بخشی از مقاله
چکیده:
پنج آزمایش آتش سوزی در مقیاس بزرگ برای بررسی تاثیر ارتفاع سقف،نوع اسپرینکلر، میزان سرعت تخلیه آب از اسپرینکلر، در کنترل آتش توسط اسپرینکلر در سناریویی در زیر سقف های بلند انجام شد. سه سقف با ارتفاع های18-16-12 متر انتخاب شدند. اسپرینکلرها یکی با اریفیس بزرگ و دیگری با اریفیس خیلی بزرگ با مدل CMSA و K363 مورد استفاده قرارگرفت.تمام اسپرینکلر هایی که در تست به کار رفتند از نوع آویزان بودند و با فاصله 3*3 متری نصب شدند. عملکرد اسپرینکلرها در کنترل آتش به ارتفاع سقف، الگوی پاشش یا اسپری کردن آب ،اندازه قطره آب - که وابسته به اندازه اریفیس و فشار تخلیه آب است - و سرعت تخلیه آب از اسپرینکلر بستگی دارد.
نتایج تست نشان داد که اسپرینکلرهای پاسخ- استاندارد با اریفیس بزرگ و با سرعت تخلیه 141 L/min ،آتش را در ساختمان با سقف به ارتفاع 12 متر کنترل نمی کنند. برای سقف به ارتفاع 16 متر، اسپرینکلرها با اریفیس بزرگ و پاسخ سریع و سرعت تخلیه 182 L/min در کنترل تست آتش سوزی موثر نبودند.در همین ارتفاع اسپرینکلرهای پاسخ-استاندارد با اریفیس خیلی بزرگ و سرعت تخلیه 209 L/min اندکی در کنترل آتش سوزی موثر بودند.برای سقف به ارتفاع 18 متر،اسپرینکلر با اریفیس خیلی بزرگ مدل K363 با سرعت تخلیه 363 L/min ،توانست آتش را کنترل کند زیرا در این مدل اسپرینکلر به طور قابل توجهی قطرات آب بزرگ و سرعت تخلیه بالایی را تولید کرد.
این سری آزمایشات نشان داد که اندازه قطرات آب یکی از فاکتورهای مهم برای کنترل و مهار آتش در سناریوی آتش سوزی زیر سقف های بلند است.با توجه به اندازه آتش سوزی در فعال کردن اسپرینکلر،به نظر می رسد سرعت انتقال حرارت همرفتی با دمای گازی که مستقیما در بالای ستون حریق اندازه گیری می شود،مرتبط است. در صورت استفاده از اسپرینکلر با 130 - ms - 1/2 RTI در زیر سقفی به ارتفاع 18 متر، اندازه آتش در فعال کردن اسپرینکلر 7-8 MW می باشد. نتایج این تست ها، پایه های علمی برای تجدید نظر در کد بین المللی طراحی و نصب سیستم اسپرینکلر در خصوص نصب اسپرینکلر در سقف های بلند فراهم می کند.
کلمات کلیدی :تصرف های غیر انبار، اسپرینکلر با k فاکتور بزرگ، سقف های بلند
مقدمه
در سالهای اخیر اطفاء حریق در مکان های دارای سقف بلند مانند:اتاق های هتل ها و سالن های نمایشگاه ،تالار کنفرانس،فرودگاه،ترمینال و عرصه های ورزشی یک نگرانی بزرگ بوده است.تعداد زیادی از این ساختمان ها در شهرهای بزرگ ساخته شده اند و عملکرد سیستم های اسپرینکلر به ساختمان هایی که سقف های کمتر از 12 متر ارتفاع دارند، محدود شده است. . در اینجا این نگرانی وجود دارد که سیستم های آبپاش خودکار استفاده شوند یا نه ! اگر برای مثال روی یک سقف مرتفع نصب شوند آیا عملا برای کنترل آتش موثرخواهند بود یا نه! برخی تردیدها وجود دارد که آیا آبپاش ها واقعا عمل میکنند یا نه!در رابطه با نیاز به سیستم اطفاء حریق در این مکان ها،برنامه های عملکردی وجود دارد که توجیه می کنند که روشهای غیر فعال حفاظت از آتش کافی است و یک سیستم حفاظتی فعال لازم نخواهد بود.
در موارد دیگر ، سیستم های آبپاش اتوماتیک که به وسیله تشخیص تصویر ویدیویی هدایت می شوند در سالن های نمایش و کنفرانس نصب شده اند.اگرچه موثر بودن این سیستم های آبپاش اتوماتیک ، به طور مناسب در یک سناریوی آتش سوزی واقعی، تست نشده است.در ایالات متحده آمریکا،استاندارد NFPA13 در خصوص نصب اسپرینکلرها، دستورالعمل روشنی را در رابطه با حفاظت از این محیط ها ارائه نمی دهد و تعدادی از اسپرینکلرهای آزمایش نشده بدون دانش کافی به کار رفته بودند.نام و همکاران یک سری آزمایش های بزرگ آتش را فراهم کرده اند تا کارایی آبپاش ها را برای مکان های غیر ذخیره سازی یک طبقه با سقف های18/3متری با دو نوع سوخت از مواد قابل اشتعال معمولی مورد آزمایش قرار دهند.
یک نوع سوخت از استاندارد FM کلاس2 ساخته شده بود و نوع دیگر از استاندارد FM جنس پلاستیک بود.اسپرینکلرها با k فاکتورهای مختلف - اندازه گیری ضریب تخلیه و سطح مقطع اریفیس - و RTI - شاخص زمان پاسخ - مشخص شدند و در مطالعه به کار رفتند.آتش دقیقا زیر یک اسپرینکلر اتفاق افتاد. اسپرینکلرهایی که روی سقف های بلند نصب شدند ، در این سناریوی آتش شروع به فعالیت کردند.در ابتدا چهار تست آتش سوزی با اسپرینکلرهای پاسخ-استاندارد با اریفیس بزرگ و اریفیس خیلی بزرگ انجام شد. فاصله نصب اسپرینکلرها از یکدیگر 3,05در نظرگرفته شد.در این آزمایش ها اسپرینکلرها عمل نکردند. این توقف ممکن است - با توجه به اندازه ارتفاع سقف - به عنوان توالی یا نتیجه عملکرد غیر طبیعی اسپرینکلر نسبت به نتیجه ای که انتظار می رود تعریف شود.
آخرین تست با اسپرینکلر بالا زن مدل K363 که سرعت تخلیه آن 681 L/min بود، انجام شد. در این حالت فاصله اسپرینکلر ها از یکدیگر6/1 متر بود.تنها یک اسپرینکلر فعال شد و آتش را کنترل کرد.از آن زمان هیچ تست آتش سوزی با مرکزیت حریق بین اسپرینکلرها انجام نشد. بنابراین تحقیقات بیشتر و تست های حریق بیشتری به منظور پیشرفت دستورالعمل طراحی سیستم اسپرینکلرها که بتوانند حفاظت از مکان های مورد نظر را فراهم کنند، نیاز می باشد.در مطالعه حاضر پنج تست آتش سوزی در مقیاس بزرگ که بتواند تاثیر ارتفاع سقف ها،نوع اسپرینکلر و سرعت تخلیه اسپرینکلرها را بر روی سناریوی کنترل آتش در سقف های بلند نشان دهد، انجام شد.
سناریوی آتش سوزی که در این مطالعه انتخاب شد،در نظر دارد آتش سوزی را در غرفه های فروش یا غرفه های نمایشگاه زیر یک سقف بلند نشان دهد.نوع سوخت شامل ذخیره کمی از کالای پلاستیکی استاندارد FM است که شبیه آن در مطالعه نام به کار رفت.سه ارتفاع سقف در نظر گرفته شدند 18-16- 12. متر.دو اسپرینکلر با اریفیس بزرگ و دیگری با اریفیس خیلی بزرگ و یک اسپرینکلر با مدل - CMSA - و k363 به کار گرفته شدند.نتایج تست برای گسترش دستورالعمل های طراحی سیستم اسپرینکلر برای حفاظت در مکان های با سقف بلند تا ارتفاع 18متری به کار گرفته شدند. - برای تجدید نظر کد بین المللی -
برنامه آزمایش:
متغیرهای تست شامل: ارتفاع سقف، محل آتش، نوع اسپرینکلر و سرعت تخلیه اسپرینکلر است. تمام اسپرینکلرها از نوع آویزان بودند. برای سقف به ارتفاع 12 متر، یک اسپرینکلر استاندارد-پاسخ با اریفیس بزرگ با قطر 13.5 mm و k فاکتور / - bar - 1/2 115L/min به کار گرفته شدند. همپنین اسپرینکلر مورد استفاده دارای 105 - ms - 1/2 RTI و درجه حرارت 68 درجه سانتیگراد، فشار تخلیه اسپرینکلر 0.15 Mpa و سرعت تخلیه 141 L/min بود.دو تست آتش سوزی زیر سقف به ارتفاع 16 متر انجام شد . در یکی اسپرینکلر با اریفیس بزرگ و پاسخ سریع با مشخصات 35 - ms - 1/2 RTI و با فشار تخلیه 0.25 Mpa و سرعت تخلیه 182 L/min بود و در دیگری اسپرینکلر با یک اریفیس خیلی بزرگ و پاسخ استاندارد، با مشخصات 138 - ms - 1/2 RTI با فشار تخلیه 0.15 Mpa و سرعت تخلیه 209 L/min; به کار گرفته شد.
اسپرینکلرهای با اریفیس بزرگ 68 درجه سانتی گراد و اسپرینکلر با اریفیس خیلی بزرگ74 درجه سانتی گراد بودند. قطر دهانه اسپرینکلر با اریفیس خیلی بزرگ16.3 mm و kفاکتور161L/min/ - bar - 1/2 بود.در سه تست اول آتش زیر یک اسپرینکلر متمرکز شده بود.برای سقف 18 متری ، اسپرینکلر مدل - K363 CMSA - ، به کار رفت که دهانه ای با قطر 25.4 mm وK فاکتور363 L/min/ - bar - 1/2. داشتند. اسپرینکلر مورد آزمایش 130 - ms - 1/2 RTI و حرارت 72 درجه سانتیگراد داشت.دو تست انجام شد یکی با آتش زیر یک اسپرینکلر و دیگری با مرکزیت زیر چهار اسپرینکلر.
فشار تخلیه اسپرینکلر به اندازه 0.10 Mpa تست شده بود و سرعت تخلیه برای هر دو تست 363 L/min بود.جدول1 - بخش پیوست - پارامترها را در پنج تست نشان می دهد.امکان سنجی آزمایش-سوخت آزمایش-ترتیب انواع سوخت تمام پنج تست در موسسه تحقیقات آتش نشانی تیانجین در چین انجام شد. ابعاد کلی ساختمان مورد آزمایش 40.5m 117.8m* و با دو طبقه با ارتفاع سقف های 20 و27متر بودند.حجم کلی ساختمان 106,900m3 است. در طرف شرقی ساختمان،ارتفاع سقف 27 متر و ابعاد طبقه40.5m * 40.5m است. تمام درها و پنجره های مرتبط با تست بسته شدند و در طی آزمایش هیچ تهویه هوایی وجود نداشت.بعد از تست ،آتشی که زیر سقف 27 متری تولید شده بود به یک سیستم کاهش دود مرتبط شد.
