دتکتور گاز نیمه‌هادی چیست؟

۷.۱ enclosure

۷.۱.۱ در طراحی سیستم اطفاء حریق به روش سیلاب کامل، ویژگی‌هایenclosure محافظت‌شده باید مورد توجه قرار گیرد.
۷.۱.۲ مساحت منافذی که قابل بسته شدن نیستند در enclosure محافظت‌شده باید به حداقل برسد.
۷.۱.۳ مرجع ذی‌صلاح می‌تواند برای اطمینان از عملکرد سیستم مطابق با الزامات این استاندارد، از سیستم‌های فشرده‌سازی/افزایش فشار یا آزمایش‌های دیگر استفاده کند. (برای اطلاعات بیشتر به پیوست D مراجعه کنید.)
۷.۱.۴ برای جلوگیری از از دست رفتن عامل از طریق منافذ به خطرات یا مناطق کاری مجاور، منافذ باید به طور دائمی مهر و موم شده یا مجهز به بسته‌کننده‌های خودکار باشند.
۷.۱.۵ در صورتی که محدود کردن عامل عملی نباشد، یکی از موارد زیر باید اعمال شود:
(۱) حفاظت باید گسترش یابد تا شامل خطرات یا مناطق کاری متصل مجاور شود.
(۲) عامل اضافی باید از طریق پیکربندی تخلیه گسترش‌یافته به enclosure محافظت‌شده وارد شود.
۷.۱.۶ در صورتی که یک سیستم اطفاء حریق به روش سیلاب کامل با عامل پاک برای حفاظت از یک اتاق با کف بلند یا فرورفته در نظر گرفته شده باشد، اتاق و کف بلند یا فرورفته باید به طور همزمان محافظت شوند.
۷.۱.۶.۱ اگر فقط فضای زیر کف بلند قرار است توسط سیستم سیلاب کامل محافظت شود، باید از گاز بی‌اثر برای محافظت از آن فضا استفاده شود.
۷.۱.۶.۲ هر حجم، اتاق و کف بلند یا فرورفته که باید محافظت شود باید دارای دتکتورها، شبکه لوله‌کشی و نازل‌ها باشد.
۷.۱.۷ به جز سیستم‌های تهویه شناسایی شده در بند ۷.۱.۷.۲، سیستم‌های تهویه هوای فشرده، شامل سیستم‌های تهویه بازگشتی مستقل، باید به طور خودکار خاموش یا بسته شوند در صورتی که ادامه کار آن‌ها عملکرد سیستم اطفاء حریق را تحت تأثیر منفی قرار دهد یا منجر به گسترش آتش شود.
۷.۱.۷.۱ در صورتی که سیستم تهویه هوای فشرده یا بازگشتی مستقل به طور خودکار خاموش یا بسته نشود، حجم کانال‌های سیستم تهویه بازگشتی خود-contained که در زیر ارتفاع سقف فضای محافظت‌شده نصب شده‌اند باید به عنوان بخشی از حجم کل خطر هنگام تعیین مقدار عامل در نظر گرفته شود.
۷.۱.۷.۲ سیستم‌های تهویه‌ای که برای تأمین ایمنی ضروری هستند نیازی به خاموش شدن هنگام فعال‌سازی سیستم اطفاء حریق ندارند.
۷.۱.۷.۳ در صورتی که سیستم تهویه مجاز به ادامه کار طبق بند ۷.۱.۷.۲باشد، باید تخلیه گسترش‌یافته عامل فراهم شود تا غلظت طراحی برای مدت زمان مورد نیاز حفاظت حفظ شود.
۷.۱.۸ enclosure محافظت‌شده باید دارای استحکام ساختاری و یکپارچگی لازم برای نگهداری تخلیه عامل باشد.
۷.۱.۸.۱ اگر فشارهای ایجادشده تهدیدی برای استحکام ساختاریenclosure ایجاد کند، باید تهویه فراهم شود تا از فشارهای زیاد جلوگیری شود.
۷.۱.۸.۲ طراحان باید به دستورالعمل‌های سازنده سیستم در خصوص تهویهenclosure مشورت کنند. (برای منطقه تهویه relief فشار یا مساحت معادل نشت، به بند ۶.۱.۲.۵(۲۸) مراجعه کنید.)

۷.۲ الزامات غلظت طراحی

۷.۲.۱ عمومی
۷.۲.۱.۱ غلظت حداقل اطفاء حریق یا غلظت بی‌اثر باید برای تعیین غلظت طراحی حداقل برای سوخت خاص استفاده شود.
۷.۲.۱.۲ برای ترکیب‌های سوختی، باید از غلظت حداقل اطفاء حریق یا غلظت بی‌اثر برای سوختی که نیاز به بالاترین غلظت دارد استفاده شود مگر اینکه آزمایش‌هایی روی ترکیب واقعی انجام شده باشد.

۷.۲.۲ خاموش کردن شعله

۷.۲.۲.۱ خطرات کلاس A
۷.۲.۲.۱.۱ غلظت حداقل اطفاء حریق برای سوخت‌های کلاس A باید از طریق آزمایش به عنوان بخشی از برنامه فهرست‌بندی مطابق با بند ۷.۲.۲.۳تعیین شود.

۷.۲.۲.۱.۲ غلظت حداقل طراحی برای یک خطر سطحی کلاس A باید از طریق بزرگ‌ترین مورد از موارد زیر تعیین شود:
(۱) غلظت اطفاء حریق، همانطور که در بند ۷.۲.۲.۱.۱ تعیین شده است، ضرب در یک عامل ایمنی ۱.۲ برای سیستم‌هایی با شناسایی و فعال‌سازی خودکار (به بند ۹.۱.۲ مراجعه کنید) یا ۱.۳ برای سیستم‌هایی با فعال‌سازی دستی فقط (به بند ۹.۱.۱.۱ مراجعه کنید).
(۲) برابر با حداقل غلظت اطفاء حریق برای هپتان همانطور که از بند ۷.۲.۲.۲.۱ (۲) تعیین شده است.

۷.۲.۲.۱.۳ غلظت حداقل طراحی برای آتش‌های عمیق باید از طریق آزمایش خاص کاربردی تعیین شود.

۷.۲.۲.۲ خطرات کلاس B
۷.۲.۲.۲.۱ غلظت اطفاء حریق برای سوخت‌های کلاس B باید از طریق بزرگ‌ترین مورد از موارد زیر تعیین شود:
(۱) غلظت کلاس B همانطور که از طریق یک برنامه فهرست‌بندی مطابق با بند ۷.۲.۲.۳ تعیین شده است.
(۲) غلظت اطفاء حریق برای سوخت خاص، همانطور که از طریق روش فنجان برنر (به پیوست B مراجعه کنید) تعیین شده است.
هشدار: در شرایط خاص، ممکن است خاموش کردن یک جت گاز در حال سوخت خطرناک باشد. به عنوان اولین اقدام، تأمین گاز را قطع کنید.

۷.۲.۲.۲.۲ تجهیزات اندازه‌گیری که در استفاده از روش فنجان برنر به کار می‌روند باید کالیبره شده باشند.
۷.۲.۲.۲.۳ غلظت حداقل طراحی برای یک خطر سوخت کلاس B باید غلظت اطفاء حریق، همانطور که در بند ۷.۲.۲.۲.۱ تعیین شده است، ضرب در یک عامل ایمنی ۱.۳ باشد.

۷.۲.۲.۳ برنامه فهرست‌بندی
به حداقل، برنامه فهرست‌بندی باید مطابق با UL 2127، سیستم‌های اطفاء حریق با گاز بی‌اثر تمیز، یا UL 2166، سیستم‌های اطفاء حریق با گاز هالوکربن تمیز، یا معادل آن باشد.

۷.۲.۲.۴ خطرات کلاس C
۷.۲.۲.۴.۱ غلظت حداقل طراحی برای یک خطر کلاس C باید غلظت حداقل اطفاء حریق کلاس A باشد، همانطور که در بند ۷.۲.۲.۱.۱ تعیین شده است، ضرب در یک عامل ایمنی ۱.۳۵.
۷.۲.۲.۴.۲ غلظت حداقل طراحی برای فضاهایی که حاوی خطرات الکتریکی انرژی‌دار با ولتاژ بالاتر از ۴۸۰ ولت هستند و در حین و بعد از تخلیه برق دارند، باید از طریق تحلیل خطر و آزمایشات لازم تعیین شود.

۷.۲.۳ بی‌اثر کردن
۷.۲.۳.۱ غلظت بی‌اثر باید از طریق آزمایش تعیین شود.
۷.۲.۳.۲ غلظت بی‌اثر باید در تعیین غلظت طراحی عامل استفاده شود زمانی که شرایطی برای بازگشت مجدد یا انفجار وجود دارد.
۷.۲.۳.۳ غلظت حداقل طراحی برای بی‌اثر کردن جو یک enclosure که خطر آن یک مایع یا گاز قابل اشتعال است، باید غلظت بی‌اثر ضرب در یک عامل ایمنی ۱.۱ باشد.

۷.۳ مقدار سیستم سیلاب کامل
۷.۳.۱ مقدار عامل هالوکربنی که برای دستیابی به غلظت طراحی مورد نیاز است، باید از طریق معادله زیر محاسبه شود:

مقادیر پارامترها عبارتند از:

W = مقدار عامل پاک کننده [پوند (کیلوگرم)]

V = حجم خالص خطر، که به‌صورت حجم ناخالص منهای حجم ساختارهای ثابت غیر قابل نفوذ به بخار عامل پاک کننده محاسبه می‌شود [فوت‌مکعب (مترمکعب)]

C = غلظت طراحی عامل (درصد حجم)

s = حجم ویژه بخار عامل فوق‌گرم در فشار 1 اتمسفر و دمای حداقل پیش‌بینی شده [درجه فارنهایت (درجه سلسیوس)] از حجم حفاظت‌شده [فوت‌مکعب/پوند (مترمکعب/کیلوگرم)]

7.3.1.1 غلظت عامل هالوکربنی که در محفظه حفاظت‌شده توسعه خواهد یافت، باید در دمای حداقل و حداکثر طراحی با استفاده از معادله زیر محاسبه شود:

مقادیر پارامترها عبارتند از:

C = غلظت عامل [درصد حجم]

W = مقدار نصب‌شده عامل [پوند (کیلوگرم)]

s = حجم ویژه گاز عامل در دمای حداقل/حداکثر طراحی خطر [فوت‌مکعب/پوند (مترمکعب/کیلوگرم)]

V = حجم محفظه ساخته‌شده [فوت‌مکعب (مترمکعب)]

7.3.1.2 غلظت‌های عامل محاسبه‌شده بر اساس داده‌های ساخته‌شده و نصب‌شده و دماهای حداقل و حداکثر طراحی فضای حفاظت‌شده باید طبق الزامات 6.1.2.7 و 6.2.4 ثبت شوند.

7.3.2* مقدار عامل گاز بی‌اثر مورد نیاز برای دستیابی به غلظت طراحی باید با استفاده از معادله 7.3.2، 7.3.2.1a یا 7.3.2.1b محاسبه شود:

مقادیر پارامترها عبارتند از:

X = حجم گاز بی‌اثر اضافه‌شده در شرایط استاندارد 14.7 psi مطلق، 70°F (1.013 بار مطلق، 21 درجه سلسیوس) به ازای حجم فضای خطر [فوت‌مکعب/فوت‌مکعب (مترمکعب/مترمکعب)]

sJ = حجم ویژه گاز بی‌اثر در 70°F (21 درجه سلسیوس) و 14.7 psi مطلق (1.013 بار مطلق)

s = حجم ویژه گاز بی‌اثر در 14.7 psi مطلق و دمای حداقل طراحی [درجه فارنهایت (درجه سلسیوس)] از حجم حفاظت‌شده [فوت‌مکعب/پوند (مترمکعب/کیلوگرم)]

C = غلظت طراحی گاز بی‌اثر (درصد حجم)

7.3.2.1* معادله جایگزینی برای محاسبه غلظت‌های عامل گاز بی‌اثرمجاز است، به‌شرح زیر:

t = حداقل دمای پیش‌بینی شده در حجم محافظت‌شده (در فارنهایت)

جایی که:

t = حداقل دمای پیش‌بینی شده در حجم محافظت‌شده (در سلسیوس)

7.3.2.2 مقدار طراحی شده گاز بی‌اثر در واحدهای جرم باید به صورت زیر محاسبه شود:

جایی که:

W = مقدار گاز بی‌اثر [پوند (کیلوگرم)]
V = حجم خطر [پای³ (متر³)]
[7.3.2.2a]
[7.3.2.2b]
s = حجم ویژه گاز در دمای خطر [پای³ /پوند (متر³ /کیلوگرم)]
C = غلظت گاز بی‌اثر [% حجم]

7.3.2.3 غلظت گاز بی‌اثر تمیز که در محفظه محافظت‌شده تولید خواهد شد، باید در دمای طراحی حداقل و حداکثر محاسبه شود، با استفاده از یکی از معادلات زیر:

جایی که:

C = غلظت گاز [٪ حجم]
W = مقدار نصب‌شده گاز [پوند (کیلوگرم)]
s = حجم ویژه گاز در دمای طراحی حداقل/حداکثر خطر [پای³ /پوند (متر³ /کیلوگرم)]
V = حجم محفظه ساخته‌شده [پای³ (متر³)]

7.3.3* عوامل طراحی. در صورتی که شرایط خاصی بر کارایی اطفاء حریق تأثیر بگذارد، حداقل مقدار گاز باید از طریق استفاده از عوامل طراحی افزایش یابد.

7.3.3.1 * عامل طراحی تی. غیر از موارد شناسایی‌شده در 7.3.3.1.3، هنگامی که یک منبع گاز واحد برای محافظت از چندین خطر استفاده می‌شود، باید از عامل طراحی جدول 7.3.3.1 استفاده شود.

7.3.3.1.1 برای کاربرد جدول 7.3.3.1، تعداد عامل طراحی تی باید برای هر خطری که سیستم از آن محافظت می‌کند، با استفاده از راهنماهای زیر تعیین شود:
(1) از نقطه‌ای که سیستم لوله‌کشی وارد خطر می‌شود، تعداد تی‌های موجود در مسیر جریان که به منبع گاز برمی‌گردند باید در تعداد عامل طراحی تی برای آن خطر گنجانده شود (تی‌های استفاده‌شده در یک منیفولد را شامل نشوید).
(2) هر تی که در داخل خطر گاز را به خطر دیگری می‌رساند، باید در تعداد عامل طراحی تی برای آن خطر گنجانده شود.

7.3.3.1.2 خطر با بزرگ‌ترین تعداد عامل طراحی تی باید در جدول 7.3.3.1 برای تعیین عامل طراحی استفاده شود.

7.3.3.1.3 برای سیستم‌هایی که آزمون تخلیه را با موفقیت پشت سر می‌گذارند، این عامل طراحی اعمال نخواهد شد.

7.3.3.2* عوامل طراحی اضافی. طراح باید عوامل طراحی اضافی را برای هر یک از موارد زیر تعیین و مستند کند:
(1) دهانه‌های غیرقابل بستن و تأثیر آن‌ها بر توزیع و غلظت (برای جزئیات بیشتر به 7.6.3 مراجعه کنید).
(2) کنترل گازهای اسیدی
(3) بازآتش‌سوزی از سطوح گرم‌شده
(4) نوع سوخت، پیکربندی‌ها، سناریوهایی که به طور کامل در غلظت اطفاء حریق، هندسه محفظه و موانع در نظر گرفته نشده‌اند و تأثیر آن‌ها بر توزیع.

7.3.3.3* عامل طراحی برای فشار محفظه. مقدار طراحی گاز تمیز باید طبق جدول 7.3.3.3 تنظیم شود تا فشارهای محیطی که بیشتر از 11 درصد (معادل تقریباً 3000 فوت (915 متر) تغییر ارتفاع) از فشارهای استاندارد سطح دریا [29.92 اینچ جیوه در 70°F (760 میلیمتر جیوه در 0°C)] متفاوت است، جبران شود.

7.4* مدت زمان حفاظت.
7.4.1 برای سیستم‌های اطفاء حریق شعله‌ای، حداقل غلظت 85 درصد از حداقل غلظت طراحی باید در بالاترین ارتفاع محتوای محافظت‌شده در داخل خطر برای مدت زمان 10 دقیقه یا مدت زمانی کافی برای پاسخگویی پرسنل آموزش‌دیده حفظ شود.
7.4.2 برای سیستم‌های بی‌اثر کننده، حداقل غلظت نباید کمتر از غلظت بی‌اثر کننده تعیین‌شده مطابق با 7.2.3.1 باشد و باید در طول فضای محافظت‌شده برای مدت زمانی کافی برای پاسخگویی پرسنل آموزش‌دیده حفظ شود.

7.5 سیستم توزیع.
7.5.1 * زمان تخلیه اولیه.
7.5.1.1* برای گازهای هالوکربنی، زمان تخلیه نباید بیشتر از 10 ثانیه باشد یا طبق الزامات مقامات مسئول.
7.5.1.2 برای گازهای بی‌اثر، زمان تخلیه نباید بیشتر از 60 ثانیه برای خطرات سوخت کلاس B، 120 ثانیه برای خطرات آتش‌سوزی سطحی کلاسA یا خطرات کلاس C باشد یا طبق الزامات مقامات مسئول. (برای جزئیات بیشتر به A.7.5.1.1 مراجعه کنید.)
7.5.1.3* محاسبات جریان انجام شده طبق بخش 6.2 یا طبق دستورالعمل‌های سیستم‌های پیش‌مهندسی‌شده فهرست‌شده باید برای اثبات انطباق با 7.5.1.1 یا 7.5.1.2 استفاده شود.
7.5.1.4 برای سیستم‌های پیشگیری از انفجار، زمان تخلیه گازها باید به گونه‌ای باشد که غلظت حداقل طراحی بی‌اثر قبل از رسیدن غلظت بخارات قابل اشتعال به محدوده قابل اشتعال بدست آید.

7.5.2* تخلیه طولانی. در صورتی که تخلیه طولانی برای حفظ غلظت طراحی برای مدت زمان مشخص ضروری باشد، مقادیر اضافی گاز باید با نرخ کاهش یافته به کار گرفته شوند.
7.5.2.1 تخلیه اولیه باید در محدودیت‌های مشخص شده در 7.5.1.1 تکمیل شود.
7.5.2.2 عملکرد سیستم تخلیه طولانی باید با آزمایش تأیید شود.

7.6 انتخاب و مکان‌یابی نازل‌ها.
7.6.1 نازل‌ها باید از نوع فهرست‌شده برای هدف مورد نظر باشند.
7.6.2 نازل‌ها باید در داخل محفظه محافظت‌شده مطابق با محدودیت‌های فهرست‌شده از نظر فاصله، پوشش کف و هم‌راستایی قرار گیرند.
7.6.3 نوع نازل‌های انتخاب‌شده، تعداد آن‌ها و مکان‌یابی آن‌ها باید به گونه‌ای باشد که غلظت طراحی در تمام قسمت‌های محفظه خطر ایجاد شود و به گونه‌ای باشد که تخلیه موجب پاشیدن مایعات قابل اشتعال یا ایجاد ابرهای گرد و غبار نشود که بتوانند آتش را گسترش دهند، انفجار ایجاد کنند یا به طور دیگری بر محتویات یا یکپارچگی محفظه تأثیر منفی بگذارند.

بیم دتکتورهای دودی انتخابی واضح برای حفاظت از ساختمان‌هایی با سقف‌های بلند مانند آتریوم‌ها، لابی‌ها، سالن‌های ورزشی، ورزشگاه‌ها، موزه‌ها، کلیساها، کارخانه‌ها و انبارها هستند. معمولاً حریق‌ها در بخش‌های پایین‌تر ساختمان و در نزدیکی سطح کف آغاز می‌شوند. در این حالت، دود ناشی از آتش به سمت سقف بالا می‌رود؛ ستون دود هنگام حرکت از نقطه شروع خود، به اطراف پخش شده و میدان دودی به شکل یک مخروط وارونه ایجاد می‌کند که هرچه بالاتر می‌رود رقیق‌تر می‌شود. در نتیجه کاهش غلظت دود، دتکتورهای نقطه‌ای هرچه در ارتفاع بیشتری نصب شوند، کارایی کمتری خواهند داشت. بر اساس استاندارد BS5839 بخش ۱، ارتفاع نصب دتکتورهای نقطه‌ای برای حفاظت جانی به ۱۰٫۵ متر و برای حفاظت از اموال به ۱۵ متر محدود شده است.

در مقابل، بیم دتکتورهای دودی که کل ستون دود را نمونه‌برداری می‌کنند، به‌طور ایده‌آل برای کاربردهای با سقف بلند مناسب هستند. این موضوع در استاندارد BS5839 بخش ۱ نیز مورد تأیید است که استفاده از بیم دتکتورها را تا ارتفاع ۲۵ متر برای حفاظت جانی و ۴۰ متر برای حفاظت از اموال مجاز می‌داند.

انواع بیم دتکتور
بیم دتکتورهای دودی دارای تأییدیه اروپایی طبق استاندارد EN54-12:2002 «سیستم‌های اعلام حریق و آتش – دتکتورهای دودی – دتکتورهای خطی با استفاده از پرتو نوری» آزمایش می‌شوند. دو نوع اصلی بیم دتکتورهای نوری خطی شامل نوع «انتهای به انتها» و نوع «رفلکتوری» هستند که هر دو بر اساس اصل کاهش شدت نور کار می‌کنند: یک پرتو نوری در عرض ناحیه تحت حفاظت تابانده می‌شود و میزان تضعیف آن بر اثر وجود دود پایش می‌گردد.

بیم دتکتور نوع «انتهای به انتها» دارای فرستنده و گیرنده جداگانه در دو انتهای ناحیه تحت حفاظت است. این نوع نیازمند تأمین برق برای هر دو واحد فرستنده و گیرنده بوده که باعث طولانی‌تر شدن مسیر سیم‌کشی و در نتیجه افزایش هزینه نصب نسبت به نوع رفلکتوری می‌شود. بیم دتکتورهای رفلکتوری یا «تک‌سَر» تمام تجهیزات الکترونیکی را در یک محفظه دارند: پرتو به سمت یک رفلکتور در انتهای مقابل ناحیه تحت حفاظت تابانده می‌شود و گیرنده میزان تضعیف سیگنال بازگشتی را پایش می‌کند.

اگرچه بیم دتکتورهای رفلکتوری به دلیل صرفه‌جویی قابل توجه در هزینه نصب، امروزه بیشتر از نوع انتهای به انتها استفاده می‌شوند، اما در به‌کارگیری آن‌ها باید ملاحظاتی در نظر گرفته شود. باید توجه داشت که در بیم دتکتور نوع انتهای به انتها، هر جسمی که در مسیر پرتو قرار گیرد و باعث کاهش شدت سیگنال شود، عملکرد دتکتور را مختل نمی‌کند و بدترین حالت ممکن ایجاد یک آلارم کاذب است. اما در بیم دتکتورهای رفلکتوری، وجود یک جسم بازتاب‌دهنده در مسیر پرتو، به‌ویژه در نزدیکی دستگاه، ممکن است بازتاب کافی به گیرنده ایجاد کند حتی اگر سیگنال به بیشتر ناحیه تحت حفاظت نرسد. این موضوع معمولاً در مورد بیم دتکتورهایی با میزان بازتاب کم، به‌خصوص مدل‌های با رفلکتور کوچک، مشکل‌سازتر است.

هزینه نسبی
طبق استاندارد BS5839 بخش ۱، یک دتکتور دودی نقطه‌ای دارای شعاع پوشش حداکثر ۷٫۵ متر است. در یک طرح ساده جانمایی (شکل ۱a)، این مقدار معادل فاصله حداکثر ۱۰٫۵ متر بین دتکتورها است. با تغییر دقیق چیدمان دتکتورها (شکل ۱b) می‌توان تعداد دتکتورهای نقطه‌ای موردنیاز برای پوشش یک مساحت مشخص را کاهش داد. برای بیم دتکتورهای دودی، استاندارد BS5839 بخش ۱ حداکثر برد ۱۰۰ متر و پوشش ۷٫۵ متر در هر طرف پرتو را مجاز می‌داند که این مقدار، پوشش نظری ۱۵۰۰ مترمربع را فراهم می‌کند (شکل ۱c)؛ مساحتی که معمولاً برای پوشش آن به ۱۶ عدد یا بیشتر دتکتور دودی نقطه‌ای نیاز است. کاهش تعداد تجهیزات موجب کاهش هزینه نصب و نگهداری می‌شود. بزرگ‌ترین محدودیت بیم دتکتور دودی این است که یک تجهیز «خط دید» محسوب می‌شود و در نتیجه ممکن است هر جسم یا شخصی که وارد مسیر پرتو شود، موجب اختلال شود و این امر استفاده از آن را در بیشتر فضاهای اشغال‌شده با ارتفاع سقف معمولی غیرعملی می‌سازد.

جریان هوا
جریان هوای زیاد برای شناسایی دود توسط هم دتکتورهای نقطه‌ای و هم بیم دتکتورهای دودی مشکل خاصی ایجاد می‌کند، زیرا انتشار دود تحت شرایط عادی ممکن است اتفاق نیفتد. سرعت بالای هوا همچنین می‌تواند دود را از محفظه تشخیص دتکتور نقطه‌ای خارج کند، بنابراین باید عملکرد دتکتور نقطه‌ای در مکان‌هایی که سرعت هوا بیش از ۱٫۵ متر بر ثانیه است یا تعویض هوا در ناحیه حفاظت‌شده بیش از ۷٫۵ بار در ساعت می‌باشد، با دقت بررسی شود. بیم دتکتورهای دودی معمولاً در آزمون‌های تأییدیه برای پایداری در جریان هوای زیاد آزمایش نمی‌شوند، زیرا جریان زیاد هوا تأثیر قابل‌توجهی بر قابلیت تشخیص آن‌ها ندارد. هرچند در نواحی با جریان هوای بالا معمولاً نیاز به کاهش فاصله نصب نیست، اما باید رفتار پیش‌بینی‌شده دود در این شرایط مدنظر قرار گیرد.

مقاومت در برابر حرکت ساختمان
برای عملکرد صحیح، بیم دتکتورها به یک سطح نصب بسیار پایدار نیاز دارند؛ سطحی که حرکت، جابه‌جایی، لرزش یا تغییر شکل در طول زمان نداشته باشد، زیرا این موارد می‌توانند باعث ایجاد آلارم یا خطای کاذب شوند. دتکتور باید روی یک دیوار باربر محکم، ستون پشتیبان، تیر سازه‌ای یا سطح دیگری که انتظار نمی‌رود در طول زمان دچار لرزش یا جابه‌جایی شود، نصب شود. این تجهیز را می‌توان مستقیماً روی سازه ساختمان نصب کرد که معمولاً امکان تنظیم ±۱۰ درجه را فراهم می‌کند، یا در صورت نیاز به نصب مورب یا نصب روی سقف، از براکت‌های قابل تنظیم با دامنه تغییر بیشتر استفاده نمود. اگر نصب هر دو بخش دستگاه روی سازه محکم امکان‌پذیر نباشد، باید فرستنده روی سطح محکم‌تر نصب شود، زیرا جابه‌جایی رفلکتور یا گیرنده اثر کمتری نسبت به جابه‌جایی فرستنده دارد.

بیم دتکتور باید در برابر حرکت‌های احتمالی ساختمان که ناشی از نیروهای محیطی مختلف است، مقاومت بالایی داشته باشد. باد، برف، باران و تغییرات دما می‌توانند باعث خم‌شدن ساختمان شوند؛ به عنوان مثال، باد با سرعت ۶۰ کیلومتر بر ساعت که بر یک دیوار ۱۰۰ مترمربعی وارد می‌شود، می‌تواند فشاری معادل ۴ تن ایجاد کند. در فواصل طولانی، حتی تغییر شکل‌های جزئی سازه می‌تواند موجب انحراف زیاد پرتو از هدف شود؛ برای مثال، در برد ۱۰۰ متر، جابه‌جایی ۰٫۵ درجه‌ای فرستنده می‌تواند نقطه مرکزی پرتو را نزدیک به ۹۰۰ میلی‌متر جابه‌جا کند. برای اطمینان از عملکرد قابل‌اعتماد، بیم دتکتور باید بتواند با حداکثر عدم‌همراستایی زاویه‌ای ±۰٫۵ درجه در دتکتور و ±۱۰ درجه در رفلکتور به‌خوبی کار کند تا تغییر شکل‌های موقت سازه بدون ایجاد آلارم یا خطای کاذب قابل تحمل باشد.

نصب و راه‌اندازی اولیه
همراستاسازی بیم دتکتور معمولاً شامل چهار مرحله است: همراستاسازی اولیه، تنظیم دقیق، تنظیم بهره و تأیید. توضیحات زیر مربوط به یک بیم دتکتور رفلکتوری معمولی است؛ بیم دتکتورهای نوع انتهای به انتها به یک مرحله اضافی نیاز دارند، زیرا باید هر دو سر فرستنده/گیرنده به‌درستی همراستا شوند. همراستاسازی اولیه با استفاده از نشانه‌گیر نوری داخلی و پیچ‌های تنظیم افقی و عمودی برای قرار دادن رفلکتور در مرکز آینه همراستاسازی انجام می‌شود. پس از همراستاسازی اولیه، فرآیند تنظیم دقیق انجام می‌شود. یک نمایشگر دیجیتال روی برد مدار دتکتور وجود دارد و تکنسین با تنظیم پیچ‌های افقی و عمودی، بالاترین مقدار ممکن را روی نمایشگر به دست می‌آورد. در طول این فرآیند، دتکتور پرتو را پایش کرده و بهره داخلی خود را برای دستیابی به بهترین پاسخ تنظیم می‌کند. پس از قرار گرفتن دوباره درپوش دستگاه، یک تنظیم نهایی بهره داخلی به‌صورت خودکار انجام می‌شود.

مرحله نهایی
مرحله پایانی شامل آزمایش عملکرد اعلام حریق و خطای دتکتور توسط تکنسین است. با استفاده از یک ماده مات و غیررفلکتوری، رفلکتور به طور کامل مسدود می‌شود که باید باعث ایجاد سیگنال خطای مسدود شدن پرتو پس از حدود ۳۰ ثانیه گردد. سپس حساسیت بررسی می‌شود. رفلکتور تا حدی کمتر از مقدار تنظیم حساسیت مربوطه با استفاده از مقیاس مدرج روی رفلکتور پوشانده می‌شود که نباید هیچ تغییری در وضعیت پرتو ایجاد کند. در نهایت، رفلکتور تا حدی بالاتر از مقدار حساسیت نسبی مسدود می‌شود که باید باعث ایجاد سیگنال آلارم حریق گردد.

تنظیم حساسیت و جبران تغییرات تدریجی
چالش همیشگی برای سازندگان دتکتور، ایجاد تعادل در مقدار تنظیم حساسیت به‌گونه‌ای است که عملکرد بین تشخیص سریع حریق واقعی و جلوگیری از آلارم‌های کاذب بیش از حد، متوازن باشد. برای دستیابی به عملکرد بهینه، سازندگان پیشرفته بیم دتکتورهای دودی قابلیت جبران خودکار برای خنثی‌سازی اثر تغییرات محیطی کوتاه‌مدت و بلندمدت را فراهم می‌کنند. الگوریتم حساسیت خودتنظیم، آستانه آلارم را طی چند ساعت به‌صورت خودکار برای جبران تغییرات کوتاه‌مدت محیط حفاظت‌شده (مانند فعالیت لیفتراک‌ها در طول روز کاری) تنظیم می‌کند. این تنظیمات توانایی دتکتور برای واکنش سریع به وقوع آتش‌سوزی را مختل نمی‌کند.

با تجمع گردوغبار روی بخش‌های نوری بیم دتکتور، حساسیت دستگاه افزایش یافته و احتمال بروز آلارم‌های کاذب بیشتر می‌شود. الگوریتم‌هایی برای جبران تجمع تدریجی گردوغبار ارائه می‌شوند تا ضمن حفظ حساسیت ثابت، فاصله‌های زمانی نگهداری رعایت شود. با این حال، لنزهای دتکتور و رفلکتور (در نوع رفلکتوری) همچنان باید به‌صورت دوره‌ای تمیز شوند. فاصله زمانی نگهداری به شرایط محل بستگی دارد؛ بدیهی است هرچه محیط آلوده‌تر باشد، دفعات تمیزکاری باید بیشتر شود.

نگهداری و آزمون
یکی از مشکلات نصب هر نوع دتکتور دودی در ارتفاع بالا، نیاز به دسترسی پرهزینه و زمان‌بر به دتکتور برای انجام آزمون کامل آلارم در طی سرویس سالانه است. بیشتر سازندگان امکان آزمون از راه دور بخش الکترونیکی دستگاه را فراهم می‌کنند، اما تکنسین معمولاً همچنان باید به‌صورت دستی فیلتری را در مسیر پرتو قرار دهد تا نشان دهد که دستگاه در حضور دود وارد وضعیت آلارم می‌شود؛ این فیلتر جایگزینی قابل‌قبول برای آزمون دود است که معمولاً برای دتکتورهای نقطه‌ای الزامی است. تاکنون تنها یک سازنده بیم دتکتورهای متعارف و آدرس‌پذیر را با یک فیلتر کالیبره سرووکنترل‌شده تجهیز کرده است که می‌تواند در مقابل گیرنده قرار گیرد و اثر دود واردشده به پرتو را شبیه‌سازی کند. اگر کاهش صحیح سیگنال نور بازگشتی تشخیص داده شود، دستگاه وارد وضعیت آلارم می‌شود، در غیر این صورت سیگنال خطا ارسال می‌گردد. این قابلیت که با نام Asuretest شناخته می‌شود، الزامات نگهداری و آزمون دوره‌ای اکثر استانداردهای محلی را برآورده کرده و مسیر کامل آلارم، شامل آزمون هر دو بخش الکترونیک و اپتیک دستگاه، را به‌طور کامل بررسی می‌کند. Asuretest را می‌توان از طریق کلید آزمون از راه دور در سطح زمین یا در نسخه آدرس‌پذیر، مستقیماً از پنل کنترل فعال کرد.

نتیجه‌گیری
بیم دتکتورها راهکاری مؤثر برای طراحان سیستم‌های اعلام حریق جهت تأمین حفاظت مقرون‌به‌صرفه برای فضاهای بزرگ با سقف بلند فراهم می‌کنند. پیشرفت‌های اخیر در زمینه راه‌اندازی، تنظیم خودکار حساسیت و قابلیت‌های آزمون، به‌کارگیری بیم دتکتورها را به‌عنوان بخشی از سیستم اعلام حریق به گزینه‌ای ساده‌تر و قابل مدیریت‌تر تبدیل کرده است. به‌ویژه، قابلیت Asuretest با راه‌اندازی از راه دور که آزمون کامل اجزای اپتیکی و الکترونیکی مسیر آلارم را فراهم می‌کند، ضمن رعایت استانداردهای محلی، نیاز به اجاره تجهیزات دسترسی به ارتفاع بالا را برطرف کرده و پیامدهای ایمنی و بهداشت کار در ارتفاع را حذف می‌کند و هزینه‌های نگهداری دوره‌ای را به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌دهد.

 

A.17.8.2 اصول عملکرد دتکتورهای شعله

(1) حسگرهای شعله. حسگرهای شعله فرابنفش معمولاً از یک لوله گایگر-مولر فوتودیود خلاء برای تشخیص شعله استفاده می‌کنند.

این حسگرها همچنین تابش فرابنفش تولید شده توسط شعله را تشخیص می‌دهند. فوتودیود اجازه می‌دهد تا یک جریان ناگهانی برای هر فوتون فرابنفشی که به ناحیه فعال لوله برخورد می‌کند، جاری شود. هنگامی که تعداد جریان‌های ناگهانی در واحد زمان به سطح از پیش تعیین‌شده‌ای برسد، حسگر هشدار را فعال می‌کند. یک حسگر شعله مادون‌قرمز با طول‌موج واحد از یکی از چندین نوع فوتوسل برای تشخیص تابش مادون‌قرمز در یک باند طول‌موج واحد که توسط شعله تولید می‌شود، استفاده می‌کند. این حسگرها معمولاً شامل تمهیداتی برای کاهش هشدارهای ناشی از منابع رایج مادون‌قرمز مانند نور لامپ‌های رشته‌ای یا نور خورشید هستند. یک حسگر شعله فرابنفش/مادون‌قرمز (UV/IR) تابش فرابنفش را با استفاده از یک لوله فوتودیود خلاء و یک طول‌موج انتخابی از تابش مادون‌قرمز را با استفاده از یک فوتوسل تشخیص می‌دهد.

یک سیگنال هشدار می‌تواند فعال شود. یک حسگر شعله مادون‌قرمز با چند طول‌موج (IR/IR) تابش را در دو یا چند باند باریک از طول‌موج‌ها در طیف مادون‌قرمز تشخیص می‌دهد. این حسگرها به صورت الکترونیکی تابش‌ها را بین باندها مقایسه کرده و در صورتی که رابطه بین دو باند نشان‌دهنده آتش باشد، یک سیگنال فعال می‌کنند.

(2) حسگرهای جرقه/ذغال. یک حسگر جرقه/ذغال معمولاً از یک فوتودیود حالت جامد یا فوتوترانزیستور برای تشخیص انرژی تابشی ساطع شده از ذغال‌ها استفاده می‌کند که معمولاً بین ۰.۵میکرون تا ۲.۰ میکرون در محیط‌های معمولاً تاریک است. این حسگرها می‌توانند بسیار حساس (در حد میکرووات) ساخته شوند و زمان پاسخ‌دهی آنها می‌تواند بسیار کوتاه (در حد میکروثانیه) باشد.

A.17.8.2.1 انرژی تابشی ساطع شده از یک شعله یا جرقه/ذغال شامل تابش‌هایی در باندهای مختلف طیف فرابنفش، مرئی و مادون‌قرمز است. مقدار نسبی تابش ساطع شده در هر بخش از طیف توسط شیمی سوخت، دما و سرعت احتراق تعیین می‌شود. حسگر باید با ویژگی‌های آتش تطبیق داده شود.

تقریباً تمام موادی که در احتراق شعله‌ور شرکت می‌کنند، تا حدی در طول احتراق شعله‌ور تابش فرابنفش ساطع می‌کنند، در حالی که فقط سوخت‌های حاوی کربن تابش قابل توجهی در باند ۴.۳۵میکرون (دی‌اکسید کربن) که توسط بسیاری از انواع حسگرها برای تشخیص شعله استفاده می‌شود، ساطع می‌کنند.به شکلA.17.8.2.1 مراجعه کنید.

انرژی تابشی ساطع شده از یک ذغال عمدتاً توسط دمای سوخت (تابش بر اساس قانون پلانک) و گسیل‌پذیری سوخت تعیین می‌شود. انرژی تابشی ساطع شده از یک ذغال عمدتاً در محدوده مادون‌قرمز و به میزان کم‌تری در محدوده مرئی است. به طور کلی، ذغال‌ها تا زمانی که به دمای ۳۲۴۰ درجه فارنهایت (۱۷۲۷ درجه سانتی‌گراد یا ۲۰۰۰ کلوین) برسند، انرژی فرابنفش را به مقدار قابل توجهی (۰.۱ درصد از کل تابش) ساطع نمی‌کنند. در بیشتر موارد، تابش‌ها در محدوده ۰.۸ میکرون تا ۲.۰ میکرون قرار می‌گیرند که مربوط به دماهای تقریبی ۷۵۰ درجه فارنهایت تا ۱۸۳۰ درجه فارنهایت (۳۹۸ درجه سانتی‌گراد تا ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد) است.

بیشتر حسگرهای انرژی تابشی دارای نوعی مدار تأیید درون خود هستند که از زمان برای کمک به تشخیص بین سیگنال‌های گذرا و نادرست و هشدارهای واقعی آتش استفاده می‌کنند. این مدارها در مواردی که سناریوی آتش مورد انتظار و توانایی حسگر برای پاسخ به آن آتش مورد انتظار در نظر گرفته می‌شود، بسیار مهم می‌شوند. به عنوان مثال، یک حسگر که از یک مدار انتگرال‌گیر یا زمان‌بندی برای پاسخ به نور سوسو‌زننده یک آتش استفاده می‌کند، ممکن است به خوبی به یک انفجار ناشی از اشتعال بخارات و گازهای قابل اشتعال تجمع‌یافته یا در مواردی که آتش یک جرقه است که با سرعت تا ۳۲۸ فوت بر ثانیه (۱۰۰ متر بر ثانیه) از مقابل حسگر عبور می‌کند، پاسخ ندهد. در این شرایط، یک حسگر با قابلیت پاسخ‌دهی سریع بسیار مناسب است. از طرف دیگر، در کاربردهایی که توسعه آتش کندتر است، یک حسگر که از زمان برای تأیید سیگنال‌های تکراری استفاده می‌کند، مناسب است. در نتیجه، نرخ رشد آتش باید در انتخاب حسگر در نظر گرفته شود. عملکرد حسگر باید به گونه‌ای انتخاب شود که به آتش مورد انتظار پاسخ دهد.

تابش‌های انرژی تنها معیار مورد توجه نیستند. محیط بین آتش مورد انتظار و حسگر نیز بسیار مهم است. طول‌موج‌های مختلف انرژی تابشی با درجات مختلفی از کارایی توسط موادی که در هوا معلق هستند یا روی سطوح نوری حسگر تجمع می‌کنند، جذب می‌شوند. به طور کلی، آئروسل‌ها و رسوبات سطحی حساسیت حسگر را کاهش می‌دهند. تشخیص فناوری مورد استفاده باید آئروسل‌ها و رسوبات سطحی که به طور معمول اتفاق می‌افتند را در نظر بگیرد تا کاهش پاسخ سیستم بین فواصل تعمیر و نگهداری به حداقل برسد. لازم به ذکر است که دود ناشی از احتراق تقطیرات نفتی با فراکسیون‌های متوسط و سنگین، به شدت در انتهای طیف فرابنفش جذب‌کننده است. اگر از این نوع تشخیص استفاده می‌شود، سیستم باید به گونه‌ای طراحی شود که اثر تداخلی دود بر پاسخ سیستم تشخیص را به حداقل برساند.

محیط و شرایط محیطی پیش‌بینی‌شده در منطقه تحت حفاظت، بر انتخاب حسگر تأثیر می‌گذارد. همه حسگرها محدودیت‌هایی در محدوده دمای محیطی دارند که در آن محدوده، مطابق با حساسیت‌های آزمایش‌شده یا تأیید‌شده خود پاسخ می‌دهند. طراح باید اطمینان حاصل کند که حسگر با محدوده دمای محیطی پیش‌بینی‌شده در منطقه‌ای که نصب می‌شود، سازگار است. علاوه بر این، باران، برف و یخ هر دو تابش فرابنفش و مادون‌قرمز را به درجات مختلف تضعیف می‌کنند. در مواردی که این شرایط پیش‌بینی می‌شود، باید تمهیداتی برای محافظت از حسگر در برابر تجمع این مواد روی سطوح نوری آن در نظر گرفته شود.

A.17.8.2.2 تابش‌های انرژی طبیعی که از آتش ناشی نمی‌شوند، ممکن است در منطقه خطر وجود داشته باشند. هنگام انتخاب حسگر برای یک منطقه، سایر منابع احتمالی تابش انرژی باید ارزیابی شوند. برای اطلاعات بیشتر به A.17.8.2.1 مراجعه کنید.

A.17.8.3.1.1 همه حسگرهای نوری بر اساس معادله نظری زیر پاسخ می‌دهند:

که در آن:

حساسیت (S) معمولاً بر حسب نانووات اندازه‌گیری می‌شود. این معادله منحنی‌هایی مشابه منحنی نشان‌داده‌شده در شکلA.17.8.3.1.1 را تولید می‌کند.
این منحنی حداکثر فاصله‌ای را تعریف می‌کند که در آن حسگر به طور مداوم آتش با اندازه و سوخت مشخصی را تشخیص می‌دهد. حسگرها باید فقط در ناحیه سایه‌دار بالای منحنی استفاده شوند.

بیشتر بخوانید: رفع خطای سیستم اعلام حریق

در بهترین شرایط و بدون جذب جوی، توان تابشی که به حسگر می‌رسد، اگر فاصله بین حسگر و آتش دو برابر شود، به میزان یک چهارم کاهش می‌یابد. برای محاسبه تضعیف جوی، عبارت نمایی زتا (ζ) به معادله اضافه می‌شود. زتا معیاری از شفافیت هوا در طول‌موج مورد نظر است. زتا تحت تأثیر رطوبت، گرد و غبار و هرگونه آلاینده دیگر در هوا قرار می‌گیرد که در طول‌موج مورد نظر جذب‌کننده هستند. زتا معمولاً مقادیری بین ۰.۰۰۱- و ۰.۱- برای هوای محیطی معمولی دارد.

1. فصل ۵ – سیستم‌های غرقه‌سازی کلی

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

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

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

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

۵.۲ مشخصات خطر

۵.۲.۱ محفظه

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

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

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

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

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

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

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

۵.۲.۲ نشت و تهویه

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

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

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

۵.۲.۳ انواع آتش

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

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

۵.۲.۳.۱ آتش‌های سطحی

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

۵.۲.۳.۲ آتش‌های عمیق‌ریشه

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

۵.۳ نیازمندی‌های دی‌اکسید کربن برای آتش‌های سطحی

۵.۳.۱ کلیات

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

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

۵.۳.۲ مواد قابل اشتعال

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

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

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

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

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

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

۵.۳.۳ ضریب حجم

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

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

۵.۳.۳.۲ حجم‌های به‌هم‌پیوسته

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

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

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.

مقدمه

سیستم اعلام حریق، نخستین خط دفاعی در برابر آتش‌سوزی است. عملکرد سریع و دقیق این سیستم می‌تواند جان افراد و سرمایه‌های کلان را نجات دهد. اما انتخاب سیستم مناسب نیازمند درک درستی از بودجه، نیاز پروژه، و اعتبار برندهاست. بسیاری از پروژه‌ها با محدودیت بودجه روبرو هستند و در چنین شرایطی، مسئله “مقرون‌به‌صرفه بودن در مقابل قابل اطمینان بودن” مطرح می‌شود. در این مقاله به بررسی سیستم‌های اعلام حریق با توجه به این چالش‌ها می‌پردازیم.

برندهای ایرانی: اقتصادی اما بدون تأییدیه جهانی

برندهای ایرانی مانند سنس، آریاک، ماویگارد، افق، و زتا ایران بیشتر در پروژه‌های اقتصادی و مسکونی کوچک استفاده می‌شوند. مزیت اصلی این برندها، قیمت پایین، در دسترس بودن، و پشتیبانی نسبی در بازار داخلی است. اما در مقابل، این برندها هیچ‌گونه تأییدیه بین‌المللی نظیر UL، LPCB، VdS یا EN54ندارند و در آزمایشگاه های معتبر تحت تست قرار نگرفته اند و شرکت های بیمه ایرانی سخت گیری ویژه ای بر وجود یا عدم وجود تاییدیه های معتبر بین المللی برای محیط های حفاظت شده نشان داده اند و وجود تایدیه های معتبر مانند LPCB,Vds و UL باعث کمتر شدن هزینه بیمه مکان حفاظت شده خواهد شد.

متاسفانه یا خوشبختانه مسائل مربوط به “حمایت از تولیدات داخل” باعث شده است تا پای بسیاری از مونتاژ کارهای ایرانی( به زعم خودشان تولید کننده داخلی) به بازار اعلام حریق ایران و در نتیجه به خانه های ایرانیان باز شود.

از آنجا که درحال حاضر هیچ لابراتوار پیشرفته ای در کشور ما نیست و شرایط تست عملکرد دستگاه های اعلام حریق در داخل ایران وجود ندارد ولی در هنگام حریق، جان انسان ها بستگی به عملکرد درست سیستم اعلام حریق دارد، کارشناسان ما استفاده از این محصولات را به هیچ عنوان توصیه نمیکنند. بهتر است با صرف مبلغی بیشتر از سیستم های اعلام حریق دارای حداقل یکی از تاییدیه های ( آمریکا UL) یا ( انگلستان LPCB) یا ( آلمان Vds) استفاده کنید.

در پروژه‌هایی که نیازمند رعایت استانداردهای جهانی هستند، مانند بیمارستان‌ها، فرودگاه‌ها، مراکز خرید بزرگ یا پروژه‌های صادراتی، این برندها به‌هیچ‌وجه قابل اعتماد نیستند. حتی برخی از مهندسین مشاور و سازمان‌های بیمه، استفاده از برندهای فاقد گواهی بین‌المللی را رد می‌کنند.

در عمل، برندهای ایرانی بیشتر برای پروژه‌هایی با بودجه بسیار محدود، و حساسیت پایین به کار می‌روند. اما باید آگاه بود که سطح کیفی این سیستم‌ها به هیچ‌وجه با برندهای معتبر جهانی قابل مقایسه نیست، به‌خصوص در دقت در شناسایی حریق، پایداری در طول زمان، و مدیریت خطاهای سیستم.

برندهای چینی: تنوع بالا، کیفیت متغیر

بازار چین پر است از برندهای اعلام حریق، از برندهای بسیار ارزان و بی‌نام‌ونشان گرفته تا برندهایی با کیفیت قابل‌قبول نظیرTanda و TC, برخی از این برندها توانسته‌اند تأییدیه‌هایی مانند CE یا EN54 یا حتی LPCB را دریافت کنند، که اعتبار متوسطی در بازار جهانی دارند. با این حال، اغلب برندهای چینی فاقد گواهی‌های مهمی چون UL یا LPCB هستند و بیشتر برای پروژه‌های کم‌ریسک در کشورهای در حال توسعه مورد استفاده قرار می‌گیرند.

برخی برندهای چینی نیز با استفاده از طراحی یا تکنولوژی اروپایی، محصولات نسبتاً بهتری تولید می‌کنند، اما همچنان کیفیت ساخت، دوام بلندمدت و خدمات پس از فروش آن‌ها چالش‌برانگیز است. استفاده از این برندها در پروژه‌های نیمه‌حرفه‌ای که نیاز به دقت بالا ندارند، می‌تواند راه‌حل اقتصادی مناسبی باشد. اما برای پروژه‌های حیاتی، انتخاب برند چینیبدون تاییدیه LPCB با ریسک همراه است. قبل از خرید جنس، آن رااز لحاظ تأییدیه‌ها به‌دقت بررسی شده کنید.

برندهای اروپایی: تعادل میان کیفیت، قیمت و استاندارد

برندهای اروپایی مانند Zeta (انگلستان)، Siemens، Bosch وEsser (آلمان)، Global Fire Equipment (پرتغال) از پیشگامان صنعت اعلام حریق هستند. این برندها معمولاً دارای تأییدیه‌های معتبر جهانی نظیر LPCB (انگلستان)، VdS(آلمان)، و EN54 (اتحادیه اروپا) هستند که نشانه انطباق آن‌ها با الزامات ایمنی بین‌المللی است.

این برندها علاوه‌بر کیفیت بالا، پایداری و خدمات قابل اتکایی نیز ارائه می‌دهند. Zeta به‌عنوان یک برند میان‌رده، قیمت قابل‌قبولی دارد و در بسیاری از پروژه‌های داخل ایران نیز استفاده می‌شود. GFE پرتغالی نیز با وجود قیمت نسبتاً پایین‌تر، تأییدیه‌های معتبر دارد و یکی از گزینه‌های مناسب در پروژه‌های با بودجه متوسط است.

در سمت دیگر، برندهایی چون Siemens و Bosch، بسیار حرفه‌ای و پیشرفته هستند. آن‌ها معمولاً در پروژه‌های بزرگ مانند بیمارستان‌ها، برج‌های بلند و مراکز صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. قیمت این برندها بالاست، اما برای پروژه‌هایی با حساسیت ایمنی بالا، ارزش سرمایه‌گذاری را دارند.

برندهای آمریکایی: پیشرفته، دقیق و بسیار قابل اعتماد

در صدر برندهای جهانی، برندهای آمریکایی مانند Notifier، Simplex، Fire-Lite و Edwards قرار دارند. این برندها معمولاً دارای تأییدیه‌های بسیار معتبر مانند UL (Underwriters Laboratories)، FM (Factory Mutual) و ULC (کانادا) هستند که استاندارد طلایی ایمنی در صنعت جهانی محسوب می‌شوند.

این سیستم‌ها بسیار هوشمند، سریع، و قابل مدیریت هستند و در پروژه‌هایی مانند فرودگاه‌ها، پالایشگاه‌ها، مراکز داده و پروژه‌های بین‌المللی کاربرد دارند. البته قیمت این برندها بالا است و نصب و راه‌اندازی آن‌ها نیز نیازمند دانش فنی دقیق و تجربه بالاست. با این حال، برای پروژه‌هایی که هزینه حریق می‌تواند میلیاردی باشد، استفاده از برندهای آمریکایی یک الزام واقعی است.

جمع‌بندی

اگر پروژه‌ای با بودجه محدود دارید، استفاده از برندهای ایرانی مثل سنس یا آریاک می‌تواند راه‌حلی موقت باشد، ولی باید بدانید این برندها فاقد هرگونه تأییدیه معتبر بین‌المللیهستند و شرایط کارکرد صحیح آنها در آزمایشگاه های معتبر و مجهز جهانی تایید نشده است و فقط برای پروژه‌های کوچک بدون الزام قانونی کاربرد دارند.

در صورتی‌که بودجه شما در سطح متوسط است و پروژه در کلاس مدارس، مراکز درمانی محلی یا ادارات قرار دارد، برندهای چینی با تأییدیه‌های حداقلی مانند Tandaیا برندهای اروپایی اقتصادی مثل GST، گزینه‌های مناسب‌تری خواهند بود.

اما اگر پروژه شما حساس، بزرگ یا نیازمند اخذ تأییدیه بیمه، گواهی آتش‌نشانی یا صادراتی است، باید به سراغ برندهای معتبر اروپایی یا آمریکایی بروید. سیستم‌هایی مانندSiemens، Bosch، Notifier و Simplex تضمین امنیت و کیفیت هستند و دارای تأییدیه‌هایی هستند که در سراسر جهان شناخته‌شده و قابل استناد هستند.