انواع سامانه‌ها و الزامات آن‌ها

• 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.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

 

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

که در آن:

حساسیت (S) معمولاً بر حسب نانووات اندازه‌گیری می‌شود. این معادله منحنی‌هایی مشابه منحنی نشان‌داده‌شده در شکلA.17.8.3.1.1 را تولید می‌کند.
این منحنی حداکثر فاصله‌ای را تعریف می‌کند که در آن حسگر به طور مداوم آتش با اندازه و سوخت مشخصی را تشخیص می‌دهد. حسگرها باید فقط در ناحیه سایه‌دار بالای منحنی استفاده شوند.
در بهترین شرایط و بدون جذب جوی، توان تابشی که به حسگر می‌رسد، اگر فاصله بین حسگر و آتش دو برابر شود، به میزان یک چهارم کاهش می‌یابد. برای محاسبه تضعیف جوی، عبارت نمایی زتا (ζ) به معادله اضافه می‌شود. زتا معیاری از شفافیت هوا در طول‌موج مورد نظر است. زتا تحت تأثیر رطوبت، گرد و غبار و هرگونه آلاینده دیگر در هوا قرار می‌گیرد که در طول‌موج مورد نظر جذب‌کننده هستند. زتا معمولاً مقادیری بین ۰.۰۰۱- و ۰.۱- برای هوای محیطی معمولی دارد.

بخش ۱ – اصول عملکرد
بیم دتکتور دودی اعلام حریق با پرتو بازتابی شامل یک واحد فرستنده/گیرنده است که یک پرتو را به سمت ناحیه تحت حفاظت ارسال، پایش و دریافت می‌کند.

بیم دتکتور بر اساس اصل تضعیف نور کار می‌کند. عنصر حساس به نور در شرایط عادی، نوری که توسط واحد فرستنده/گیرنده تولید می‌شود را دریافت می‌کند. واحد فرستنده/گیرنده بر اساس درصدی از تضعیف کل نور، روی یک سطح حساسیت از پیش تعیین‌شده کالیبره می‌شود. این سطح حساسیت توسط سازنده و بر اساس طول پرتو و فاصله بین واحد فرستنده/گیرنده و رفلکتور تعیین می‌گردد. برای بیم دتکتورهای دارای تأییدیه UL، تنظیم حساسیت باید با استاندارد UL 268 «دتکتورهای دود برای سیستم‌های اعلام حریق» مطابقت داشته باشد.
بیم دتکتورهای دودی اعلام حریق بر اساس اصل تضعیف عمل می‌کنند. هنگامی که میدان دود تشکیل می‌شود، بیم دتکتور تضعیف تجمعی — درصد مسدود شدن نور ناشی از ترکیب غلظت دود و فاصله خطی میدان دود در طول پرتو — را تشخیص می‌دهد. آستانه معمولاً توسط سازنده و بر اساس شرایط نصب تعیین می‌شود.
انتخاب حساسیت مناسب، احتمال آلارم‌های مزاحم ناشی از انسداد پرتو به‌وسیله یک جسم جامد که به‌طور ناخواسته در مسیر قرار گرفته را به حداقل می‌رساند. از آنجا که انسداد ناگهانی و کامل پرتو نوری مشخصه معمول دود نیست، بیم دتکتور این حالت را به‌عنوان وضعیت خطا تشخیص می‌دهد نه آلارم.
همچنین تغییرات بسیار کوچک و آهسته در کیفیت منبع نور مشخصه معمول دود نیست. این تغییرات ممکن است به دلیل شرایط محیطی مانند تجمع گرد و غبار و آلودگی بر روی مجموعه اپتیکی واحد فرستنده/گیرنده یا سطح بازتابی رخ دهد.

وقتی بیم دتکتور برای اولین بار روشن و برنامه راه‌اندازی آن اجرا می‌شود، سطح سیگنال نوری آن لحظه را به‌عنوان نقطه مرجع شرایط عادی در نظر می‌گیرد. با کاهش کیفیت سیگنال نوری در طول زمان، کنترل خودکار بهره (AGC) این تغییر را جبران می‌کند. با این حال، سرعت جبران محدود است تا اطمینان حاصل شود که بیم دتکتور همچنان به آتش‌سوزی‌های تدریجی یا دودکردن حساس می‌ماند. هنگامی که AGC دیگر قادر به جبران کاهش سیگنال نباشد، مثلاً به علت تجمع بیش از حد گرد و غبار، بیم دتکتور وضعیت خطا را اعلام می‌کند.

لوازم جانبی
لوازم جانبی بیم دتکتور دودی اعلام حریق با پرتو بازتابی ممکن است شامل تابلوی اعلام از راه دور و ایستگاه‌های تست از راه دور باشد که امکان تست دوره‌ای الکترونیکی و/یا حساسیت بیم دتکتور را فراهم می‌کنند. سیستم‌های هوشمند اعلام حریق می‌توانند یک آدرس اختصاصی به بیم دتکتور بدهند تا مکان دقیق آتش بهتر مشخص شود.

سایر لوازم جانبی قابل استفاده شامل کیت نصب سطحی، کیت نصب چندحالته، و کیت برد بلند هستند. کیت نصب سطحی برای زمانی است که سیم‌کشی به‌صورت روکار انجام شود. کیت نصب چندحالته امکان نصب بیم دتکتور و رفلکتور را بر روی دیوار یا سقف فراهم می‌کند و برای نصب این کیت بر روی بیم دتکتور باید از کیت نصب سطحی نیز استفاده شود. کیت برد بلند امکان نصب بیم دتکتور را در فاصله‌های بیشتر از رفلکتور، معمولاً بین ۷۰ تا ۱۰۰ متر (۲۳۰ تا ۳۲۸ فوت) فراهم می‌کند.
هیترها باعث می‌شوند سطح اپتیکی بیم دتکتور و رفلکتور دمایی کمی بالاتر از دمای هوای اطراف داشته باشد، که به کاهش میعان در محیط‌هایی با تغییرات دمایی کمک می‌کند.

بخش ۲ – مقایسه بیم دتکتور دودی اعلام حریق با دتکتورهای نقطه‌ای دود
بیم دتکتورها تحت استاندارد UL و NFPA 72، 2013، بخش A.17.7.3.7 قرار دارند. لازم است طراحان این الزامات را به‌طور کامل در انتخاب و کاربرد بیم دتکتورها برای سیستم‌های اعلام حریق در نظر بگیرند.

پوشش‌دهی
بیم دتکتورهای دودی اعلام حریق می‌توانند سطحی را پوشش دهند که نیازمند بیش از یک دوجین دتکتور نقطه‌ای باشد. تعداد کمتر دستگاه به معنی هزینه نصب و نگهداری کمتر است.
این دتکتورها معمولاً حداکثر برد ۱۰۰ متر (۳۳۰ فوت) و حداکثر فاصله بین دو دتکتور ۱۸ متر (۶۰ فوت) دارند، که پوشش تئوریک ۱۸۳۹ مترمربع (۱۹,۸۰۰ فوت مربع) ایجاد می‌کند. توصیه‌های سازنده و عواملی مانند شکل اتاق ممکن است این مقدار را در عمل کاهش دهند.
دتکتورهای نقطه‌ای دود حداکثر پوشش ۸۳ مترمربع (۹۰۰ فوت مربع) دارند. حداکثر فاصله بین دو دتکتور ۱۲.۵ متر (۴۱ فوت) است، زمانی که عرض ناحیه تحت حفاظت بیش از ۳ متر (۱۰ فوت) نباشد، مانند یک راهرو.

ارتفاع سقف
اگرچه زمان پاسخ دتکتور نقطه‌ای دود معمولاً با افزایش فاصله آن از آتش/کف افزایش می‌یابد، این موضوع لزوماً در مورد بیم دتکتورهای دودی اعلام حریق صدق نمی‌کند، زیرا این دتکتورها برای سقف‌های بلند ایده‌آل هستند. با این حال، برخی سازندگان ممکن است با افزایش ارتفاع سقف، به دتکتورهای اضافی نیاز داشته باشند، که این امر به دلیل رفتار مورد انتظار ستون دود است.

آتش‌سوزی‌ها معمولاً در نزدیکی یا در سطح کف آغاز می‌شوند. هنگامی که این اتفاق می‌افتد، دود به سمت بالا یا نزدیک سقف حرکت می‌کند. به طور معمول، ستون دود در مسیر حرکت از نقطه شروع خود، شروع به گسترش کرده و به شکل یک مخروط وارونه در می‌آید.

تراکم میدان دود می‌تواند تحت تأثیر سرعت رشد آتش قرار گیرد. آتش‌های سریع تمایل دارند تراکم یکنواخت‌تری ایجاد کنند نسبت به آتش‌های کندسوز، که در آن ممکن است در بخش‌های بالایی میدان دود رقیق‌سازی رخ دهد. در برخی کاربردها، به ویژه جایی که سقف‌های بلند وجود دارد، بیم دتکتور دودی اعلام حریق ممکن است نسبت به آتش‌های کند یا دودزا واکنش‌پذیرتر از دتکتورهای نقطه‌ای باشند، زیرا آنها کل میدان دود را در طول پرتو بررسی می‌کنند. دتکتورهای نقطه‌ای تنها دود را در «نقطه» خاص خود نمونه‌برداری می‌کنند. دودی که وارد محفظه می‌شود ممکن است آن‌قدر رقیق باشد که به سطح لازم برای فعال کردن آلارم نرسد.

یکی از محدودیت‌های بیم دتکتور دودی اعلام حریق این است که به عنوان دستگاه‌های خط دید، در معرض تداخل هر جسم یا شخصی هستند که وارد مسیر پرتو شود. بنابراین، استفاده از آنها در بیشتر مناطق اشغال‌شده با ارتفاع سقف معمولی عملی نیست.

با این حال، بیم دتکتور دودی اعلام حریق اغلب انتخاب اصلی در مکان‌هایی با سقف بلند، مانند آتریوم‌ها، لابی‌ها، سالن‌های ورزشی، ورزشگاه‌ها، موزه‌ها، آشیانه‌های هواپیما و تالارهای کلیسا، همچنین کارخانه‌ها و انبارها هستند. بسیاری از این کاربردها مشکلات ویژه‌ای را برای نصب دتکتورهای نقطه‌ای و حتی مشکلات بیشتری را برای نگهداری صحیح آنها ایجاد می‌کنند. استفاده از بیم دتکتور دودی اعلام حریق در بسیاری از این مناطق ممکن است مشکلات را کاهش دهد، زیرا به دستگاه‌های کمتری نیاز است و این دستگاه‌ها می‌توانند روی دیوارها که دسترسی به آنها آسان‌تر از سقف‌هاست، نصب شوند.

کاربردها برای مناطق با سقف بلند در NFPA 92، راهنمای سیستم‌های کنترل دود توصیف شده‌اند. برای اطلاعات بیشتر به پیوست B این راهنما مراجعه کنید.
بیم دتکتور: ۱۹٬۸۰۰ فوت مربع (۳۳۰ فوت × ۶۰ فوت)
حداکثر پوشش تئوریک

سرعت بالای جریان هوا
مناطق با جریان هوای بالا مشکل ویژه‌ای برای دتکتورهای نقطه‌ای ایجاد می‌کنند، زیرا انتشار دود که در شرایط عادی رخ می‌دهد ممکن است اتفاق نیفتد. از آنجا که سرعت بالای هوا ممکن است دود را از محفظه تشخیص خارج کند، باید عملکرد دتکتور نقطه‌ای زمانی که سرعت هوا بیش از ۱٬۵۰۰ فوت در دقیقه یا زمانی که نرخ تعویض هوا در منطقه محافظت‌شده بیش از ۷٫۵ بار در ساعت است، به دقت بررسی شود. محدوده تشخیص بیم دتکتور دودی اعلام حریق می‌تواند به اندازه یک زمین فوتبال باشد (حداکثر محدوده پرتو معمولاً ۳۳۰ فوت است)، در مقایسه با ابعاد یک یا دو اینچی محفظه تشخیص دتکتور نقطه‌ای. بنابراین، احتمال اینکه دود از محدوده تشخیص بیم دتکتور دودی اعلام حریق خارج شود کمتر است. از آنجا که جریان هوای بالا تأثیر زیادی بر بیم دتکتور ندارد، معمولاً نیاز نیست که برای این نوع محیط‌ها فهرست‌شده باشند.

لایه‌بندی (Stratification)

لایه‌بندی زمانی رخ می‌دهد که دود حاصل از مواد دودزا یا در حال سوختن گرم شده و از هوای خنک‌تر اطراف خود کمتر متراکم شود. دود بالا می‌رود تا زمانی که دیگر تفاوت دمایی بین دود و هوای اطراف وجود نداشته باشد (به NFPA 2013، A.17.7.1.10 مراجعه کنید). بنابراین، لایه‌بندی ممکن است در مکان‌هایی رخ دهد که دمای هوا در سطح سقف بالا باشد، به ویژه جایی که تهویه وجود ندارد.

روی سقف‌های صاف، بیم دتکتور دودی اعلام حریق عموماً باید در محدوده فاصله مشخص‌شده نصب شوند. در برخی موارد، محل و حساسیت دتکتورها باید نتیجه یک ارزیابی مهندسی باشد که شامل موارد زیر است:

• ویژگی‌های سازه‌ای
• اندازه و شکل اتاق‌ها و دهانه‌ها
• نوع استفاده و اشغال فضا
• ارتفاع سقف
• شکل سقف
• سطح و موانع
• تهویه
• شرایط محیطی
• ویژگی‌های سوختن مواد قابل احتراق موجود
• چیدمان محتویات منطقه تحت حفاظت

نتایج ارزیابی مهندسی ممکن است نیاز به نصب در فاصله بیشتری از سقف و در ارتفاع‌های متفاوت برای مقابله با اثرات لایه‌بندی یا موانع دیگر داشته باشد.

پیش‌لایه‌بندی / نرخ آزادسازی حرارت
پیش‌لایه‌بندی باید در نظر گرفته شود، زیرا این یک عامل غالب در آتریوم‌هایی با سقف شیشه‌ای است. در دوره‌های آفتابی، گرما می‌تواند در بالای آتریوم تجمع پیدا کند و پیش از آغاز آتش‌سوزی یک لایه لایه‌بندی‌شده در سطح سقف ایجاد کند. عمق این لایه هوای گرم بسته به دمای بیرون و شدت تابش خورشید بر سقف تغییر می‌کند. گرمای ناشی از آتش می‌تواند به این لایه هوای گرم اضافه شده و عمق آن را افزایش دهد (به شکل‌های ۵ تا ۷ مراجعه کنید).

نرخ آزادسازی حرارت یک آتش تعیین می‌کند که دود تا چه ارتفاعی در آتریوم بالا می‌رود. نرخ آزادسازی حرارت بسته به ماده در حال سوختن، جرم آن و متغیرهای دیگر متفاوت است.

هنگام تعیین ارتفاع نصب بیم دتکتور دودی اعلام حریق، باید سناریوهای مختلف آتش در نظر گرفته شوند. سناریوهای آتش باید نه تنها بر اساس اشیای معمول موجود در محل، بلکه بر اساس خطرات موقت مانند وسایل مورد استفاده در بازسازی یا در طول دوره جابه‌جایی مستأجران نیز باشند.

کاربردهای ویژه
یکی از مهم‌ترین محدودیت‌های دتکتورهای دودی نقطه‌ای، ناتوانی آنها در کارکرد در محیط‌های نامساعد مانند دماهای بسیار بالا یا پایین، آلودگی، رطوبت و گازهای خورنده است. هرچند بیم دتکتور دودی اعلام حریق نیز ممکن است در معرض برخی از این عوامل تضعیف‌کننده قرار گیرد، اما در بسیاری موارد یک جایگزین مناسب به شمار می‌رود، زیرا محدوده دمای کاری آنها ممکن است بسیار وسیع‌تر از دتکتورهای دودی نقطه‌ای باشد. کاربردهای احتمالی بیم دتکتور شامل فریزرها، انبارهای نگهداری مواد سرد، انبارهای حمل‌ونقل، پارکینگ‌های سرپوشیده، سالن‌های کنسرت و اصطبل‌ها می‌شود.

با این حال، بیم دتکتور نباید در محیط‌هایی نصب شود که فاقد کنترل دما هستند و احتمال تشکیل میعان یا یخ‌زدگی وجود دارد. اگر در این مکان‌ها رطوبت بالا و تغییرات سریع دما پیش‌بینی شود، احتمال تشکیل میعان وجود دارد و این شرایط برای کاربرد بیم دتکتور مناسب نیست. همچنین، بیم دتکتور نباید در محل‌هایی نصب شود که واحد فرستنده-گیرنده، رفلکتور یا مسیر نوری بین آنها ممکن است در معرض شرایط جوی بیرونی مانند باران، برف، تگرگ یا مه قرار گیرد. این شرایط عملکرد صحیح دتکتور را مختل می‌کند.

 

بخش ۳ – ملاحظات طراحی
عوامل زیادی بر عملکرد دتکتورهای دودی تأثیر می‌گذارند. نوع و مقدار مواد قابل احتراق، سرعت رشد آتش، فاصله دتکتور از آتش و عوامل تهویه همگی ملاحظات مهمی هستند. بیم دتکتور دودی اعلام حریق دارای تأییدیه UL تحت استاندارد UL 268 (دتکتورهای دود برای سیستم‌های اعلان حریق حفاظتی) هستند و باید طبق NFPA 72 (کد ملی اعلان حریق) و دستورالعمل سازنده نصب و نگهداری شوند.

حساسیت
هر سازنده مشخص می‌کند که حساسیت دتکتور باید با توجه به طول پرتو مورد استفاده در یک کاربرد خاص تنظیم شود. دتکتور باید در محدوده حداقل و حداکثر طول پرتو مجاز طبق دستورالعمل سازنده نصب شود، که این مقادیر توسط فهرست UL محدود شده‌اند.

محل و فاصله‌گذاری
پارامترهای محل نصب و فاصله‌گذاری توسط سازندگان توصیه می‌شود. به‌عنوان مثال، در سقف‌های صاف، فاصله افقی بین پرتوهای پیش‌بینی‌شده نباید بیش از ۶۰ فوت (۱۸٫۳ متر) باشد و فاصله بین پرتو و دیوار کناری (دیوار موازی مسیر پرتو) می‌تواند حداکثر نصف این مقدار باشد. هرچند این مثال حداکثر فاصله ۶۰ فوت را مجاز می‌داند، برخی سازندگان ممکن است محدودیت بیشتری اعمال کنند.

در سقف‌های صاف، بیم دتکتور دودی اعلام حریق باید حداقل ۱۲ اینچ (۰٫۳ متر) پایین‌تر از سطح سقف یا زیر موانع سازه‌ای مانند تیرها، خرپاها، کانال‌های هوا و غیره نصب شود. همچنین، بیم دتکتور باید حداقل ۱۰ فوت (۳٫۰ متر) بالاتر از کف نصب شود تا از موانع رایج ناشی از استفاده روزمره ساختمان دور باشد.

ملاحظات نصب بیم دتکتور بازتابی
برای عملکرد صحیح، بیم دتکتور به یک سطح نصب پایدار نیاز دارد. سطحی که حرکت کند، جابه‌جا شود، دچار لرزش یا تغییر شکل شود، باعث آلارم‌های کاذب یا بروز خطا خواهد شد. در فواصل طولانی، جابه‌جایی تنها ۰٫۵ درجه در فرستنده باعث می‌شود نقطه مرکزی پرتو تقریباً ۳ فوت (۰٫۹ متر) تغییر مکان دهد.

دتکتور باید روی سطوح نصب پایدار مانند آجر، بتن، دیوار باربر محکم، ستون نگهدارنده، تیر سازه‌ای یا سطح دیگری که انتظار نمی‌رود دچار لرزش یا جابه‌جایی شود، نصب شود. دتکتور نباید روی دیوار فلزی موج‌دار، دیوار فلزی نازک، پوشش خارجی ساختمان، نمای خارجی، سقف معلق، خرپای فلزی باز، تیرهای غیرباربر، الوار یا سطوح مشابه نصب شود. در مواردی که تنها یک سطح پایدار قابل استفاده است، واحد فرستنده-گیرنده باید روی سطح پایدار نصب شود و رفلکتور روی سطح کمتر پایدار قرار گیرد، زیرا رفلکتور نسبت به محل نصب ناپایدار تحمل بیشتری دارد.

از آنجا که بیم دتکتور دودی اعلام حریق دستگاه خط دید است و در صورت قطع کامل و ناگهانی سیگنال وارد وضعیت خطا می‌شود، باید همیشه از وجود هرگونه مانع مات در مسیر پرتو جلوگیری کرد.

«در برخی موارد، پروژکتور پرتو نوری (همان فرستنده/گیرنده) در یک دیوار انتهایی نصب می‌شود و گیرنده پرتو نوری (همان رفلکتور) در دیوار مقابل نصب می‌شود. با این حال، همچنین مجاز است که پروژکتور و گیرنده از سقف آویزان شوند، به شرطی که فاصله آنها از دیوارهای انتهایی بیش از یک‌چهارم فاصله انتخاب‌شده نباشد.» — NFPA 72-2013, A.17.7.3.7

همچنین باید نیاز به واکنش سریع به دلیل عوامل ایمنی جانی یا ارزش بالای دارایی‌های محافظت‌شده در نظر گرفته شود. در این شرایط، فاصله‌گذاری باید کاهش یابد، یا زمانی که آتش پیش‌بینی‌شده دود کمی به‌ویژه در مراحل اولیه تولید می‌کند. برای مثال، دتکتورهای نصب‌شده روی سقف یک آتریوم بسیار بلند در یک هتل ممکن است نیاز به تکمیل با دتکتورهای اضافی در ارتفاعات پایین‌تر داشته باشند.

در کاربردهایی که نیاز به کاهش فاصله‌گذاری است، باید دقت شود که دو پرتو موازی به حداقل فاصله از یکدیگر برسند تا گیرنده یک دتکتور نتواند منبع نور دتکتور دیگر را ببیند. در مواردی که دو یا چند دتکتور با پرتوهایی در زوایا نصب می‌شوند، باید اطمینان حاصل شود که گیرنده هر دتکتور تنها نور فرستنده خودش را تشخیص دهد. رعایت روش‌های آزمون ذکرشده در دفترچه راهنمای سازنده بسیار مهم است.

ملاحظات تکمیلی نصب برای بیم دتکتور دودی اعلام حریق بازتابی

باید یک خط دید شفاف و دائمی بین دتکتور و رفلکتور وجود داشته باشد. اجسام بازتابنده نباید در نزدیکی خط دید بین دتکتور و رفلکتور قرار گیرند. اجسام بازتابنده‌ای که بیش از حد به خط دید نزدیک باشند می‌توانند پرتو نور را از فرستنده به گیرنده منعکس کنند. اگر این اتفاق رخ دهد، دتکتور قادر به تشخیص این بازتاب‌ها از بازتاب‌های رفلکتور نخواهد بود و فضای تحت حفاظت دچار اختلال می‌شود. اجسام بازتابنده باید حداقل ۱۵ اینچ (۳۸٫۱ سانتی‌متر) از خط دید بین دتکتور و رفلکتور فاصله داشته باشند.

منابع نوری با شدت بسیار زیاد، مانند نور خورشید و لامپ‌های هالوژن، اگر مستقیماً به سمت گیرنده هدایت شوند، می‌توانند تغییرات شدیدی در سیگنال ایجاد کرده و باعث بروز سیگنال خطا یا آلارم شوند. برای جلوگیری از این مشکل، باید از تابش مستقیم نور خورشید به واحد فرستنده-گیرنده اجتناب شود. حداقل زاویه ۱۰ درجه بین مسیر منبع نور (نور خورشید) و دتکتور، و خط دید بین دتکتور و رفلکتور باید رعایت شود.

باید از عملکرد دتکتور از طریق شیشه اجتناب شود. از آنجا که بیم دتکتور تک‌سَر بر اساس اصل بازتاب عمل می‌کند، یک شیشه که به‌طور عمود بر خط دید بین دتکتور و رفلکتور قرار گرفته باشد، می‌تواند پرتو نور را از فرستنده به گیرنده بازتاب دهد. اگر این اتفاق رخ دهد، دتکتور قادر به تشخیص این بازتاب‌ها از بازتاب‌های رفلکتور نخواهد بود و فضای تحت حفاظت دچار اختلال می‌شود. شیشه همچنین مقداری از نور را هنگام عبور جذب می‌کند. این جذب نور فاصله مجاز نصب بین دتکتور و رفلکتور را کاهش می‌دهد.

در مواردی که اجتناب از عبور پرتو از شیشه ممکن نیست، برخی شیوه‌های خاص نصب می‌توانند اثرات شیشه را به حداقل برسانند. این روش‌ها شامل خودداری از عبور پرتو از چندین لایه شیشه، قرار دادن شیشه به‌گونه‌ای که به‌طور عمود بر خط دید بین دتکتور و رفلکتور نباشد (حداقل ۱۰ درجه انحراف از حالت عمود توصیه می‌شود) و اطمینان از شفاف، صاف و محکم بودن شیشه است. آزمون مسدودسازی کامل رفلکتور می‌تواند برای تعیین قابل قبول بودن نصب استفاده شود.

در مکان‌هایی که ارتفاع سقف بیش از ۳۰ فوت (۹٫۱ متر) است، ممکن است نیاز به نصب بیم دتکتور دودی اعلام حریق اضافی در ارتفاع‌های مختلف برای تشخیص دود در سطوح پایین‌تر باشد. برای اطلاعات بیشتر به بخش لایه‌بندی در این راهنما مراجعه کنید.

پیوست A – واژه‌نامه اصطلاحات

پنل اعلان (Annunciator)
دستگاهی که وضعیت یا شرایطی مانند حالت عادی، خطا یا آلارم دتکتور دودی یا سیستم را به صورت دیداری یا شنیداری نمایش می‌دهد.

کنترل خودکار بهره (Automatic Gain Control – AGC)
قابلیت بیم دتکتور دودی اعلام حریق برای جبران افت سیگنال نوری ناشی از گردوغبار یا آلودگی. نرخ جبران محدود است تا اطمینان حاصل شود که دتکتور همچنان به آتش‌های کند و دودزا حساس باقی می‌ماند.

بیم دتکتور دودی اعلام حریق (بازتابی)
دستگاهی که با ارسال یک پرتو نور از واحد فرستنده-گیرنده به سمت یک رفلکتور که سیگنال نوری را به واحد فرستنده-گیرنده بازمی‌گرداند، وجود دود را تشخیص می‌دهد. ورود دود به مسیر پرتو باعث کاهش سیگنال نور شده و آلارم فعال می‌شود.

برد بیم (Beam Range)
فاصله بین فرستنده-گیرنده و رفلکتور.

پوشش دتکتور (Detector Coverage)
منطقه‌ای که یک دتکتور دود یا دتکتور حرارت قادر به تشخیص مؤثر دود و/یا حرارت است. این منطقه توسط فهرست‌ها و کدهای مربوطه محدود می‌شود.

لیست‌شده (Listed)
قرار گرفتن یک دستگاه در فهرست منتشرشده توسط یک سازمان آزمون معتبر که نشان می‌دهد دستگاه با موفقیت طبق استانداردهای پذیرفته‌شده آزمایش شده است.

تیرگی (انسداد تجمعی) (Obscuration / Cumulative Obscuration)
کاهش توانایی عبور نور از یک نقطه به نقطه دیگر به دلیل وجود مواد جامد، مایع، گاز یا ذرات معلق. انسداد تجمعی ترکیبی از چگالی این ذرات مانع نور به ازای هر فوت و فاصله خطی‌ای است که این ذرات اشغال می‌کنند، یعنی چگالی دود ضرب‌در فاصله خطی میدان دود. (معمولاً با واحدهایی مانند درصد بر فوت یا درصد بر متر بیان می‌شود).

رفلکتور (Reflector)
دستگاهی که سیگنال نوری را به واحد فرستنده-گیرنده بازمی‌گرداند.

حساسیت (Sensitivity)
توانایی یک دتکتور دود برای واکنش به یک سطح مشخص دود.

دود (Smoke)
محصولات جامد و گازی حاصل از احتراق که در هوا معلق هستند.

رنگ دود (Smoke Color)
روشنی یا تیرگی نسبی دود که از نامرئی تا سفید، خاکستری و سیاه متغیر است.

چگالی دود (Smoke Density)
مقدار نسبی محصولات جامد و گازی حاصل از احتراق در یک حجم معین.

دتکتور نقطه‌ای (Spot-Type Detector)
دستگاهی که تنها در محل نصب خود دود و/یا حرارت را تشخیص می‌دهد. دتکتورهای نقطه‌ای دارای یک محدوده تعریف‌شده پوشش هستند.

لایه‌بندی (Stratification)
اثری که زمانی رخ می‌دهد که دود، که از هوای اطراف خود گرم‌تر است، بالا می‌رود تا به دمای برابر با هوای اطراف برسد و در نتیجه، از بالا رفتن بازمی‌ایستد.

فرستنده-گیرنده (Transceiver)
دستگاهی در یک بیم دتکتور دودی اعلام حریق بازتابی که نور را به سمت فضای تحت حفاظت می‌تاباند و آن را پایش می‌کند.

صفحات شفاف (فیلترها) (Transparencies / Filters)
صفحه‌ای از شیشه یا پلاستیک با سطح مشخص تیرگی که می‌تواند برای آزمودن سطح حساسیت صحیح بیم دتکتور دودی اعلام حریق استفاده شود.

وضعیت خطا (Trouble Condition)
وضعیتی از یک دستگاه یا سیستم که عملکرد صحیح آن را مختل می‌کند، مانند مدار باز در حلقه شروع‌کننده. اعلان وضعیت خطا که روی پنل کنترل یا پنل اعلان نمایش داده می‌شود یک «سیگنال خطا» است.

 

پیوست B – استاندارد NFPA 92 برای سیستم‌های کنترل دود (ویرایش ۲۰۱۲)

A.6.4.4.1.5(1)
هدف از استفاده از یک پرتو رو به بالا برای تشخیص لایه دود، شناسایی سریع تشکیل لایه دود در هر شرایط دمایی موجود است. یک یا چند پرتو باید با زاویه رو به بالا به گونه‌ای هدف‌گیری شوند که لایه دود را بدون توجه به سطح لایه‌بندی دود قطع کنند. باید از بیش از یک بیم دتکتور دودی اعلام حریق استفاده شود. هنگام استفاده از این دستگاه‌ها برای این کاربرد، باید توصیه‌های سازندگان بررسی شود. دستگاه‌هایی که به این روش نصب می‌شوند ممکن است نیازمند فعالیت نگهداری بیشتری باشند.

A.6.4.4.1.5(2)
هدف از استفاده از پرتوهای افقی برای تشخیص لایه دود در سطوح مختلف، شناسایی سریع تشکیل لایه دود در هر شرایط دمایی موجود است. یک یا چند بیم دتکتور در سقف نصب می‌شوند. دتکتورهای اضافی در سطوح پایین‌تر حجم فضا نصب می‌شوند. موقعیت دقیق پرتوها تابعی از طراحی خاص است، اما باید شامل پرتوهایی در پایین هر فضای بدون تهویه (هوای مرده) شناسایی‌شده و در محل یا نزدیک به ارتفاع طراحی لایه دود، به همراه موقعیت‌های میانی پرتوها در سایر سطوح باشد.

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.

 

پیوست A – مطالب توضیحی
پیوست A بخشی از الزامات رسمی این سند NFPA نیست، بلکه صرفاً برای مقاصد اطلاعاتی درج شده است. این پیوست شامل مطالب توضیحی بوده که شماره‌گذاری آن‌ها با بندهای متن اصلی مطابقت دارد.

A.1.1 تجهیزات قابل حمل دی‌اکسید کربن در استاندارد NFPA 10 پوشش داده شده‌اند. استفاده از دی‌اکسید کربن برای خنثی‌سازی (inerting) در استاندارد NFPA 69 بیان شده است.

A.1.3.4 تخلیه دی‌اکسید کربن برای افراد خطرآفرین است؛ بنابراین، ویژگی‌های ایمنی اضافی برای تمام نصب‌های جدید و همچنین برای نوسازی سیستم‌های موجود در بخش 4.3 ارائه شده‌اند.

ایمنی افراد اهمیت بالایی دارد؛ از این رو، این ویژگی‌های ایمنی اضافی باید تا تاریخ ۳۱ دسامبر ۲۰۰۸ نصب شده باشند.

افزودن شیرهای قفل‌شونده با نظارت (طبق بندهای 4.3.3.4 و 4.3.3.4.1) و آژیرهای پنوماتیکی پیش‌تخلیه و تأخیرهای زمانی پنوماتیکی (طبق بند 4.5.5.7) نیاز به بازبینی محاسبات جریان سیستم دارد تا با این استاندارد مطابقت داشته باشند.

یعنی اضافه شدن تجهیزات لوله‌کشی (شیر و تأخیر زمانی) معادل طول لوله‌ای به سیستم اضافه می‌کند. آژیر پنوماتیکی پیش‌تخلیه نیاز به جریان دی‌اکسید کربن برای فعال‌سازی دارد. طراحی اصلاح‌شده باید مطابق با نیازمندی‌های مقدار ماده عامل در این استاندارد باشد.

این تغییرات ممکن است نیاز به بازنگری، ارتقاء یا تعویض اجزای سیستم، از جمله واحدهای کنترل داشته باشد.

به عنوان بخشی از فرآیند اجرای این اصلاحات، باید با مرجع ذی‌صلاح مشورت شود تا توصیه‌ها یا الزامات اضافی را ارائه دهد.

A.1.4 به جدول A.1.4 مراجعه شود.
اگر مقداری برای اندازه‌گیری در این استاندارد ذکر شده باشد و در ادامه معادل آن در واحدهای دیگر آمده باشد، مقدار اول به عنوان الزام در نظر گرفته می‌شود. مقدار معادل ارائه‌شده ممکن است تقریبی باشد.
روش تبدیل به واحدهای SI بدین صورت است که مقدار مورد نظر در ضریب تبدیل ضرب شده و سپس نتیجه به تعداد مناسب ارقام معنادار گرد شود.

A.3.2.1 تأییدشده
انجمن ملی حفاظت در برابر آتش (NFPA) هیچ نصب، روش، تجهیز یا موادی را تأیید، بازرسی یا گواهی نمی‌کند؛ همچنین آزمایشگاه‌های آزمایش را نیز تأیید یا ارزیابی نمی‌کند. در تعیین قابل‌قبول بودن نصب‌ها، روش‌ها، تجهیزات یا مواد، مرجع ذی‌صلاح ممکن است پذیرش را بر پایه تطابق با استانداردهایNFPA یا سایر استانداردهای مناسب قرار دهد. در صورت نبود چنین استانداردهایی، مرجع یاد شده می‌تواند شواهدی از نصب صحیح، روش یا استفاده مناسب را مطالبه کند. همچنین مرجع ذی‌صلاح می‌تواند به فهرست‌بندی یا برچسب‌گذاری سازمان‌هایی که مسئول ارزیابی محصول هستند استناد کند، مشروط بر اینکه این سازمان‌ها توانایی تعیین تطابق تولید فعلی محصولات فهرست‌شده با استانداردهای مناسب را داشته باشند.

A.3.2.2 مرجع ذی‌صلاح (AHJ)
عبارت «مرجع ذی‌صلاح» یا اختصار آن (AHJ) در اسناد NFPA به‌صورت گسترده‌ای به کار می‌رود، زیرا مراجع و سازمان‌های تأییدکننده متفاوت هستند و مسئولیت‌های آن‌ها نیز متفاوت است. هنگامی که ایمنی عمومی اولویت دارد، مرجع ذی‌صلاح ممکن است یک نهاد فدرال، ایالتی، محلی یا منطقه‌ای، یا یک فرد مانند رئیس آتش‌نشانی، بازرس آتش‌نشانی، رئیس اداره پیشگیری از آتش، اداره کار یا بهداشت، مأمور ساختمان یا بازرس برق باشد، یا هر فرد دیگری که اختیار قانونی دارد. برای مقاصد بیمه‌ای، یک دایره بازرسی بیمه، اداره تعیین نرخ، یا نماینده شرکت بیمه می‌تواند مرجع ذی‌صلاح باشد.
در بسیاری از موارد، مالک ملک یا نماینده تعیین‌شده او نقش مرجع ذی‌صلاح را ایفا می‌کند؛ در تأسیسات دولتی، فرمانده یا مقام مسئول بخش ممکن است مرجع ذی‌صلاح تلقی شود.

A.3.2.4 فهرست‌شده (Listed)
شیوه شناسایی تجهیزات فهرست‌شده ممکن است برای هر سازمان ارزیابی‌کننده محصول متفاوت باشد؛ برخی سازمان‌ها تجهیزات را تنها زمانی فهرست‌شده می‌دانند که دارای برچسب نیز باشند. مرجع ذی‌صلاح باید از نظامی که سازمان فهرست‌کننده برای شناسایی محصول فهرست‌شده استفاده می‌کند بهره ببرد.

A.3.3.7 فضای معمولاً غیر اشغالی
فضا یا محفظه‌ای که معمولاً غیر اشغالی در نظر گرفته می‌شود، فضایی است که فقط گاه‌به‌گاه توسط کارکنان بازدید می‌شود. نمونه‌هایی از این نوع فضاها عبارت‌اند از:

A.3.3.9.1 فشار بالا
در دمای ۷۰ درجه فارنهایت (۲۱ درجه سانتی‌گراد)، فشار ذخیره‌سازی نوع فشار بالا برابر با ۸۵۰ psi (5860 kPa) است.

A.3.3.9.2 فشار پایین
در همین دما، فشار در ذخیره‌سازی نوع فشار پایین برابر با ۳۰۰psi (2068 kPa) است.

A.3.3.11.3 سیستم پیش‌مهندسی‌شده
سیستم‌های پیش‌مهندسی‌شده می‌توانند شامل نازل‌های خاص، نرخ جریان متفاوت، روش‌های کاربرد خاص، محل نصب نازل و مقادیر دی‌اکسید کربن متفاوتی باشند که با سایر بخش‌های استاندارد فرق دارد، چراکه این سیستم‌ها برای خطرات خاصی طراحی شده‌اند. با این حال، سایر الزامات استاندارد همچنان اعمال می‌شود.
در صورتی که شرایط بند ۴.۵.۱ رعایت شده باشد، کنترل دستی معمول می‌تواند به عنوان کنترل اضطراری نیز واجد شرایط باشد.
این سیستم‌ها فقط برای خطرات خاص و محدود از نظر نوع و اندازه طراحی شده‌اند. محدودیت‌های مربوط به این خطرات در دفترچه راهنمای نصب تولیدکننده ذکر شده که به عنوان بخشی از مدارک فهرست‌شده ارجاع داده می‌شود.

A.4.2.1
تخلیه دی‌اکسید کربن مایع می‌تواند بار الکترواستاتیکی تولید کند که در شرایط خاص ممکن است باعث جرقه شود. (رجوع شود بهNFPA 77.)

دی‌اکسید کربن در برابر موادی که خود حاوی اکسیژن هستند یا به‌صورت واکنشی می‌سوزند، مؤثر نیست، مانند:

اگرچه دی‌اکسید کربن این آتش‌ها را خاموش نمی‌کند، اما با این مواد واکنش خطرناک نشان نمی‌دهد و شدت سوختن آن‌ها را نیز افزایش نمی‌دهد. در برخی موارد، اگر این مواد با ماده دیگری پوشانده شده باشند، می‌توان از دی‌اکسید کربن به‌صورت موفقیت‌آمیز استفاده کرد. نمونه‌هایی از این شرایط:

در سیستم‌های اعمال موضعی، از تخلیه مستقیم و پرسرعت باید اجتناب شود.

A.4.3
برای پیشگیری از آسیب یا مرگ افراد در فضاهایی که در اثر تخلیه دی‌اکسید کربن به فضای خطرناک تبدیل می‌شوند، اقدامات ایمنی شامل موارد زیر می‌شود:

(4) در خروجی فضاهای خطرناک، درهایی که فقط به سمت بیرون باز می‌شوند و به‌صورت خودکار بسته می‌شوند، باید تعبیه گردد و در صورت قفل بودن این درها، باید به دستگیره اضطراری مجهز باشند.
(5) آژیرهای هشدار پیوسته باید در ورودی این فضاها نصب شوند و تا زمانی که جو به حالت عادی بازنگشته، به کار خود ادامه دهند.
(6) باید به دی‌اکسید کربن بو افزوده شود تا جو خطرناک در این فضاها قابل شناسایی باشد.
(7) علائم هشداردهنده و راهنمایی باید در ورودی و داخل این فضاها نصب شود.
(8) امکان کشف سریع و نجات افرادی که در این فضاها بی‌هوش شده‌اند باید فراهم گردد. (این کار با جستجوی سریع فضا توسط نیروهای آموزش‌دیده و مجهز به تجهیزات تنفسی مناسب بلافاصله پس از توقف تخلیه دی‌اکسید کربن امکان‌پذیر است. افرادی که با دی‌اکسید کربن بی‌هوش شده‌اند، اگر سریعاً از جو خطرناک خارج شوند، می‌توانند بدون آسیب دائمی و با تنفس مصنوعی به هوش بیایند. تجهیزات تنفسی مستقل و نیروهای آموزش‌دیده در استفاده از آن و عملیات نجات، از جمله تنفس مصنوعی، باید به‌راحتی در دسترس باشند.)
(9) تمامی پرسنل حاضر در یا اطراف این فضاها، از جمله نیروهای تعمیر و نگهداری یا ساخت‌وساز که ممکن است وارد فضا شوند، باید آموزش دیده و در تمرین‌های لازم شرکت کنند تا در زمان فعال‌شدن تجهیزات اطفاء حریق دی‌اکسید کربن، واکنش صحیح نشان دهند.
(10) باید امکان تهویه سریع این فضاها فراهم شود. (در بسیاری از مواقع تهویه اجباری لازم است. باید مراقب بود جو خطرناک فقط به محل دیگری منتقل نشود بلکه به‌درستی دفع گردد. دی‌اکسید کربن سنگین‌تر از هواست.)
(11) سایر اقدامات و تمهیدات لازم برای جلوگیری از آسیب یا مرگ باید بر اساس بررسی دقیق شرایط خاص هر موقعیت، اتخاذ شود.

A.4.3.1 تخلیه دی‌اکسید کربن با غلظت مناسب برای اطفاء حریق، خطرات جدی برای افراد ایجاد می‌کند، مانند خفگی و کاهش دید در حین و پس از دوره تخلیه.

A.4.3.1.3 توصیه می‌شود برای عملیات نجات، دستگاه تنفسی مستقل (SCBA) در دسترس باشد.

A.4.3.3.3 تماس با دی‌اکسید کربن به‌صورت یخ خشک می‌تواند موجب سرمازدگی شود.

A.4.3.3.4.4 شیرهای قفل‌دار باید بر روی تمام سیستم‌های سیل کامل و همچنین سیستم‌های موضعی نصب شوند، جایی که امکان مهاجرت دی‌اکسید کربن و ایجاد خطر برای افراد وجود دارد. اگر افرادی در فضاهایی قرار دارند که نمی‌توانند به‌راحتی آنجا را ترک کنند، یا در فضاهایی که مستقیماً در مجاورت فضای تحت اطفاء قرار دارند و در بازه زمانی تأخیر سیستم قرار می‌گیرند، سیستم باید قفل شود.

A.4.3.3.5 دهانه‌های سیلندر باید زمانی که به لوله‌کشی سیستم متصل نیستند، به درپوش ایمنی یا تجهیزات ضدپس‌زدگی مجهز شوند.

A.4.3.4.1 در این استاندارد، فاصله ایمنی به معنای فاصله هوایی بین تجهیزات، شامل لوله‌کشی و اسپرینکلرها، و اجزای الکتریکی زنده بدون پوشش یا عایق در ولتاژی غیر از پتانسیل زمین است. حداقل فاصله‌های ذکر شده در جدول 4.3.4.1 برای رعایت ایمنی الکتریکی در شرایط عادی در نظر گرفته شده‌اند و برای استفاده به‌عنوان فاصله‌های “ایمن” در هنگام عملکرد سیستم ثابت طراحی نشده‌اند.
فاصله‌های ذکر شده در جدول 4.3.4.1 و شکل 4.3.4.1 برای ارتفاعاتی تا 3300 فوت (1000 متر) هستند.

A.4.3.4.2 این فاصله‌ها بر اساس حداقل الزامات رایج در طراحی سطح عایق پایه (BIL) تعیین شده‌اند.

A.4.3.4.3 برای ولتاژهای سیستم الکتریکی تا 161 کیلوولت، مقادیر طراحی BIL و فاصله‌های حداقلی مربوطه، از فاز تا زمین، بر اساس کاربرد طولانی‌مدت تعیین شده‌اند.
در ولتاژهای بالاتر از 161 کیلوولت، ارتباط یکنواختی بین BIL و ولتاژهای مختلف سیستم الکتریکی در عمل ایجاد نشده است. در این ولتاژهای بالاتر، معمولاً BIL بر اساس سطح حفاظت مورد نیاز انتخاب می‌شود. به عنوان مثال، در سیستم‌های 230 کیلوولت، از BILهایی با مقادیر 1050، 900، 825، 750 و 650 کیلوولت استفاده شده است.
فاصله مورد نیاز تا زمین ممکن است تحت تأثیر پدیده سوئیچینگ سرج (switching surge) نیز قرار گیرد، که یک عامل طراحی در سیستم قدرت است و باید با BIL انتخاب‌شده و فاصله حداقلی هماهنگ باشد. مهندسان طراحی برق می‌توانند فاصله‌های مورد نیاز بر اساس سوئیچینگ سرج را تعیین کنند. جدول 4.3.4.1 و شکل 4.3.4.1 تنها به فاصله‌های مورد نیاز بر اساس BIL طراحی شده پرداخته‌اند.

A.4.3.4.4 تنوع‌های ممکن در طراحی فاصله‌های مورد نیاز در ولتاژهای بالا در جدول 4.3.4.1 مشخص هستند، جایی که محدوده‌ای از مقادیر BIL در مقابل ولتاژهای مختلف در بخش ولتاژ بالا ارائه شده است.

A.4.3.5 غلظت مؤثر ماده اطفاء در تمامی کلاس‌های آتش‌سوزی اهمیت یکسانی دارد، زیرا منابع پایدار اشتعال (مانند قوس الکتریکی، منبع حرارت، مشعل اکسی-استیلن یا آتش در عمق مواد) می‌توانند پس از پراکنده شدن ماده اطفاء، مجدداً منجر به وقوع آتش‌سوزی شوند.

A.4.3.6 تجهیزات هشداردهنده نوری مشمول الزامات ارتفاع نصب و مشخصات پالس نوری NFPA 72 نیستند، بنابراین استفاده از چراغ‌های گردان یا سایر وسایل هشداردهنده نوری مجاز است. دیده شدن نور در تمام بخش‌های فضا، از جمله انعکاس آن روی سطوح، با این الزامات مطابقت دارد.

A.4.4.3 سازندگان تجهیزات سامانه‌های اطفاء حریق باید در صورت درخواست، دفترچه طراحی، نصب و نگهداری و بولتن‌های ایمنی محصول را در اختیار مرجع ذی‌صلاح قرار دهند.

A.4.4.3.1 یک نمونه گزارش آزمون در شکل A.4.4.3.1 ارائه شده است. استفاده از فرم جایگزین نیز مجاز است، مشروط بر آنکه تمامی الزامات طراحی، عملکردی و ایمنی این استاندارد را به‌گونه‌ای مستند کند که مورد تأیید مرجع ذی‌صلاح باشد.

A.4.4.3.2 برای آگاهی از الزامات فهرست‌گذاری ممکن، باید بهFM Approvals 5420 مراجعه شود.

A.4.4.3.3.4 پیش‌بینی می‌شود که انجام آزمون تخلیه کامل فقط تحت شرایطی بسیار غیرعادی توسط مرجع ذی‌صلاح لغو شود. عواملی مانند هزینه اضافی و اختلال در تولید یا عملیات تجاری دلایل معتبری برای لغو آزمون تخلیه کامل محسوب نمی‌شوند. هدف از آزمون تخلیه کامل، تأیید عملکرد کامل سیستم مطابق با بند 4.4.4 است. این آزمون باید موارد زیر را تأیید کند:

(الف) برای سیستم‌های اطفاء حریق کامل، غلظت کافی از دی‌اکسید کربن باید در مدت زمان مشخص تشکیل شود و برای مدت زمان مورد نظر حفظ شود. غلظت دی‌اکسید کربن می‌تواند با استفاده از آنالایزر گاز یا روش دیگری که برای مرجع ذی‌صلاح قابل قبول باشد، تأیید گردد. نقاط نمونه‌برداری باید به‌گونه‌ای انتخاب شوند که نشان‌دهنده رسیدن به غلظت خاموش‌کنندگی در سراسر اتاق سرور باشند. زمان رسیدن به غلظت طراحی از زمانی اندازه‌گیری می‌شود که اندازه‌گیری غلظت از صفر بالاتر می‌رود تا زمانی که غلظت هدف توسط دستگاه اندازه‌گیری نمایش داده می‌شود. اگر مشخص باشد که زمان پاسخ مدار اندازه‌گیری باعث تأخیر در اندازه‌گیری غلظت می‌شود، این تأخیر می‌تواند در تعیین معیار قبولی/رد لحاظ شود. به بندهای 5.5.2.1 و 5.5.2.3 برای الزامات زمانی سیستم‌های اطفاء حریق کامل مراجعه شود.

(ب) برای سیستم‌های اطفاء حریق موضعی، مدت زمان تخلیه مایع باید با الزامات طراحی مطابقت داشته باشد و تخلیه، پوشش کافی روی یا اطراف خطر ایجاد کند. مدت زمان تخلیه باید در محل اسپرینکلرها با استفاده از کرونومتر اندازه‌گیری شود. در سیستم‌های موضعی، زمان‌سنج باید زمانی شروع شود که همه اسپرینکلرها مایع تخلیه می‌کنند و زمانی متوقف شود که تخلیه از مایع به گاز در هر اسپرینکلر تغییر کند. به بندهای 6.3.3 وA.6.3.3.2 مراجعه شود. پوشش روی یا اطراف خطر به‌صورت چشمی مشاهده می‌شود. استفاده از ویدیوی آزمون تخلیه مفید است، ولی الزامی نیست، تا مشخص شود که آیا پوشش کافی از دی‌اکسید کربن در طول آزمون ایجاد شده است یا نه.

قبل از انجام آزمون، باید به پرسنل هشدار داده شده و از ناحیه خارج شوند. همچنین باید به ایستگاه آتش‌نشانی محلی و هر مرکز پایش از راه دور اطلاع داده شود که آزمون در حال انجام است. پس از آزمون، سیستم باید شارژ مجدد شده و بازتنظیم گردد. برای دستورالعمل‌های دقیق‌تر، به دفترچه راهنمای نصب تولیدکننده سیستم مراجعه شود که باید روند آزمون پذیرش سیستم را تشریح کرده باشد.

A.4.5.1.3 کنترل دستی اضطراری تنها در صورت بروز خرابی در عملکرد خودکار یا دستی معمولی باید استفاده شود.

A.4.5.2 مدارهای مدرن نیمه هادی، از جمله میکروپروسسورها، قادر به پاسخ‌دهی به ضربات الکتریکی بسیار کوتاه هستند. در حالی که پاسخ به چنین سیگنال‌های گذرا یک ویژگی مطلوب برای برخی از دستگاه‌ها است، این ویژگی برای واحدهای کنترلی که برای تخلیه دی‌اکسید کربن استفاده می‌شوند، ویژگی بسیار نامطلوبی است. واحدهای کنترل برای سیستم‌های تخلیه دی‌اکسید کربن باید به گونه‌ای طراحی شوند که از تخلیه ناخواسته دی‌اکسید کربن به دلیل ضربات الکتریکی گذرا جلوگیری کنند و هشدارهای پیش از تخلیه و تأخیرهای زمانی را قبل از تخلیه دی‌اکسید کربن فعال کنند. ضربات ناخواسته می‌توانند از منابع خارجی به پانل کنترل وارد شوند یا ضربات ناخواسته می‌توانند در داخل پانل کنترل خود تولید شوند. به عنوان مثال، یک میکروپروسسور می‌تواند به دلایل مختلف ضربات گذرا ناخواسته تولید کند. طراحی‌ها باید فناوری‌ای را در خود جای دهند که از تخلیه دی‌اکسید کربن در صورت بروز سیگنال‌های اشتباهی از سوی میکروپروسسور در واحد کنترل جلوگیری کند. اگر مدارهایی که تخلیه دی‌اکسید کربن را آغاز می‌کنند، به گونه‌ای طراحی نشده باشند که چنین ضربات گذرایی را نادیده بگیرند، تخلیه ناخواسته ممکن است رخ دهد.

A.4.5.2.1 فناوری‌ای در دسترس است که نیاز به فعال‌سازی تأخیرهای زمانی پیش از تخلیه و هشدارها قبل از فعال‌سازی مدارها برای تخلیه دی‌اکسید کربن را امکان‌پذیر می‌سازد. این فناوری باید در واحدهای کنترلی که سیستم‌های دی‌اکسید کربن را تخلیه می‌کنند، گنجانده شود. واحدهای کنترل باید به گونه‌ای طراحی شوند که حالت معمول خرابی مدارهای تخلیه دی‌اکسید کربن به گونه‌ای باشد که دی‌اکسید کربن تخلیه نشود.

کنترل دستی اضطراری که در بند 4.5.1.3.1 این استاندارد لازم است، وسیله‌ای برای تخلیه دی‌اکسید کربن در صورت خرابی کنترل‌های الکتریکی برای انجام تخلیه مورد نیاز فراهم می‌آورد.

A.4.5.3 نصب آشکارسازها با فاصله حداکثری طبق فهرست یا مجوز برای استفاده در سیستم اعلام حریق ممکن است منجر به تأخیر زیاد در تخلیه ماده اطفاء حریق شود. برای اطلاعات بیشتر در مورد آشکارسازها، به NJPA 72 مراجعه کنید. راهنمای کاربردFSSA برای سیستم‌های اطفاء حریق، اطلاعاتی را برای طراحان در مورد انواع مختلف تجهیزات آشکارسازی و کنترل فراهم می‌آورد.

A.4.5.4.5 هدف این است که فعال‌سازی اولیه سیستم با استفاده از کنترل دستی معمولی، یک دنباله کامل از تأخیر زمانی قبل از تخلیه سیستم را به وجود آورد. اگر فعال‌سازی سیستم به‌صورت خودکار انجام شود، عملیات بعدی یک کنترل دستی معمولی نباید دنباله تأخیر زمانی را از سر بگیرد.

A.4.5.4.6 ممکن است کنترل دستی معمولی به عنوان کنترل دستی اضطراری عمل کند، اگر شرایط 4.5.1 برآورده شود. اگر ممکن باشد، سیستم باید به گونه‌ای طراحی شود که فعال‌سازی اضطراری از یک مکان قابل انجام باشد. طراحی شیر باید به گونه‌ای باشد که از اتصال نادرست شلنگ تخلیه یا لوازم جانبی یا دستگاه فعال‌سازی به شیر جلوگیری کند. این طراحی باید به‌گونه‌ای باشد که فرم‌های اتصال در درگاه‌های شیر از یکدیگر متمایز باشند تا از اتصال دستگاه به درگاه اتصال اشتباه جلوگیری شود.

A.4.5.4.7 هدف این استاندارد ممنوع کردن استفاده از سیلندرهای کمکی بیشتر از حداقل تعداد مورد نیاز در این بند نیست.

در سیستم‌هایی که از فشار تخلیه سیلندرهای کمکی (فشار بازگشتی از منیفولد تخلیه) برای فعال‌سازی سیلندرهای کمکی استفاده می‌کنند، یک سیلندر کمکی بیشتر از حداقل تعداد مورد نیاز برای فعال‌سازی سیستم نصب می‌شود. این الزامات اطمینان می‌دهد که سیستم به طور کامل تخلیه خواهد شد حتی اگر یکی از سیلندرهای کمکی دچار نشت شده باشد.

A.4.5.4.7.4 مدارهای مدرن نیمه‌ هادی، از جمله میکروپروسسورها، قادر به پاسخ‌دهی به ضربات الکتریکی بسیار کوتاه هستند. در حالی که پاسخ به چنین سیگنال‌های گذرا یک ویژگی مطلوب برای برخی از دستگاه‌ها است، این ویژگی برای واحدهای کنترلی که برای تخلیه دی‌اکسید کربن استفاده می‌شوند، ویژگی بسیار نامطلوبی است. واحدهای کنترل برای سیستم‌های تخلیه دی‌اکسید کربن باید به گونه‌ای طراحی شوند که از تخلیه ناخواسته دی‌اکسید کربن به دلیل ضربات الکتریکی گذرا جلوگیری کنند و هشدارهای پیش از تخلیه و تأخیرهای زمانی را قبل از تخلیه دی‌اکسید کربن فعال کنند.

واحدهای کنترل باید به گونه‌ای طراحی شوند که حالت معمول خرابی مدارهای تخلیه دی‌اکسید کربن به گونه‌ای باشد که دی‌اکسید کربن تخلیه نشود. کنترل دستی اضطراری که در بند 4.5.1.3 این استاندارد لازم است، وسیله‌ای برای تخلیه دی‌اکسید کربن در صورت خرابی کنترل‌های الکتریکی برای انجام تخلیه مورد نیاز فراهم می‌آورد.

A.4.5.5.2 مثال‌هایی از اتصالات بین اجزای ضروری برای کنترل سیستم و ایمنی افراد عبارتند از: آشکارسازی، فعال‌سازی، هشدارها، منابع تغذیه، شیر قطع اصلی مخزن، شیر تأمین بخار کمکی، و دستگاه‌های قفل‌کننده.

A.4.5.6 برای راهنمایی نصب هشدارهای قابل مشاهده بهNFPA 72 مراجعه کنید. حالت عمومی برای عملکرد دستگاه‌های قابل مشاهده باید استفاده شود.

A.4.5.6.2.3 مثال‌هایی از نواحی خطر که ارائه تأخیر زمانی می‌تواند منجر به ریسک غیرقابل قبول برای پرسنل یا آسیب غیرقابل قبول به تجهیزات حساس شود عبارتند از: توربین‌های گاز احتراقی و اتاق‌های تست موتور. آتش‌سوزی در چنین تجهیزاتی معمولاً رشد سریع دارد و تأخیر در تخلیه ماده اطفاء حریق می‌تواند منجر به تخریب تجهیزات اساسی یا ریسک غیرقابل قبول برای پرسنل شود. این فضاها معمولاً بدون حضور پرسنل هستند. زمانی که چنین فضاهایی توسط پرسنل اشغال می‌شود، سیستم‌ها باید قفل شوند تا از تخلیه دی‌اکسید کربن بدون استفاده از هشدار و تأخیر پیش از تخلیه جلوگیری شود.

در مواردی که تأخیر زمانی پنوماتیکی برای خطرات معمولاً بدون حضور پرسنل فراهم نشده باشد، کنترل‌های مستند از دسترسی پرسنل به منطقه محافظت شده باید به اجرا درآید. این روش‌ها باید نیاز به قفل کردن/ برچسب‌گذاری سیستم دی‌اکسید کربن در هر زمان که فضای محافظت شده توسط پرسنل وارد شود، داشته باشند. مستندات و سوابق باید به مرجع مربوطه ارائه شود تا تأیید شود که تمام روش‌ها به درستی اجرا می‌شوند.

A.4.5.6.3.2 تمام خطرات مربوط به سیلاب‌های کامل باید به گونه‌ای طراحی شوند که ورود پرسنل بدون محافظت را تا زمانی که این فضاها از دی‌اکسید کربن تهویه نشده‌اند، غیر ایمن کنند. فضاهایی که شامل تجهیزات محافظت شده توسط سیستم‌های کاربرد محلی هستند ممکن است غیر ایمن شوند، به ویژه اگر تجهیزات محافظت شده بخش بزرگی از حجم اتاقی را که در آن قرار دارند، اشغال کنند. گودال‌ها، زیرزمین‌ها و اتاق‌های مجاور به خطر محافظت شده، به‌ویژه آن‌هایی که در ارتفاعات پایین‌تر قرار دارند، ممکن است به دلیل مهاجرت دی‌اکسید کربن تخلیه شده، غیر ایمن شوند.

روغن وینترگرین یک ماده افزودنی رایج و توصیه شده به گاز دی‌اکسید کربن در حال تخلیه است که بویی متمایز تولید می‌کند تا از حضور گاز دی‌اکسید کربن در محیط هشدار دهد. سایر مواد معطر که به‌ویژه برای مکان‌های خاص مناسب هستند نیز می‌توانند استفاده شوند، اما اگر دلیل خاصی برای استفاده از یک معطر غیر از روغن وینترگرین وجود نداشته باشد، باید از روغن وینترگرین استفاده شود.

شاخص‌های بویایی ممکن است برای کاربردهایی مانند اتاق‌های تمیز، کارخانه‌های فرآوری مواد غذایی، کارخانه‌های نورد آلومینیوم و تاسیسات مخابراتی مناسب نباشند زیرا ممکن است بر روی فرآیند یا تجهیزات تأثیر منفی بگذارند.

مقرراتی که به جلوگیری از ورود افراد به مناطقی که به دلیل تخلیه دی‌اکسید کربن غیر ایمن شده‌اند، می‌تواند شامل یکی یا بیشتر از موارد زیر باشد:

A.4.5.6.5 هشدارها باید به سیستم‌های سیگنال‌دهی حفاظتی موجود (سیستم‌های اعلام حریق) متصل شوند تا در راستای ایمنی زندگی و حفاظت از اموال، همان‌طور که در NFPA 72 وNFPA 101 ذکر شده است، کمک کنند.

A.4.6.1 تمام دی‌اکسید کربن موجود در مخزن فشار پایین نمی‌تواند به سرعت تخلیه شود. به هنگام تخلیه مخزن، مقداری از بخار دی‌اکسید کربن سرد در مخزن و لوله باقی می‌ماند. مقدار این بخار باقی‌مانده بسته به پیکربندی فیزیکی مخزن و شبکه توزیع متفاوت است. علاوه بر این، ممکن است دی‌اکسید کربن مایع به‌طور موقت در لوله‌کشی گیر کند و برای تخلیه فوری به سایر خطرات تحت پوشش سیستم در دسترس نباشد. این دی‌اکسید کربن باقی‌مانده باید در تعیین ظرفیت ذخیره‌سازی در نظر گرفته شود.

زمانی که سیستم تخلیه طولانی‌تری را فراهم می‌کند، ممکن است دی‌اکسید کربن اضافی برای حفظ فشار در منبع در طول دوره تخلیه لازم باشد.

A.4.6.3 دی‌اکسید کربن، به‌طور معمول تولید شده، یک محصول بسیار خالص است. به‌طور کلی، صنعت فقط یک درجه یا کیفیت تولید می‌کند. این درجه برای تمام کاربردها، از جمله استفاده‌های غذایی و پزشکی مناسب در نظر گرفته می‌شود.

گاز یا مایع دی‌اکسید کربن خشک کاملاً غیر خورنده برای مخازن است. دی‌اکسید کربن حاوی آب اضافی می‌تواند باعث خوردگی در سیلندرهای فشار بالا شود، به‌ویژه در سیلندرهای سبک که به شدت فشرده هستند. آب اضافی زمانی وجود دارد که مقدار آن از حلالیت معمول در دی‌اکسید کربن مایع بیشتر باشد، بنابراین آب می‌تواند بر روی دیواره‌های مخزن متراکم شود.

دی‌اکسید کربن تولید شده در کارخانه‌های مدرن فشار پایین باید به‌طور ضروری حاوی آب بسیار کمی باشد تا از مشکلات عملکردی جلوگیری شود. روش معمول این است که محتویات آب را زیر حدود 0.0032 درصد (32 پی‌پی‌ام) به‌صورت وزنی نگه دارند. اگر این محصول خشک در تجهیزات تمیز و کم‌فشار برای حمل و نقل و ذخیره‌سازی نگهداری شود، کیفیت آن تا زمان استفاده حفظ خواهد شد.

یخ خشک معمولاً بیشتر از دی‌اکسید کربن مایع آب و روغن دارد. همچنین به دلیل دمای بسیار پایین خود (-109.3°F یا -79°C) تمایل دارد که رطوبت و ناخالصی‌های موجود در جو را یخ بزند. زمانی که یخ خشک در یک مبدل قرار گیرد و اجازه داده شود تا گرم شود و به دی‌اکسید کربن مایع تبدیل شود، مایعی که به این صورت تولید می‌شود قطعاً حاوی مقدار اضافی آب خواهد بود. این مایع نباید برای شارژ سیلندرهای اطفاء حریق استفاده شود، مگر اینکه از طریق واحد خشک‌کن به منظور حذف آب اضافی پردازش بیشتر شود. همچنین باید توجه داشت که این واحدهای خشک‌کن ممکن است بی‌اثر شوند، مگر اینکه ماده خشک‌کننده به‌طور دوره‌ای تجدید یا فعال‌سازی شود تا توانایی خشک‌کنندگی خود را حفظ کنند.

تعدادی از کارخانه‌های تولید دی‌اکسید کربن فشار بالا هنوز در حال استفاده هستند. دی‌اکسید کربن تولید شده در این کارخانه‌ها نیز ممکن است حاوی آب اضافی باشد، مگر اینکه تجهیزات خشک‌کن در شرایط خوب نگهداری شوند. تنها راه اطمینان از کیفیت مناسب، تجزیه و تحلیل دوره‌ای تأمین دی‌اکسید کربن مورد استفاده برای شارژ سیستم‌های حفاظت در برابر حریق است.

A.4.6.5 در سیستم‌های ذخیره‌سازی فشار بالا، دمای دی‌اکسید کربن موجود بستگی به دمای محیط در محل ذخیره‌سازی دارد. بنابراین، مخازن باید قادر به تحمل فشاری که در بالاترین دمای پیش‌بینی شده ایجاد می‌شود، باشند.

فشار حداکثری در سیلندر همچنین تحت تأثیر چگالی پر شدن یا درصد پر شدن قرار دارد، که نسبت وزنی دی‌اکسید کربن به ظرفیت آبی به پوند است. چگالی پر شدن معمولاً بین 60 درصد تا 68 درصد است که 68 درصد حداکثر مجاز توسط وزارت حمل‌ونقل ایالات متحده (DOT) در بخش‌های 178.36 و 178.37 از 49CFR 171-190 است. پر کردن صحیح از طریق وزن حک شده روی بدنه شیر تعیین می‌شود.

A.4.6.5.2 حمل یک سیلندر شارژ شده ممکن است غیرقانونی باشد اگر سیلندر آسیب دیده یا در معرض آتش قرار گرفته باشد. باید قوانین فدرال و محلی مشاوره شوند.

راهنمای آزمایش FSSA برای استفاده با سیلندرهای ویژه سیستم‌های اطفاء حریق خطرات خاص، اطلاعات مفیدی در مورد الزامات تست و احتیاطات ایمنی برای حمل و نقل و جابجایی سیلندرهای دی‌اکسید کربن فشار بالا ارائه می‌دهد.

یک تأسیسات ذخیره‌سازی فشار بالا معمولی که از چندین سیلندر استفاده می‌کند، در شکل A.4.6.5.2 نشان داده شده است. یک اتصال انعطاف‌پذیر بین هر سیلندر و منیفولد مشترک برای سهولت بررسی وزن سیلندرها و تعویض آن‌ها پس از استفاده به کار می‌رود. هر سیلندر با شیر خود که لوله‌ای از نوع دیپ به پایین دارد، مجهز می‌شود. برخی از انواع قدیمی سیلندرها لوله دیپ ندارند و به‌صورت معکوس نصب می‌شوند تا تخلیه دی‌اکسید کربن مایع را تضمین کنند.

A.4.6.6 در سیستم‌های ذخیره‌سازی فشار پایین، دمای دی‌اکسید کربن موجود به‌وسیله عایق‌کاری و سرمایش در حدود 0°F (-18°C) کنترل می‌شود. فشار عادی در این حالت حدود 300 psi (2068 kPa) حفظ می‌شود. برای این سرویس از مخازن فشار جوش داده شده استفاده می‌شود و محدودیت خاصی برای اندازه وجود ندارد.

چگالی پر شدن تأثیری بر فشار ندارد به‌شرطی که فضای بخار کافی برای اجازه دادن به انبساط مایع در بالاترین دمای ذخیره‌سازی و فشار وجود داشته باشد. این چگالی پر شدن معمولاً توسط تنظیم شیرهای اطمینان فشار تعیین می‌شود. به‌طور کلی، چگالی پر شدن می‌تواند از 90 درصد تا 95 درصد متغیر باشد. سطح مایع حداکثر در حین پر کردن توسط یک لوله دیپ کوتاه کنترل می‌شود که مایع اضافی را به واحد تحویل باز می‌گرداند زمانی که مایع به سطح پر شدن حداکثر در واحد ذخیره‌سازی می‌رسد. همچنین یک گیج سطح مایع برای نشان دادن مقدار دی‌اکسید کربن موجود در ذخیره‌سازی قرار داده می‌شود.