دیوارهای عمودی اطراف تمام یا بخشی از فضاقرار داشته باشند، می‌توان از یک ردیف اسپرینکلر با فاصله حداکثر ۱۲ فوت (۳٫۷ متر) از یکدیگر و حداکثر ۶ فوت (۱٫۸ متر) از سطح داخلی پارتیشن‌ها برای محافظت از سطح استفاده کرد.
اولین و آخرین اسپرینکلر در این ردیف نباید بیش از ۵ فوت (۱٫۵ متر) از انتهای پارتیشن فاصله داشته باشند.

(2)

اگر مواد قابل احتراق نمایان در صفحه‌ی افقی قرار داشته باشند، ناحیه‌ی مورد نظر می‌تواند با اسپرینکلرهایی با فواصل مربوط به مناطق کم‌خطر محافظت شود.
اسپرینکلرهای اضافی باید حداکثر در فاصله‌ی ۶فوت (۱٫۸ متر) بیرون از محدوده‌ی مواد قابل احتراق و با فواصل حداکثر ۱۲ فوت (۳٫۷ متر) در طول مرز اطراف آن نصب شوند.
هنگامی که مرز به دیوار یا مانع دیگری ختم شود، آخرین اسپرینکلر نباید بیش از ۶ فوت (۱٫۸ متر) از دیوار یا مانع فاصله داشته باشد.

9.3.18 فضاهای زیر کف‌های زمینی، سکوها و باراندازهای بیرونی

9.3.18.1

مگر اینکه الزامات بند 9.2.2 رعایت شده باشند، در تمام فضاهای زیر کف‌های زمینی قابل احتراق و زیر سکوها و باراندازهای بیرونی قابل احتراق باید اسپرینکلر نصب گردد.

9.3.19 پیش‌آمدگی‌های بیرونی (Exterior Projections)

9.3.19.1*

مگر اینکه الزامات بندهای 9.2.3.2، 9.2.3.3، یا 9.2.3.4 رعایت شده باشند، زیر تمام پیش‌آمدگی‌های بیرونی که عرض آن‌ها بیش از ۴ فوت (۱٫۲ متر) باشد باید اسپرینکلر نصب گردد.

9.3.19.2*

در زیر تمام پیش‌آمدگی‌های بیرونی با عرض بیش از ۴ فوت (۱٫۲ متر) که در آن‌ها مواد قابل احتراق ذخیره می‌شود، باید اسپرینکلر نصب گردد.

9.3.20 تجهیزات الکتریکی

9.3.20.1*

مگر اینکه الزامات بند 9.2.6 رعایت شده باشند، نصب سیستم اسپرینکلر در اتاق‌های تجهیزات الکتریکی الزامی است.

9.4 استفاده از اسپرینکلرها (Use of Sprinklers)

9.4.1 کلیات

9.4.1.1*

اسپرینکلرها باید مطابق با مشخصات درج‌شده در فهرست آن‌ها (listing) نصب شوند.

9.4.1.2

در مواردی که هیچ اسپرینکلری به‌طور خاص برای ویژگی‌های خاص سازه یا موقعیت‌های ویژه‌ای که نیاز به توزیع غیرمعمول آب دارند فهرست نشده باشد، الزامات بند 9.4.1.1 اعمال نمی‌شود، و استفاده از اسپرینکلرهای فهرست‌شده در موقعیت‌هایی غیر از آنچه در فهرست‌شان پیش‌بینی شده مجاز است، به شرطی که نتیجه‌ی خاصی مدنظر باشد.

9.4.1.3*

اسپرینکلرهای عمودی (Upright sprinklers) باید به گونه‌ای نصب شوند که بازوهای قاب (frame arms) آن‌ها موازی با خط انشعاب (branch line) باشد، مگر اینکه مشخصاً برای جهت‌گیری دیگر فهرست شده باشند.

9.4.1.4

در مواردی که از چسب حلالی (solvent cement)برای اتصال لوله‌ها و اتصالات استفاده می‌شود، اسپرینکلر نباید پیش از چسب‌کاری در اتصالات نصب شود.

9.4.1.5 درپوش‌ها و تسمه‌های محافظ(Protective Caps and Straps)

9.4.1.5.1*

درپوش‌ها و تسمه‌های محافظ باید با روشی برداشته شوند که با دستورالعمل نصب تولیدکننده مطابقت داشته باشد.

9.4.1.5.2*

تمام درپوش‌ها و تسمه‌های محافظ باید پیش از زمان راه‌اندازی سیستم اسپرینکلر از روی اسپرینکلرها برداشته شوند.

9.4.1.5.3

درپوش‌ها و تسمه‌های محافظ مربوط به اسپرینکلرهای عمودی یا اسپرینکلرهایی که در ارتفاع بیش از ۱۰ فوت (۳٫۰ متر) از کف نصب می‌شوند، می‌توانند بلافاصله پس از نصب اسپرینکلر برداشته شوند.

9.4.2 درجه‌بندی دمایی (Temperature Ratings)

9.4.2.1*

مگر اینکه الزامات بندهای 9.4.2.2، 9.4.2.3، 9.4.2.4 یا 9.4.2.5 رعایت شده باشند، در سراسر ساختمان باید از اسپرینکلرهای با دمای معمولی(Ordinary) یا میانی (Intermediate) استفاده شود.

9.4.2.2

در مواردی که بیشینه دمای سقف از 100 درجه فارنهایت (38 درجه سلسیوس) بیشتر باشد، باید اسپرینکلرهایی با درجه‌بندی دمایی متناسب با دمای سقف طبق جدول 7.2.4.1 استفاده شود.

9.4.2.3

استفاده از اسپرینکلرهای با درجه حرارت بالا(high-temperature) در سرتاسر اشغال‌های با خطر معمولی (Ordinary)، خطر زیاد (Extra Hazard)، اشغال‌های انباری (Storage) و همچنین در موارد مجاز در این استاندارد و سایر استانداردها و کدهای NFPA مجاز است.

9.4.2.4

اسپرینکلرهای با طبقه‌بندی دمایی میانی(Intermediate) و بالا (High) باید در مکان‌هایی خاص طبق الزامات بند 9.4.2.5 نصب شوند.

9.4.2.5*

برای انتخاب اسپرینکلرهایی با طبقه‌بندی دمایی غیر از معمولی (Ordinary)، مگر اینکه دمای دیگری مشخص شده باشد یا اسپرینکلرهای با دمای بالا در تمام محل استفاده شوند، باید رویه‌های زیر رعایت شود. انتخاب دما باید مطابق با جداول 9.4.2.5(a)، 9.4.2.5(b)، 9.4.2.5(c) و شکل 9.4.2.5 انجام شود:

9.4.2.6

در صورت تغییر کاربری که منجر به تغییر دما می‌شود، نوع اسپرینکلرها نیز باید متناسب با آن تغییر یابند.

9.4.2.7*

حداقل دمای اسمی اسپرینکلرهای سقفی در انبارهای عمومی، انبارهای قفسه‌ای، انبار لاستیک خودرو، انبار رول کاغذ، و انبار پنبه‌ی فشرده باید برابر با 150 درجه فارنهایت (66 درجه سلسیوس) باشد.

9.4.3 حساسیت حرارتی (Thermal Sensitivity)

9.4.3.1*

اسپرینکلرهای مورد استفاده در اشغال‌های با خطر سبک (Light Hazard) باید یکی از انواع زیر باشند:

9.4.3.2

در مواردی که اسپرینکلر واکنش سریع نصب شده، تمام اسپرینکلرهای درون یک فضای بسته(compartment) باید از نوع واکنش سریع باشند، مگر در موارد مجاز در بندهای 9.4.3.3، 9.4.3.4، یا 9.4.3.5.

9.4.3.3

در صورت نبود اسپرینکلر واکنش سریع در بازه دمایی مورد نیاز، استفاده از اسپرینکلر واکنش استاندارد مجاز است.

9.4.3.4

الزامات بند 9.4.3.2 در مورد اسپرینکلرهای داخل قفسه‌ای (in-rack sprinklers) اعمال نمی‌شود.

9.4.3.5

در اشغال‌هایی به‌جز خطر سبک، چنانچه یک اسپرینکلر دارای فهرست برای هر دو نوع واکنش سریع و واکنش استاندارد باشد (با نواحی پوشش متفاوت)، می‌توان آن را در یک فضا با هر دو نوع فاصله‌گذاری نصب کرد، بدون نیاز به جداسازی نواحی پوشش.

9.4.3.6

زمانی که یک سیستم موجود برای اشغال‌های با خطر سبک به اسپرینکلرهای واکنش سریع یا مسکونی تغییر می‌کند، باید تمام اسپرینکلرهای داخل یک فضا تعویض شوند.

9.4.4 اسپرینکلرهایی با K-فاکتور کمتر از K-5.6 (80)

9.4.4.1

مگر در موارد مجاز طبق بند 9.4.4، اسپرینکلرها باید حداقل K-فاکتور اسمی برابر با 5.6 (80) داشته باشند.

9.4.4.2

در اشغال‌های با خطر سبک، استفاده از اسپرینکلرهایی با K-فاکتور کمتر از 5.6 (80) مجاز است، به شرط رعایت موارد زیر:

9.4.4.3

نصب اسپرینکلرهای با K-فاکتور کمتر از 5.6 (80) طبق بند 19.4.2 برای حفاظت در برابر آتش‌سوزی‌های ناشی از منابع خارجی (Exposure Fires) مجاز است.

9.4.4.4

اسپرینکلرهایی با K-فاکتور اسمی K-4.2 (57) می‌توانند در سیستم‌های خشک (Dry Pipe) و واکنش تأخیری (Preaction) برای اشغال‌های با خطر سبک، به شرطی که لوله‌کشی مقاوم به خوردگی یا گالوانیزه داخلی باشد، استفاده شوند.

9.4.5 محدودیت‌های اندازه رزوه

اسپرینکلرهایی با K-فاکتور بیشتر از 5.6 (80) که دارای رزوه NPT با قطر 1/2 اینچ (15 میلی‌متر)هستند، نباید در سیستم‌های جدید نصب شوند.

9.5 موقعیت، مکان، فاصله‌گذاری، و کاربرد اسپرینکلرها

9.5.1 کلیات

9.5.1.1

اسپرینکلرها باید مطابق با الزامات بخش 9.5، در مکان مناسب قرار گیرند، فاصله‌گذاری شوند، و در موقعیت صحیح نصب گردند.

9.5.1.2

اسپرینکلرها باید به‌گونه‌ای موقعیت‌دهی شوند که حفاظت از منطقه را متناسب با اهداف کلی این استاندارد تأمین کنند، از طریق کنترل موقعیت نصب و مساحت مجاز پوشش برای هر اسپرینکلر.

9.5.1.3

الزامات بندهای 9.5.2 تا 9.5.6 باید برای تمام انواع اسپرینکلرها اعمال شود، مگر اینکه قوانین سخت‌گیرانه‌تری در فصل‌های 10 تا 15 ارائه شده باشد.

9.5.2 مساحت‌های حفاظت‌شده توسط هر اسپرینکلر

9.5.2.1 تعیین مساحت پوشش حفاظتی(Protection Area of Coverage)

9.5.2.1.1

مساحت پوشش حفاظتی هر اسپرینکلر (As) باید به‌صورت زیر تعیین شود:

(a) فاصله بین اسپرینکلرها (یا تا دیوار یا مانع، در مورد اسپرینکلر انتهایی در خط شاخه) را در دو جهت بالا دست و پایین دست اندازه‌گیری کنید.

(b) بزرگ‌ترِ دو مقدار زیر را انتخاب کنید:

(c) این بُعد را به عنوان S تعریف کنید.

(a) فاصله عمود تا اسپرینکلر روی خط شاخه مجاور (یا تا دیوار یا مانع، در مورد آخرین خط شاخه‌ای) را از هر طرف خط شاخه‌ای که اسپرینکلر مدنظر روی آن نصب شده، اندازه‌گیری کنید.

(b) بزرگ‌ترِ دو مقدار زیر را انتخاب کنید:

(c) این بُعد را به عنوان L تعریف کنید.

۹.۵.۲.۱.۲ مساحت پوشش حفاظتی اسپرینکلر باید با ضرب بُعد S در بُعد L تعیین شود، به‌صورت زیر:

۹.۵.۲.۲ حداکثر مساحت پوشش حفاظتی
۹.۵.۲.۲.۱ حداکثر مساحت مجاز پوشش حفاظتی برای هر اسپرینکلر (As) باید مطابق با مقدار مشخص‌شده در بخش مربوط به هر نوع یا سبک اسپرینکلر باشد.
۹.۵.۲.۲.۲ حداکثر مساحت پوشش هر اسپرینکلر نباید از ۴۰۰ فوت مربع (۳۷ متر مربع) تجاوز کند.

۹.۵.۳ فاصله‌گذاری اسپرینکلر
۹.۵.۳.۱ حداکثر فاصله بین اسپرینکلرها
۹.۵.۳.۱.۱ حداکثر فاصله مجاز بین اسپرینکلرها باید بر اساس فاصله مرکز به مرکز اسپرینکلرهای مجاور باشد.
۹.۵.۳.۱.۲ این فاصله باید در امتداد شیب سقف اندازه‌گیری شود.
۹.۵.۳.۱.۳ این فاصله باید با مقدار مشخص‌شده در بخش مربوط به هر نوع یا سبک اسپرینکلر مطابقت داشته باشد.

۹.۵.۳.۲ حداکثر فاصله از دیوارها
۹.۵.۳.۲.۱ فاصله اسپرینکلرها از دیوار نباید از نصف فاصله مجاز بین اسپرینکلرها بیشتر باشد.
۹.۵.۳.۲.۲ این فاصله باید تا دیواری که پشت مبلمانی مانند کمد، کابینت یا ویترین قرار دارد اندازه‌گیری شود.
۹.۵.۳.۲.۳ زمانی که اسپرینکلرها در نزدیکی پنجره‌ها نصب می‌شوند و فضای کف اضافی ایجاد نمی‌شود، فاصله باید تا دیوار اندازه‌گیری شود.

۹.۵.۳.۳ حداقل فاصله از دیوارها
۹.۵.۳.۳.۱ حداقل فاصله مجاز بین اسپرینکلر و دیوار باید مطابق با مقدار مشخص‌شده در بخش مربوط به هر نوع یا سبک اسپرینکلر باشد.
۹.۵.۳.۳.۲ این فاصله باید به‌صورت عمود بر دیوار اندازه‌گیری شود.

۹.۵.۳.۴ حداقل فاصله بین اسپرینکلرها
۹.۵.۳.۴.۱ باید حداقل فاصله‌ای بین اسپرینکلرها حفظ شود تا از خیس شدن اسپرینکلرهای مجاور توسط اسپرینکلر فعال‌شده و از عدم فعال شدن آنها جلوگیری شود.
۹.۵.۳.۴.۲ حداقل فاصله مجاز باید با مقدار مشخص‌شده در بخش مربوط به هر نوع یا سبک اسپرینکلر مطابقت داشته باشد.

۹.۵.۴ موقعیت پخش‌کننده (دفلکتور)
۹.۵.۴.۱ فاصله از سقف
۹.۵.۴.۱.۱ فاصله بین دفلکتور اسپرینکلر و سقف باید بر اساس نوع اسپرینکلر و نوع سازه انتخاب شود.
۹.۵.۴.۱.۲ سقف‌های فلزی موج‌دار:
۹.۵.۴.۱.۲.۱ برای سقف‌هایی با موج‌هایی به عمق حداکثر ۳ اینچ (۷۵ میلی‌متر)، فاصله باید از پایین‌ترین نقطه موج اندازه‌گیری شود.
۹.۵.۴.۱.۲.۲ برای سقف‌هایی با عمق بیش از ۳ اینچ، فاصله باید از بالاترین نقطه موج اندازه‌گیری شود.
۹.۵.۴.۱.۳ در سقف‌هایی که عایق مستقیماً زیر سقف یا سازه نصب شده، فاصله دفلکتور باید از پایین عایق اندازه‌گیری شود و با الزامات ۹.۵.۴.۱.۳.۱ تا ۹.۵.۴.۱.۳.۳ مطابقت داشته باشد.
۹.۵.۴.۱.۳.۱ عایق مورد استفاده باید از نوع پشمی یا مقاوم در برابر نیروی مکش ۳ پوند بر فوت مربع (۰.۱۳کیلوگرم بر متر مربع) باشد.
۹.۵.۴.۱.۳.۲ اگر عایق به‌صورت صاف و موازی با سقف نصب شده باشد، فاصله دفلکتور از زیر عایق اندازه‌گیری می‌شود.
۹.۵.۴.۱.۳.۳ اگر عایق دچار افتادگی شود، فاصله دفلکتور باید از وسط اختلاف ارتفاع نقطه بالا و پایین عایق اندازه‌گیری شود.
(A) اگر افتادگی عایق بیش از ۶ اینچ (۱۵۰ میلی‌متر) باشد، فاصله باید از نقطه بالای عایق اندازه‌گیری شود.
(B) دفلکتور نباید بالاتر از پایین‌ترین نقطه عایق قرار گیرد.
۹.۵.۴.۱.۴ استفاده از جمع‌کننده حرارتی برای کمک به فعال‌سازی اسپرینکلر مجاز نیست.

۹.۵.۴.۲ جهت‌گیری دفلکتور
دفلکتور اسپرینکلرها باید موازی با سقف، بام یا شیب راه‌پله قرار گیرد.

۹.۵.۵ موانع در برابر پاشش اسپرینکلر
۹.۵.۵.۱ هدف عملکردی
اسپرینکلرها باید به‌گونه‌ای نصب شوند که موانع پاشش را به حداقل برسانند، مطابق با تعریف در ۹.۵.۵.۲ و ۹.۵.۵.۳، یا اسپرینکلرهای اضافی جهت اطمینان از پوشش مناسب خطر نصب شوند.
(به شکل A.9.5.5.1 مراجعه شود.)

۹.۵.۵.۲ موانع توسعه الگوی پاشش
۹.۵.۵.۲.۱ موانع پیوسته یا ناپیوسته که در فاصله‌ای کمتر یا مساوی ۱۸ اینچ (۴۵۰ میلی‌متر) زیر دفلکتور قرار دارند و از توسعه کامل الگوی پاشش جلوگیری می‌کنند، باید مطابق با ۹.۵.۵.۲ باشند.
۹.۵.۵.۲.۲ اسپرینکلرها باید در فاصله‌ای مناسب از موانعی مانند خرپا، لوله‌ها، ستون‌ها و وسایل نصب شوند، مطابق با بخش‌های ۱۰.۲ تا ۱۴.۲.

۹.۵.۵.۳ موانعی که از رسیدن آب به خطر جلوگیری می‌کنند
موانع پیوسته یا ناپیوسته‌ای که در صفحه افقی، بیش از ۱۸ اینچ (۴۵۰ میلی‌متر) زیر دفلکتور قرار دارند و باعث اختلال در رسیدن جریان آب به ناحیه حفاظت‌شده می‌شوند، باید مطابق با ۹.۵.۵.۳ باشند

۹.۵.۵.۳.۱* اسپرینکلرها باید زیر موانع ثابت با عرض بیش از ۴ فوت (۱.۲ متر) نصب شوند.
۹.۵.۵.۳.۱.۱* کف‌پوش‌های مشبک باز با عرض بیش از ۴فوت (۱.۲ متر) نیاز به حفاظت اسپرینکلری در زیر مشبک دارند.
۹.۵.۵.۳.۱.۲* اسپرینکلرهای قرارگرفته زیر موانع باید با یکی از موارد زیر مطابقت داشته باشند:
(۱) زیر مانع نصب شوند
(۲) در کنار مانع نصب شوند، به شرطی که فاصله آن‌ها از لبه بیرونی مانع بیش از ۳ اینچ (۷۵ میلی‌متر) نباشد
۹.۵.۵.۳.۱.۳ چنانچه اسپرینکلرها در کنار مانع نصب شوند، باید از نوع طبقه میانی قفسه‌ای باشند.
۹.۵.۵.۳.۱.۴ دفلکتور اسپرینکلرهای خودکار نصب‌شده زیر موانع ثابت نباید بیش از ۱۲ اینچ (۳۰۰ میلی‌متر) پایین‌تر از کف مانع قرار گیرد.
۹.۵.۵.۳.۱.۵ نصب اسپرینکلر زیر موانع غیرقابل‌احتراق با عرض بیش از ۴ فوت (۱.۲ متر) در صورتی که کف مانع حداکثر ۲۴ اینچ (۶۰۰ میلی‌متر) بالاتر از کف یا دک باشد، الزامی نیست.

۹.۵.۵.۳.۲* نصب اسپرینکلر زیر موانعی که ثابت نیستند، مانند میزهای کنفرانس، الزامی نیست.
۹.۵.۵.۳.۳ اسپرینکلرهای نصب‌شده زیر موانع باید از همان نوع (اسپری، CMSA، ESFR، مسکونی) باشند که در سقف نصب شده‌اند، مگر طبق بند ۹.۵.۵.۳.۳.۱.
۹.۵.۵.۳.۳.۱ استفاده از اسپرینکلرهای اسپری زیر درب‌های بالابر مجاز است.
۹.۵.۵.۳.۴* اسپرینکلرهای نصب‌شده زیر کف‌پوش‌های مشبک باید از نوع طبقه میانی/قفسه‌ای باشند یا به نحوی محافظت شوند که از پاشش اسپرینکلرهای سقفی در امان باشند.

۹.۵.۵.۴ کمدها
در تمام کمدها و محفظه‌ها، از جمله کمدهایی که تجهیزات مکانیکی در آن‌ها قرار دارند و حجم آن‌ها بیشتر از ۴۰۰فوت مکعب (۱۱ متر مکعب) نیست، یک اسپرینکلر در بالاترین سطح سقف کافی است، بدون توجه به موانع یا حداقل فاصله از دیوار.

۹.۵.۶ فاصله بین دفلکتور و ذخیره‌سازی
۹.۵.۶.۱* مگر اینکه الزامات بندهای ۹.۵.۶.۲، ۹.۵.۶.۳، ۹.۵.۶.۴ یا ۹.۵.۶.۵ رعایت شده باشند، فاصله بین دفلکتور اسپرینکلر و بالاترین نقطه ذخیره‌سازی یا محتویات اتاق باید حداقل ۱۸ اینچ (۴۵۰ میلی‌متر) باشد.
۹.۵.۶.۲ در مواردی که استانداردهای دیگر حداقل فاصله بیشتری را برای ذخیره‌سازی مشخص کرده باشند، باید همان‌ها رعایت شوند.
۹.۵.۶.۳ برای اسپرینکلرهای خاص، فاصله حداقل ۳۶اینچ (۹۰۰ میلی‌متر) تا ذخیره‌سازی مجاز است.
۹.۵.۶.۴ فاصله‌ای کمتر از ۱۸ اینچ (۴۵۰ میلی‌متر) بین بالای ذخیره‌سازی و دفلکتور اسپرینکلر سقفی، در صورتی مجاز است که از طریق آزمون‌های آتش‌سوزی بزرگ‌مقیاس موفق برای خطر خاص، اثبات شده باشد.
۹.۵.۶.۵ در مواردی که تایرهای لاستیکی ذخیره شده‌اند، فاصله بین بالای ذخیره‌سازی و دفلکتور اسپرینکلر نباید کمتر از ۳۶ اینچ (۹۰۰ میلی‌متر) باشد.
۹.۵.۶.۶ مقدار ۱۸ اینچ (۴۵۰ میلی‌متر) نباید ارتفاع قفسه‌ها روی دیوار یا در برابر دیوار را مطابق با بندهای ۱۰.۲.۸، ۱۰.۳.۷، ۱۱.۲.۶، و بخش‌های ۱۱.۳ و ۱۲.۱محدود کند.
۹.۵.۶.۶.۱ در مواردی که قفسه‌ها بر روی دیوار نصب شده‌اند و مستقیماً زیر اسپرینکلر نیستند، قفسه‌ها و اقلام ذخیره‌شده روی آن‌ها می‌توانند از سطحی که در ارتفاع ۱۸ اینچ (۴۵۰ میلی‌متر) زیر دفلکتور اسپرینکلر سقفی قرار دارد، فراتر روند.
۹.۵.۶.۶.۲ قفسه‌ها و هر نوع ذخیره‌سازی روی آن‌ها که مستقیماً زیر اسپرینکلرها قرار دارند، نباید از سطحی که در ارتفاع ۱۸ اینچ (۴۵۰ میلی‌متر) زیر دفلکتور اسپرینکلر سقفی قرار دارد، بالاتر روند.

مکان نصب دتکتور گاز بسته به ویژگی‌های خاص گاز مورد پایش متفاوت است. توضیحات زیر برای هر نوع دتکتور، با در نظر گرفتن این ویژگی‌ها، راهنمایی ارائه می‌دهد.

گاز طبیعی / متان (CH₄) و هیدروژن (H₂)
دتکتورهای گاز طبیعی (متان، CH₄) و هیدروژن (H₂) باید در ارتفاع بالا، تقریباً ۱۵۰ میلی‌متر از سقف نصب شوند. باید از گوشه‌ها و نقاطی که ممکن است هوای ساکن داشته باشند، اجتناب شود.

نکات کلیدی:

• ارتفاع نصب: دتکتور گاز طبیعی نباید پایین‌تر از ارتفاع بالای در نصب شود. چون گاز طبیعی کمی از هوا سبک‌تر است، به سمت بالا حرکت کرده و از سقف به پایین پخش می‌شود. در نتیجه، ممکن است از قسمت بالای در به اتاق‌های مجاور نشت کند.
• زمان پاسخ: اگر دتکتورها پایین‌تر از این ارتفاع نصب شوند، زمان بیشتری طول می‌کشد تا گاز به دتکتور برسد که می‌تواند زمان واکنش در صورت نشت گاز را به تأخیر بیندازد. جانمایی صحیح باعث می‌شود دتکتور سریع‌تر غلظت گاز در حال افزایش را شناسایی کند.
• نکات نصب: دتکتورها باید دور از سامانه‌های تهویه و موانعی که ممکن است جریان گاز را مختل کنند، نصب شوند. نگهداری و آزمون منظم دتکتورها نیز برای اطمینان از عملکرد مناسب توصیه می‌شود.

ال‌پی‌جی / پروپان (C₃H₈)
دتکتورهای LPG (پروپان، C₃H₈) باید به دلیل سنگینی بیشتر نسبت به هوا، در ارتفاع پایین نصب شوند. دتکتورها باید حدود ۱۵۰ میلی‌متر (با حداکثر ارتفاع ۴۰۰ میلی‌متر) از کف زمین فاصله داشته باشند.

نکات کلیدی:

• ارتفاع نصب: به دلیل چگالی بیشتر، LPG تمایل دارد در نزدیکی زمین تجمع یابد. جانمایی در ارتفاع مناسب باعث می‌شود دتکتور سریعاً نشت احتمالی گاز را شناسایی کند.
• عوامل محیطی: در هنگام تعیین ارتفاع نصب، باید شرایط مرطوب مانند زمین خیس شده توسط طی‌کشی یا ریختگی‌ها در نظر گرفته شود. در این موارد، دتکتورها باید بالاتر از ارتفاع تجمع احتمالی آب نصب شوند تا از هشدارهای کاذب جلوگیری شود.
• نکات نصب: دتکتورها نباید در مجاورت جریان‌های قوی هوا مانند درها، پنجره‌ها یا سامانه‌های تهویه نصب شوند. آزمون و نگهداری منظم برای اطمینان از عملکرد بهینه ضروری است.

منوکسید کربن (CO)، دی‌اکسید کربن (CO₂)

منوکسید کربن (CO):
چون وزن منوکسید کربن تقریباً با هوا برابر است، دتکتورها باید در ارتفاع بین ۱.۶ تا ۱.۸ متر از سطح زمین نصب شوند، ترجیحاً در ناحیه تنفسی.

• ارتفاع نصب: این ارتفاع امکان شناسایی مؤثر CO در جایی که افراد تنفس می‌کنند را فراهم می‌کند.

• نکات نصب: از نصب دتکتورها در نزدیکی سامانه‌های تهویه یا مناطق دارای جریان هوا اجتناب شود، چون ممکن است غلظت گاز را رقیق کرده و قرائت‌ها را نادقیق کند.

دی‌اکسید کربن (CO₂):

• دتکتورهای کلاس درس: بر اساس راهنمای IGEM/UP11، دتکتورها باید در ارتفاع سر نشسته نصب شوند. اما تجربه میدانی نشان می‌دهد که این موقعیت ممکن است باعث قرائت‌های نادرست ناشی از بازدم مستقیم شود.
• یک گزینه: برای کاهش احتمال هشدارهای کاذب، پیروی از روش نصب دتکتورهای CO₂ مشابه آشپزخانه‌های صنعتی، یعنی بالاتر از سر ایستاده، توصیه می‌شود.
• دتکتورهای آشپزخانه صنعتی: باید غلظت کلی CO₂ در مناطق کاری کارکنان را پایش کنند.
• ارتفاع و موقعیت: دتکتورها باید بین ۱ تا ۳ متر از خط پخت، بالاتر از سر ایستاده نصب شوند. نباید نزدیک لبه هود یا در مسیر مستقیم جریان تهویه نصب شوند.
• دتکتورهای آزمایشگاهی (CO₂ لوله‌کشی یا کپسولی): باید در نزدیک‌ترین نقاط نشت احتمالی مانند شیرهای گاز، رگولاتورها و محل ذخیره کپسول نصب شوند.
• ارتفاع نصب: چون CO₂ سنگین‌تر از هوا است، دتکتورها باید در ارتفاع پایین نصب شوند.
• نکات کلیدی: بازرسی و آزمون منظم این دتکتورها برای حفظ ایمنی و پایش مؤثر نشت‌ها حیاتی است.

کاهش اکسیژن (O₂):
پایش کاهش اکسیژن یک اقدام ایمنی حیاتی برای شناسایی حضور گازهای خنثی یا نجیب است که می‌توانند جای اکسیژن را بگیرند و منجر به خفگی شوند. گازهایی مانند نیتروژن (N₂) و آرگون (Ar) در محیط‌های آزمایشگاهی رایج هستند.

نیتروژن (N₂):
نیتروژن یک گاز بی‌اثر، بی‌رنگ و بی‌بو است که کمی از هوا سبک‌تر بوده و به عنوان یک گاز خفه‌کننده عمل می‌کند. نیتروژن به‌طور گسترده در آزمایشگاه‌ها به عنوان گاز حامل استفاده می‌شود و از طریق کپسول‌های قابل حمل یا لوله‌کشی تأمین می‌شود.

آرگون (Ar):
آرگون گازی بی‌اثر، بی‌رنگ، بی‌بو و بدون طعم است. غیرسمی بوده و از احتراق پشتیبانی نمی‌کند. حدود ۰.۹۳٪ از جو زمین را تشکیل می‌دهد و در کاربردهایی نیازمند اتمسفر بی‌اثر استفاده می‌شود.

• فرآیندهای صنعتی: در جوشکاری و فلزکاری برای جلوگیری از اکسیداسیون و واکنش‌های شیمیایی استفاده می‌شود.
• نگهداری مواد غذایی: برای حذف اکسیژن در بسته‌بندی و افزایش ماندگاری کاربرد دارد.
• روشنایی: در لامپ‌های فلورسنت و رشته‌ای برای جلوگیری از اکسیداسیون رشته استفاده می‌شود.

خطر خفگی: مشابه نیتروژن، آرگون با جایگزینی اکسیژن باعث کاهش سطح اکسیژن قابل تنفس می‌شود و در غلظت‌های بالا بسیار خطرناک است.

نصب دتکتور:

• نیاز به پایش: چون آرگون سنگین‌تر از هوا است، دتکتورهای پایش کاهش اکسیژن باید در ارتفاع پایین نصب شوند.
• زمان پاسخ: نصب صحیح برای هشدار زودهنگام در صورت نشت ضروری است. اگر دتکتورها خیلی بالا نصب شوند، ممکن است افراد فرصت کافی برای واکنش نداشته باشند.
• تهویه: تهویه مناسب در محیط‌هایی که از آرگون استفاده می‌شود برای کاهش خطرات حیاتی است.

• غنی‌سازی اکسیژن (O₂)
  غنی‌سازی اکسیژن به افزایش سطح اکسیژن فراتر از غلظت معمول جو، که حدود ۲۱ درصد است، اطلاق می‌شود. این پدیده می‌تواند تأثیر قابل‌توجهی بر پویایی آتش و ایمنی کلی در محیط‌های مختلف داشته باشد.
• نکات کلیدی:
  ■ خطر آتش‌سوزی: افزایش سطح اکسیژن می‌تواند فرآیند احتراق را تسریع کند و منجر به افزایش خطر آتش‌سوزی شود. موادی که در شرایط عادی ایمن یا غیرقابل اشتعال در نظر گرفته می‌شوند، ممکن است در جوهای غنی از اکسیژن بسیار قابل اشتعال شوند.
  ■ اهمیت شناسایی: شناسایی نشتی اکسیژن برای پیشگیری از خطرات احتمالی آتش‌سوزی ضروری است. پایش منظم سطح اکسیژن در محیط‌هایی که احتمال غنی‌سازی اکسیژن وجود دارد، مانند آزمایشگاه‌ها، مراکز درمانی و کاربردهای صنعتی که از اکسیژن خالص یا با غلظت بالا استفاده می‌کنند، ضروری است.
• راهبردهای تشخیص:
  ■ نصب دتکتور اکسیژن: دتکتورهای اکسیژن باید به‌صورت راهبردی در محل‌هایی که احتمال غنی‌سازی اکسیژن وجود دارد نصب شوند؛ مانند نزدیک مخازن ذخیره‌سازی اکسیژن، سامانه‌های لوله‌کشی یا تجهیزاتی که از اکسیژن خالص استفاده می‌کنند.
  ■ اقدامات تهویه: تأمین تهویه مناسب در نواحی با پتانسیل غنی‌سازی اکسیژن می‌تواند خطر آتش‌سوزی را کاهش دهد. جریان مناسب هوا می‌تواند غلظت اضافی اکسیژن را رقیق کرده و احتمال وقوع آتش‌سوزی را کاهش دهد.
• غنی‌سازی اکسیژن خطرات قابل‌توجهی ایجاد می‌کند که باید از طریق پایش مستمر، نصب راهبردی دتکتورها و اجرای پروتکل‌های اضطراری مناسب، مدیریت شوند. با مدیریت فعالانه سطح اکسیژن، سازمان‌ها می‌توانند احتمال وقوع حوادث ناشی از آتش‌سوزی را به‌طور چشمگیری کاهش دهند.

 

• پوشش منطقه‌ای: ملاحظات
  تعداد دتکتورهای گاز موردنیاز در یک منطقه مشخص، به چند عامل کلیدی بستگی دارد که شامل موارد زیر است:
• ۱. ابعاد منطقه مورد پوشش:
  ابعاد کلی فضا تعیین می‌کند که برای پوشش کافی و تشخیص به‌موقع نشت گاز به چند دتکتور نیاز است.
• ۲. ارتفاع اتاق:
  ارتفاع اتاق می‌تواند بر پراکندگی گاز تأثیر بگذارد. دتکتورها باید در ارتفاع مناسب بسته به نوع گاز پایش‌شده نصب شوند (برای گازهای سنگین مانند LPG در ارتفاع پایین و برای گازهای سبک مانند متان در ارتفاع بالا).
• ۳. تجهیزات نصب‌شده:
  وجود و نوع تجهیزات موجود در منطقه، مانند دیگ‌های گازی، اجاق‌ها یا آب‌گرم‌کن‌ها، می‌توانند ریسک‌های خاصی ایجاد کنند و نیاز به دتکتورهای اضافی داشته باشند.
• ۴. میزان لوله‌کشی:
  پیچیدگی و گستردگی لوله‌کشی گاز در منطقه می‌تواند احتمال نشتی را افزایش دهد. در نزدیکی اتصالات حیاتی یا مسیرهای طولانی لوله، ممکن است به دتکتورهای بیشتری نیاز باشد.
• ۵. نوع گاز هدف و کاربری فضا:
  هر گاز ویژگی‌ها و رفتار خاصی دارد. درک نوع گاز هدف، چگالی آن و رفتار آن در محیط برای تعیین محل نصب دتکتور ضروری است. همچنین، نوع کاربری فضا (مثلاً فضای آموزشی در برابر آشپزخانه تجاری) الزامات پایش متفاوتی را ایجاب می‌کند.

 

• راهنمایی درباره پوشش دتکتورها:
• ■ برد پوشش معمول:
  برای دتکتورهای گاز طبیعی، برد پوشش معمول ممکن است تا شعاع ۵ متر در صورت نصب روی دیوار باشد. برای دتکتورهای مونوکسید کربن، این برد می‌تواند تا ۱۰ متر افزایش یابد.
• ■ پایش دی‌اکسید کربن:
  در محیط‌های آموزشی و آشپزخانه‌های تجاری، دتکتورهای CO₂ باید به‌گونه‌ای راهبردی نصب شوند که شرایط محیطی نماینده را، به‌ویژه در ناحیه تنفسی، پایش کنند.
• ■ نوع پوشش:
  باید نوع پوشش موردنیاز نیز بررسی شود. این شامل ارزیابی این است که آیا پایش پیوسته (“پوشش گسترده”) لازم است یا بررسی نقطه‌ای (“پوشش هدفمند”) کافی است، بسته به خطرات خاص موجود در منطقه.

 

• پوشش مؤثر منطقه‌ای برای تضمین ایمنی و قابلیت اطمینان سامانه دتکتور گاز ضروری است. با ارزیابی دقیق عوامل فوق، سازمان‌ها می‌توانند راهبردهای پایش گاز خود را بهینه کرده و از خطرات ناشی از نشت گاز و پیامدهای آن جلوگیری کنند.
• پوشش گسترده (Blanket Coverage)
• پوشش گسترده به استقرار راهبردی چندین دتکتور گاز به‌صورت یکنواخت در سراسر یک ناحیه مشخص، مانند یک اتاق تجهیزات صنعتی، برای اطمینان از پایش کامل و ایمنی اطلاق می‌شود.
• 🔹 نکات کلیدی در مورد پوشش گسترده:
  توزیع یکنواخت:
  دتکتورها باید به‌صورت یکنواخت در سراسر فضا توزیع شوند تا از ایجاد هرگونه خلأ در پوشش جلوگیری شود. این امر تضمین می‌کند که هرگونه نشت گاز بدون توجه به محل وقوع آن، به‌سرعت شناسایی شود.
• هم‌پوشانی در نواحی آشکارسازی:
  چیدمان دتکتورها به‌گونه‌ای که نواحی پوشش آن‌ها کمی هم‌پوشانی داشته باشند مفید است. این افزونگی تضمین می‌کند که در صورت خرابی یا انسداد یک دتکتور، دتکتور دیگری بتواند آن ناحیه را پوشش دهد.
• طرح و چیدمان اتاق:
  چیدمان فیزیکی اتاق، از جمله نحوه قرارگیری تجهیزات، نواحی انبارش، و سامانه‌های تهویه باید در هنگام تعیین محل نصب دتکتورها در نظر گرفته شود. از نصب دتکتور در مکان‌هایی که ممکن است مسدود شده یا تحت تأثیر جریان هوا از فن‌ها یا کانال‌های تهویه قرار گیرند، باید اجتناب شود.
• نوع دتکتورها:
  گازهای مختلف ممکن است به دتکتورهای خاصی نیاز داشته باشند. باید اطمینان حاصل شود که دتکتور متناسب با گاز موجود در فضا و ویژگی‌های آن (مانند سنگین‌تر یا سبک‌تر بودن از هوا) انتخاب شده باشد.
• نگهداری و آزمون منظم:
  سامانه‌ای متشکل از چندین دتکتور نیازمند برنامه‌ نگهداری دقیق برای اطمینان از عملکرد مناسب تمامی واحدهاست. باید آزمون‌ها و کالیبراسیون منظم به‌منظور تضمین دقت و قابلیت اطمینان انجام شود.
• ❗ همچنین، تعداد دتکتورها نیز باید مورد توجه قرار گیرد. خرابی یا برداشتن یک دتکتور برای تعمیرات نباید ایمنی ناحیه تحت پوشش را به خطر اندازد. ممکن است برای پایش پیوسته و جلوگیری از آلارم‌های کاذب، تکرار (یا سه‌برابر کردن) دتکتورها و تجهیزات کنترلی الزامی باشد.
• اجرای رویکرد پوشش گسترده با دتکتورهایی که به‌طور یکنواخت مستقر شده‌اند، راهکاری ایمن و قوی برای پایش نشت گاز در نواحی حیاتی مانند اتاق تجهیزات فراهم می‌آورد. این کار با تضمین پوشش کامل، توان واکنش سازمان را در برابر خطرات احتمالی گاز بهبود می‌بخشد.

 

• پوشش هدفمند (Targeted Coverage)
• پوشش هدفمند شامل نصب راهبردی دتکتورهای گاز در مکان‌های خاصی است که احتمال نشت گاز در آن‌ها بیشتر است. این رویکرد تضمین می‌کند که پایش بر نواحی بحرانی که بیشترین احتمال نشت گاز را دارند متمرکز باشد و از این طریق ایمنی و اثربخشی واکنش را افزایش می‌دهد.
• 🔹 نکات کلیدی در مورد پوشش هدفمند:
• شناسایی نقاط احتمالی نشت:
  یک ارزیابی ریسک جامع باید انجام شود تا نقاط احتمالی نشت در تأسیسات شناسایی شود. نواحی رایج شامل موارد زیر هستند:
  ▪ دیگ‌های بخار: به‌عنوان تجهیزات اصلی مصرف‌کننده گاز، نقاط بحرانی برای نشت محسوب می‌شوند.
  ▪ لوله‌کشی‌ها: هرگونه اتصال، خم، یا اتصال در سامانه‌های لوله‌کشی گاز ممکن است در معرض نشت باشد.
  ▪ شیرها: عملکرد شیرها، به‌ویژه در سامانه‌های پرفشار، می‌تواند منجر به نشت احتمالی شود.
  ▪ دودکش‌ها و خروجی‌ها: در صورت وجود انسداد یا خرابی، گاز ممکن است از این مسیرها نشت کند.
• نزدیکی به منابع گاز:
  دتکتورها باید تا حد امکان نزدیک به نقاط شناسایی‌شده نشت نصب شوند، بدون اینکه دسترسی برای تعمیر یا بهره‌برداری محدود شود. این نوع استقرار امکان شناسایی و واکنش سریع‌تر را فراهم می‌کند.
• نوع دتکتورها:
  باید اطمینان حاصل شود که نوع دتکتور متناسب با گاز خاص مورد پایش انتخاب شود. برای مثال، از دتکتورهای گاز قابل اشتعال در نزدیکی دیگ‌ها و خطوط گاز طبیعی، و از دتکتورهای CO در نزدیکی تجهیزات احتراقی استفاده شود.
• عوامل محیطی:
  شرایط محیطی پیرامون نقاط نشت احتمالی باید در نظر گرفته شود. عواملی مانند جریان هوا، دما و رطوبت می‌توانند بر پراکندگی گاز و اثربخشی دتکتورها تأثیر بگذارند. باید اطمینان حاصل شود که دتکتورها در موقعیتی قرار گیرند که کمترین تداخل از این عوامل را داشته باشند.
• نگهداری و کالیبراسیون منظم:
  دتکتورهایی که در نقاط هدفمند نصب می‌شوند باید در قالب برنامه نگهداری منظم بررسی شوند، شامل آزمون‌های مکرر برای عملکرد و کالیبراسیون مجدد به‌منظور تضمین دقت اندازه‌گیری.
• اجرای پوشش هدفمند با نصب دتکتورها در نقاط بحرانی نشت، توانایی پایش گاز را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهد. با تمرکز منابع در نواحی پُرخطر، سازمان‌ها می‌توانند واکنشی سریع‌تر نسبت به خطرات احتمالی گاز ارائه دهند و ایمنی کلی را بهبود ببخشند.
• ❗ همچنین می‌توان از ترکیب هر دو تکنیک پایش برای افزایش سطح نظارت استفاده کرد.

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 دتکتورهای دودی اعلام حریق ساخت تاندا به دو مدل تقریبا مشابه هم به بازار عرضه می شوند. مدل TX-7130 و مدل TX-3703 هردو از تکنولوژی مادون قرمز برای تشخخیص دود به کار میروند و دارای توانایی و پوشش یکسان می باشند.

مدل های TX-7130 دارای تائیدیه LPCB,CE و CCC میباشد در حالی که مدل های TX-3703 دارای تائیدیه CCC و CE  میباشند.

در مدل های TX-7130 میتوان حساسیت بیم دتکتور را با استفاده از دیپ سوئیچ روی بیم دتکتور و همچنین با استفاده از پروگرامر دستی تنظیم کرد.

در مدل های TX-3703 به علت فقدان دیپ سوئیچ روی بیم دتکتور، فقط از طریق پروگرامر دستی میتوان حساسیت بیم دتکتور را تنظیم کرد. در مدل های TX-3703، بصورت پیشفرض کارخانه، بیم دتکتور روی حالت بسیار حساس تنظیم شده است.

در واقع تنظیم حساسیت بیم دتکتورها در جایی بکار می آید که محیط تحت پوشش، محل رفت و آمد وسایل دیزلی مثل لیفتراک یا تراکتور باشد و یا به هر دلیلی بصورت دائمی در فضای تحت پوشش بیم دتکتور مقدار کمی دود وجود داشته باشد.

از آنجا که این روزها اغلب وسایل حمل بکار رفته در سوله ها از گاز یا باطری استفاده می کنند و فضای تحت پوشش ( سوله ها ) را دچار دود گرفتگی نمی کنند، احتیاج به کم کردن حساسیت بیم دتکتور نخواهد بود و در نتیجه اعلام آتش کاذب توسط بیم دتکتور صورت نمی گیرد.

هر دو مدل بیم دتکتورهای تاندا می توانند یک محیط با قطر 15 متر ( شعاع 7.5 متر از چپ و راست ) و طول حداقل 8 و حداکثر 100 متر را به راحتی پوشش دهند.

از نظر کیفیت عملکرد بین این دو مدل هیچ گونه تفاوتی وجود ندارد و هر دو به خوبی هم هستند.

بیم دتکتور مدل TX-7130 توسط آزمایشگاه خصوصی LPCB انگلستان تائید شده است و قابل فروش در اتحادیه اروپا و انگلستان می باشد.

بیم دتکتور تاندا مدل TX-3703 توسط آزمایشگاه دولتی کشور چین تائید شده است و قابل فروش در کشور چین می باشد.

اخذ تائیدیه های معتبر بین المللی نظیر LPCB بسیار گران قیمت هستند و به همین دلیل بیم دتکتورهای تاندا مدل TX-7130 بسیار گران تر از بیم دتکتورهای تاندا مدل TX-3703 هستند.

از آنجا که کارخانه تولید کننده بیم دتکتور تاندا در کشور چین است و برای مصارف داخل چین احتیاج به تائیدیه های آزمایشگاه های اروپایی نخواهد بود، این کارخانه بیم دتکتور مدل TX-3703 را به بازار داخلی چین معرفی نمود. این مدل سال ها در کشور چین امتحان خود را به خوبی پس داده است.

برای مدل TX-3703 میتوان یک پروگرامر دستی تهیه کرد که قیمت آن در حدود 200 دلار می باشد.

قیمت بیم دتکتور تاندا مدل TX-7130 در بازار ایران در حدود 200 دلار و توسط شرکت اسپین الکتریک در حدود 150 دلار عرضه می شوند و بیم دتکتورهای تاندا مدل TX-3703 در بازار در حدود 190 دلار و در شرکت اسپین در حدود 145 دلار به فروش میرسند.

برای هر دو مدل چهار عدد رفلکتور یا آینه داخل جعبه قرار داده شده که برای از 8 تا 40 متر، یک عدد آینه و برای از 40 تا 100 متر احتیاج به استفاده از هر چهار آینه خواهد بود.

تنظیم و راه اندازی و همچنین اتصال صحیح بیم دتکتور ها به پنل کنترل مرکزی نیاز به یک متخصص دارد و خارج از توانائی نصاب های معمولی یا برقکارهای ساختمانی است.علی الخصوص اتصال بیم دتکتورها به پنل های اعلام حریق آدرس پذیر و برنامه نویسی آنها نیاز به دانش مهندسی دارد. به یاد داشته باشید که عملکرد صحیح بیم دتکتورها با طریق نصب و راه اندازی آنها رابطه مستقیم دارد.

وارد کننده عمده محصولات بیم دتکتور تاندا در ایران شرکت خصوصی اسپین الکتریک می باشد.

 

 

پیوست G اطلاعات عمومی درباره دی‌اکسید کربن
این پیوست بخشی از الزامات این سند NFPA نیست، بلکه فقط برای اهداف اطلاعاتی ارائه شده است.
G.1 دی‌اکسید کربن به طور متوسط با غلظت حدود ۰.۰۴ درصد حجمی در جو وجود دارد. این ماده همچنین محصول نهایی طبیعی متابولیسم انسان و حیوانات است. دی‌اکسید کربن به چندین روش مهم بر برخی عملکردهای حیاتی تأثیر می‌گذارد، از جمله کنترل تنفس، گشاد شدن و تنگ شدن رگ‌های خونی – به ویژه در مغز – و تنظیم pH مایعات بدن. غلظت دی‌اکسید کربن در هوا نرخ آزادسازی دی‌اکسید کربن از ریه‌ها را کنترل می‌کند و بنابراین بر غلظت دی‌اکسید کربن در خون و بافت‌ها تأثیر می‌گذارد. افزایش غلظت دی‌اکسید کربن در هوا می‌تواند خطرناک شود، زیرا باعث کاهش نرخ آزادسازی دی‌اکسید کربن از ریه‌ها و کاهش دریافت اکسیژن می‌شود. اطلاعات بیشتر در مورد مواجهه با دی‌اکسید کربن را می‌توان از انتشارات شماره 76-194 اداره بهداشت و خدمات انسانی آمریکا (NIOSH) به دست آورد. ملاحظات ایمنی پرسنل در بخش ۴.۳ پوشش داده شده است.
جدول G.1 اطلاعاتی درباره اثرات حاد سلامتی ناشی از غلظت‌های بالای دی‌اکسید کربن ارائه می‌دهد.

دی‌اکسید کربن یک محصول تجاری استاندارد با کاربردهای فراوان است. این گاز شاید بیشتر به عنوان گازی که به نوشابه‌ها و سایر نوشیدنی‌های گازدار حالت “فیز” می‌دهد، شناخته شده باشد. در کاربردهای صنعتی، دی‌اکسید کربن به دلیل خواص شیمیایی، خواص مکانیکی به عنوان عامل فشاردهنده، یا خواص سرمایشی به صورت یخ خشک استفاده می‌شود.
در کاربردهای اطفاء حریق، دی‌اکسید کربن دارای چندین ویژگی مطلوب است. این گاز غیرخورنده، بدون آسیب‌رسانی و بدون باقی گذاشتن باقی‌مانده‌ای برای تمیزکاری پس از حریق است. همچنین فشار مورد نیاز برای تخلیه از طریق لوله‌ها و اسپرینکلرها را خود تأمین می‌کند. چون یک گاز است، به راحتی نفوذ کرده و به همه بخش‌های خطر گسترش می‌یابد. دی‌اکسید کربن رسانای الکتریسیته نیست و بنابراین می‌توان از آن در خطرات برقی فعال استفاده کرد. این گاز می‌تواند تقریباً برای تمام مواد قابل احتراق به جز چند فلز فعال، هیدریدهای فلزی و موادی مانند نیترات سلولز که دارای اکسیژن آزاد هستند، به طور مؤثر استفاده شود.
در شرایط معمول، دی‌اکسید کربن گازی بی‌رنگ و بی‌بو با چگالی حدود ۵۰ درصد بیشتر از چگالی هوا است. بسیاری از افراد ادعا می‌کنند که می‌توانند بوی دی‌اکسید کربن را حس کنند، اما این احتمالاً به دلیل وجود ناخالصی‌ها یا تأثیرات شیمیایی در بینی است. دی‌اکسید کربن به راحتی با فشرده‌سازی و سرمایش به مایع تبدیل می‌شود. با سرمایش و انبساط بیشتر، می‌توان آن را به حالت جامد نیز تبدیل کرد.
رابطه بین دما و فشار دی‌اکسید کربن مایع در منحنی شکل G.1 نشان داده شده است. با افزایش دمای مایع، فشار نیز افزایش می‌یابد. با افزایش فشار، چگالی بخار بالای مایع افزایش می‌یابد. از سوی دیگر، مایع با افزایش دما منبسط شده و چگالی آن کاهش می‌یابد. در دمای ۸۷.۸ درجه فارنهایت (۳۱ درجه سانتی‌گراد)، مایع و بخار چگالی یکسانی دارند و در نتیجه فاز مایع ناپدید می‌شود. این دما به عنوان دمای بحرانی دی‌اکسید کربن شناخته می‌شود. در دمای زیر دمای بحرانی [۸۷.۸ درجه فارنهایت (۳۱ درجه سانتی‌گراد)]، دی‌اکسید کربن در یک مخزن بسته به صورت بخشی مایع و بخشی گاز است. بالاتر از دمای بحرانی، کاملاً به حالت گاز در می‌آید.
یکی از ویژگی‌های غیرمعمول دی‌اکسید کربن این است که نمی‌تواند به صورت مایع در فشارهای کمتر از ۶۰.۴ psi [۷۵ psi مطلق (۵۱۷ کیلوپاسکال)] وجود داشته باشد. این فشار نقطه سه‌گانه است که در آن دی‌اکسید کربن می‌تواند به صورت جامد، مایع یا بخار باشد. زیر این فشار، بسته به دما، دی‌اکسید کربن باید یا به صورت جامد یا گاز باشد.
اگر فشار در یک مخزن ذخیره‌سازی با تخلیه بخار کاهش یابد، بخشی از مایع تبخیر می‌شود و مایع باقی‌مانده سردتر می‌شود. در فشار ۶۰.۴ psi [۷۵ psi مطلق (۵۱۷ کیلوپاسکال)]، مایع باقی‌مانده به یخ خشک در دمای ۶۹.۹- درجه فارنهایت (۵۷- درجه سانتی‌گراد) تبدیل می‌شود. کاهش بیشتر فشار به فشار اتمسفری، دمای یخ خشک را به دمای طبیعی ۱۰۹.۳- درجه فارنهایت (۷۹- درجه سانتی‌گراد) کاهش می‌دهد.
همین فرآیند زمانی اتفاق می‌افتد که دی‌اکسید کربن مایع به اتمسفر تخلیه شود. بخش بزرگی از مایع به بخار تبدیل شده و حجم آن به شدت افزایش می‌یابد. بقیه به ذرات ریز یخ خشک در دمای ۱۰۹.۳- درجه فارنهایت (۷۹- درجه سانتی‌گراد) تبدیل می‌شود. این یخ خشک یا برف باعث می‌شود که تخلیه ظاهری ابری سفیدرنگ داشته باشد. دمای پایین همچنین موجب چگالش بخار آب موجود در هوای مکیده شده می‌شود، به طوری که مه آب معمولی تا مدتی پس از تصعید یخ خشک باقی می‌ماند.
دی‌اکسید کربن گازی بی‌رنگ، بی‌بو، غیررسانای الکتریکی و بی‌اثر است که یک محیط مناسب برای اطفاء حریق محسوب می‌شود. دی‌اکسید کربن مایع هنگام آزادسازی مستقیم به اتمسفر، به یخ خشک (“برف”) تبدیل می‌شود. گاز دی‌اکسید کربن ۱.۵ برابر سنگین‌تر از هوا است. دی‌اکسید کربن با کاهش غلظت اکسیژن، بخار سوخت، یا هر دو در هوا تا جایی که احتراق متوقف شود، آتش را خاموش می‌کند. (به بخش ۴.۳ مراجعه شود.)

سیستم‌های اطفاء حریق دی‌اکسید کربن در محدوده این استاندارد برای خاموش کردن آتش‌های مربوط به خطرات خاص یا تجهیزات در کاربری‌های زیر مفید هستند:
(۱) در جایی که یک محیط بی‌اثر و غیررسانای الکتریکی ضروری یا مطلوب باشد
(۲) در جایی که پاکسازی سایر محیط‌ها مشکل ایجاد کند
(۳) در جایی که نصب چنین سیستم‌هایی نسبت به سیستم‌هایی که از محیط‌های دیگر استفاده می‌کنند، اقتصادی‌تر باشد

برخی از انواع خطرات و تجهیزاتی که سیستم‌های دی‌اکسید کربن می‌توانند به طور رضایت‌بخشی از آن‌ها محافظت کنند شامل موارد زیر است:
(۱) مواد مایع قابل اشتعال (به بخش ۴.۵.۴.۹ مراجعه شود.)
(۲) خطرات الکتریکی مانند ترانسفورماتورها، کلیدها، قطع‌کننده‌های مدار، تجهیزات چرخشی و تجهیزات الکترونیکی
(۳) موتورهایی که از بنزین و سایر سوخت‌های مایع قابل اشتعال استفاده می‌کنند
(۴) مواد قابل احتراق معمولی مانند کاغذ، چوب و منسوجات
(۵) جامدات خطرناک

G.2 اطلاعات بیشتر درباره خواص فیزیکی دی‌اکسید کربن در “راهنمای مهندسی حفاظت از حریق SFPE” قابل دسترسی است.

استاندارد NFPA 86 یکی از مهم‌ترین استانداردهای ایمنی صنعتی است که با هدف کاهش خطرات ناشی از آتش‌سوزی، انفجار و سایر حوادث در کوره‌ها و اجاق‌های صنعتی تدوین شده است. این استاندارد برای مهندسان، اپراتورها و مدیران ایمنی در صنایعی مانند متالورژی، سرامیک و شیمیایی اهمیت حیاتی دارد. با افزایش میزان تولید صنعتی و استفاده از فرآیندهای حرارتی در صنایع مختلف، رعایت این استانداردها برای تضمین ایمنی و بهینه‌سازی عملکرد تجهیزات ضروری است. این استاندارد نه‌تنها در ایمنی نقش دارد، بلکه موجب افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌های تعمیرات و نگهداری نیز می‌شود.

دتکتور شعله و عملکرد آن

دتکتور شعله، یکی از اصلی‌ترین تجهیزات ایمنی در فرآیندهای حرارتی صنعتی است که وظیفه شناسایی وجود شعله در محیط را بر عهده دارد. این تجهیزات به‌طور مستقیم در کاهش ریسک آتش‌سوزی و جلوگیری از انفجار نقش دارند. عدم استفاده از دتکتورهای مناسب یا نصب نادرست آن‌ها می‌تواند خسارات جبران‌ناپذیری به بار آورد.

اهمیت دتکتور شعله

دتکتورهای شعله برای تشخیص حضور آتش از فناوری‌های مختلفی استفاده می‌کنند که از جمله آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

استانداردهای نصب دتکتور شعله

براساس بندهای 8.2.2 و 8.2.5 استاندارد NFPA 86، نصب دتکتورهای شعله باید مطابق دستورالعمل‌های سازنده و استانداردهای بین‌المللی باشد. در نظر گرفتن موارد زیر می‌تواند از بروز مشکلات جلوگیری کند:

عملکرد سیستم‌های ایمنی احتراق

علاوه بر دتکتورهای شعله، سیستم‌های ایمنی احتراق (Combustion Safeguard Systems) نیز نقش مهمی در حفاظت از فرآیندهای حرارتی دارند. این سیستم‌ها شامل مجموعه‌ای از تجهیزات نظارتی، شیرهای ایمنی و سیستم‌های کنترلی هستند که با تشخیص تغییرات غیرعادی در احتراق، عملکرد دستگاه را کنترل می‌کنند.

اجزای کلیدی سیستم‌های ایمنی احتراق

نقش سنسورهای فرابنفش در تشخیص شعله

سنسورهای فرابنفش (UV Sensors) یکی از ابزارهای مهم در تشخیص شعله‌های آتش هستند، اما ممکن است در اثر خرابی، دیگر قادر به تشخیص خاموش شدن شعله نباشند. به همین دلیل، استاندارد NFPA 86 توصیه می‌کند که این سنسورها دارای قابلیت خودبررسی‌کننده (Self-Checking UV Detectors) باشند یا به‌صورت دوره‌ای آزمایش شوند.

تنظیمات دمایی و تهویه ایمنی در کوره‌ها

کنترل دمای سوخت

تنظیم محدودیت دمای اضافی

اهمیت تهویه ایمنی

استفاده از PLC در نظارت بر دمای کوره‌ها

امروزه استفاده از PLC (Programmable Logic Controller) برای نظارت بر دما و عملکرد تجهیزات صنعتی به‌شدت رایج شده است. این سیستم‌ها می‌توانند به‌صورت خودکار وضعیت سنسورها و تجهیزات ایمنی را تحلیل کرده و در صورت بروز هرگونه ناهنجاری، اقدامات لازم را انجام دهند. مزایای استفاده از PLC شامل:

نکات ایمنی در زمان قطع برق

استاندارد NFPA 86 تأکید دارد که مدارهای الکتریکی مرتبط با فرآیندهای احتراقی، در شرایط اضطراری باید به‌صورت خودکار یا دستی قطع شوند. این موارد شامل:

نتیجه‌گیری

استاندارد NFPA 86 مجموعه‌ای از دستورالعمل‌های مهم برای ایمنی فرآیندهای صنعتی ارائه می‌دهد. استفاده صحیح از دتکتورهای شعله، سیستم‌های ایمنی احتراق، کنترل دمای کوره و تهویه مناسبمی‌تواند خطرات ناشی از آتش‌سوزی و انفجار را کاهش دهد. علاوه بر این، نظارت هوشمند با استفاده از PLC و رعایت الزامات نصب و نگهداری، نقش مهمی در بهبود عملکرد تجهیزات و افزایش طول عمر آن‌ها دارد.

بیشتر بخوانید: رفع خطای سیستم اعلام حریق

توصیه‌های نهایی:

با رعایت این موارد، می‌توان ایمنی در محیط‌های صنعتی را بهبود بخشید و از وقوع حوادث جلوگیری کرد.