الزامات محل نصب اسپرینکلرها طبق NFPA-13

B TAHERI
IMG 2011

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:

1. اسپرینکلرها باید در تمام محدوده بنا نصب شوند.
2. اسپرینکلرها باید به‌گونه‌ای قرار گیرند که از حداکثر سطح تحت پوشش مجاز برای هر اسپرینکلر تجاوز نکنند.
3. اسپرینکلرها باید در موقعیتی قرار گیرند که عملکرد رضایت‌بخشی از نظر زمان فعال‌سازی و توزیع داشته باشند.
4. حذف اسپرینکلرها در فضاهایی که این استاندارد به‌طور خاص اجازه می‌دهد، مجاز است.
5. هنگامی که اسپرینکلرها به‌طور خاص آزمایش شده و نتایج آزمایش نشان دهد که انحراف از الزامات فاصله با اجزای سازه‌ای تأثیری بر توانایی اسپرینکلر برای کنترل یا مهار آتش ندارد، نصب آن‌ها بر اساس نتایج آزمایش مجاز است.
6. فاصله‌ای بیش از حداکثر مجاز بین اسپرینکلر و سقف، در صورتی مجاز است که آزمایش‌ها یا محاسبات، حساسیت و عملکردی مشابه اسپرینکلرهای نصب‌شده طبق این بخش‌ها را نشان دهند.

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:

1. مساحت مجموع این بازشوها نباید بیش از ۲۰ درصد از سطح سقف، ویژگی سازه‌ای، یا سطحی باشد که به‌عنوان مرز فضای پنهان در نظر گرفته می‌شود.
2. شکاف‌هایی با طول بیش از ۴ فوت (۱.۲ متر) نباید بیشتر از ۸ اینچ (۲۰۰ میلی‌متر) عرض داشته باشند.

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:

1. مواد سطحی دارای شاخص گسترش شعله ۲۵ یا کمتر هستند و نشان داده شده که بیش از ۱۰٫۵ فوت (۳٫۲ متر) آتش را گسترش نمی‌دهند، در صورتی که بر اساس آزمون ASTM E84 یا UL 723 و با ۲۰دقیقه اضافه‌شده آزمایش شده باشند.
2. مواد سطحی با الزامات ASTM E2768 مطابقت دارند (آزمون ۳۰ دقیقه‌ای گسترش سطحی آتش).

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:

1. فضا برای مقاصد ذخیره‌سازی در دسترس نبوده و در برابر تجمع زباله‌های بادآورده محافظت شده باشد.
2. در فضا هیچ تجهیزاتی مانند نقاله یا واحدهای گرمایشی سوختی وجود نداشته باشد.
3. کف بالای این فضا دارای ساختار کاملاً درزگیر و بسته باشد.
4. در طبقه بالای این فضا، هیچ مایع قابل اشتعال یا قابل احتراقی، یا موادی که در شرایط آتش‌سوزی به مایعات قابل اشتعال یا قابل احتراق تبدیل شوند، فرآوری، نگهداری یا ذخیره نشوند.

9.2.3 پیش‌آمدگی‌های خارجی*

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:

1. فضاهای پنهان قابل احتراق که به‌طور کامل با عایق غیرقابل احتراق پر شده باشند.
2. اشغال‌های خطر سبک یا معمول که سقف‌های غیرقابل احتراق یا با قابلیت احتراق محدود مستقیماً به پایین تیرهای چوبی جامد متصل شده‌اند و فضاهای بین تیرها به حجم حداکثر ۱۶۰ فوت مکعب (۴٫۵ متر مکعب) محدود شده‌اند، شامل فضای زیر عایقی که مستقیماً بر روی تیرها یا درون آن‌ها قرار گرفته در یک فضای اتیک دارای اسپرینکلر [مطابق با بند 19.3.3.1.5.2(4)].
3. فضاهای پنهان در بالای پیش‌آمدگی‌های خارجی مجزای کوچک که مساحت آن‌ها از ۵۵ فوت مربع (۵٫۱ متر مربع) تجاوز نمی‌کند.

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:

• درون واحدهای مسکونی قرار دارند،
• مساحت آن‌ها از ۵۵ فوت مربع (۵٫۱ متر مربع) تجاوز نمی‌کند،
• دیوارها و سقف‌های آن‌ها از مواد غیرقابل احتراق یا با قابلیت احتراق محدود با مقاومت حرارتی ۱۵ دقیقه‌ای ساخته شده‌اند (شامل سطوح پشت دوش یا وان)

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:

• مساحت این فضاها از ۲۴ فوت مربع (۲٫۲ متر مربع) تجاوز نکند،
• و دیوارها و سقف‌ها با مصالح غیرقابل احتراق یا با قابلیت احتراق محدود پوشیده شده باشند.

9.2.5 کمدهای لباس در بیمارستان‌ها*

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

• مساحت کمد از ۶ فوت مربع (۰٫۶ متر مربع) تجاوز نکند،
• و فاصله بین اسپرینکلر نصب‌شده در اتاق خواب بیمار تا دیوار پشتی کمد، از حداکثر فاصله مجاز مطابق بند 9.5.3.2 بیشتر نباشد.

9.2.6 اتاق‌های تجهیزات الکتریکی*

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

1. اتاق منحصراً به تجهیزات الکتریکی اختصاص داشته باشد.
2. فقط تجهیزات الکتریکی از نوع خشک یا مایع (با سیال K-class دارای لیست) در آن استفاده شود.
3. تجهیزات در محفظه‌ای با مقاومت آتش دو ساعته نصب شده باشند (از جمله محافظت از نفوذها).
4. نگهداری یا ذخیره‌سازی در این اتاق مجاز نباشد.

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:

1. مجموع مساحت کل بازشوها اطراف سقف ابری، حداکثر برابر با ۲۰ درصد از مساحت سقف یا سازه‌ای باشد که برای تعیین مرزهای فضا استفاده شده است.
2. عرض شکاف‌ها و حداکثر سطح حفاظت اسپرینکلر مطابق با جدول 9.2.7.1 باشد.
3. الزامات بند 9.2.7.2 رعایت شده باشند.
4. فضاهای بالای سقف ابری از مصالح غیرقابل احتراق یا با قابلیت احتراق محدود ساخته شده و بار قابل احتراق در آن حداقل باشد.

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:

• 9.2.7.2.1 تمامی اسپرینکلرها باید از نوع واکنش سریع (Quick Response)، اسپری استاندارد، یا نوع آویز یا ایستاده با پوشش گسترده (Extended Coverage) باشند.
• 9.2.7.2.2 حداکثر ارتفاع سقف ابری نباید از ۲۰ فوت (۶٫۱ متر) بیشتر باشد.
• 9.2.7.2.3 حداکثر فاصله و سطح پوشش اسپرینکلر نباید از مقادیر مندرج در جدول 10.2.4.2.1(a) برای خطر سبک و جدول 10.2.4.2.1(b) برای خطر معمول تجاوز کند.

2Q==

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

• 9.2.12.1 در پایین راه‌پله‌هایی که با الزامات بند 9.3.4.2.3.1 مطابقت دارند، نصب اسپرینکلر الزامی نیست.
• 9.2.12.2 در برج‌های راه‌پله خارجی که با بند 9.3.4.2.4 مطابقت دارند، نصب اسپرینکلر الزامی نیست.

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:

1. دقیقاً در مجاورت بازشو قرار گیرند؛
2. حداقل عمق آن‌ها ۱۸ اینچ (۴۵۰ میلی‌متر) باشد؛
3. از مواد غیرقابل احتراق یا با قابلیت احتراق محدود ساخته شده باشند که در هنگام فعال شدن اسپرینکلر در جای خود باقی بمانند.

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:

1. اتاق ماشین‌آلات، فضای ماشین‌آلات، اتاق کنترل، فضای کنترل یا چاه آسانسور کششی منحصراً به تجهیزات آسانسور اختصاص داشته باشد.
2. این فضاها به وسیله‌ی آشکارسازهای دود یا دیگر سیستم‌های اعلام حریق خودکار مطابق باNFPA 72 محافظت شده باشند.
3. فضای ماشین‌آلات، اتاق کنترل، فضای کنترل یا چاه آسانسور کششی با دیوارها و مجموعه‌های سقف/کف یا سقف/بام دارای درجه‌ی مقاومت در برابر آتش مطابق با حداقل‌های مشخص‌شده در کد ساختمانی مربوطه، از سایر بخش‌های ساختمان جدا شده باشد.
4. هیچ ماده‌ای که ارتباطی با تجهیزات آسانسور ندارد در این فضاها ذخیره نشده باشد.
5. تجهیزات آسانسور هیدرولیکی نباشند.

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:

• چاه آسانسور مسافربر از مصالح غیرقابل احتراق یا با قابلیت احتراق محدود ساخته شده باشد، و
• مواد داخل کابین آسانسور با الزامات ASME A17.1 (کد ایمنی برای آسانسورها و پله‌های برقی) مطابقت داشته باشند.

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:

1. در صورت وجود حداقل ۱۸ اینچ (۴۵۰میلی‌متر) فاصله بین منحرف‌کننده‌ی اسپرینکلر و بالای قفسه‌ها، اسپرینکلرها می‌توانند بدون توجه به راهروها نصب شوند.
2. اگر فاصله‌ی ۱۸ اینچ (۴۵۰ میلی‌متر) بین منحرف‌کننده‌ی اسپرینکلر و بالای قفسه‌ها قابل حفظ نیست، باید در هر راهرو و در هر طبقه از قفسه‌ها اسپرینکلر نصب شود، به‌طوری‌که فاصله بین اسپرینکلرها در امتداد راهروها از ۱۲ فوت (۳.۷ متر) بیشتر نشود (طبق شکل 9.3.7(a)).
3. اگر فاصله‌ی ۱۸ اینچ حفظ نشود و در عین حال، جداکننده‌های عمودی قفسه‌ها ناقص بوده و اجازه‌ی توزیع آب به راهروهای مجاور را بدهند، می‌توان اسپرینکلرها را در راهروهای یک‌درمیاندر هر طبقه حذف کرد، مشروط بر اینکه بازشوهای تهویه‌ای در کف طبقات نیز فراهم شده باشند. در این حالت، اسپرینکلرها باید به صورت زیگزاگی در ارتفاع نصب شوند (طبق شکل 9.3.7(b)).

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.

2Q==

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:

• ابعاد کوچک‌ترین دهانه‌ی شبکه حداقل ۱/۴ اینچ (۶ میلی‌متر) باشد؛
• ضخامت یا عمق مصالح سقف بیشتر از کوچک‌ترین دهانه نباشد؛ و
• این دهانه‌ها حداقل ۷۰٪ از سطح کل سقف را تشکیل دهند.

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

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

• اگر فاصله‌ی اسپرینکلرها کمتر از ۱۰ × ۱۰ فوت (۳ × ۳ متر) باشد:
حداقل فاصله‌ی عمودی بین منحرف‌کننده و بالای سقف مشبک باید ۱۸ اینچ (۴۵۰میلی‌متر) باشد.
• اگر فاصله‌ی اسپرینکلرها بیش از ۱۰ × ۱۰ ولی کمتر از ۱۰ × ۱۲ فوت (۳ × ۳٫۷ متر) باشد:
برای اسپرینکلرهای اسپری، حداقل فاصله‌ی ۲۴ اینچ (۶۰۰ میلی‌متر) و
برای اسپرینکلرهای قدیمی (old-style)، حداقل فاصله‌ی ۳۶ اینچ (۹۰۰ میلی‌متر) الزامی است.
• اگر فاصله‌ی اسپرینکلرها بیش از ۱۰ × ۱۲ فوت (۳ × ۳٫۷ متر) باشد:
حداقل فاصله باید ۴۸ اینچ (۱٫۲ متر) باشد.

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

• تنها استفاده از اسپرینکلرهای اسپری مجاز است.
• اگر فاصله‌ی اسپرینکلرها کمتر از ۱۰ × ۱۰ فوت باشد:
حداقل فاصله‌ی عمودی باید ۲۴ اینچ (۶۰۰میلی‌متر) باشد.
• اگر فاصله‌ی اسپرینکلرها بیشتر از ۱۰ × ۱۰ فوت باشد:
حداقل فاصله باید ۳۶ اینچ (۹۰۰ میلی‌متر)باشد.

(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:

• زیر سقف در بالای صحنه؛
• در فضاهای زیر صحنه که دارای مصالح قابل احتراق هستند یا با مصالح قابل احتراق ساخته شده‌اند؛
• در تمام فضاهای مجاور، اتاق‌های گریم، انبارها و کارگاه‌ها.

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:

• حداکثر در فاصله ۳ فوت (۹۰۰ میلی‌متر) از سمت صحنه‌ی قوس پروسنیوم نصب شوند؛
• با فاصله‌ی حداکثر ۶ فوت (۱٫۸ متر) از یکدیگر قرار گیرند.
(برای معیارهای طراحی، به فصل 11 مراجعه شود.)

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:

• آن فضا به دلیل باز بودن به فضای مجاور دارای اسپرینکلر، اسپرینکلرگذاری شده باشد؛ و
• هیچ امکانی برای نگهداری یا ذخیره‌سازی در بالای سقف کاذب وجود نداشته باشد؛

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:

1. اسپرینکلرهایی که در ناحیه‌ی دمای بالا قرار دارند، باید از نوع دمای بالا بوده و اسپرینکلرهایی که در ناحیه‌ی دمای میانی قرار دارند، باید از نوع دمای میانی باشند.
2. اسپرینکلرهایی که در فاصله‌ی ۱۲ اینچ (۳۰۰میلی‌متر) از یک طرف یا ۳۰ اینچ (۷۵۰میلی‌متر) بالای لوله بخار، کویل گرمایشی، یا رادیاتور بدون پوشش قرار دارند، باید از نوع دمای میانی باشند.
3. اسپرینکلرهایی که در فاصله‌ی ۷ فوت (۲٫۱ متر)از شیر تخلیه فشار پایین که در یک اتاق بزرگ به‌طور آزاد تخلیه می‌شود قرار دارند، باید از نوع دمای بالا باشند.
4. اسپرینکلرهای زیر نورگیرهای شیشه‌ای یا پلاستیکی که در معرض مستقیم نور خورشید هستند، باید از نوع دمای میانی باشند.
5. اسپرینکلرهایی که در فضای بسته، زیر سقف بدون عایق، یا در اتاقک زیر شیروانی بدون تهویه قرار دارند، باید از نوع دمای میانیباشند.
6. اسپرینکلرهایی که در ویترین‌های نمایشگاهی بدون تهویه و دارای چراغ‌های برقی پرقدرت نزدیک سقف هستند، باید از نوع دمای میانیباشند.
7. اسپرینکلرهایی که تجهیزات پخت‌وپز تجاری و سامانه‌های تهویه آن‌ها را محافظت می‌کنند، باید از نوع دمای بالا یا خیلی بالا باشند، که این انتخاب باید بر اساس دستگاه اندازه‌گیری دما صورت گیرد. (به بند 8.9.6 مراجعه شود.)
8. اسپرینکلرهایی که در مناطق مسکونی، نزدیک منابع حرارتی خاص (طبق جدول 9.4.2.5(c)) نصب می‌شوند، باید مطابق همان جدول نصب گردند.
9. اسپرینکلرهای با دمای معمولی که در کنار کانال‌های گرمایش با دمای خروجی کمتر از 100 درجه فارنهایت (38 درجه سلسیوس) قرار دارند، نیازی به رعایت فاصله‌ی مشخص‌شده در جدول 9.4.2.5(a) یا (c) ندارند.
10. اسپرینکلرهایی که در یخچال‌ها یا فریزرهایWalk-in دارای سیستم ذوب یخ خودکار نصب می‌شوند، باید از نوع دمای میانی یا بالاتر باشند.
11. اسپرینکلرهایی که در کمدهایی با خشک‌کن بدون خروجی (Ventless Dryer) قرار دارند، باید از نوع دمای میانی یا بالاتر باشند.

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:

1. اسپرینکلرهای واکنش سریع (Quick-Response) طبق تعریف بند 3.3.205.4.16
2. اسپرینکلرهای مسکونی طبق الزامات فصل 12
3. اسپرینکلرهای CMSA واکنش سریع
4. اسپرینکلرهای ESFR
5. اسپرینکلرهای واکنش استاندارد برای اصلاحات یا الحاقات سیستم‌های موجود با اسپرینکلرهای واکنش استاندارد
6. اسپرینکلرهای واکنش استاندارد که برای جایگزینی واحدی در سیستم‌های موجود با اسپرینکلرهای واکنش استاندارد استفاده می‌شوند

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:

1. سیستم باید به‌صورت هیدرولیکی محاسبه شود.
2. این اسپرینکلرها فقط در سیستم‌های لوله‌تر (wet pipe) یا طبق محدودیت‌های بندهای 9.4.4.3 یا 9.4.4.4 نصب شوند.
3. برای اسپرینکلرهایی با K-فاکتور کمتر از 2.8(40) باید صافی (Strainer) فهرست‌شده در سمت تأمین نصب گردد.

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.

2Q==

2Q==

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:

1. در امتداد لوله‌های شاخه‌ای (Branch Lines):

(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:

o دو برابر فاصله تا دیوار
o فاصله تا اسپرینکلر بعدی

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

2. بین لوله‌های شاخه‌ای (Branch Lines):

(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:

o دو برابر فاصله تا دیوار یا مانع
o فاصله تا اسپرینکلر بعدی

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

9k=

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

AN1wD20YkoW1AAAAAElFTkSuQmCC

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.

نوشته‌های مشابه

  • فناوری های تشخیص گاز

    B TAHERI

    WhatsApp Image 2025 09 25 at 2.25.53 AM

    WhatsApp Image 2025 09 25 at 2.26.01 AM

    دسته‌بندی‌های پایش گاز:

    1. گازهای قابل احتراق / اشتعال‌پذیر
      • خطر انفجار.
      • برای جلوگیری از انفجار، باید سطح گاز در هوا کمتر از حد پایین انفجار (LEL) برای هر گاز نگه داشته شود یا اکسیژن از محیط حذف شود.
      • معمولاً در بازه ۰ تا ۱۰۰ درصد از حد پایین انفجار یا در محدوده قسمت در میلیون (ppm) اندازه‌گیری می‌شود.
      • دتکتورهای گاز قابل احتراق به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که پیش از وقوع شرایط بالقوه انفجاری هشدار دهند.
    2. گازهای سمی / محرک
      • برای سلامت انسان خطرناک‌اند؛ باید میزان تماس کارکنان با این گازها پایش شود.
      • معمولاً در محدوده قسمت در میلیون (ppm) اندازه‌گیری می‌شوند.
      • دتکتورهای گاز سمی به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که پیش از رسیدن سطح گاز به غلظت زیان‌آور به کارکنان هشدار دهند.
      • برخی از دتکتورهای گاز سمی می‌توانند میانگین تماس در طول زمان را محاسبه کرده و مقادیر حد تماس کوتاه‌مدت (STEL) و میانگین وزنی زمان‌دار (TWA) را ارائه دهند.
    3. اکسیژن
      • محیط‌هایی با میزان کم اکسیژن (کمتر از ۱۹.۵ درصد حجمی اکسیژن) «کم‌اکسیژن» تلقی شده و تنفس طبیعی انسان را مختل می‌کنند.
      • محیط‌هایی با میزان زیاد اکسیژن (بیش از ۲۵ درصد حجمی اکسیژن) «غنی از اکسیژن» تلقی شده و خطر انفجار در آن‌ها افزایش می‌یابد.
      • در بازه درصد حجمی اندازه‌گیری می‌شود (درصد طبیعی اکسیژن در هوا در سطح دریا ۲۰.۸ درصد حجمی است).
      • دتکتورهای اکسیژن به‌طور کلی به‌گونه‌ای تنظیم می‌شوند که در صورت کم بودن یا زیاد بودن بیش از حد اکسیژن در محیط، هشدار دهند.

     

    فضاهای قابل احتراق

    برای ایجاد شعله، وجود سه شرط ضروری است:
    • یک منبع سوخت (مانند گاز متان یا بخارات بنزین)
    • مقدار کافی اکسیژن (بیش از ۱۰ تا ۱۵ درصد) برای اکسید شدن یا سوختن سوخت
    • یک منبع گرما (جرقه) برای شروع فرآیند

    نمونه‌هایی از منابع گرما و جرقه:
    • شعله‌های باز مانند شعله‌های فندک، مشعل، کبریت و مشعل‌های جوشکاری، رایج‌ترین منابع جرقه هستند.
    • تابش در قالب نور خورشید یا سطوح داغ
    • جرقه‌های ناشی از منابع مختلف مانند روشن یا خاموش کردن وسایل برقی، بیرون کشیدن دوشاخه‌ها، الکتریسیته ساکن یا کلیدهای الکتریکی

    فضاهای قابل احتراق
    عوامل مؤثر در فضاهای قابل احتراق

    بخار در برابر گاز
    اگرچه اصطلاحات «بخار» و «گاز» اغلب به‌جای یکدیگر استفاده می‌شوند، اما معانی یکسانی ندارند. واژه «بخار» به ماده‌ای اطلاق می‌شود که اگرچه در حالت گازی وجود دارد، اما به‌طور معمول در دمای اتاق به صورت مایع یا جامد است. وقتی می‌گوییم یک ماده مایع یا جامد در حال سوختن است، در واقع بخار آن ماده است که می‌سوزد. «گاز» به ماده‌ای گفته می‌شود که به‌طور طبیعی در دمای اتاق در حالت گازی است.

    فشار بخار و نقطه جوش
    فشار بخار، فشاری است که زمانی ایجاد می‌شود که یک جامد یا مایع با بخار خودش در حالت تعادل قرار دارد. این فشار به‌طور مستقیم با دما مرتبط است. مثالی از فشار بخار، فشاری است که توسط بخار یک مایع در یک ظرف بسته نیمه‌پر ایجاد می‌شود. بسته به دما، فشار بخار تا یک آستانه مشخص افزایش می‌یابد. وقتی این آستانه برسد، فضا «اشباع‌شده» در نظر گرفته می‌شود.

    فشار بخار و نقطه جوش یک ماده شیمیایی تعیین می‌کنند که چه میزان از آن احتمال دارد وارد هوا شود. فشار بخار پایین به معنای مولکول‌های کمتری از آن ماده در هواست که قابل اشتعال باشند، بنابراین به‌طور کلی خطر کمتری وجود دارد. این همچنین به این معناست که مولکول‌های کمتری برای آشکارسازی وجود دارد و ممکن است آشکارسازی دشوارتر شده و نیاز به تجهیزات با حساسیت بیشتر باشد. با افزایش فشار بخار و کاهش نقطه جوش، احتمال تبخیر افزایش می‌یابد. اگر ظروف حاوی این نوع مواد شیمیایی باز بمانند یا بر روی سطوح بزرگ پخش شوند، احتمال خطر بیشتری به‌وجود می‌آید.

    نقطه اشتعال (Flashpoint)
    یک ماده قابل اشتعال تا زمانی که به نقطه اشتعال خود نرسد، بخار یا گاز کافی برای شروع آتش تولید نمی‌کند. نقطه اشتعال، پایین‌ترین دمایی است که در آن یک مایع بخار کافی برای ایجاد شعله تولید می‌کند. اگر دما پایین‌تر از این مقدار باشد، مایع بخار کافی برای اشتعال تولید نمی‌کند. اگر نقطه اشتعال برسد و یک منبع خارجی اشتعال مانند جرقه وجود داشته باشد، ماده آتش خواهد گرفت. سند NFPA-325M از آژانس ملی حفاظت در برابر آتش (NFPA) تحت عنوان ویژگی‌های خطر آتش مواد قابل اشتعال، گازها و حلال‌های فرّار، نقطه اشتعال بسیاری از مواد رایج را فهرست کرده است.

    نقطه اشتعال اهمیت دارد زیرا نشان‌دهنده میزان خطر ناشی از یک مایع قابل اشتعال است. به‌طور کلی، هرچه نقطه اشتعال پایین‌تر باشد، تشکیل مخلوط‌های قابل اشتعال سوخت و هوا آسان‌تر بوده و در نتیجه خطر بیشتر است.

    دمای خوداشتعالی
    اگر ماده‌ای تا دمای مشخصی—یعنی دمای اشتعال خودبه‌خودی (یا «خوداشتعالی»)—گرم شود، بیشتر مواد شیمیایی قابل اشتعال می‌توانند بدون وجود منبع خارجی اشتعال، تنها با انرژی گرمایی خود، به‌طور خودبه‌خودی آتش بگیرند.

    چگالی بخار
    چگالی بخار نسبت وزن یک حجم از بخار قابل اشتعال به حجم مساوی از هوا است. بیشتر بخارهای قابل اشتعال سنگین‌تر از هوا هستند، بنابراین به سمت زمین حرکت کرده و در نواحی پایین‌تر تجمع می‌یابند. گاز یا بخاری که چگالی بخار آن بیشتر از ۱ باشد ممکن است در سطوح پایین حرکت کرده و به دنبال یک منبع اشتعال بگردد (برای مثال: هگزان با چگالی بخار ۳.۰). گاز یا بخاری که چگالی بخار آن کمتر از ۱ باشد تمایل دارد به سمت بالا حرکت کند (برای مثال: متان با چگالی بخار ۰.۶). چگالی بخار در تعیین محل بهینه نصب دتکتور اهمیت دارد، زیرا به پیش‌بینی محل احتمالی تجمع گاز یا بخار در یک اتاق یا فضا کمک می‌کند.

    حدود انفجار
    برای ایجاد شعله، مقدار کافی گاز یا بخار باید وجود داشته باشد؛ اما مقدار بیش‌ازحد گاز می‌تواند اکسیژن موجود در فضا را جابه‌جا کرده و مانع از احتراق شود. به همین دلیل، برای غلظت‌های پایین و بالا، حد مشخصی وجود دارد که در آن احتراق می‌تواند رخ دهد. این حدود به عنوان حد پایین انفجار (LEL) و حد بالای انفجار (UEL) شناخته می‌شوند. این‌ها همچنین به عنوان حد پایین اشتعال‌پذیری (LFL) و حد بالای اشتعال‌پذیری (UFL) نیز شناخته می‌شوند.

    برای حفظ احتراق، محیط باید ترکیب مناسبی از سوخت و اکسیژن (هوا) داشته باشد. LEL حداقل مقدار گاز مورد نیاز برای احتراق و UEL حداکثر مقدار آن را نشان می‌دهد. مقادیر دقیق LEL برای گازهای مختلف متفاوت است و به صورت درصد حجمی در هوا اندازه‌گیری می‌شوند. مقادیر LEL و UEL گازها در سند NFPA 325 درج شده‌اند.

    LEL معمولاً بین ۱.۴٪ تا ۵٪ حجمی است. با افزایش دما، انرژی کمتری برای ایجاد احتراق مورد نیاز است و درصد گاز لازم برای رسیدن به ۱۰۰٪ LEL کاهش یافته و در نتیجه خطر افزایش می‌یابد. محیطی با سطح اکسیژن بالاتر باعث افزایش UEL گاز، همچنین نرخ و شدت گسترش شعله می‌شود. از آنجا که مخلوطی از چندین گاز شرایط را پیچیده می‌کند، LEL دقیق آن‌ها باید از طریق آزمایش مشخص شود.

    بیشتر ابزارهای اندازه‌گیری گازهای قابل احتراق در محدوده LEL کار می‌کنند و قرائت گاز را به صورت درصدی از LEL نمایش می‌دهند. برای مثال: عدد ۵۰٪ LEL به این معناست که مخلوط گاز نمونه‌برداری‌شده شامل نیمی از مقدار گاز مورد نیاز برای حمایت از احتراق است.

    هر غلظتی از گاز یا بخار که بین این دو حد قرار گیرد، در محدوده قابل اشتعال (انفجاری) قرار دارد. مواد مختلف دارای پهنای متفاوتی از محدوده اشتعال‌پذیری هستند — برخی بسیار گسترده و برخی دیگر باریک‌تر هستند. موادی که محدوده اشتعال‌پذیری وسیع‌تری دارند، معمولاً خطرناک‌تر محسوب می‌شوند، زیرا سطوح بیشتری از غلظت آن‌ها می‌تواند دچار اشتعال شود.

    فضاهایی که در آن‌ها سطح غلظت گاز پایین‌تر از LEL است (سوخت کافی برای اشتعال وجود ندارد)، «لاغر» (lean) و غیرقابل اشتعال نامیده می‌شوند؛ و فضاهایی که سطح گاز بالاتر از UEL است (اکسیژن کافی برای اشتعال وجود ندارد)، «غلیظ» (rich) و غیرقابل اشتعال تلقی می‌شوند.

    فضاهای سمی

    پایش گازهای سمی
    گاز سمی به گازی گفته می‌شود که توانایی آسیب رساندن به بافت‌های زنده، اختلال در سیستم عصبی مرکزی، ایجاد بیماری‌های شدید یا—در موارد حاد—مرگ را دارد، زمانی که از طریق بلع، تنفس یا جذب از راه پوست یا چشم وارد بدن شود. میزان لازم برای ایجاد این اثرات به‌طور گسترده‌ای با توجه به ماهیت ماده و مدت زمان تماس متفاوت است. «سمیت حاد» به تماس کوتاه‌مدت مانند یک مواجهه‌ی لحظه‌ای اشاره دارد. «سمیت مزمن» به تماس بلندمدت مانند مواجهه‌های مکرر یا طولانی اشاره دارد.

    پایش گازهای سمی اهمیت دارد زیرا برخی از این مواد قابل مشاهده یا بوییدن نیستند و اثرات فوری ندارند. بنابراین شناسایی خطر گاز از طریق حواس فرد معمولاً خیلی دیر و پس از رسیدن غلظت به سطح زیان‌آور انجام می‌شود.

    اثرهای سمی گازها از بی‌ضرر تا بسیار سمی متغیر است. برخی در مواجهه‌های کوتاه و در سطح پایین نیز تهدیدکننده‌ی زندگی هستند، در حالی که برخی دیگر تنها در مواجهه‌های مکرر و با غلظت بالا خطرناک‌اند. میزان خطری که یک ماده برای یک کارگر ایجاد می‌کند، به عوامل مختلفی بستگی دارد که شامل سطح غلظت گاز و مدت زمان تماس است.

    حدود تماس مجاز
    کنفرانس آمریکایی متخصصان بهداشت صنعتی دولتی (ACGIH) فهرستی سالانه و بازبینی‌شده از حدود مجاز تماس با ترکیبات صنعتی رایج منتشر می‌کند که با عنوان «مقادیر حد آستانه (TLV) و شاخص‌های تماس زیستی (BEI) بر اساس مستندات حدود آستانه مواد شیمیایی و عوامل فیزیکی» شناخته می‌شود. (برای سفارش نسخه‌ای از آن به www.acgih.org مراجعه کنید).
    ACGIH مفهوم مقدار حد آستانه (TLV) را تعریف کرده است؛ TLV به غلظت مجاز یک ماده آلاینده در هوا گفته می‌شود که تصور می‌شود تقریباً همه کارگران بتوانند به‌طور مکرر و روزانه در طول عمر کاری خود در معرض آن قرار گیرند بدون اینکه دچار اثرات زیان‌آور شوند. این مقادیر بر اساس ترکیبی از تجربه صنعتی و مطالعات انسانی و حیوانی تعیین شده‌اند.

    میانگین‌های وزنی زمانی (TWA)
    مقادیر TLV معمولاً به‌صورت میانگین وزنی ۸ ساعته در نظر گرفته می‌شوند. جنبه میانگین‌گیری به این معناست که مواجهه‌هایی بالاتر از حد مجاز قابل‌قبول است، به شرطی که با دوره‌هایی از تماس کمتر از حد مجاز جبران شوند.

    محدودیت‌های تماس کوتاه‌مدت (STEL)
    محدودیت‌های تماس کوتاه‌مدت غلظت‌هایی هستند که بالاتر از میانگین ۸ ساعته‌اند و کارگران می‌توانند برای مدت زمان کوتاه در معرض آن‌ها قرار گیرند بدون اینکه دچار اثرات زیان‌آور شوند. (اگر غلظت به اندازه کافی بالا باشد، حتی یک بار تماس نیز می‌تواند اثرات مضر بر سلامت داشته باشد.)
    STEL برای موقعیت‌هایی به‌کار می‌رود که در آن کارگر در معرض غلظت بالای گاز قرار دارد اما فقط برای مدت کوتاهی. این محدودیت‌ها به‌صورت میانگین وزنی ۱۵ دقیقه‌ای تعریف می‌شوند که نباید حتی در صورتی که میانگین ۸ ساعته کمتر از مقدار TLV باشد، از آن فراتر رود.

    غلظت‌های سقفی (Ceiling Concentrations)
    برای برخی از گازهای سمی، حتی یک تماس که از TLV فراتر رود می‌تواند برای سلامت کارگر خطرناک باشد. در این موارد، از غلظت‌های سقفی استفاده می‌شود تا سطوحی را مشخص کند که هرگز نباید از آن‌ها عبور شود.

    حدود مجاز تماس (PELs)
    حدود مجاز تماس (Permissible Exposure Limits) توسط اداره ایمنی و بهداشت شغلی ایالات متحده (OSHA) تدوین و اجرا می‌شوند. بخش ۱۹۱۰.۱۰۰۰ از بخش ۲۹ کد مقررات فدرال (CFR) این استانداردها را شامل می‌شود که مشابه مقادیر TLV سازمان ACGIH هستند، با این تفاوت که PEL به‌صورت قانونی الزام‌آور است نه صرفاً توصیه‌شده. با این حال، دقیق‌ترین مقادیر PEL معمولاً در برگه‌های اطلاعات ایمنی مواد (MSDS) درج شده‌اند.

    شرایط فوری خطرناک برای زندگی و سلامت (IDLH)
    مؤسسه ملی ایمنی و بهداشت شغلی (NIOSH) شرایط تماس IDLH را به‌عنوان شرایطی تعریف می‌کند که در آن، قرار گرفتن در معرض آلاینده‌های هوابرد می‌تواند منجر به مرگ، اثرات مضر فوری یا تأخیری دائمی بر سلامت شود یا مانع از فرار فرد از آن محیط گردد.
    از آنجا که مقادیر IDLH برای تضمین توانایی کارگر در فرار از محیط خطرناک در صورت از کار افتادن تجهیزات حفاظت تنفسی تعیین شده‌اند، این مقادیر عمدتاً برای تعیین نوع مناسب وسایل حفاظت تنفسی مطابق با استانداردهای OSHA به‌کار می‌روند.

    کاهش یا افزایش سطح اکسیژن

    کمبود اکسیژن (Oxygen Deficiency)
    هوای طبیعی محیط دارای غلظت ۲۰.۸ درصد حجمی اکسیژن است. زمانی که سطح اکسیژن به کمتر از ۱۹.۵ درصد از کل ترکیب هوا کاهش یابد، آن فضا «کم‌اکسیژن» در نظر گرفته می‌شود. در چنین محیط‌هایی، اکسیژن لازم برای ادامه‌ی حیات ممکن است با گازهای دیگری مانند دی‌اکسید کربن جایگزین شود. این امر منجر به ایجاد فضایی می‌شود که در صورت تنفس، می‌تواند خطرناک یا کشنده باشد.

    کمبود اکسیژن همچنین ممکن است بر اثر زنگ‌زدگی، خوردگی، تخمیر یا سایر اشکال اکسایش که اکسیژن مصرف می‌کنند، ایجاد شود. در فرآیند تجزیه مواد، اکسیژن از جو برای تأمین واکنش اکسایش مصرف می‌شود.

    تأثیرات کمبود اکسیژن ممکن است تدریجی یا ناگهانی باشد، که این موضوع به غلظت کلی اکسیژن و همچنین سطوح دیگر گازهای موجود در فضا بستگی دارد. به‌طور کلی، کاهش سطح اکسیژن محیط باعث بروز علائم فیزیولوژیکی زیر می‌شود:

    درصد اکسیژن اثرات فیزیولوژیکی
    ۱۹.۵ تا ۱۶ بدون اثر قابل مشاهده
    ۱۶ تا ۱۲ افزایش سرعت تنفس، افزایش ضربان قلب، اختلال در تمرکز، تفکر و هماهنگی حرکتی
    ۱۴ تا ۱۰ قضاوت نادرست، ضعف در هماهنگی عضلانی، خستگی سریع در اثر فعالیت، تنفس متناوب
    ۱۰ تا ۶ تهوع و استفراغ، ناتوانی در انجام حرکات شدید یا از دست دادن توان حرکتی، بیهوشی و در ادامه مرگ
    کمتر از ۶ دشواری در تنفس، حرکات تشنجی، مرگ

    غنی شدن اکسیژن (Oxygen Enrichment)
    زمانی که غلظت اکسیژن در فضا به بالاتر از ۲۰.۸ درصد حجمی افزایش یابد، آن محیط «غنی از اکسیژن» محسوب می‌شود و مستعد ناپایداری خواهد بود. در نتیجه افزایش سطح اکسیژن، احتمال و شدت آتش‌سوزی ناگهانی یا انفجار به‌شدت افزایش می‌یابد.

     

    فناوری‌های آشکارسازی گاز

    امروزه انواع مختلفی از فناوری‌های آشکارسازی گاز مورد استفاده قرار می‌گیرند. از جمله رایج‌ترین آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

    • کاتالیستی مهره‌ای (Catalytic Bead)
      • نیمه‌رسانای اکسید فلز (که با عنوان «حالت جامد» نیز شناخته می‌شود)
      • مادون قرمز نقطه‌ای با مسیر کوتاه (Point Infrared Short Path)
      • مادون قرمز باز با مسیر بلند (Open (Long Path) Infrared)
      • مادون قرمز فوتواکوستیک (Photoacoustic Infrared)
      • الکتروشیمیایی برای آشکارسازی گازهای سمی
      • الکتروشیمیایی برای آشکارسازی اکسیژن
      • رسانایی گرمایی (Thermal Conductivity)
      • یونیزاسیون نوری (Photoionization)
      • مادون قرمز غیرپراکندگی (NDIR)

    جدول‌ها و نمودارهای صفحات بعدی عملکرد هر یک از این فناوری‌ها را به‌صورت خلاصه نمایش می‌دهند.

    فناوری: کاتالیستی مهره‌ای (Catalytic Bead)

    WhatsApp Image 2025 09 25 at 2.26.03 AM

    نوع گاز قابل تشخیص:
    گازهای قابل احتراق

    اصل عملکرد:
    از یک مهره کاتالیستی برای اکسید کردن گاز قابل احتراق استفاده می‌کند؛ پل ویتستون تغییر مقاومت ایجاد شده را به سیگنال الکتریکی دتکتور تبدیل می‌کند.

    توضیح دقیق:
    یک سیم پیچ با پوشش ماده‌ای شیشه‌ای یا سرامیکی که روی آن کاتالیزور قرار دارد، به صورت الکتریکی تا دمایی گرم می‌شود که بتواند گاز تحت پایش را بسوزاند (اکسید کند). این فرآیند گرما تولید کرده و دمای سیم را افزایش می‌دهد. با افزایش دمای سیم، مقاومت الکتریکی آن نیز افزایش می‌یابد. این مقاومت توسط مدار پل ویتستون اندازه‌گیری شده و این اندازه‌گیری به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌شود که توسط دتکتور گاز استفاده می‌شود. سنسور دوم به نام جبران‌کننده برای جبران تغییرات دما، فشار و رطوبت به کار می‌رود.

    محدوده اندازه‌گیری:
    درصدی از حد پایین انفجار (% LEL)

    مزایا:
    طول عمر بالا، حساسیت کمتر به تغییرات دما، رطوبت، تراکم و فشار؛ دقت بالا؛ پاسخ سریع؛ توانایی پایش گستره وسیعی از گازها و بخارهای قابل احتراق در هوا.

    معایب:
    مستعد مسمومیت سنسور؛ نیاز به هوا یا اکسیژن؛ طول عمر کاهش‌یافته در مواجهه‌های مکرر یا مداوم با غلظت‌های بالای LEL.

    فناوری: نیمه‌رسانای اکسید فلز (Metal Oxide Semiconductor)

    WhatsApp Image 2025 09 25 at 2.26.09 AM

    نوع گاز قابل تشخیص:
    گازهای قابل احتراق؛ گازهای سمی

    اصل عملکرد:
    این دتکتور از اکسید فلزی ساخته شده است که در واکنش به حضور گاز، مقاومت آن تغییر می‌کند؛ این تغییر مقاومت اندازه‌گیری شده و به مقدار غلظت گاز تبدیل می‌شود.

    توضیح دقیق:
    یک ماده نیمه‌رسانا (اکسید فلز) روی یک بستر عایق بین دو الکترود قرار می‌گیرد.
    بستر تا دمایی گرم می‌شود که حضور گاز می‌تواند باعث تغییر برگشت‌پذیر در رسانایی ماده نیمه‌رسانا شود. وقتی گازی وجود ندارد، اکسیژن به صورت یون روی سطح جذب شده و سنسور نیمه‌رسانا می‌شود؛ وقتی مولکول‌های گاز مورد نظر حضور دارند، جایگزین یون‌های اکسیژن شده و مقاومت بین الکترودها کاهش می‌یابد. این تغییر به‌صورت الکتریکی اندازه‌گیری شده و متناسب با غلظت گاز است.

    محدوده اندازه‌گیری:
    قسمت در میلیون (PPM)

    مزایا:
    حساسیت بالا (قادر به تشخیص غلظت‌های پایین)؛ دامنه دمای عملکرد وسیع؛ عمر طولانی.

    معایب:
    غیر اختصاصی (حساسیت متقاطع به ترکیبات دیگر)؛ خروجی غیرخطی؛ حساس به تغییرات رطوبت؛ مستعد مسمومیت.

     

     

    فناوری: مادون قرمز نقطه‌ای با مسیر کوتاه (Point Infrared Short Path)
    (همچنین با نام مادون قرمز غیرپخشی یا NDIR شناخته می‌شود)

     

    نوع گاز قابل تشخیص:
    گازهای قابل احتراق

     

    اصل عملکرد:
    این فناوری از قابلیت جذب پرتو مادون قرمز توسط گازها استفاده می‌کند. دو نمونه گاز شامل گاز مورد نظر و یک گاز مرجع بی‌اثر در معرض تابش مادون قرمز قرار می‌گیرند. میزان عبور نور از هر نمونه اندازه‌گیری شده و با هم مقایسه می‌شود تا غلظت گاز هدف تعیین گردد.

     

    توضیح دقیق:
    از یک منبع مادون قرمز با مدولاسیون الکتریکی و دو آشکارساز استفاده می‌شود که انرژی مادون قرمز را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کنند. هر آشکارساز به دامنه خاصی از طول موج مادون قرمز حساس است.
    پرتو ساطع‌شده از منبع از طریق یک پنجره وارد حجم باز محفظه می‌شود. ممکن است از یک آینه در انتهای مسیر برای بازتاب انرژی و هدایت آن به سمت آشکارسازها استفاده شود.

    وجود گاز قابل احتراق باعث کاهش شدت پرتو دریافتی توسط آشکارساز تحلیلی می‌شود، اما شدت پرتو دریافت‌شده توسط آشکارساز مرجع تغییر نمی‌کند.
    میکروپروسسور نسبت این دو سیگنال را بررسی کرده و آن را به درصد حد پایین انفجار (%LEL) تبدیل می‌کند.

     

    محدوده اندازه‌گیری:
    درصد حد پایین انفجار (%LEL)

    مزایا:
    دقت و گزینش‌پذیری بالا
    دامنه اندازه‌گیری وسیع
    نیاز به نگهداری پایین
    مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی مسموم‌کننده
    عدم نیاز به اکسیژن یا هوا
    پایداری کالیبراسیون (عدم نیاز به کالیبراسیون دوره‌ای)
    عملکرد ایمن در خطا (Fail-to-safe)
    نسبت به دتکتورهای مسیر باز، اندازه‌گیری دقیق در محل نقطه‌ای

     

    معایب:
    مناسب برای تشخیص گاز هیدروژن نیست.

     

    فناوری: مادون قرمز مسیر باز (Open Path Infrared)

     

    نوع گاز قابل تشخیص:
    گازهای قابل احتراق

    WhatsApp Image 2025 09 25 at 2.26.09 AM1

    اصل عملکرد:
    عملکرد مشابه دتکتورهای مادون قرمز نقطه‌ای دارد، با این تفاوت که منبع مادون قرمز از آشکارساز جدا شده است.

     

    توضیح دقیق:
    دتکتورهای مسیر باز مادون قرمز، مفهوم تشخیص نقطه‌ای را به مسیرهایی با طول تا ۱۰۰ متر گسترش می‌دهند. مانند نمونه‌های نقطه‌ای، این دتکتورها از دو پرتو استفاده می‌کنند:

    • پرتو “نمونه” در طول موجی از مادون قرمز قرار دارد که توسط هیدروکربن‌ها جذب می‌شود.
    • پرتو “مرجع” در طول موجی خارج از محدوده جذب گاز قرار دارد.

    نسبت بین این دو پرتو به‌طور پیوسته مقایسه می‌شود:
    در حالت بدون گاز، نسبت سیگنال‌ها ثابت باقی می‌ماند.
    وقتی ابر گاز از مسیر عبور می‌کند، پرتو نمونه به نسبت غلظت گاز جذب یا تضعیف می‌شود، اما پرتو مرجع بدون تغییر باقی می‌ماند.
    سیستم، حاصل‌ضرب غلظت متوسط گاز در عرض ابر گاز را محاسبه کرده و مقدار را به‌صورت درصد حد پایین انفجار بر متر (%LEL/m) نمایش می‌دهد.

     

    محدوده اندازه‌گیری:
    درصد حد پایین انفجار بر متر (%LEL/m)

     

    مزایا:
    دقت و گزینش‌پذیری بالا
    دامنه اندازه‌گیری وسیع
    نیاز به نگهداری پایین
    مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی مسموم‌کننده
    عدم نیاز به اکسیژن یا هوا
    پایداری کالیبراسیون (عدم نیاز به کالیبراسیون دوره‌ای)
    عملکرد ایمن در خطا (Fail-to-safe)

     

    معایب:
    مناسب برای تشخیص گاز هیدروژن نیست
    برخلاف فناوری نقطه‌ای، محل نشت گاز را به‌طور دقیق مشخص نمی‌کند
    نیاز به مسیر باز و بدون مانع بین منبع و آشکارساز دارد

    WhatsApp Image 2025 09 25 at 2.26.10 AM2

    WhatsApp Image 2025 09 25 at 2.26.10 AM1

    فناوری: مادون قرمز مسیر باز (Open Path Infrared)

     

    نوع گاز قابل تشخیص:
    گازهای قابل اشتعال (Combustible gases)

     

    اصل عملکرد:
    مشابه دتکتورهای مادون قرمز نقطه‌ای (Point IR) عمل می‌کند، با این تفاوت که منبع تابش مادون قرمز و آشکارساز از یکدیگر جدا هستند.

     

    توضیح تفصیلی:
    دتکتورهای مسیر باز مادون قرمز، روش تشخیص نقطه‌ای را به مسیری با طول حداکثر ۱۰۰ متر گسترش می‌دهند. مانند فناوری نقطه‌ای، این سیستم از دو پرتو استفاده می‌کند:

    • پرتو نمونه (Sample Beam): در طول موج مادون قرمز قرار دارد که توسط گازهای هیدروکربنی جذب می‌شود.
    • پرتو مرجع (Reference Beam): خارج از محدوده جذب گاز قرار دارد و تحت تأثیر حضور گاز نیست.

    نسبت شدت این دو پرتو به‌صورت پیوسته مقایسه می‌شود:
    اگر گازی وجود نداشته باشد، نسبت دو سیگنال ثابت می‌ماند.
    وقتی ابری از گاز از مسیر عبور می‌کند، شدت پرتو نمونه کاهش می‌یابد، ولی پرتو مرجع ثابت باقی می‌ماند.
    سیستم با مقایسه این نسبت، مقدار حاصل‌ضرب میانگین غلظت گاز و عرض ابر گاز را محاسبه می‌کند.

    واحد اندازه‌گیری: درصد حد انفجار پایین در واحد متر (%LEL/m)

     

    مزایا:

    • دقت و گزینش‌پذیری بالا
    • دامنه وسیع اندازه‌گیری
    • نیاز به نگهداری بسیار کم
    • مقاوم در برابر مسمومیت شیمیایی
    • نیاز نداشتن به هوا یا اکسیژن محیط
    • پایداری بسیار خوب در کالیبراسیون (عدم نیاز به کالیبراسیون منظم)
    • طراحی Fail-to-safe (ایمن در صورت بروز خطا)

     

    معایب:

    • برای تشخیص گاز هیدروژن مناسب نیست

    WhatsApp Image 2025 09 25 at 2.26.11 AM 1

    WhatsApp Image 2025 09 25 at 2.26.11 AM1

    • نسبت به فناوری نقطه‌ای، توانایی تعیین دقیق محل نشت گاز را ندارد
    • نیاز به مسیر مستقیم و بدون مانع بین منبع و آشکارساز دارد

     

     

    فناوری: مادون قرمز فوتواکوستیک (Photoacoustic Infrared)

     

    نوع گاز قابل تشخیص:
    گازهای قابل اشتعال و گازهای سمی (Combustible gases; Toxic gases)

     

    اصل عملکرد:
    از توانایی جذب پرتو مادون قرمز توسط گاز و تغییرات فشار ناشی از آن استفاده می‌شود.

     

    توضیح تفصیلی:
    نمونه گاز در معرض نور مادون قرمز قرار می‌گیرد. زمانی که مولکول‌های گاز نور را جذب می‌کنند، ضربان یا پالس فشاری تولید می‌شود.
    مقدار این پالس فشاری مستقیماً نشان‌دهنده غلظت گاز موجود است.
    این تغییرات فشار توسط میکروفون یا سنسور حساس به فشار تشخیص داده می‌شود و به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌گردد.

    واحدهای اندازه‌گیری:

    • درصد حد انفجار پایین (%LEL)
    • درصد حجمی (% by volume)
    • قسمت در میلیون (PPM)
    • قسمت در میلیارد (PPB)

     

    مزایا:

    • حساسیت بالا
    • خروجی خطی
    • استفاده آسان
    • مقاوم در برابر مسمومیت سنسور
    • پایداری بلندمدت

     

    معایب:

    • برای تشخیص گاز هیدروژن مناسب نیست

     

    فناوری: الکتروشیمیایی برای گازهای سمی (Electrochemical Toxic Gases)

     

    نوع گاز قابل تشخیص:
    گازهای سمی (Toxic gases)

     

    اصل عملکرد:
    واکنش الکتروشیمیایی برای تولید جریانی که متناسب با غلظت گاز است.

     

    توضیح تفصیلی:
    سنسور شامل یک محفظه با ژل یا الکترولیت و دو الکترود فعال است:

    • الکترود اندازه‌گیری (آند)
    • الکترود متقابل (کاتد)
      یک الکترود سوم (مرجع) ولتاژ ثابت بین آند و کاتد را حفظ می‌کند.

    نمونه گاز از طریق غشاء وارد محفظه می‌شود.

    در آند واکنش اکسیداسیون و در کاتد واکنش کاهش رخ می‌دهد.
    در نتیجه، یون‌های مثبت به سمت کاتد و یون‌های منفی به سمت آند حرکت می‌کنند.
    این جریان الکتریکی متناسب با غلظت گاز سمی تولید می‌شود.

    واحد اندازه‌گیری:
    قسمت در میلیون (PPM) برای گازهای سمی

     

    مزایا:

    • حساسیت بالا
    • خروجی خطی
    • کاربری آسان

     

    معایب:

    • عمر مفید محدود
    • تأثیرپذیر از گازهای مزاحم (interferents)
    • کاهش طول عمر در محیط‌های بسیار خشک یا بسیار گرم

     

     

     

     

    دتکتور گاز الکتروشیمیائی گازهای سمی

    Electrochemical Toxic Sensor

     

     

    فناوری: الکتروشیمیایی برای سنجش اکسیژن (Electrochemical Oxygen)

     

    نوع گاز قابل تشخیص:
    کمبود یا غنی‌شدگی اکسیژن (O₂)

     

    اصل عملکرد:
    واکنش الکتروشیمیایی برای تولید جریانی که متناسب با غلظت اکسیژن است.

     

    توضیح تفصیلی:
    سنسور شامل محفظه‌ای حاوی ژل یا الکترولیت و دو الکترود است:

    • الکترود اندازه‌گیری (آند)
    • الکترود مرجع/متقابل (معمولاً از جنس سرب)

    نمونه گاز از طریق غشاء وارد محفظه می‌شود.
    واکنش اکسیداسیون در آند و واکنش کاهش در کاتد رخ می‌دهد.
    جریان یونی ایجادشده، متناسب با غلظت اکسیژن، یک جریان الکتریکی تولید می‌کند که توسط دستگاه اندازه‌گیری می‌شود.

    واحد اندازه‌گیری:
    درصد حجمی اکسیژن (% Volume)

     

    مزایا:

    • حساسیت بالا
    • خروجی خطی
    • کاربری آسان
    • مقاوم در برابر سمّی شدن سنسور

    معایب:

    • عمر مفید محدود
    • تأثیرپذیر از گازهای مزاحم (interferents)
    • کاهش عمر در محیط‌های بسیار خشک یا بسیار گرم، یا در شرایط اکسیژن غنی‌شده

     

    WhatsApp Image 2025 09 25 at 2.26.12 AM

     

     

    دتکتور گاز الکتروشیمیائی گاز اکسیژن

    Typical Electrochemical Oxygen Sensor

     

    WhatsApp Image 2025 09 25 at 2.26.12 AM1

     

    دتکتور گاز  رسانایی حرارتی معمولی

    Typical Thermal Conductivity Sensor

     

    فناوری: رسانش گرمایی (Thermal Conductivity)

    WhatsApp Image 2025 09 25 at 2.26.13 AM

    نوع گاز قابل تشخیص:
    گازهای قابل اشتعال و گازهای سمی

     

    اصل عملکرد:
    سنجش توانایی گاز برای انتقال حرارت با مقایسه آن با یک گاز مرجع (معمولاً هوا)

    توضیح تفصیلی:
    در این روش از دو سنسور استفاده می‌شود:

    • سنسور آشکارساز (Detecting Sensor)
    • سنسور جبران‌کننده (Compensating Sensor)

    هر دو سنسور در یک پل ویتستون (Wheatstone Bridge) قرار دارند.
    سنسور آشکارساز در معرض گاز موردنظر قرار دارد، در حالی که سنسور جبران‌کننده در محفظه‌ای با هوای تمیز مهر و موم شده است.
    وقتی گاز وارد سنسور آشکارساز می‌شود، باعث خنک شدن آن می‌گردد که این امر مقاومت الکتریکی را تغییر می‌دهد.
    این تغییر مقاومت متناسب با غلظت گاز است.
    سنسور جبران‌کننده تضمین می‌کند که تغییر دما ناشی از خود گاز است نه دمای محیط یا عوامل دیگر.

    واحد اندازه‌گیری:
    PPM تا ۱۰۰٪ حجمی

     

    مزایا:

    • دامنه وسیع اندازه‌گیری

     

    معایب:

    • غیر اختصاصی (به سایر ترکیبات نیز واکنش نشان می‌دهد)
    • برای گازهایی با رسانش گرمایی نزدیک به یک (مانند هوا، NH₃، CO، NO، O₂، N₂) مناسب نیست
    • اندازه‌گیری گازهایی با رسانش گرمایی کمتر از یک دشوارتر است
    • خروجی سیگنال همیشه خطی نیست

     

    فناوری: یونیزاسیون نوری (Photoionization – PID)

     

    نوع گاز قابل تشخیص:
    گازهای سمی (ترکیبات آلی)

     

    اصل عملکرد:
    مبنای آشکارسازی بر اساس یونیزه کردن گاز با استفاده از پرتو فرابنفش (UV)

     

    توضیح تفصیلی:
    دتکتور یونیزاسیون نوری (PID) از یک لامپ فرابنفش برای یونیزه کردن ترکیب موردنظر استفاده می‌کند.
    مولکول‌های گاز تحت تابش فرابنفش یونیزه شده و یون‌ها تولید می‌شوند.
    این یون‌ها روی یک الکترود جمع‌آوری می‌گردند و جریان الکتریکی ایجاد می‌کنند.
    مقدار این جریان متناسب با غلظت گاز است و به‌صورت عددی در واحد PPM یا مقادیر زیر PPM (sub-ppm) روی نمایشگر دستگاه نشان داده می‌شود.

     

    واحد اندازه‌گیری:
    PPM و زیر PPM

     

    مزایا:

    • سرعت پاسخ‌دهی بسیار بالا
    • توانایی تشخیص در سطوح بسیار پایین
    • قابلیت تشخیص طیف گسترده‌ای از ترکیبات

     

    معایب:

    • هزینه بالا
    • نیاز به نگهداری بیشتر
    • نیاز به کالیبراسیون مکرر
    • غیر اختصاصی بودن (عدم تمایز دقیق بین ترکیبات مشابه)
    • حساسیت به رطوبت

     

    دتکتور گاز فوتویونیزاسیون

    Photoionization Sensor Design

    WhatsApp Image 2025 09 25 at 2.26.13 AM1

    روش‌های نمونه‌برداری گاز

    سه روش اصلی برای نمونه‌برداری از گاز وجود دارد:

    ۱. نمونه‌برداری به روش انتشار (Diffusion Sampling)
    ۲. نمونه‌برداری با پمپ (Pumped Sampling)
    ۳. نمونه‌برداری با مکش (Aspirated Sampling)

     

    نمونه‌برداری به روش انتشار (Diffusion Sampling)

    در این روش، انتقال گاز به سمت حسگر از طریق حرکت طبیعی مولکول‌ها از ناحیه‌ای با غلظت بالا به ناحیه‌ای با غلظت پایین صورت می‌گیرد.
    واژه «انتشار» به فرایندی اشاره دارد که در آن مولکول‌ها یا ذرات دیگر به دلیل حرکت حرارتی تصادفی خود با یکدیگر مخلوط می‌شوند.
    شرایط محیطی مانند دما، جریان‌های هوا و سایر عوامل محیطی بر میزان و سرعت انتشار تأثیر می‌گذارند.

     

    مزایا:

    • نصب دتکتور دقیقاً در نقطه موردنظر برای نمونه‌گیری انجام می‌شود.
    • پاسخ‌دهی سریع به دلیل عدم نیاز به انتقال نمونه
    • عدم نیاز به پمپ یا فیلتر و در نتیجه نگهداری ساده‌تر

     

    نمونه‌برداری با پمپ (Pumped Sampling)

    در این روش، یک پمپ برای مکش نمونه گاز از یک مکان دوردست به داخل یا از میان حسگر به‌کار گرفته می‌شود.
    با استفاده از نمونه‌برداری پمپی، امکان جمع‌آوری نمونه‌ها به‌صورت همزمان از دو یا چند محل مختلف وجود دارد.

     

    مزایا:

    • قابلیت نمونه‌گیری از فواصل دور
    • امکان پایش هم‌زمان چند نقطه
    • مناسب برای کاربردهایی که در آن حسگر نمی‌تواند مستقیماً در محل نمونه‌برداری نصب شود

     

    توجه:

    • این روش نیاز به تجهیزات مکانیکی (پمپ) دارد که ممکن است نیازمند نگهداری منظم باشند.
    • ممکن است به زمان انتقال نمونه نیاز داشته باشد که باعث تاخیر در پاسخ‌دهی شود.

     

    شرایط مناسب برای نمونه‌برداری پمپی (Pumped Sampling):

    مواردی که این روش توصیه می‌شود:

    • نقطه نمونه‌برداری بسیار گرم یا بسیار سرد است.
    • دسترسی به محل نمونه‌برداری دشوار است.
    • بخارهای سنگین وجود دارد که به‌خوبی با نیروهای طبیعی پخش نمی‌شوند.
    • در برخی کاربردها، استفاده از پمپ می‌تواند سیستم را از کلاس ضدانفجار (XP) به کلاس کاربرد عمومی (GP) تبدیل کند.
      (در این حالت، ممکن است نیاز به نصب مهارکننده شعله (Flashback Arrestor) بین ورودی نمونه و حسگر باشد.)
    • مناسب برای فضاهای بسته و محدود (Confined Spaces)

     

    نمونه‌برداری آسپیره (Aspirated Sampling)

    در این روش، نمونه گاز با استفاده از مکش غیرفعال یا جریان طبیعی به داخل یا از میان حسگر کشیده می‌شود.

     

    مزایای نمونه‌برداری آسپیره نسبت به پمپی:

    • هزینه پایین‌تر
    • نگهداری کمتر به‌دلیل نبود قطعات متحرک
      (در مقایسه با پمپ که نیاز به تعمیرات دوره‌ای دارد)

     

  • تشریح عملی استفاده از دتکتورهای گازی در صنعت

    B TAHERI

    مقدمه

    سامانه‌های شناسایی گاز به طور گسترده‌ای در صنعت فرایندی برای شناسایی و کاهش اثرات نشت گاز و کمینه‌سازی پیامدهای احتمالی آن‌ها به کار گرفته شده‌اند. مکانیسم‌های شناسایی با توجه به نوع مواد شیمیایی متفاوت هستند و باید با دقت فناوری مناسب برای هر کاربرد انتخاب شود؛ همراه با ملاحظات عملی مربوط به نصب، راه‌اندازی و نگهداری. بیشتر کاربردهای کنونی هشدارهایی برای اپراتور ایجاد می‌کنند که بر اساس قرائت‌های بالا از دتکتورهای گازی فعال می‌شوند. با این حال، با فشار صنعت برای ادغام دتکتورهای ایمنی گاز در سامانه‌های توقف اضطراری، نیاز به طراحی، کالیبراسیون و راه‌اندازی صحیح این دتکتورها برای کاهش آلارم‌های کاذب، به‌طور فزاینده‌ای اهمیت یافته است.

     

    فناوری‌های شناسایی گاز

    دو دسته کلی برای دتکتورهای گازی وجود دارد: دتکتورهای نقطه‌ای و دتکتورهای ناحیه‌ای.

    • دتکتورهای گازی نقطه‌ای دارای یک محل واحد برای دتکتور هستند که در آن ابر گازی باید مستقیماً با دتکتور تماس پیدا کند. انواع دتکتورهای نقطه‌ای شامل دتکتورهای کاتالیتیکی، الکتروشیمیایی، حالت جامد و مادون‌قرمز (IR) هستند. دتکتورهای کاتالیتیکی و IR به‌طور گسترده‌ای در صنعت استفاده می‌شوند و در این مقاله به‌طور مفصل بررسی شده‌اند.
    • دتکتورهای ناحیه‌ای قادرند بدون نیاز به تماس مستقیم ابر گازی با دتکتور، رهایش گاز را شناسایی کنند. انواع دتکتورهای ناحیه‌ای شامل مسیر باز (خط دید – LOS) و صوتی هستند.

     

    دتکتورهای گازی نقطه‌ای

    دتکتورهای گازی کاتالیتیکی

    دتکتورهای کاتالیتیکی (شکل ۱) از نوع دتکتورهای نقطه‌ای هستند که از یک مقاومت پلاتینی داغ پوشیده‌شده با کاتالیست برای واکنش با گازهای قابل احتراق استفاده می‌کنند. هنگامی‌که گاز قابل احتراق با این مقاومت تماس پیدا می‌کند، پوشش آن اکسید می‌شود و مقاومت پوشیده‌شده گرم می‌گردد. افزایش دما در این مقاومت در مقایسه با یک مقاومت کنترلی اندازه‌گیری می‌شود تا درصد حد پایین اشتعال (٪LFL) تعیین شود.

     

    مزایا:

    • عملکرد ساده
    • مقاوم و آسان برای استفاده و کالیبراسیون
    • دارای قابلیت اطمینان بالا
    • به‌راحتی برای گازهای خاصی مانند هیدروژن کالیبره می‌شود

     

    معایب:

    • نیاز به کالیبراسیون مکرر به‌دلیل غیرفعال شدن یا آلودگی
    • قرارگیری طولانی‌مدت در معرض گازهای قابل اشتعال باعث کاهش حساسیت می‌شود

     

    ملاحظات عملی:

    • دتکتورهای کاتالیتیکی معمولاً برای شناسایی گازهایی مانند هیدروژن مفید هستند، در حالی‌که دیگر دتکتورهای نقطه‌ای واکنش‌پذیری کمتری دارند.
    • دانه‌های دتکتور ممکن است نیاز به تعویض داشته باشند یا کالیبراسیون دتکتورها باید به‌صورت مکرر انجام شود تا قابلیت اطمینان بالا حفظ گردد.
    • کیت‌های کالیبراسیون از فروشندگان مختلف در دسترس هستند تا امکان کالیبراسیون از راه دور را فراهم کنند، زیرا دتکتورها ممکن است در ارتفاعاتی نصب شوند که دسترسی به آن‌ها آسان نباشد.
    • نیاز توان مصرفی دتکتورهای کاتالیتیکی بالا نیست و معمولاً با توان حلقه‌ای از کنترلر تغذیه می‌شوند.
    • دقت اندازه‌گیری بین ۳ تا ۵ درصد است که بستگی به بازه ٪LFL دارد.
    • زمان پاسخ معمول برای رسیدن به ۵۰٪ LFL حدود ۱۰ ثانیه و برای رسیدن به ۹۰٪ LFL حدود ۳۰ ثانیه است. این زمان، مدت‌زمانی است که دتکتور برای تشخیص غلظت صحیح گاز و تولید سیگنال پس از تماس گاز با دتکتور نیاز دارد.
    • قابلیت عملکرد در بازه دمایی گسترده از ۴۰- درجه سلسیوس تا ۷۵+ درجه سلسیوس را دارد.
    • قابلیت اطمینان بسیار بالا در محیط‌هایی با دمای شدید، رطوبت بالا و ارتعاشات

     

     

    دتکتورهای گازی مادون‌قرمز (InfraRed – IR)

    دتکتورهای مادون‌قرمز از جذب مادون‌قرمز توسط گازهای هیدروکربنی در طول موج ۳.۴ میکرومتر برای شناسایی حضور گازهای قابل احتراق استفاده می‌کنند. این دتکتورها از یک فرستنده نور مادون‌قرمز استفاده می‌کنند که در طول موج گاز هدف و نیز برای کنترل طول موج عمل می‌کند. الگوریتم‌های پیچیده‌ای برای محاسبه ٪LFL بر اساس عبور اندازه‌گیری‌شده نور به‌کار گرفته می‌شود.

     

    مزایا:

    • رایج‌ترین سامانه شناسایی گاز
    • تنوع بالای تأمین‌کنندگان و رقابت قیمتی مناسب
    • نصب و راه‌اندازی و کالیبراسیون آسان
    • کالیبراسیون به دفعات کمتری نسبت به دتکتورهای کاتالیتیکی مورد نیاز است
    • ایمنی در برابر نویز و آلودگی‌ها
    • عملکرد مداوم در حضور گازهای قابل اشتعال بدون افت عملکرد

     

    معایب:

    • هزینه اولیه خرید و نصب بالا است
    • گاز باید در ناحیه مادون‌قرمز فعال باشد؛ مانند گازهای هیدروکربنی
    • در شرایط دمایی شدید، رطوبت بالا یا محیط‌های با ارتعاش زیاد عملکرد مؤثری ندارد
    • برای کاربردهای چندگازه مناسب نیست

     

    ملاحظات عملی:

    • دتکتورهای IR معمولاً برای شناسایی گازهای هیدروکربنی مفید هستند.
    • نیاز توان مصرفی این دتکتورها بین ۵ تا ۲۰ وات است و معمولاً با توان حلقه‌ای از کنترلر تغذیه می‌شوند.
    • دقت اندازه‌گیری بین ۱ تا ۵ درصد است که بستگی به بازه ‌٪LFL دارد.
    • زمان پاسخ معمول برای رسیدن به ۵۰٪ LFL حدود ۵ ثانیه و برای رسیدن به ۹۰٪ LFL حدود ۱۰ ثانیه است.
    • این دتکتورها می‌توانند در بازه دمایی وسیع بین ۴۰- درجه سلسیوس تا ۷۵+ درجه سلسیوس کار کنند.
    • دتکتورهای IR برای گاز خاصی مانند متان یا پروپان کالیبره می‌شوند. اگر گازهای دیگر با همان دتکتور اندازه‌گیری شوند، فروشندگان باید منحنی‌های تصحیح برای تعیین غلظت ارائه دهند که دقت این اندازه‌گیری‌های تصحیح‌شده محدود خواهد بود.
    • اگر دتکتور در اثر تماس با گاز «اشباع» شود، ممکن است مدت زمان زیادی برای بازگشت مقدار خوانده‌شده به سطح نرمال نیاز باشد. این مورد به‌ویژه در صورت استفاده از فیلتر آب‌گریز (hydrophobic) یا حفاظ هوا (weather baffle) صادق است.
    • هرگونه انحراف در نصب دتکتور نسبت به زاویه توصیه‌شده توسط سازنده ممکن است منجر به خطاهای بزرگ در مقادیر غلظت اندازه‌گیری‌شده شود.

     

    دتکتورهای ناحیه‌ای (Area Detectors)

    دتکتورهای مسیر باز (Open Path)

    دتکتورهای ناحیه‌ای مسیر باز به دو نوع تقسیم می‌شوند: مادون‌قرمز (IR) و طیف‌سنجی لیزری.
    دتکتور مادون‌قرمز مسیر باز از همان فناوری دتکتورهای نقطه‌ای مادون‌قرمز استفاده می‌کند. در این نوع، فاصله بین فرستنده و گیرنده مادون‌قرمز بسته به قابلیت دتکتور می‌تواند از ۱۵ فوت تا ۶۵۰ فوت متغیر باشد.
    در نوع طیف‌سنجی لیزری، چندین طول موج مختلف برای شناسایی غلظت خاصی از گاز اندازه‌گیری می‌شود.
    در این مقاله، تمرکز بر دتکتورهای مسیر باز مادون‌قرمز است، زیرا این نوع در صنعت به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد.

    مزایا:

    • به‌طور گسترده در سکوهای فراساحلی (Offshore) و تأسیسات خشکی (On-shore) برای شناسایی نشت گاز در یک ناحیه وسیع استفاده می‌شوند.
    • هم به‌عنوان آژیر هشدار اولیه و هم برای فعال‌سازی فرآیند تخلیه (Evacuation) کاربرد دارند.
    • در صورتی که هدف صرفاً تشخیص نشت گاز و نه اندازه‌گیری غلظت آن باشد، نسبت به دتکتورهای نقطه‌ای به تجهیزات نصب‌شده کمتری نیاز دارند.

     

    معایب:

    • دتکتورهای مسیر باز بسیار حساس به حفظ خط دید مستقیم بین فرستنده و گیرنده هستند.
      این موضوع، راه‌اندازی اولیه (راه‌اندازی و کالیبراسیون) را بسیار دشوار و زمان‌بر می‌کند.
    • نسبت به موانع موقتی مانند واگن‌های ریلی، داربست‌ها، تجهیزات یا وسایل نقلیه دیگر بسیار آسیب‌پذیر هستند.
    • میزان هشدارهای اشتباه (False alarms) یا تریپ‌های ناخواسته در آن‌ها بسیار زیاد است و این ویژگی آن‌ها را بدنام کرده است.

     

    معایب دتکتورهای مسیر باز:

    • این دستگاه مقدار درصد حد انفجار پایین (LFL) را گزارش نمی‌دهد، بلکه مقدار LFL-متر را نشان می‌دهد.
    • هزینه اولیه خرید و نصب این تجهیزات به‌طور قابل توجهی از دتکتورهای نقطه‌ای IR بیشتر است.
    • لرزش‌ها ممکن است باعث عدم‌ترازی بین فرستنده و گیرنده شوند.

     

    ملاحظات کاربردی:

    • سنسورهای مسیر باز عمدتاً برای تشخیص گازهای هیدروکربنی مفید هستند. با این حال، تعداد کمی دتکتور مسیر باز برای گازهای سمی در بازار موجود است.
    • مصرف برق این دتکتورها بین ۲۰ تا ۵۰ وات متغیر است. برخی مدل‌ها در صورت عدم نیاز به تنظیمات دقیق برای حفظ خط دید، توان بالاتری مصرف می‌کنند تا به‌طور مداوم پرتو IR را در ناحیه گسترده‌تری ارسال کنند. در صورت عدم محدودیت در توان مصرفی، استفاده از این مدل‌ها می‌تواند زمان کالیبراسیون را کاهش دهد.
    • دقت عملکرد حدود ۱٪ است، بسته به محدوده اندازه‌گیری LFL-m.
    • زمان پاسخ به ۹۰٪ LFL در حدود ۵ ثانیه است.
    • این دتکتورها در بازه دمایی ۵۰– تا ۵۰+ درجه سانتی‌گراد قابل‌استفاده هستند.
    • این دتکتورها به یک گاز خاص کالیبره نمی‌شوند، بنابراین قادر به ارائه مقادیر LFL-m برای طیفی از گازهای هیدروکربنی هستند. اما در مدل‌های سمی، مانند تشخیص سولفید هیدروژن یا آمونیاک، فقط باید برای همان گاز طراحی‌شده استفاده شوند.
    • ترازی دقیق بین منبع و گیرنده زمان‌بر و دشوار است، و ممکن است به دلیل لرزش، شرایط آب‌وهوایی یا برخوردهای ناخواسته از بین برود.
    • با وجود اینکه این دتکتورها نیازی به تماس مستقیم گاز با سنسور ندارند، قرارگیری صحیح آن‌ها برای عملکرد مؤثر بسیار حیاتی است. گاز باید با پرتو IR برخورد داشته باشد تا آلارم فعال شود.

     

    دتکتورهای صوتی (Acoustic Gas Detectors)

    دتکتورهای صوتی با تشخیص امواج فراصوت تولید شده توسط نشت گازهای فشرده عمل می‌کنند. زمانی که نشت در یک سامانه تحت فشار رخ می‌دهد، امواج صوتی تولیدی به محدوده مافوق‌صوت (بالاتر از ۲۰ کیلوهرتز) وارد می‌شوند. شدت صدا به عواملی مانند فشار، دبی نشت، ویسکوزیته گاز و فاصله از منبع نشت بستگی دارد.

    مزایا:

    • زمان پاسخ تقریباً صفر است.
    • تشخیص مستقل از نوع گاز انجام می‌شود.
    • بسیاری از دتکتورهای صوتی می‌توانند الگوهای نشت خاص را بر اساس داده‌های تاریخی یاد بگیرند و این امر به افزایش دقت کمک می‌کند.

    معایب:

    • در صورت تنظیم نادرست، به دلیل حساسیت به هر نوع نشت، ممکن است دچار آلارم‌ها یا تریپ‌های اشتباه (Nuisance Alarm/Trip) شود؛ مثلاً نشت نیتروژن یا هوای ابزار می‌تواند باعث فعال‌سازی هشدار شود.

     

    ملاحظات کاربردی:

    • فناوری صوتی در تشخیص نشت گاز طی سال‌های اخیر پیشرفت زیادی داشته، اما همچنان تحقیقات برای کاهش هشدارهای اشتباه ادامه دارد.
    • بهتر است از دتکتورهای صوتی به عنوان آلارم اولیه استفاده شود، در حالی که دتکتورهای نقطه‌ای یا مسیر باز برای فعال‌سازی فرمان‌های قطع استفاده شوند.
    • اکثر این دتکتورها باتری‌خور و کم‌مصرف (۱ تا ۲ وات) هستند.
    • نصب ساده و هزینه بسیار کمتر نسبت به دتکتورهای گازی دارند.
    • جانمایی دقیق آن‌ها مانند دتکتورهای گازی حیاتی نیست، زیرا نیاز به تماس مستقیم با گاز ندارند.
    • در بازه دمایی ۵۰– تا ۷۵+ درجه سانتی‌گراد قابل‌استفاده هستند.

     

    جانمایی دتکتورهای گازی (Placement of Gas Detectors)

    تاریخچه:

    تشخیص گاز ابتدا با استفاده از قناری‌ها در معادن آغاز شد و با پیشرفت فناوری به وضعیت کنونی رسیده است.
    در سال ۱۹۹۱، مؤسسه نفت آمریکا (API) مستند API 2031 را منتشر کرد تا راهنمایی‌هایی برای جانمایی دتکتورهای گازی ارائه دهد، اما این مستند به دلیل نگرانی‌هایی به‌زودی از انتشار خارج شد.

    در حال حاضر استاندارد مشخص و جهانی برای محل نصب دتکتورهای گاز در نواحی فرایندی وجود ندارد، و بیشتر شرکت‌ها از استانداردهای داخلی خود استفاده می‌کنند.

    مطالعات سنتی محل نصب دتکتورها بر پایه تجربه مهندسین انجام می‌شود. استفاده از مدل‌سازی CFD (دینامیک سیالات محاسباتی) نیز رایج است، اما بسیار پرهزینه است.
    گزارش HSE بریتانیا از ۸ سال داده‌های سکوهای فراساحلی نشان داده که تنها ۶۰٪ از نشت‌های شناخته‌شده توسط دتکتورها شناسایی شده‌اند.

     

    طراحی کمی تشخیص گاز (Quantitative Detection Design)

    پوشش جغرافیایی (Geographic Coverage)

    طبق استاندارد ISA84 TR7، پوشش جغرافیایی عبارت است از:

    «بخشی از ناحیه هندسی (در یک ارتفاع مشخص از ناحیه تحت پایش) که اگر نشت در آن رخ دهد، توسط تجهیزات شناسایی گاز (با در نظر گرفتن آرایش رأی‌گیری سیستم) شناسایی خواهد شد.»

    در این روش، دتکتورها دارای حجم مؤثر در ناحیه خطر تعریف‌شده هستند. سپس تحلیل‌هایی برای تعیین ضریب پوشش سناریویی (درصد ناحیه‌ای که توسط دتکتورها پوشش داده می‌شود) انجام می‌شود.

    معایب دتکتورهای مسیر باز (Open Path):

    • این دستگاه مقدار درصد LFL را گزارش نمی‌دهد، بلکه مقدار LFL-m را ارائه می‌دهد.
    • هزینه اولیه ابزار و نصب آن به‌طور قابل‌توجهی بیشتر از دتکتورهای نقطه‌ای مادون‌قرمز است.
    • لرزش‌ها می‌توانند موجب برهم‌خوردن هم‌راستایی منبع و گیرنده شوند.

     

    ملاحظات عملیاتی:

    • دتکتورهای دارای خط دید (Line of Sight) عمدتاً برای شناسایی هیدروکربن‌ها مفید هستند، اما نسخه‌های سمی این دتکتورها بسیار محدود هستند.
    • مصرف توان حسگرهای IR مسیر باز بین ۲۰ تا ۵۰ وات است. برخی مدل‌ها که نیاز به تنظیم دقیق ندارند، مصرف توان بالاتری دارند زیرا پرتوهای مادون‌قرمز را به‌طور مداوم در ناحیه‌ای وسیع ارسال می‌کنند؛ اگر تأمین توان مشکلی نداشته باشد، این نوع از دتکتورها به دلیل کاهش زمان کالیبراسیون مناسب‌اند.
    • دقت عملکرد این دتکتورها در حدود ۱٪ (وابسته به بازه LFL-m) است.
    • زمان پاسخ معمول تا ۹۰٪ LFL حدود ۵ ثانیه است.
    • بازه دمایی عملکرد این دتکتورها از ۵۰– درجه سانتی‌گراد تا ۵۰+ درجه است.
    • دتکتورهای ناحیه‌ای به گاز خاصی کالیبره نمی‌شوند، لذا می‌توانند مقدار %LFL-m را برای طیفی از گازهای هیدروکربنی ارائه دهند. اما دتکتورهای سمی فقط باید برای گاز خاص کالیبره‌شده مانند سولفید هیدروژن یا آمونیاک استفاده شوند.
    • تنظیم و تراز کردن فرستنده و گیرنده بسیار زمان‌بر است و ممکن است به‌دلیل لرزش، شرایط آب‌وهوایی یا برخوردهای ناخواسته، دچار عدم هم‌راستایی شوند.
    • با اینکه گاز نیاز ندارد مستقیماً با حسگر تماس داشته باشد، اما محل نصب صحیح همچنان حیاتی است تا ابر گاز با پرتوی IR برخورد کند و هشدار فعال شود.

     

    دتکتورهای آکوستیک (Acoustic Detectors):

    دتکتورهای گاز آکوستیک امواج فراصوتی ناشی از نشت گاز تحت فشار را شناسایی می‌کنند. هنگامی‌که نشت تحت فشار رخ می‌دهد، صدای تولیدشده شامل فرکانس‌هایی فراتر از حد شنوایی انسان (بالاتر از ۲۰ کیلوهرتز) است.

    به نقل از [Det-Tronics, 2014]، شدت صدای نشتی به عواملی مانند فشار، نرخ نشت، ویسکوزیته گاز و فاصله از منبع نشت بستگی دارد.

     

    مزایا:

    • زمان پاسخ بسیار ناچیز است.
    • نسبت به نوع گاز مستقل است و می‌تواند هر نوع نشت گازی را شناسایی کند

    WhatsApp Image 2025 09 24 at 3.16.31 AM

    • اغلب مدل‌ها قابلیت یادگیری الگوهای خاص نشتی گاز را با استفاده از داده‌های تاریخی دارند که باعث بهبود دقت اندازه‌گیری می‌شود.

     

    معایب:

    • اگر به‌درستی پیکربندی نشده باشد، هشدارها یا تریپ‌های ناخواسته ایجاد می‌کند؛ به‌عنوان مثال، نشت نیتروژن یا هوای ابزار نیز ممکن است آلارم فعال کند.

     

    ملاحظات عملیاتی:

    • فناوری آکوستیک در سال‌های اخیر پیشرفت قابل‌توجهی داشته، اما همچنان تحقیقات برای کاهش هشدارهای اشتباه ادامه دارد.
    • بهترین کاربرد این دتکتورها به‌عنوان آلارم اولیه است، در حالی‌که دتکتورهای نقطه‌ای یا ناحیه‌ای برای توقف فرآیند به‌صورت خودکار یا توسط اپراتور استفاده می‌شوند
    • .WhatsApp Image 2025 09 24 at 3.16.32 AM
    • اغلب دتکتورهای آکوستیک با باتری کار می‌کنند و مصرف توان آن‌ها ۱ تا ۲ وات است.
    • نصب آن‌ها بسیار ساده و کم‌هزینه‌تر از سایر دتکتورهاست. همچنین، محل نصب نسبت به دتکتورهای گاز حساسیت کمتری دارد.
    • بازه دمایی عملکرد آن‌ها از ۵۰– تا ۷۵+ درجه سانتی‌گراد است.

     

    جانمایی دتکتورهای گاز (Placement of Gas Detectors)

    در گذشته، از قناری در قفس به‌عنوان سیستم هشدار نشت گاز استفاده می‌شد! با پیشرفت فناوری، صنعت پتروشیمی به‌تدریج از فناوری‌های نوین بهره‌مند شده است.

    در سال ۱۹۹۱، مؤسسه نفت آمریکا (API) استاندارد API 2031 را منتشر کرد که مربوط به جانمایی دتکتورهای گاز بود، اما به‌زودی برای جلوگیری از مشکلات صنعتی از انتشار خارج شد

    .WhatsApp Image 2025 09 24 at 3.16.42 AM 1

    در حال حاضر هیچ استاندارد حاکم و رسمی جهانی برای محل نصب دتکتورهای گاز در مناطق فرآیندی وجود ندارد، ولی اکثر شرکت‌ها استاندارد داخلی برای این منظور دارند.

     

    طراحی مبتنی بر پوشش کمی (Quantitative Detection Design)

    پوشش جغرافیایی (Geographic Coverage):

    طبق ISA 84 TR7:
    «پوشش جغرافیایی، درصدی از سطح هندسی یک ناحیه فرآیندی تعریف‌شده در یک ارتفاع خاص است که اگر نشتی گاز در آن ناحیه رخ دهد، توسط دتکتورها شناسایی می‌شود (با در نظر گرفتن طرح رأی‌گیری).»

    در این روش:

    • دتکتورها دارای حجم مؤثر در منطقه خطر تعریف‌شده هستند.
    • با انجام تحلیل، درصد ناحیه‌ای که توسط دتکتورها تحت پوشش قرار گرفته محاسبه می‌شود

    WhatsApp Image 2025 09 24 at 3.16.43 AM2

    معایب این روش:

    • نیازی به مدلسازی اضافی ندارد.
    • اما اثربخشی دتکتورها باید فرض شود که این فرض برای دتکتورهای نقطه‌ای و مسیر باز ممکن است خوش‌بینانه (Non-conservative) باشد، زیرا ابر گاز باید حتماً با دتکتور تماس مستقیم داشته باشد تا تشخیص انجام شود.

     

    پوشش سناریو (Scenario Coverage):

    طبق ISA 84 TR7:
    پوشش سناریو، درصدی از سناریوهای نشت است که ناشی از شکست در تجهیزات ناحیه فرآیندی تعریف‌شده بوده و می‌تواند توسط دتکتورها شناسایی شود (با در نظر گرفتن فراوانی و شدت نشت و طرح رأی‌گیری)

    در این روش:

    • از نرم‌افزارهای مدلسازی انتشار (Dispersion Modeling) برای پیش‌بینی پخش گاز استفاده می‌شود.
    • خروجی تحلیل، درصد سناریوهای قابل شناسایی توسط دتکتورها خواهد بود.

     

    مزایا:

    • دتکتورها می‌توانند براساس شرایط واقعی فرآیند در تجهیزات و لوله‌کشی‌ها، به‌درستی جانمایی شوند.
    • این روش از نصب دتکتورها در مناطق کم‌خطرتر جلوگیری می‌کند؛ چرا که به‌جای در نظر گرفتن صرفاً موقعیت فیزیکی، عوامل مؤثری مانند جهت باد، شرایط آب‌وهوایی، و تراکم تجهیزات فرآیندی در منطقه لحاظ می‌شود.

     

    معایب:

    • نیازمند تحلیل دقیق برای هر سناریوی نشت است؛ این فرآیند ممکن است پرهزینه و زمان‌بر باشد.
    • با این حال، اکثر سایت‌هایی که تحت پوشش مدیریت ایمنی فرآیند (PSM) هستند، معمولاً یک مطالعه تعیین محل تجهیزات (Facility Siting Study) انجام داده‌اند که در آن سناریوهای محتملِ از دست رفتن ایزولاسیون (Loss of Containment) بررسی شده‌اند.
    • بنابراین، اطلاعات این مطالعات می‌تواند مستقیماً برای محاسبه پوشش سناریویی استفاده شود و هزینه یا زمان اضافی زیادی نیاز ندارد.

     

  • طراحی لوله ها برای سیستم اطفاء حریق با گاز دی اکسیدکربن

    B TAHERI

    تعیین اندازه لوله‌ها و سوراخ‌ها برای سیستم اطفاء حریق با گاز دی اکسیدکربن
    NFPA12-ANNEX-C

    ین ضمیمه جزو الزامات این سند NFPA نیست، بلکه تنها برای مقاصد اطلاعاتی گنجانده شده است.

    C.1 محاسبه اندازه لوله‌ها برای سیستم‌های دی‌اکسید کربن
    محاسبه اندازه لوله‌ها برای سیستم‌های دی‌اکسید کربن پیچیده است زیرا افت فشار به‌طور غیرخطی با طول لوله ارتباط دارد. دی‌اکسید کربن به‌صورت مایع در فشار اشباع از مخزن ذخیره خارج می‌شود. با کاهش فشار به‌دلیل اصطکاک در لوله، مایع به بخار تبدیل می‌شود و مخلوطی از مایع و بخار تولید می‌کند. بنابراین، حجم مخلوط جاری افزایش می‌یابد و سرعت جریان نیز باید افزایش یابد. به این ترتیب، افت فشار در واحد طول لوله در انتهای لوله بیشتر از ابتدای آن خواهد بود.

    اطلاعات مربوط به افت فشار برای طراحی سیستم‌های لوله‌کشی می‌تواند بهترین‌طور از منحنی‌های فشار در برابر طول معادل برای نرخ‌های جریان و اندازه‌های مختلف لوله به‌دست آید. این منحنی‌ها می‌توانند با استفاده از معادله نظری که در بخش 4.7.5.1 آمده است ترسیم شوند. عوامل Y و Z در معادله آن پاراگراف وابسته به فشار ذخیره‌سازی و فشار خط هستند. در معادلات زیر، Z یک نسبت بدون بعد است و عامل Y واحدهای فشار ضربدر چگالی دارد و بنابراین سیستم واحدها را تغییر می‌دهد. عوامل Y و Z می‌توانند به‌صورت زیر ارزیابی شوند:

    جایی که:

    P = فشار در انتهای خط لوله [psi (kPa)]
    PI = فشار ذخیره‌سازی [psi (kPa)]
    p = چگالی در فشار P [lb/ft³ (kg/m³)]
    P1 = چگالی در فشار P1 [lb/ft³ (kg/m³)]
    Ln = لگاریتم طبیعی

    فشار ذخیره‌سازی یک عامل مهم در جریان دی‌اکسیدکربن است. در ذخیره‌سازی با فشار پایین، فشار شروع در مخزن ذخیره‌سازی به سطح پایین‌تری کاهش می‌یابد، بسته به اینکه آیا تمام یا بخشی از تامین پخش می‌شود. به همین دلیل، فشار متوسط در طول تخلیه حدود 285 psi (1965 kPa) خواهد بود. معادله جریان بر اساس فشار مطلق است؛ بنابراین، 300 psi (2068 kPa) برای محاسبات مربوط به سیستم‌های فشار پایین استفاده می‌شود.
    در سیستم‌های فشار بالا، فشار ذخیره‌سازی به دمای محیط بستگی دارد. دمای محیط معمولی 70°F (21°C) فرض می‌شود. برای این شرایط، فشار متوسط در سیلندر در هنگام تخلیه بخش مایع حدود 750 psi (5171 kPa) خواهد بود. بنابراین، این فشار برای محاسبات مربوط به سیستم‌های فشار بالا انتخاب شده است.
    با استفاده از فشارهای پایه 300 psi (2068 kPa) و 750 psi (5171 kPa)، مقادیر عوامل Y و Z در معادله جریان تعیین شده‌اند. این مقادیر در جدول C.1 (a) و جدول C.1 (b) ذکر شده‌اند.
    برای کاربرد عملی، مطلوب است که منحنی‌هایی برای هر اندازه لوله‌ای که می‌تواند استفاده شود رسم شود. با این حال، معادله جریان می‌تواند به صورت زیر بازترتیب شود:

    QAAAABJRU5ErkJggg==

    جایی که:

    از شکل C.1 (a)، فشار شروع 228 psi (1572 kPa) (فشار پایانی خط اصلی) با خط نرخ جریان [193 lb/min (87.6 kg/min)] در طول معادل حدود 300 فوت (91.4 متر) تقاطع می‌کند. به عبارت دیگر، اگر خط انشعاب از مخزن ذخیره‌سازی شروع شود، دی‌اکسید کربن مایع باید از 300 فوت (91.4 متر) لوله‌کشی عبور کند تا فشار به 228 psi (1572 kPa) کاهش یابد. بنابراین، این طول به عنوان نقطه شروع برای طول معادل خط انشعاب در نظر گرفته می‌شود. فشار پایانی خط انشعاب سپس به 165 psi (1138 kPa) می‌رسد، جایی که خط نرخ جریان 193lb/min (87.6 kg/min) با خط طول معادل کلی 410 فوت (125 متر) تقاطع می‌کند، یا 300 فوت + 110 فوت (91 متر + 34 متر). با این فشار پایانی جدید [165 psi (1138 kPa)] و نرخ جریان[500 lb/min (227 kg/min)]، مساحت معادل مورد نیاز برای اسپرینکلر در انتهای هر خط انشعاب تقریباً 0.567 اینچ مربع (366 میلی‌متر مربع) خواهد بود.
    این تقریباً همان مثال اسپرینکلر بزرگ تک است، به جز اینکه نرخ تخلیه به دلیل کاهش فشار نصف شده است.
    طراحی سیستم توزیع لوله‌کشی بر اساس نرخ جریان مورد نظر در هر اسپرینکلر است. این به نوبه خود نرخ جریان مورد نیاز در خطوط انشعاب و لوله‌کشی اصلی را تعیین می‌کند. از تجربه عملی، می‌توان اندازه‌های تقریبی لوله‌های مورد نیاز را تخمین زد. فشار در هر اسپرینکلر می‌تواند از منحنی‌های جریان مناسب تعیین شود. اندازه‌های دهانه اسپرینکلر سپس بر اساس فشار اسپرینکلر از داده‌های ارائه شده در بخش 4.7.5.2 انتخاب می‌شود.
    در سیستم‌های فشار بالا، هدر اصلی از چندین سیلندر جداگانه تأمین می‌شود. بنابراین جریان کل تقسیم بر تعداد سیلندرها می‌شود تا نرخ جریان از هر سیلندر بدست آید. ظرفیت جریان شیر سیلندر و اتصالات به هدر با هر سازنده متفاوت است، بسته به طراحی و اندازه. برای هر شیر خاص، لوله انشعاب و مجموعه اتصالات، طول معادل می‌تواند به صورت فوت از اندازه لوله استاندارد تعیین شود. با این اطلاعات، معادله جریان می‌تواند برای تهیه یک منحنی جریان در مقابل افت فشار استفاده شود. این منحنی یک روش مناسب برای تعیین فشار هدر برای ترکیب شیر و اتصالات خاص فراهم می‌کند.
    جدول C.1(d) و جدول C.1(e) طول‌های معادل اتصالات لوله را برای تعیین طول معادل سیستم‌های لوله‌کشی فهرست می‌کنند. جدول C.1(d) برای اتصالات رزوه‌ای است و جدول C.1(e) برای اتصالات جوشی است. هر دو جدول برای اندازه‌های لولهSchedule 40 محاسبه شده‌اند؛ با این حال، برای تمام مقاصد عملی، همان ارقام می‌توانند برای اندازه‌های لوله Schedule 80 نیز استفاده شوند. این جداول باید برای تعیین طول معادل لوله برای اتصالات استفاده شوند مگر اینکه داده‌های آزمایش سازنده نشان دهند که عوامل دیگری مناسب هستند. برای اتصالات مکانیکی شیار دار که برای استفاده در سیستم‌های دی‌اکسید کربن فهرست شده‌اند، داده‌های طول معادل باید از سازنده دریافت شود.
    برای تغییرات جزئی در ارتفاع لوله‌کشی، تغییر در فشار سر قابل توجه نیست. با این حال، اگر تغییر قابل توجهی در ارتفاع وجود داشته باشد، این عامل باید در نظر گرفته شود. اصلاح فشار سر برای هر فوت از ارتفاع بستگی به فشار متوسط خط دارد، زیرا چگالی با فشار تغییر می‌کند. عوامل اصلاحی در جدول C.1(f) و جدول C.1(g) برای سیستم‌های فشار پایین و فشار بالا به ترتیب داده شده‌اند. اصلاحی که هنگام جریان به سمت بالا اعمال می‌شود، از فشار پایانی کم می‌شود و زمانی که جریان به سمت پایین است، به فشار پایانی افزوده می‌شود.