الزامات محل نصب اسپرینکلرها طبق NFPA-13

فصل ۹ سیستم‌های دریایی
9.1 تعاریف ویژه

9.2 کلیات
9.2.1* شرح کلی
این فصل، اصلاحات لازم برای سیستم‌های دریایی را بیان می‌کند.
9.2.2 کلیه الزامات دیگر این استاندارد، مگر آنکه در این فصل به‌صورت خاص تغییر یافته باشند، برای سیستم‌های دریایی نیز اعمال می‌شوند.

9.3 الزامات سیستم
9.3.1 اجزاء
اجزای سیستم باید به‌طور خاص برای کاربرد دریایی سیستم‌های دی‌اکسید کربن لیست یا تأیید شده باشند.

9.3.2 دستورالعمل‌های بهره‌برداری
9.3.2.1 دستورالعمل‌های بهره‌برداری از سیستم باید در مکان واضحی در نزدیکی تمامی کنترل‌های دستی و در اتاق ذخیره‌سازی دی‌اکسید کربن قرار داده شوند.
9.3.2.2 برای سیستم‌هایی که ذخیره‌سازی دی‌اکسید کربن در داخل فضای حفاظت‌شده قرار ندارد، دستورالعمل‌ها باید شامل نموداری باشند که محل کنترل اضطراری را در صورت عدم عملکرد کنترل‌های عادی نشان دهد.

9.3.3 فعال‌سازی
9.3.3.1* در فضاهایی با حجم بیش از ۶۰۰۰ فوت مکعب (۱۷۰متر مکعب)، فعال‌سازی خودکار سیستم دی‌اکسید کربن مجاز نمی‌باشد.
9.3.3.2* فعال‌سازی خودکار برای فضاهایی با حجم ۶۰۰۰ فوت مکعب (۱۷۰ متر مکعب) یا کمتر، در صورتی مجاز است که الزامات بندهای 9.3.3.2.1 تا 9.3.3.2.4 رعایت شوند.

9.3.3.2.1 مسیر خروج افقی از محفظه ماشین‌آلات به عرشه باز باید فراهم شود.
9.3.3.2.2 محفظه باید در زمان عملکرد تجهیزات بدون حضور نفر باشد.
9.3.3.2.3 زمانی که افراد در داخل محفظه حضور دارند، سیستم باید در وضعیت قفل قرار گیرد.
9.3.3.2.4 فعال‌سازی خودکار سیستم نباید با ناوبری ایمن کشتی تداخل داشته باشد.

9.3.3.3 برای عملکرد دستی، باید دو شیر جداگانه برای تخلیه دی‌اکسید کربن در هر فضای محافظت‌شده فراهم شود.
9.3.3.3.1 یکی از شیرها باید تخلیه از مخزن دی‌اکسید کربن را کنترل کند.
9.3.3.3.2 شیر دوم باید تخلیه دی‌اکسید کربن به فضای محافظت‌شده را کنترل کند.
9.3.3.3.3 برای سیستم‌هایی که حداکثر ۱۳۶ کیلوگرم دی‌اکسید کربن ذخیره دارند، تنها یک شیر برای آزادسازی سیستم کافی است، به شرطی که فضای محافظت‌شده معمولاً بدون نفر بوده و دارای مسیر خروج افقی باشد.

9.3.3.4 کنترل‌ها
9.3.3.4.1 برای هر یک از شیرهای مورد نیاز در بند 9.3.3.3 باید یک کنترل دستی جداگانه فراهم گردد.
9.3.3.4.2 یک مجموعه کنترل باید در خارج از حداقل یکی از مسیرهای اصلی خروج از هر فضای محافظت‌شده قرار گیرد.

9.3.3.5 علاوه بر کنترل‌های دستی مورد نیاز در 9.3.3.4، هر یک از شیرهای ذکر شده در 9.3.3.3 باید دارای کنترل اضطراری دستی مخصوص به خود باشند.

9.3.3.6 جعبه آزادسازی
9.3.3.6.1 کنترل‌های مربوط به شیرهای مورد نیاز در 9.3.3.4 باید درون یک جعبه آزادسازی قرار گیرند که به‌وضوح برای فضای محافظت‌شده شناسایی شده باشد.
9.3.3.6.2 اگر جعبه حاوی کنترل‌ها قفل‌شده باشد، کلید آن باید در یک محفظه از نوع شیشه‌شکن در کنار جعبه و در مکانی مشخص قرار گیرد.

9.3.3.7 منبع نیرو
9.3.3.7.1 علاوه بر الزامات بند 4.3.3.2، آژیرهای هشدار قبل از تخلیه باید به‌گونه‌ای باشند که فقط به فشار دی‌اکسید کربن وابسته بوده و به منبع نیروی دیگری نیاز نداشته باشند.
9.3.3.7.2 تأخیر زمانی مورد نیاز طبق بند 4.5.6.2.2 باید حداقل ۲۰ ثانیه بوده و تنها به فشار دی‌اکسید کربن وابسته باشد.

9.3.4 ذخیره‌سازی دی‌اکسید کربن
9.3.4.1 ذخیره‌سازی دی‌اکسید کربن در فضاهای محافظت‌شده‌ای که معمولاً بدون نفر هستند، برای سیستم‌هایی با حداکثر ۱۳۶ کیلوگرم دی‌اکسید کربن و دارای عملکرد خودکار مجاز می‌باشد.
9.3.4.2 سیستم‌های با فشار پایین باید مجهز به دو واحد تبرید بوده و مطابق با مقررات 46 CFR 58.20 ساخته شوند.
9.3.4.3 زمانی که مخازن دی‌اکسید کربن خارج از فضای محافظت‌شده قرار دارند، باید در اتاقی نگهداری شوند که در مکانی ایمن و به‌راحتی قابل دسترس بوده و به‌طور مؤثر تهویه شود تا مخازن ماده اطفاء حریق در معرض دماهای محیطی تعیین‌شده در بند 4.6.5.5 قرار نگیرند.

9.3.4.3.1 دیوارها و عرشه‌های مشترک میان اتاق‌های نگهداری مخازن ماده اطفاء حریق و فضاهای محافظت‌شده باید با عایق ساختاری کلاس A-60 مطابق با استاندارد 46 CFR 72 محافظت شوند.
9.3.4.3.2 درها و سایر روش‌های بسته شدن هرگونه بازشو در این مرزها باید گازبند باشند.
9.3.4.3.3 اتاق‌های نگهداری مخازن ماده اطفاء حریق باید بدون نیاز به عبور از فضای محافظت‌شده قابل دسترسی باشند.
9.3.4.3.4 درب‌های ورودی باید به سمت بیرون باز شوند.
9.3.4.3.5 برای سیستم‌هایی که حداکثر ۱۳۶ کیلوگرم دی‌اکسید کربن ذخیره دارند، تنها یک شیر برای تخلیه سیستم کافی است، به شرطی که فضای محافظت‌شده معمولاً بدون نفر بوده و دارای مسیر خروج افقی باشد.

9.3.5 لوله‌کشی سیستم
9.3.5.1 در صورت نیاز، باید زهکش‌هایی برای تخلیه رطوبت جمع‌شده تعبیه شود.
9.3.5.2 لوله‌کشی دی‌اکسید کربن نباید دارای زهکش یا بازشویی در داخل بخش‌های مسکونی باشد.
9.3.5.3 لوله‌کشی دی‌اکسید کربن نباید برای هیچ منظور دیگری استفاده شود، مگر اینکه در سیستم‌های تشخیص دود از نوع نمونه‌برداری از هوا مورد استفاده قرار گیرد.

9.3.6 طراحی سیستم
طراحی سیستم باید با فصل‌های ۵ تا ۷ مطابقت داشته باشد، مگر در موارد مشخص‌شده در بندهای 9.3.6.1 تا 9.3.6.4.2.

9.3.6.1 فضاهای ماشین‌آلات
فضاهای ماشین‌آلات باید برای رسیدن به غلظت ۳۴ درصد بر اساس حجم ناخالص طراحی شوند.
9.3.6.1.1 ۸۵ درصد از غلظت مورد نیاز طبق بند 9.3.6.1 باید طی ۲ دقیقه از آغاز تخلیه حاصل شود.
9.3.6.1.2 حجم ناخالص باید شامل بدنه پوششی نیز باشد.

9.3.6.2 فضاهای بار
فضاهای بار (غیر از فضاهای وسایل نقلیه) باید بر اساس نسبت ۱ پوند دی‌اکسید کربن به ازای هر ۳۰ فوت مکعب حجم ناخالص مجهز شوند.
9.3.6.2.1 مقدار اولیه دی‌اکسید کربن تخلیه‌شده باید بر اساس حجم خالص فضا و میزان بار موجود تعیین شود.
9.3.6.2.2 در صورت نیاز، دی‌اکسید کربن اضافی باید برای کنترل آتش آزاد شود.
9.3.6.2.3 دستورالعمل‌های شفاف در خصوص فرآیند تخلیه دی‌اکسید کربن باید در داخل اتاق نگهداری مخازن دی‌اکسید کربن نصب شود.

9.3.6.3 فضاهای وسایل نقلیه
9.3.6.3.1 فضاهای وسایل نقلیه که در آن‌ها سوخت وسایل نقلیه بیش از ۱۹ لیتر (۵ گالن) است، باید برای رسیدن به غلظت ۳۴درصد بر اساس حجم ناخالص طراحی شوند.
9.3.6.3.2 ۸۵ درصد از این غلظت باید طی ۲ دقیقه از آغاز تخلیه به دست آید.

9.3.6.4 فضاهای وسایل نقلیه
9.3.6.4.1 فضاهای وسایل نقلیه که میزان سوخت (بنزین یا گازوئیل) موجود در آن‌ها ۱۹ لیتر (۵ گالن) یا کمتر است، باید برای رسیدن به غلظت ۳۴ درصد بر اساس حجم ناخالص طراحی شوند.
9.3.6.4.2 دو سوم این غلظت باید طی ۱۰ دقیقه از آغاز تخلیه حاصل شود.

9.3.7 فضاهای تجهیزات الکتریکی
فضاهای تجهیزات الکتریکی باید به عنوان خطر خشک الکتریکی طبق فصل ۵ در نظر گرفته شوند.

9.4 بازرسی و نگهداری
بازرسی و نگهداری باید مطابق با بند 4.8.3 و بخش 9.4 انجام گیرد.

9.4.1 کلیات
پیش از انجام آزمایش یا عملیات نگهداری سیستم ثابت اطفاء حریق با دی‌اکسید کربن، تمام افراد باید از فضای محافظت‌شده تخلیه شوند. (رجوع شود به بخش 4.3)

9.4.2 تأیید نصب
9.4.2.1 آزمایش تأییدی که در بندهای 9.4.2.1.1 تا 9.4.2.1.4 شرح داده شده، باید پیش از آزمایش‌های الزامی بند 4.4.3 انجام شود.
9.4.2.1.1 تست فشار لوله‌کشی باید مطابق با الزامات بندهای 9.4.2.1.2 تا 9.4.2.1.4 انجام شود.
9.4.2.1.2 سیال آزمایشی باید یک گاز خشک و غیرخورنده نظیر نیتروژن یا دی‌اکسید کربن باشد.
9.4.2.1.3 هنگام وارد کردن فشار به لوله‌ها، فشار باید به صورت افزایشی در گام‌های ۵۰ psi (۳.۵ بار) اعمال شود.
9.4.2.1.4 پس از رسیدن به فشار تست موردنظر، منبع فشار باید قطع و از لوله جدا شود.

⚠️ هشدار
تست فشار پنوماتیکی ممکن است در صورت ترکیدگی سیستم لوله‌کشی، خطر پرتاب اشیاء و آسیب به افراد را ایجاد کند. پیش از انجام این تست، ناحیه‌ای که لوله در آن قرار دارد باید تخلیه شده و اقدامات ایمنی لازم برای حفاظت از افراد انجام شود.

9.4.2.2 سیستم‌های پرفشار
9.4.2.2.1 سیستم‌هایی با شیر توقف
9.4.2.2.1.1 تمام لوله‌کشی از منبع دی‌اکسید کربن تا شیرهای توقف باید تحت فشار حداقل ۱۰۰۰ psi (۶۸۹۵ کیلوپاسکال) قرار گیرد.
9.4.2.2.1.2 افت فشار در مدت ۲ دقیقه نباید بیش از ۱۰ درصد باشد.
9.4.2.2.1.3 تمام لوله‌کشی بین شیرهای توقف و اسپرینکلرها باید تحت فشار حداقل ۶۰۰ psi (۴۱۳۷ کیلوپاسکال) قرار گیرد.
9.4.2.2.1.4 افت فشار در این بخش نیز در مدت ۲ دقیقه نباید بیش از ۱۰ درصد باشد.

9.4.2.2.2 سیستم‌های بدون شیر توقف
9.4.2.2.2.1 تمام لوله‌کشی از منبع دی‌اکسید کربن تا اسپرینکلرها باید تحت فشار حداقل ۶۰۰ psi (۴۱۳۷کیلوپاسکال) قرار گیرد.
9.4.2.2.2.2 افت فشار در مدت ۲ دقیقه نباید بیش از ۱۰ درصد باشد.

9.4.2.3 سیستم‌های کم‌فشار
9.4.2.3.1 لوله‌کشی‌هایی که به‌طور معمول تحت فشار هستند
9.4.2.3.1.1 تمام لوله‌کشی‌هایی که به طور معمول تحت فشار قرار دارند باید تحت تست فشار حداقل ۳۰۰ psi (۲۰۶۸کیلوپاسکال) قرار گیرند.
9.4.2.3.1.2 در طول آزمایش ۲ دقیقه‌ای، هیچ‌گونه نشتی از لوله‌کشی نباید وجود داشته باشد.

9.4.2.3.2 لوله‌کشی بین شیر قطع مخزن و اسپرینکلرها
9.4.2.3.2.1 تمام لوله‌کشی بین شیر قطع مخزن و اسپرینکلرها باید تحت تست فشار حداقل ۳۰۰ psi (۲۰۶۸ کیلوپاسکال) قرار گیرد.
9.4.2.3.2.2 افت فشار در طول ۲ دقیقه نباید بیش از ۱۰ درصد باشد.

9.4.3 تأخیرهای پیش‌تخلیه، آژیرها و خاموشی‌های سیستم تهویه
9.4.3.1 تأخیرهای پیش‌تخلیه، آژیرها و خاموشی سیستم تهویه باید با عبور جریان دی‌اکسید کربن در سیستم آزمایش شوند.
9.4.3.2 تأخیرهای پیش‌تخلیه‌ای که در دمای ۷۰ درجه فارنهایت (۲۱ درجه سانتی‌گراد) دقت ±۲۰ درصد از مقدار نامی را ندارند، باید تعویض شوند.

9.4.4 تأیید
رعایت الزامات بند 9.3.2 باید مورد تأیید قرار گیرد

• ترجمه و تدوین : مرکز اطلاعات کامپیوتری شرکت اسپین الکتریک

  فصل 19 از NFPA-13

  فصل ۱۹: رویکردهای طراحی

  ۱۹.۱ کلیات:
  از فصل ۱۹ برای تعیین رویکردهای طراحی استفاده خواهد شد.

  ۱۹.۲ رویکردهای عمومی طراحی:
  الزامات بخش ۱۹.۲ برای تمامی سیستم‌های اسپرینکلر، مگر در مواردی که توسط بخشی خاص از فصل ۱۹ یا فصل ۲۰ اصلاح شده باشد، اعمال می‌گردد.

  ۱۹.۲.۱
  حفاظت از یک ساختمان یا بخشی از آن مجاز است که طبق هر یک از رویکردهای طراحی قابل‌اعمال، به صلاحدید طراح انجام گیرد.

  ۱۹.۲.۲ خطرات مجاور یا روش‌های طراحی:*
  برای ساختمان‌هایی که دارای دو یا چند خطر یا روش طراحی مجاور به یکدیگر هستند، موارد زیر اعمال می‌گردد:

  1. اگر نواحی مورد نظر به‌صورت فیزیکی توسط پرده دود، مانع یا دیواری جدا نشده باشند که بتواند از انتقال حرارت ناشی از آتش در یک ناحیه به نحوی جلوگیری کند که از فعال شدن اسپرینکلرها در ناحیه مجاور جلوگیری کند، الزامات مربوط به طراحی با شدت بیشتر باید به‌اندازه ۱۵ فوت (۴٫۶ متر) فراتر از مرز آن ناحیه گسترش یابد.
  2. الزامات بند (۱) زمانی اعمال نمی‌شود که نواحی با یکی از موارد زیر از هم جدا شده باشند:
  o پرده دود یا مانعی که در بالای راهرو قرار دارد، مشروط بر اینکه راهرو دارای حداقل ۲ فوت (۶۰۰ میلی‌متر) جداسازی افقی از خطر مجاور در هر طرف باشد.
  o دیواری که قادر به جلوگیری از انتقال حرارت از یک ناحیه به ناحیه مجاور و در نتیجه ممانعت از فعال شدن اسپرینکلرهای آن باشد.
  3. الزامات بند (۱) همچنین در مورد گسترش معیارهای طراحی با شدت بیشتر از یک سطح سقف بالاتر به زیر سقف پایین‌تر، زمانی که اختلاف ارتفاع بین دو سطح سقف حداقل ۲ فوت (۶۰۰ میلی‌متر) باشد و این تفاوت در بالای یک راهرو با حداقل ۲ فوت جداسازی افقی از خطر مجاور در هر طرف قرار گرفته باشد، اعمال نمی‌گردد.

  ۱۹.۲.۳
  برای سیستم‌هایی که به‌صورت هیدرولیکی محاسبه می‌شوند، کل نیازمندی‌های تأمین آب سیستم برای هر پایه طراحی باید مطابق با رویه‌های بخش ۲۷.۲، مگر در مواردی که در فصل ۱۹ یا ۲۰ اصلاح شده باشد، تعیین شود.

  ۱۹.۲.۴ تقاضای آب:

  ۱۹.۲.۴.۱*
  نیازمندی‌های تقاضای آب باید از طریق منابع زیر تعیین شود:

  1. رویکردهای کنترل آتش بر اساس خطر اشغال و طراحی‌های خاص در فصل ۱۹
  2. رویکردهای طراحی ذخیره‌سازی در فصل‌های ۲۰ تا ۲۵
  3. رویکردهای ویژه برای اشغال‌های خاص در فصل ۲۶

  ۱۹.۲.۴.۲*
  حداقل نیازمندی‌های تقاضای آب برای یک سیستم اسپرینکلر باید با افزودن میزان جریان مجاز شیلنگ آتش‌نشانی به تقاضای آب مورد نیاز اسپرینکلرها تعیین گردد.

  ۱۹.۲.۵ منابع تأمین آب:

  ۱۹.۲.۵.۱
  حداقل مقدار تأمین آب باید برای حداقل مدت زمان تعیین‌شده در فصل ۱۹ در دسترس باشد.

  ۱۹.۲.۵.۲*
  مخازن باید به گونه‌ای طراحی شوند که بتوانند تجهیزات تحت پوشش خود را تأمین کنند.

  ۱۹.۲.۵.۳*
  پمپ‌ها نیز باید به گونه‌ای طراحی شوند که بتوانند تجهیزات مرتبط خود را تأمین نمایند.

  19.2.6 جریان مجاز شیلنگ آتش‌نشانی (Hose Allowance)

  19.2.6.1 سیستم‌های دارای طبقه‌بندی خطر متعدد:
  برای سیستم‌هایی که شامل چند نوع طبقه‌بندی خطر هستند، جریان مجاز شیلنگ و مدت‌زمان تأمین آب باید مطابق یکی از روش‌های زیر تعیین شود:

  1. الزامات تأمین آب برای بالاترین طبقه‌بندی خطر در سیستم مورد استفاده قرار گیرد.
  2. الزامات تأمین آب برای هر طبقه‌بندی خطر به‌صورت جداگانه و بر اساس ناحیه طراحی مربوط به همان خطر در محاسبات استفاده شود.
  3. اگر طبقه‌بندی خطر بالاتر تنها در اتاق‌هایی مجزا با مساحت کمتر یا مساوی ۴۰۰ فوت مربع (۳۷ مترمربع) باشد و این اتاق‌ها مجاور هم نباشند، الزامات تأمین آب برای کاربری اصلی (principal occupancy) برای سایر بخش‌های سیستم کفایت می‌کند. (یادآوری: این بند دارای تفسیر فنی می‌باشد)

  19.2.6.2*
  مقدار جریان آب مجاز برای شیلنگ‌های خارجی باید به نیازمندی‌های اسپرینکلر در نقطه اتصال به شبکه آب شهری یا نزدیک‌ترین هیدرانت (شیر آتش‌نشانی خصوصی) افزوده شود، هرکدام که به رایزر سیستم نزدیک‌تر باشند.

  19.2.6.3
  در مواردی که استفاده از اتصالات داخلی شیلنگ پیش‌بینی یا الزامی باشد، موارد زیر اعمال می‌گردد:

  1. برای نصب یک اتصال شیلنگ، میزان ۵۰ گالن بر دقیقه (190 لیتر بر دقیقه) به تقاضای آب سیستم اسپرینکلر افزوده می‌شود.
  2. برای نصب چند اتصال شیلنگ، میزان ۱۰۰ گالن بر دقیقه (380 لیتر بر دقیقه) به تقاضای آب افزوده می‌شود.
  3. این مقدار باید به‌صورت افزایشی از ۵۰ گالن بر دقیقه (190 لیتر بر دقیقه) در نظر گرفته شود، به‌طوری‌که هر مرحله از دورترین نقطه اتصال شیلنگ محاسبه شده و در فشار موردنیاز سیستم در آن نقطه اضافه گردد.

  19.2.6.3.1
  در صورتی که سیستم به‌صورت ترکیبی از اسپرینکلر و رایزر آتش‌نشانی(کلاس I یا III) باشد و ساختمان به‌طور کامل طبق NFPA 13 اسپرینکلر شده باشد، هیچ نیازی به در نظر گرفتن تقاضای داخلی شیلنگ در خروجی‌های رایزر آتش‌نشانی نیست.

  19.2.6.4*
  زمانی‌که شیر شیلنگ برای استفاده واحد آتش‌نشانی به رایزر سیستم اسپرینکلر از نوع تر (wet pipe) متصل شده باشد، مطابق بند 16.15.2، موارد زیر اعمال می‌شود:

  1. نیازی نیست تقاضای اسپرینکلر به تقاضای رایزر آتش‌نشانی مطابقNFPA 14 افزوده شود.
  2. در صورتی که مجموع تقاضای اسپرینکلر و جریان مجاز شیلنگ طبق جدول 19.3.3.1.2 از الزامات NFPA 14 بیشتر باشد، مقدار بیشتر باید ملاک قرار گیرد.
  3. برای ساختمان‌هایی که تنها بخشی از آن‌ها اسپرینکلر شده، تقاضای اسپرینکلر (بدون احتساب جریان مجاز شیلنگ) طبق شکل 19.3.3.1.1 باید به الزامات مندرج در NFPA 14 اضافه گردد.

  19.2.7 فن‌ های حجیم با سرعت پایین (HVLS – High Volume Low Speed Fans)*

  نصب فن‌های HVLS در ساختمان‌هایی که مجهز به سیستم اسپرینکلر (از جمله اسپرینکلرهای پاسخ بسیار سریع برای فضاهای ذخیره‌سازی – ESFR) هستند، باید مطابق با موارد زیر انجام شود:

  1. قطر حداکثری فن نباید بیش از ۲۴ فوت (۷٫۳ متر) باشد.
  2. فن باید تقریباً در مرکز بین چهار اسپرینکلر مجاور قرار گیرد.
  3. فاصله عمودی بین فن HVLS و پخش‌کننده اسپرینکلر (deflector) باید حداقل ۳ فوت (۰٫۹ متر) باشد.

  19.2.7 – فن‌های HVLS

  بند (4):
  تمامی فن‌های HVLS باید به‌گونه‌ای در مدار سیستم قرار گیرند که به‌محض فعال شدن هشدار جریان آب (waterflow alarm) بلافاصله خاموش شوند.
  در مواردی که ساختمان به سیستم اعلام حریق مجهز باشد، این اینترلاک (مدار قطع خودکار) باید مطابق با الزامات استاندارد NFPA 72 اجرا گردد.

  19.3 رویکرد کنترل حریق بر اساس طبقه‌بندی خطر اشغال برای اسپرینکلرهای پاششی

  19.3.1 کلیات

  19.3.1.1*
  نیازمندی‌های تأمین آب برای این نوع سیستم‌ها باید از یکی از دو روش زیر تعیین شود:

  • روش جدول لوله‌کشی (Pipe Schedule Method) طبق بند 19.3.2
  • روش محاسبات هیدرولیکی (Hydraulic Calculation Method) طبق بند 19.3.3

  19.3.1.2 طبقه‌بندی نوع اشغال:

  • 19.3.1.2.1
  طبقه‌بندی نوع اشغال در این استاندارد، فقط مربوط به نصب اسپرینکلرها و تأمین آب آن‌ها است و کاربرد عمومی برای تعیین نوع خطرات ساختمانی ندارد.
  • 19.3.1.2.2
  طبقه‌بندی اشغال نباید به‌عنوان یک طبقه‌بندی کلی خطرات حریق در ساختمان استفاده شود.
  • 19.3.1.2.3
  کاربری‌ها یا بخش‌هایی از کاربری‌ها باید بر اساس موارد زیرطبقه‌بندی شوند:
  o مقدار و قابلیت اشتعال محتویات
  o نرخ آزادسازی حرارت مورد انتظار
  o کل پتانسیل آزادسازی انرژی
  o ارتفاع پشته‌سازی مواد
  o وجود مایعات قابل اشتعال یا احتراق
  این عوامل باید طبق تعاریف بندهای 4.3.2 تا 4.3.7 در نظر گرفته شوند.
  • 19.3.1.2.4 طبقه‌بندی‌ها به شرح زیر هستند:
  1. خطر سبک (Light Hazard)
  2. خطر معمولی – گروه ۱ و ۲ (Ordinary Hazard Group 1 and 2)
  3. خطر بالا – گروه ۱ و ۲ (Extra Hazard Group 1 and 2)
  4. خطرات خاص اشغالی (Special Occupancy Hazards) — مراجعه شود به فصل ۲۶

  19.3.2 نیازمندی‌های تأمین آب — روش جدول لوله‌کشی (Pipe Schedule Method)

  19.3.2.1
  برای تعیین حداقل نیازمندی تأمین آب در کاربری‌های خطر سبک و خطر معمولی که سیستم آن‌ها طبق جداول اندازه‌گذاری لوله‌های مندرج در بخش 27.5 طراحی شده، باید از جدول 19.3.2.1 استفاده شود.

  19.3.2.2
  برای کاربری‌های خطر بالا (Extra Hazard)، الزامات فشار و جریان باید صرفاً بر اساس روش محاسبات هیدرولیکی بند 19.3.3 تعیین شود.

  19.3.2.3
  استفاده از روش جدول لوله‌کشی مجاز است فقط در موارد زیر:

  1. افزایش یا اصلاح در سیستم‌های موجودی که بر اساس جدول لوله‌کشی بخش 27.5 طراحی شده‌اند.
  2. افزایش یا اصلاح در سیستم‌های موجود با طبقه‌بندی خطر بالا که با جدول لوله‌کشی طراحی شده‌اند.
  3. سیستم‌های جدیدی با مساحت حداکثر ۵۰۰۰ فوت مربع (۴۶۵مترمربع)

  

  19.3.2 – نیازمندی‌های تأمین آب – روش جدول لوله‌کشی (Pipe Schedule Method)

  19.3.2.3 بند 4
  سیستم‌های جدیدی که مساحت آن‌ها بیش از ۵۰۰۰ فوت مربع (۴۶۵متر مربع) باشد، در صورتی می‌توانند از جدول 19.3.2.1 استفاده کنند که مقادیر جریان مورد نیاز در آن جدول در حداقل فشار باقیمانده‌ی ۵۰psi (معادل ۳.۴ بار) در بالاترین تراز اسپرینکلر فراهم باشند.

  19.3.2.4
  جهت تعیین حداقل نیازمندی‌های تأمین آب، از جدول 19.3.2.1 استفاده می‌شود.

  19.3.2.5
  مقادیر مدت زمان پایین‌تر در جدول 19.3.2.1 تنها در صورتی قابل قبول هستند که:

  • تجهیزات هشدار جریان آب (waterflow alarm)
  • و تجهیزات نظارتی (supervisory devices)
  به‌صورت برقی (electrically supervised) بوده
  و این نظارت توسط یک مرکز مورد تأیید و به‌طور دائمی تحت پایش انجام شود.

  19.3.2.6 – فشار باقیمانده (Residual Pressure):

  19.3.2.6.1
  فشار باقیمانده مندرج در جدول 19.3.2.1 باید در تراز بالاترین اسپرینکلر فراهم باشد.

  19.3.2.6.2 افت فشار ناشی از شیرهای برگشت‌ناپذیر (Backflow Prevention Valves):

  • 19.3.2.6.2.1
  چنانچه در سیستم‌های طراحی شده با جدول لوله‌کشی از شیر برگشت‌ناپذیر استفاده شود، افت فشار ناشی از این شیر باید در محاسبات فشار باقیمانده لحاظ گردد.
  • 19.3.2.6.2.2
  میزان افت فشار ایجادشده توسط این شیر (بر حسب psi یا bar)، باید به افت فشار ناشی از ارتفاع و فشار باقیمانده مورد نیاز در ردیف بالایی اسپرینکلرها اضافه گردد تا فشار کلی مورد نیاز در محل تأمین آب مشخص شود.

  19.3.2.7
  استفاده از مقادیر جریان پایین‌تر در جدول 19.3.2.1 تنها زمانی مجاز است که:

  • ساختمان از مصالح غیرقابل احتراق (noncombustible) ساخته شده باشد
  یا
  • نواحی بالقوه‌ی آتش‌سوزی، با توجه به اندازه‌ی ساختمان یا تقسیم‌بندی فضاها (compartmentation)، محدود شده باشند به‌گونه‌ای که هیچ ناحیه‌ی باز (open area) از مقادیر زیر تجاوز نکند:
  o ۳۰۰۰ فوت مربع (۲۸۰ متر مربع) برای کاربری با خطر سبک(Light Hazard)
  o ۴۰۰۰ فوت مربع (۳۷۰ متر مربع) برای کاربری با خطر معمولی (Ordinary Hazard)

  19.3.3 نیازمندی‌های تأمین آب – روش محاسبات هیدرولیکی(Hydraulic Calculation Methods)

  19.3.3.1 کلیات

  19.3.3.1.1
  نیازمندی تأمین آب اسپرینکلر باید تنها بر اساس یکی از روش‌های زیرو به صلاحدید طراح تعیین شود:

  1. منحنی چگالی/مساحت (Density/Area Curves) مطابق شکل 19.3.3.1.1 و روش بند 19.3.3.2
  2. اتاق دارای بیشترین بار آبی (Room Design Method) مطابق بند 19.3.3.3
  3. نواحی طراحی خاص (Special Design Areas) مطابق بند 19.3.3.4

  19.3.3.1.2
  حداقل تأمین آب باید برای مدت زمانی فراهم باشد که در جدول 19.3.3.1.2مشخص شده است.

  19.3.3.1.3
  مقادیر مدت زمان پایین‌تر در جدول مذکور فقط در صورت وجود نظارت برقی و پایش دائمی توسط یک مرکز مورد تأیید قابل قبول هستند.

  19.3.3.1.4 محدودیت‌ها در روش‌های چگالی/مساحت و طراحی اتاق:

  در صورتی که از روش چگالی/مساحت یا روش طراحی اتاق استفاده شود، الزامات زیر اعمال می‌گردد:

  • (1)*
  برای کاربری‌های خطر سبک و معمولی، اگر ناحیه عملکرد اسپرینکلر کمتر از ۱۵۰۰ فوت مربع (۱۴۰ متر مربع) باشد، باید چگالی متناظر با ۱۵۰۰ فوت مربع استفاده شود.
  • (2)
  برای کاربری‌های خطر بالا، اگر ناحیه عملکرد اسپرینکلر کمتر از ۲۵۰۰ فوت مربع (۲۳۰ متر مربع) باشد، باید چگالی متناظر با ۲۵۰۰ فوت مربع استفاده گردد.

  

  19.3.3.1.5 فضاهای پنهان قابل‌اشتعال بدون اسپرینکلر
  19.3.3.1.5.1* هنگام استفاده از روش چگالی/مساحت یا طراحی اتاق، مگر اینکه الزامات بند 19.3.3.1.5.2 رعایت شده باشد، برای ساختمان‌هایی که دارای فضاهای پنهان قابل‌اشتعال بدون اسپرینکلر هستند، همان‌طور که در بندهای 9.2.1 و 9.3.18 توصیف شده است، حداقل مساحت عملکرد اسپرینکلر برای آن بخش از ساختمان باید 3000 فوت مربع (280 متر مربع) باشد.
  (A) ناحیه طراحی 3000 فوت مربع (280 متر مربع) فقط باید به سیستم اسپرینکلر یا بخش‌هایی از سیستم اسپرینکلری که در مجاورت فضای پنهان قابل‌اشتعال واجد شرایط هستند، اعمال شود.
  (B) اصطلاح «مجاور» به هر سیستم اسپرینکلری که فضایی در بالا، پایین یا کنار فضای پنهان واجد شرایط را محافظت می‌کند اطلاق می‌شود، مگر در مواردی که مانعی با درجه مقاومت در برابر آتش معادل با مدت زمان تأمین آب، به‌طور کامل فضای پنهان را از ناحیه دارای اسپرینکلر جدا کرده باشد.

  19.3.3.1.5.2 فضاهای پنهان بدون اسپرینکلر زیر، نیاز به حداقل مساحت عملکرد اسپرینکلر برابر با 3000 فوت مربع (280 متر مربع) ندارند:
  (1) فضاهای پنهان غیرقابل‌اشتعال و با قابلیت اشتعال محدود با بار قابل‌اشتعال ناچیز که دسترسی به آن‌ها وجود ندارد. این فضا حتی با وجود بازشوهای کوچک مانند آن‌هایی که برای بازگشت هوا در یک پلنوم استفاده می‌شوند، به‌عنوان فضای پنهان در نظر گرفته می‌شود.
  (2) فضاهای پنهان غیرقابل‌اشتعال و با قابلیت اشتعال محدود با دسترسی محدود که اجازه اشغال یا ذخیره مواد قابل‌اشتعال را نمی‌دهند. این فضا حتی با وجود بازشوهای کوچک مانند آن‌هایی که برای بازگشت هوا در یک پلنوم استفاده می‌شوند، به‌عنوان فضای پنهان در نظر گرفته می‌شود.
  (3) فضاهای پنهان قابل‌اشتعال که به‌طور کامل با عایق غیرقابل‌اشتعال پر شده‌اند.
  (4)* در کاربری‌های خطر سبک یا معمول، جایی که سقف‌های غیرقابل‌اشتعال یا با قابلیت اشتعال محدود مستقیماً به پایین تیرهای چوبی توپر یا ساختارهای توپر با قابلیت اشتعال محدود یا غیرقابل‌اشتعال متصل شده‌اند، به‌گونه‌ای که فضاهای بسته بین تیرها ایجاد شود با حجم حداکثر 160 فوت مکعب (4.5 متر مکعب)، از جمله فضای زیر عایقی که مستقیماً روی تیرهای سقف یا درون آن‌ها قرار گرفته در یک فضای پنهان که در غیر این صورت دارای اسپرینکلر است.

  

  (5) فضاهای پنهان که در آن‌ها از مصالح سخت استفاده شده و سطوح در معرض دید با یکی از موارد زیر، در همان شکلی که در فضا نصب شده‌اند، مطابقت دارند:
  (a) مصالح سطحی دارای شاخص گسترش شعله برابر یا کمتر از 25 هستند و ثابت شده که این مصالح در آزمون مطابق با استاندارد ASTM E84 «روش آزمون استاندارد برای ویژگی‌های احتراقی سطحی مصالح ساختمانی» یا UL 723 «استاندارد آزمون ویژگی‌های احتراقی سطحی مصالح ساختمانی»، که به‌مدت 20 دقیقه اضافی در همان شکل نصب‌شده در فضا ادامه یافته، آتش را بیش از 10.5 فوت (3.2 متر) گسترش نمی‌دهند، یا
  (b) مصالح سطحی با الزامات ASTM E2768، «روش آزمون استاندارد برای ویژگی‌های احتراقی سطحی مصالح ساختمانی با مدت زمان طولانی (آزمون تونلی 30 دقیقه‌ای)» مطابقت دارند.

  (6) فضاهای پنهان که مصالح در معرض دید آن‌ها به‌طور کامل از چوب تیمارشده با مواد مقاوم در برابر حریق ساخته شده‌اند، مطابق تعریف NFPA 703.

  (7) فضاهای پنهان در بالای اتاق‌های کوچک مجزا که مساحت آن‌ها از 55 فوت مربع (5.1 متر مربع) بیشتر نیست.

  (8) مسیرهای عمودی عبور لوله (pipe chases) با مساحت کمتر از 10 فوت مربع (0.9 متر مربع)، به شرطی که در ساختمان‌های چندطبقه، این مسیرها در هر طبقه با استفاده از مصالح معادل ساختار کف، مسدودکننده حریق(firestopped) شده باشند و در صورتی که این مسیرهای لوله‌کشی فاقد منابع اشتعال باشند، لوله‌کشی از مصالح غیرقابل احتراق باشد و نفوذ لوله در هر طبقه به‌درستی آب‌بندی شده باشد.

  (9) ستون‌های خارجی با مساحت کمتر از 10 فوت مربع (0.9 متر مربع) که با تیرک‌ها یا تیرچه‌های چوبی شکل گرفته‌اند و سایبان‌های بیرونی را نگه می‌دارند، به شرطی که این سایبان‌ها به‌طور کامل با سیستم اسپرینکلر محافظت شده باشند.

  (10) فضاهای با خطر سبک یا معمولی که در آن‌ها سقف‌های غیرقابل احتراق یا با قابلیت احتراق محدود مستقیماً یا بر روی کانال‌های فلزی با عمق بیش از 1 اینچ (25 میلی‌متر) به پایین تیرچه‌های چوبی کامپوزیت متصل شده‌اند، به‌شرطی که کانال‌های تیرچه مجاور با مصالحی معادل تخته گچی ½ اینچ (13 میلی‌متر) به حجم‌هایی بیش از 160 فوت مکعب (4.5 متر مکعب) تقسیم‌بندی شده باشند و حداقل 3½ اینچ (90 میلی‌متر) عایق پتویی (batt insulation) در پایین کانال‌های تیرچه نصب شده باشد زمانی که سقف با استفاده از کانال‌های فلزی متصل شده باشد.

  (11) حفره‌ها درون فضاهای دیواری فاقد اسپرینکلر.

  19.3.3.2 روش چگالی/مساحت

  19.3.3.2.1 منبع آب
  19.3.3.2.1.1 الزامات منبع آب فقط برای اسپرینکلرها باید از نمودارهای چگالی/مساحت در شکل 19.3.3.1.1 یا از فصل 26 در مواردی که معیارهای چگالی/مساحت برای خطرات اشغال خاص مشخص شده‌اند، محاسبه شود.
  19.3.3.2.1.2 هنگام استفاده از شکل 19.3.3.1.1، محاسبات باید هر نقطه‌ای منفرد روی منحنی چگالی/مساحت مناسب را ارضا کند.
  19.3.3.2.1.3 هنگام استفاده از شکل 19.3.3.1.1، ضروری نیست که همه نقاط روی منحنی انتخاب‌شده ارضا شوند.

  19.3.3.2.2 اسپرینکلرها
  19.3.3.2.2.1 چگالی‌ها و مساحت‌های ارائه‌شده در شکل 19.3.3.1.1 فقط باید برای استفاده با اسپرینکلرهای اسپری باشد.
  19.3.3.2.2.2 استفاده از اسپرینکلرهای با واکنش سریع در اشغال‌های خطر زیاد یا دیگر اشغال‌هایی که دارای مقادیر قابل توجهی مایعات قابل اشتعال یا گردوغبارهای قابل احتراق هستند مجاز نیست.
  19.3.3.2.2.3 برای اسپرینکلرهای پوشش گسترده (extended coverage)، حداقل مساحت طراحی باید برابر با مساحت مربوط به خطر در شکل 19.3.3.1.1 یا مساحت محافظت‌شده توسط پنج اسپرینکلر، هرکدام که بیشتر است، باشد.
  19.3.3.2.2.4 اسپرینکلرهای پوشش گسترده باید دارای فهرست‌بندی و طراحی برای حداقل دبی مطابق با چگالی برای خطر مورد نظر طبق شکل 19.3.3.1.1 باشند.

  19.3.3.2.3 اسپرینکلرهای با واکنش سریع
  19.3.3.2.3.1 در مواردی که از اسپرینکلرهای با واکنش سریع فهرست‌شده، از جمله اسپرینکلرهای با پوشش گسترده و واکنش سریع، در سراسر یک سیستم یا بخشی از سیستمی که دارای مبنای طراحی هیدرولیکی یکسان است استفاده شود، مساحت عملکرد سیستم می‌تواند بدون تغییر در چگالی، کاهش یابد طبق آنچه در شکل 19.3.3.2.3.1 آمده است، به‌شرطی که همه شرایط زیر برآورده شوند:
  (1) سیستم لوله‌کشی مرطوب باشد
  (2) اشغال خطر سبک یا خطر معمولی باشد
  (3) ارتفاع سقف حداکثر 20 فوت (6.1 متر) باشد

  (4) هیچ فضای سقفیِ بدون محافظت مطابق با موارد مجاز در بندهای 10.2.9 و 11.2.8 نباید بیش از 32 فوت مربع (3.0 متر مربع) باشد.

  (5) هیچ ناحیه‌ای بدون محافظت در بالای سقف‌های ابری (cloud ceilings) مطابق با موارد مجاز در بند 9.2.7 نباید وجود داشته باشد.

  19.3.3.2.3.2 تعداد اسپرینکلرها در ناحیه طراحی نباید هرگز کمتر از پنج عدد باشد.

  19.3.3.2.3.3 در مواردی که از اسپرینکلرهای با واکنش سریع روی سقف یا بام شیب‌دار استفاده می‌شود، برای تعیین درصد کاهش ناحیه طراحی، حداکثر ارتفاع سقف یا بام باید لحاظ شود.

  19.3.3.2.4 سقف‌های شیب‌دار. در مواردی که از انواع زیر از اسپرینکلرها روی سقف‌های شیب‌دار با شیب بیش از 1 به 6 (افزایش 2 واحد در طول 12 واحد، معادل شیب 16.7 درصد) در کاربردهای غیر انباری استفاده می‌شود، ناحیه عملکرد سیستم باید بدون تغییر چگالی، 30 درصد افزایش یابد:

  (1) اسپرینکلرهای اسپری، شامل اسپرینکلرهای پوشش گسترده که طبق بند 11.2.1(4) فهرست شده‌اند، و اسپرینکلرهای با واکنش سریع
  (2) اسپرینکلرهای CMSA

  19.3.3.2.5 سیستم‌های خشک و سیستم‌های پیش‌فعال دوگانه با قفل مضاعف.* برای سیستم‌های لوله‌کشی خشک و سیستم‌های پیش‌فعال دوگانه با قفل مضاعف، ناحیه عملکرد اسپرینکلر باید بدون تغییر چگالی، 30 درصد افزایش یابد.

  19.3.3.2.6 اسپرینکلرهای دمای بالا. در مواردی که از اسپرینکلرهای دمای بالا برای اشغال‌های با خطر زیاد استفاده می‌شود، ناحیه عملکرد اسپرینکلر می‌تواند بدون تغییر چگالی، تا 25 درصد کاهش یابد، اما نه کمتر از 2000 فوت مربع (185 متر مربع).

  19.3.3.2.7 در مواردی که از اسپرینکلرهایی با ضریب دبی K-11.2 (160) یا بزرگ‌تر همراه با منحنی‌های طراحی مربوط به Extra Hazard Group 1 یا Extra Hazard Group 2 و مطابق با بند 19.3.3.1.1 استفاده می‌شود، ناحیه طراحی می‌تواند تا 25 درصد کاهش یابد، اما نه کمتر از 2000 فوت مربع (185 متر مربع)، بدون توجه به درجه حرارت اسپرینکلر.

  

  19.3.3.2.8* تعدیلات چندگانه
  19.3.3.2.8.1 هنگامی که تعدیلات چندگانه در ناحیه عملکرد باید مطابق با بندهای 19.3.3.2.3، 19.3.3.2.4، 19.3.3.2.5 یا 19.3.3.2.6 انجام گیرد، این تعدیلات باید به صورت مرکب بر پایه ناحیه عملکرد انتخاب‌شده اولیه از شکل 19.3.3.1.1 اعمال شوند.
  19.3.3.2.8.2 اگر ساختمان دارای فضاهای پنهان قابل احتراق و بدون اسپرینکلر باشد، قوانین بند 19.3.3.1.4 باید پس از انجام تمام اصلاحات دیگر اعمال شود.

  19.3.3.3 روش طراحی اتاق
  19.3.3.3.1* نیازمندی‌های تأمین آب برای تنها اسپرینکلرها باید بر پایه اتاقی که بیشترین تقاضا را ایجاد می‌کند، بنا شود.
  19.3.3.3.2 چگالی انتخاب‌شده باید از شکل 19.3.3.1.1 مطابق با طبقه‌بندی خطر اشغال و اندازه اتاق باشد.
  19.3.3.3.3 برای استفاده از روش طراحی اتاق، تمام اتاق‌ها باید دارای دیوارهایی با درجه مقاومت در برابر آتش برابر با مدت زمان تأمین آب ذکر شده در جدول 19.3.3.1.2 باشند.
  19.3.3.3.4 اگر اتاق کوچک‌تر از ناحیه مشخص‌شده در شکل 19.3.3.1.1 باشد، مفاد بندهای 19.3.3.1.4(1) و 19.3.3.1.4(2) باید اعمال شوند.
  19.3.3.3.5 حداقل حفاظت از بازشوها باید به صورت زیر باشد:
  (1) خطر سبک — درب‌های خودبسته‌شونده یا خودکار غیر مقاوم در برابر آتش.
  (2) خطر سبک بدون حفاظت از بازشو — در صورتی که بازشوها حفاظت نشده باشند، محاسبات باید شامل اسپرینکلرهای داخل اتاق به‌علاوه دو اسپرینکلر در فضای ارتباطی نزدیک‌ترین به هر بازشوی حفاظت‌نشده باشد، مگر اینکه فضای ارتباطی تنها دارای یک اسپرینکلر باشد که در این صورت محاسبات باید شامل عملکرد همان یک اسپرینکلر باشد. انتخاب اسپرینکلرهای اتاق و فضای ارتباطی که باید محاسبه شود، باید به گونه‌ای باشد که بیشترین تقاضای هیدرولیکی را تولید کند. برای اشغال‌های خطر سبک با بازشوهای بدون حفاظت در دیوارها، حداقل عمق پیشانی (lintel) برای بازشوها 8 اینچ (200 میلی‌متر) الزامی است و عرض بازشو نباید بیش از 8 فوت (2.4 متر) باشد. داشتن تنها یک بازشوی 36 اینچ (900 میلی‌متر) یا کمتر بدون پیشانی مجاز است، مشروط بر اینکه بازشوی دیگری به فضاهای مجاور وجود نداشته باشد.
  (3) خطر معمولی و خطر بالا — درب‌های خودبسته‌شونده یا خودکار با درجه مقاومت آتش مناسب برای محصورسازی.

  19.3.3.3.6 در صورتی که روش طراحی اتاق استفاده شود و ناحیه مورد نظر راهرویی باشد که توسط یک ردیف اسپرینکلر محافظت شده با بازشوهای حفاظت‌شده طبق بند 19.3.3.3.5 محافظت می‌شود، حداکثر تعداد اسپرینکلرهایی که نیاز به محاسبه دارند پنج عدد یا، در صورتی که اسپرینکلرهای پوشش گسترده نصب شده باشند، تمام اسپرینکلرهای موجود در 75 فوت طولی (23 متر طولی) از راهرو خواهد بود.
  19.3.3.3.7 در صورتی که ناحیه مورد نظر راهرویی باشد که توسط یک ردیف اسپرینکلر محافظت شده با بازشوهای بدون حفاظت در یک اشغال خطر سبک محافظت می‌شود، ناحیه طراحی باید شامل تمام اسپرینکلرهای موجود در راهرو تا حداکثر پنج عدد باشد یا، در صورتی که اسپرینکلرهای پوشش گسترده نصب شده باشند، تمام اسپرینکلرهای موجود در 75 فوت طولی (23 متر طولی) از راهرو.

  19.3.3.4 نواحی طراحی ویژه
  19.3.3.4.1 در صورتی که ناحیه طراحی شامل یک شوت خدمات ساختمانی باشد که با رایزر جداگانه‌ای تغذیه می‌شود، حداکثر تعداد اسپرینکلرهایی که باید محاسبه شوند، سه عدد است، که هرکدام باید حداقل ۱۵ گالن در دقیقه (57 لیتر در دقیقه) تخلیه داشته باشند.
  19.3.3.4.2* در صورتی که ناحیه‌ای قرار است تنها توسط یک خط اسپرینکلر محافظت شود، ناحیه طراحی باید شامل تمام اسپرینکلرهای روی خط تا حداکثر هفت عدد باشد.
  19.3.3.4.3 اسپرینکلرهای داخل کانال‌ها که در بخش‌های 8.9 و 9.3.9 توصیف شده‌اند، باید به‌گونه‌ای طراحی هیدرولیکی شوند که فشار تخلیه در هر اسپرینکلر حداقل ۷ psi (0.5 bar) باشد، در حالی که تمام اسپرینکلرهای داخل کانال در حال تخلیه هستند.
  19.3.3.4.4 برج‌های پله: برج‌های پله یا دیگر ساختارهایی با طبقات ناقص، اگر با رایزر مستقل لوله‌کشی شده باشند، از نظر اندازه لوله به‌عنوان یک ناحیه تلقی می‌شوند.

  19.4 رویکردهای طراحی ویژه
  19.4.1 اسپرینکلرهای مسکونی
  19.4.1.1* ناحیه طراحی باید شامل چهار اسپرینکلر مجاور باشد که بیشترین تقاضای هیدرولیکی را ایجاد می‌کنند.
  19.4.1.2* مگر اینکه الزامات بند 19.3.3.1.5.2 برای ساختمان‌هایی که دارای فضاهای پنهان قابل احتراق بدون اسپرینکلر هستند (طبق توصیف در بندهای 9.2.1 و 9.3.18) رعایت شده باشد، حداقل ناحیه طراحی عملکرد اسپرینکلر برای آن بخش از ساختمان باید شامل هشت اسپرینکلر باشد.
  19.4.1.2.1* ناحیه طراحی شامل هشت اسپرینکلر فقط باید برای بخش‌هایی از اسپرینکلرهای مسکونی اعمال شود که در مجاورت فضای پنهان قابل احتراق واجد شرایط قرار دارند.
  19.4.1.2.2 واژه «مجاور» شامل هر سیستم اسپرینکلری می‌شود که فضایی را در بالا، پایین، یا کنار فضای پنهان محافظت می‌کند، مگر آنکه مانعی با درجه مقاومت در برابر آتش معادل حداقل مدت زمان تأمین آب، فضای پنهان را به‌طور کامل از ناحیه دارای اسپرینکلر جدا کرده باشد.
  19.4.1.3 مگر اینکه الزامات بند 19.4.1.4 رعایت شده باشد، حداقل دبی مورد نیاز از هر اسپرینکلر در ناحیه طراحی باید بزرگ‌تر از مقادیر زیر باشد:
  (1) طبق حداقل نرخ جریان ذکر شده در لیستینگ اسپرینکلر
  (2) در اتاق‌ها یا فضاهایی بزرگ‌تر از 800 فوت مربع (74 متر مربع)، به‌صورت تحویل حداقل 0.1 gpm/ft² (4.1 mm/min) بر روی ناحیه طراحی، طبق مفاد بند 9.5.2.1
  (3) در اتاق‌ها یا فضاهایی با 800 فوت مربع (74 متر مربع) یا کمتر، به‌صورت تحویل حداقل 0.1 gpm/ft² (4.1 mm/min) بر روی سطح اتاق یا فضا با استفاده از مساحت اتاق تقسیم بر تعداد اسپرینکلرهای موجود در آن

  19.4.1.4 برای تغییرات یا افزودن به سیستم‌های موجود مجهز به اسپرینکلرهای مسکونی، معیارهای دبی لیست‌شده کمتر از 0.1 gpm/ft² (4.1 mm/min) مجاز است.
  19.4.1.4.1 در مواردی که اسپرینکلرهای مسکونی تولیدشده پیش از سال 2003 که دیگر توسط تولیدکننده عرضه نمی‌شوند تعویض می‌گردند، و این اسپرینکلرها با چگالی طراحی کمتر از 0.05 gpm/ft² (2.04 mm/min) نصب شده‌اند، استفاده از اسپرینکلر مسکونی با ضریب K معادل (±5 درصد) مجاز است، مشروط بر اینکه سطح پوشش فعلی لیست‌شده برای اسپرینکلر جایگزین تجاوز نکند.

  19.4.1.5 در نواحی مانند اتاق زیر شیروانی، زیرزمین‌ها، یا سایر انواع کاربری‌هایی که خارج از واحدهای مسکونی اما درون همان سازه قرار دارند، این نواحی باید به‌عنوان مبنای طراحی جداگانه طبق بخش 19.2 محافظت شوند.
  19.4.1.6 الزامات اختصاصی برای سهمیه جریان شلنگ (hose stream allowance) و مدت زمان تأمین آب باید مطابق الزامات کاربری خطر کم(light hazard) در جدول 19.3.3.1.2 باشد.

  19.4.2 حفاظت در برابر مواجهه   (Exposure Protection)

  19.4.2.1* لوله‌کشی باید طبق بخش 27.2 به‌صورت هیدرولیکی طراحی شود به‌نحوی که حداقل ۷ psi (0.5 bar) فشار در هر اسپرینکلر که به سمت ناحیه مواجهه (exposure) قرار گرفته، با فرض فعال بودن تمام این اسپرینکلرها، فراهم گردد.
  19.4.2.2 اگر منبع آب سایر سامانه‌های حفاظت در برابر آتش را نیز تغذیه می‌کند، باید توانایی تأمین هم‌زمان کل تقاضای این سامانه‌ها و همچنین تقاضای سامانه محافظت از مواجهه را داشته باشد.

  19.4.3 پرده‌های آبی (Water Curtains)

  19.4.3.1 اسپرینکلرهای موجود در یک پرده آبی، همان‌طور که در بندهای 9.3.5 یا 9.3.13.2 توصیف شده‌اند، باید به‌گونه‌ای طراحی شوند که حداقل تخلیه 3 گالن در دقیقه برای هر فوت طول (37 لیتر در دقیقه برای هر متر طول) از پرده آبی را فراهم کنند، به‌طوری که هیچ اسپرینکلری کمتر از 15 گالن در دقیقه (57 لیتر در دقیقه) تخلیه نداشته باشد.
  19.4.3.2 برای پرده‌های آبی با اسپرینکلر خودکار (automatic sprinklers)، تعداد اسپرینکلرهایی که در طراحی محاسبه می‌شوند باید برابر با تعداد اسپرینکلرهایی باشد که در طولی مطابق با طول موازی با خطوط انشعاب (branch lines) در ناحیه‌ای که در بند 27.2.4.2 مشخص شده است، قرار دارند.
  19.4.3.3 برای پرده آبی سیستم دلوژ (deluge system) که جهت محافظت از دهانه‌ی صحنه تئاتر (proscenium opening) طبق بند 9.3.13.2 استفاده می‌شود، پرده آبی باید به‌گونه‌ای طراحی شود که همه اسپرینکلرهای باز متصل به آن را تأمین کند.

  19.4.3.4 اسپرینکلرهای زیر سقف یا بام در فضاهای پنهان قابل احتراق با سازه‌های چوبی (Wood Joist یا Wood Truss) با فواصل کمتر از 3 فوت (0.9 متر) و شیب 4 در 12 یا بیشتر

  19.4.3.4.1 در صورتی که فاصله‌گذاری اسپرینکلرها از یکدیگر بیش از 8 فوت (2.4 متر) در جهت عمود بر شیب نباشد، حداقل فشار تخلیه اسپرینکلر باید 7 psi (0.5 bar) باشد.

  19.4.3.4.2 چنانچه فاصله‌گذاری اسپرینکلرها از یکدیگر بیش از ۸ فوت (۲.۴ متر) در جهت عمود بر شیب باشد، حداقل فشار تخلیه اسپرینکلر باید ۲۰ psi (1.4 bar) باشد.
  19.4.3.4.3 الزامات سهمیه جریان شلنگ (hose stream allowance) و مدت زمان تأمین آب باید مطابق با الزامات کاربری خطر کم (light hazard) در جدول 19.3.3.1.2 رعایت شود.

  19.4.3.5 اگر احتمال دارد که یک آتش‌سوزی به‌طور هم‌زمان اسپرینکلرهای پرده آبی و ناحیه طراحی یک سیستم محاسبه‌شده به‌صورت هیدرولیکی را فعال کند، تأمین آب پرده آبی باید به تقاضای آب محاسبه‌شده اضافه شده و با تقاضای ناحیه محاسبه‌شده بالانس گردد.

  19.4.4 شیشه محافظت‌شده با اسپرینکلر (Sprinkler-Protected Glazing)

  19.4.4 در مواردی که الزامات شیشه محافظت‌شده با اسپرینکلر باید با بند 9.3.15 مطابقت داشته باشند، مدت زمان تأمین آب برای ناحیه طراحی شامل اسپرینکلرهای پنجره نباید کمتر از درجه‌بندی مورد نیاز مجموعه (assembly) باشد.
  19.4.4.1 برای شیشه محافظت‌شده با اسپرینکلر، تعداد اسپرینکلرهایی که در طراحی هیدرولیکی لحاظ می‌شوند، باید معادل تعداد اسپرینکلرهایی باشند که در طولی برابر با طول موازی با خطوط انشعاب در ناحیه‌ای که توسط بند 27.2.4.2 مشخص شده، قرار دارند.
  19.4.4.2 اگر احتمال دارد که یک آتش‌سوزی به‌طور هم‌زمان اسپرینکلرهای شیشه محافظت‌شده و ناحیه طراحی یک سیستم محاسبه‌شده به‌صورت هیدرولیکی را فعال کند، تأمین آب برای شیشه محافظت‌شده نیز باید به تقاضای آب محاسبه‌شده اضافه شده و با تقاضای ناحیه محاسبه‌شده بالانس گردد.
  19.4.4.3 محاسبات طراحی هیدرولیکی باید شامل ناحیه‌ای از طراحی باشند که اسپرینکلرهای سقفی مجاور شیشه محافظت‌شده با اسپرینکلر را در بر گیرد.

  19.5 سامانه‌های دلوژ (Deluge Systems)

  اسپرینکلرهای باز و سامانه‌های دلوژ باید طبق استانداردهای مربوطه به‌صورت هیدرولیکی طراحی و محاسبه شوند.

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

• 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
• .
• 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

.

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

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.

5.1 کلیات
5.1.1 الزامات حداقل
5.1.1.1 این فصل الزامات حداقل برای بازرسی، آزمایش و نگهداری روتین سیستم‌های اسپرینکلر آب را ارائه می‌دهد.
5.1.1.2 جدول 5.1.1.2 برای تعیین فرکانس‌های حداقل مورد نیاز برای بازرسی، آزمایش و نگهداری باید استفاده شود.
5.1.2 اجزای مشترک و شیرها
اجزای مشترک و شیرها باید طبق فصل 13 بازرسی، آزمایش و نگهداری شوند.
5.1.3 بررسی موانع
در صورتی که نیاز به انجام بررسی موانع باشد، باید از روش‌های ذکر شده در فصل 14 پیروی شود.

5.1.4 نقص‌ها. رویه‌های ذکر شده در فصل 15 باید زمانی که نقصی در سیستم حفاظت پیش می‌آید، دنبال شوند.
5.1.5 اتصالات شیلنگ. اتصالات شیلنگ باید طبق فصل‌های 6 و 13 بررسی، آزمایش و نگهداری شوند.
5.2* بازرسی.
5.2.1 آبپاش‌ها.
5.2.1.1* آبپاش‌ها باید از سطح زمین به طور سالانه بازرسی شوند.
5.2.1.1.1* هر آبپاشی که علائم یکی از موارد زیر را نشان دهد باید تعویض شود:
(1) نشتی
(2) خوردگی که به عملکرد آبپاش آسیب می‌زند
(3) آسیب فیزیکی
(4) از دست دادن مایع در عنصر حساس به حرارت حباب شیشه‌ای
(5) بارگذاری که به عملکرد آبپاش آسیب می‌زند
(6) رنگی غیر از رنگ اعمال‌شده توسط سازنده آبپاش
5.2.1.1.2 هر آبپاشی که به اشتباه در جهت نادرست نصب شده باشد باید با جابجایی خط انشعاب، آویز یا شاخه اصلاح شود یا تعویض گردد.
5.2.1.1.3* آبپاش‌های نصب‌شده در فضاهای پنهان مانند بالای سقف‌های معلق نیاز به بازرسی ندارند.
5.2.1.1.4 آبپاش‌های نصب‌شده در مناطقی که به دلیل عملیات‌های فرآیندی به دلایل ایمنی غیرقابل دسترسی هستند باید در هر زمان تعطیلی برنامه‌ریزی‌شده بازرسی شوند.
5.2.1.1.5 اسکاشون‌ها و پوشش‌های آبپاش‌های فرورفته، توکار و پنهان باید با اسکاشون یا پوشش فهرست‌شده خود جایگزین شوند اگر در حین بازرسی مفقود شده باشند.
5.2.1.1.5.1 زمانی که اسکاشون یا پوشش فهرست‌شده از یک مجموعه فهرست‌شده مفقود شده و دیگر در دسترس تجاری نیست، باید آبپاش تعویض شود.
5.2.1.1.6 اسکاشون‌ها برای آبپاش‌های معلق که نه فرورفته، نه توکار و نه پنهان هستند نیازی به تعویض ندارند اگر در حین بازرسی مفقود شده باشند.
5.2.1.2* حداقل فاصله از انبار مطابق با موارد 5.2.1.2.1 تا 5.2.1.2.6 باید در زیر تمام دستگاه‌های معیوب آبپاش حفظ شود.
5.2.1.2.1* مگر اینکه فاصله‌های بیشتری توسط 5.2.1.2.2، 5.2.1.2.3 یا 5.2.1.2.4 لازم باشد یا فاصله‌های کمتری توسط 5.2.1.2.6 مجاز باشد، فاصله بین دستگاه معیوب و بالای انبار باید 18 اینچ (457 میلی‌متر) یا بیشتر باشد.
5.2.1.2.2 در صورتی که استانداردهایی غیر از NFPA 13 حداقل فاصله بیشتری از انبار مشخص کنند، باید از آنها پیروی شود.
5.2.1.2.3* فاصله بین دستگاه معیوب و بالای انبار باید 36 اینچ (914 میلی‌متر) یا بیشتر برای آبپاش‌های ویژه باشد.
5.2.1.2.4 فاصله از بالای انبار تا دستگاه معیوب باید 36 اینچ (914 میلی‌متر) یا بیشتر باشد زمانی که لاستیک‌های رابر ذخیره شده باشند.
5.2.1.2.5 آبپاش‌های درون قفسه نیازی به رعایت معیارهای انسداد و الزامات فاصله از انبار ندارند.

5.2.1.2.6* فاصله بین دستگاه معیوب و بالای انبار می‌تواند کمتر از 18 اینچ (457 میلی‌متر) باشد در صورتی که توسط استاندارد نصب مجاز شناخته شده باشد.
5.2.1.3* انباری که نزدیک‌تر از حد مجاز به دستگاه معیوب اسپرینکلر قرار دارد طبق قوانین فاصله از انبار استاندارد نصب، که در 5.2.1.2.1 تا 5.2.1.2.4 توضیح داده شده است، باید اصلاح شود.
5.2.1.4 تأمین اسپرینکلرهای یدکی باید سالانه برای موارد زیر بازرسی شود:
(1) تعداد و نوع صحیح اسپرینکلرها طبق الزامات 5.4.1.5
(2) آچار اسپرینکلر برای هر نوع اسپرینکلر طبق الزامات 5.4.1.5.5
(3) فهرست اسپرینکلرهای یدکی طبق الزامات 5.4.1.5.6
5.2.2* لوله و اتصالات. لوله‌ها و اتصالات اسپرینکلر باید سالانه از سطح زمین بازرسی شوند.
5.2.2.1* لوله‌ها و اتصالات باید از هرگونه آسیب مکانیکی، نشتی و خوردگی پاک باشند.
5.2.2.2 لوله‌های اسپرینکلر نباید تحت بارهای خارجی توسط مواد قرار گیرند که روی لوله استراحت کنند یا از لوله آویزان شوند.
5.2.2.3* لوله‌ها و اتصالات نصب‌شده در فضاهای پنهان مانند بالای سقف‌های معلق نیازی به بازرسی ندارند.
5.2.2.4 لوله‌ها و اتصالات نصب‌شده در مناطقی که به دلیل عملیات‌های فرآیندی به دلایل ایمنی غیرقابل دسترسی هستند باید در هر زمان تعطیلی برنامه‌ریزی‌شده بازرسی شوند.
5.2.3* آویزها، میله‌ها و پشتیبانی‌ها. آویزها، میله‌ها و پشتیبانی‌های لوله‌های اسپرینکلر باید سالانه از سطح زمین بازرسی شوند.
5.2.3.1 آویزها، میله‌ها و پشتیبانی‌ها نباید آسیب دیده، شل یا جدا شده باشند.
5.2.3.2 آویزها، میله‌ها و پشتیبانی‌هایی که آسیب دیده، شل یا جدا شده‌اند باید تعویض یا دوباره محکم شوند.
5.2.3.3* آویزها، میله‌ها و پشتیبانی‌های نصب‌شده در فضاهای پنهان مانند بالای سقف‌های معلق نیازی به بازرسی ندارند.
5.2.3.4 آویزها، میله‌ها و پشتیبانی‌های نصب‌شده در مناطقی که به دلیل عملیات‌های فرآیندی به دلایل ایمنی غیرقابل دسترسی هستند باید در هر زمان تعطیلی برنامه‌ریزی‌شده بازرسی شوند.
5.2.4 دستگاه‌های راه‌اندازی هشدار آب و سیگنال نظارت. دستگاه‌های راه‌اندازی هشدار آب و سیگنال نظارت باید هر سه ماه یکبار بازرسی شوند تا اطمینان حاصل شود که از آسیب فیزیکی آزاد هستند.
5.2.5* تابلو اطلاعات طراحی هیدرولیکی. تابلو اطلاعات طراحی هیدرولیکی باید سالانه بازرسی شود تا اطمینان حاصل شود که موجود است، به‌طور محکم به لوله‌کش نصب شده و قابل خواندن است.
5.2.5.1 تابلو اطلاعات طراحی هیدرولیکی که مفقود یا غیرقابل خواندن باشد باید تعویض شود.
5.2.5.2 سیستم جدول لوله‌ای باید تابلو اطلاعات طراحی هیدرولیکی داشته باشد که روی آن نوشته شده باشد “سیستم جدول لوله‌ای.”
5.2.6 ردیابی حرارتی. ردیابی حرارتی باید طبق الزامات سازنده بازرسی و نگهداری شود.

5.2.7 تابلو اطلاعات. تابلو اطلاعات مورد نیاز در 4.1.9 باید سالانه بازرسی شود تا اطمینان حاصل شود که موجود است، به‌طور محکم متصل شده و قابل خواندن است.
5.2.8* تابلو اطلاعات عمومی. تابلو اطلاعات عمومی مورد نیاز در NFPA 13 باید سالانه بازرسی شود تا اطمینان حاصل شود که موجود است، به‌طور محکم متصل شده و قابل خواندن است.
5.2.9 تابلو اطلاعات ضدیخ. تابلو اطلاعات ضدیخ مورد نیاز در 4.1.10 باید سالانه بازرسی شود تا اطمینان حاصل شود که موجود است، به‌طور محکم متصل شده و قابل خواندن است.
5.3 آزمایش.
5.3.1* اسپرینکلرها.
5.3.1.1* در جایی که طبق این بخش نیاز باشد، نمونه اسپرینکلرها باید به یک آزمایشگاه معتبر که توسط مقام مسئول تایید شده است برای آزمایش میدانی ارسال شوند.
5.3.1.1.1 هرگاه اسپرینکلرها به مدت 50 سال نصب شده باشند، باید تعویض شوند یا نمونه‌های نمایندگی از یک یا چند ناحیه نمونه باید آزمایش شوند.
5.3.1.1.1.1 روش‌های آزمایش باید در فواصل 10 ساله تکرار شوند.
5.3.1.1.1.2 اسپرینکلرهایی که پیش از سال 1920 ساخته شده‌اند باید تعویض شوند.
5.3.1.1.1.3* اسپرینکلرهایی که با استفاده از عناصر واکنش سریع ساخته شده‌اند و به مدت 20 سال نصب شده‌اند باید تعویض شوند یا نمونه‌های نمایندگی آزمایش شوند و سپس در فواصل 10 ساله دوباره آزمایش شوند.
5.3.1.1.1.4* نمونه‌های نمایندگی از اسپرینکلرهای نوع لحیم با کلاس دمایی فوق‌العاده بالا [325°F (163°C)] یا بیشتر که در شرایط دمای محیطی حداکثر مجاز نیمه‌پی‌در‌پی تا پیوسته قرار دارند باید در فواصل 5 ساله آزمایش شوند.
5.3.1.1.1.5 هرگاه اسپرینکلرها به مدت 75 سال نصب شده باشند، باید تعویض شوند یا نمونه‌های نمایندگی از یک یا چند ناحیه نمونه باید به یک آزمایشگاه معتبر که توسط مقام مسئول تایید شده است برای آزمایش میدانی ارسال شوند و آزمایش‌ها در فواصل 5 ساله تکرار شوند.
5.3.1.1.1.6* اسپرینکلرهای خشک که به مدت 15 سال نصب شده‌اند باید تعویض شوند یا نمونه‌های نمایندگی آزمایش شوند و سپس در فواصل 10 ساله دوباره آزمایش شوند.
5.3.1.1.2* اسپرینکلرهایی که در محیط‌های سخت قرار دارند، از جمله جو‌های خورنده، باید یکی از موارد زیر باشند:
(1) تعویض شوند
(2) آزمایش شوند از طریق نمونه‌های نمایندگی اسپرینکلر در فواصل 5 ساله
5.3.1.1.3 اسپرینکلرهای مقاوم در برابر خوردگی فهرست‌شده که در محیط‌های سخت نصب شده‌اند باید مجاز باشند که در فواصل 10 ساله آزمایش شوند.
5.3.1.1.4 در جایی که داده‌های تاریخی نشان دهند، فواصل طولانی‌تری بین آزمایش‌ها مجاز خواهد بود.
5.3.1.2* نمونه نمایندگی از اسپرینکلرها برای آزمایش طبق 5.3.1.1 باید حداقل از چهار اسپرینکلر یا 1 درصد از تعداد اسپرینکلرها در هر نمونه فردی اسپرینکلر، هرکدام که بیشتر است، تشکیل شده باشد.