محاسبات سیستم اعلام حریق + قوانین و استانداردهای سیستم اعلام حریق
از مهم ترین موضوعات در حوزه تاسیسات برق ساختمان، طراحی و محاسبات سیستم اعلام حریق است. در این مقاله، سودا، مرجع آموزشی مهندسین، به سراغ محاسبات سیستم اعلام حریق رفته است. در این پست در مورد قوانین و استانداردهای سیستم اعلام حریق، مقررات ملی ساختمان اعلام حریق و دستورالعمل و ضوابط طراحی، نظارت و اجرای سیستم های اعلام حریق، فاصله شستی های اعلام حریق، علت ضرورت نصب سیستم اعلام حریق، الزامات کابل اعلام حریق و موضوعات دیگر پیرامون محاسبات سیستم اعلام حریق گفته شده است. خواندن این پست کمتر از ۸ دقیقه وقت شما را میگیرد اما بار معلوماتی شما در خصوص مقادیر محاسباتی سیستم اعلام حریق بیشتر میکند. 🙂
ناگفته نماند که مطالبی که قرار است در ادامه بخوانید، برای افرادی که میخواهند در آزمون نظام مهندسی برق شرکت کنند بسیار مناسب است. البته ما در کنار این مباحث تخصصی، مطالب دیگری در حوزه تاسیسات برق نیز تولید کرده ایم.
دستورالعمل و ضوابط طراحی، نظارت و اجرای سیستم های اعلام حریق
مبنای راهنمای محاسبات طراحی اعلام حریق، استاندارد BS 5839-Part است. مطابق این استاندارد ساختمان‌ها از نظر اهمیت حفاظت در برابر آتش به ترتیب زیر رده بندی میشوند.
طبق قوانین و استانداردهای سیستم اعلام حریق، برای سیستم های تعریف شده فوق از روش‌های ذیل برای اعلام حریق باید استفاده نمود.
لینک های کمکی برای کسب دانش عمیق در حوزه سیستم اعلام حریق
هندبوک طراحی سیستمهای اعلام حریق
دوره جامع طراحی و نظارت سیستم های اطفاء حریق و مدیریت دود
انواع آشکارسازهای سیستم اعلام حریق
مهمترین انواع آشکارساز عبارتند از : حرارتی، دودی، اشعه ای و شعله.
در آشکارساز حرارتی با افزایش انرژی حرارتی ناشی از آتش، دمای عنصر حساس به حرارت افزایش میابد و باعث عملکرد آن میشود. دو نوع آشکارساز حرارتی وجود دارد :
حرارت ثابت و حرارت حساس به سرعت افزایش درجه حرارت (Rate of Rise)
حرارت ثابت یکی از انواع آشکار ساز سیستم اعلام حریق
طبق مبحث ۱۳ مقررات ملی ساختمان، حرارت ثابت، معمول‌ترین انواع آشکارسازهای حرارتی شمرده میشود. آساس کار آن بر ذوب شدن ماده ای جامد در اثر رسیدن به درجه حرارت مشخص (معمولا ۵۸ درجه سانتیگراد)، کنتاکتیبر قرار میگردد. این نوع آشکارساز نیازی به باتری ندارد.
آشکارسازهای Rate of Rise
به افزایش سریع (معمولا ۶۷ به ۸۳ درجه سانتیگراد در عرض یک دقیقه) عکس العمل نشان می دهد. ساختمان آن از دو عنصر حساس به حرارت (ترموکوپل یا ترمیستور) تشکیل شده است. یک ترموکوپل (یا ترمیستور) حرارتی که به علت آتش به دتکتور از طریق تشعشع یا همرفتی منتقل شده است را حس می کند و عنصر دوم به دمای محیط پاسخ می‌‌دهد. آشکارساز هنگامی که درجه حرارت عنصر اول نسبت به دوم افزایش می یابد، عمل می نماید.
این آشکارسازها به آتش‌هایی که به کندی گسترش می‌‌یابند پاسخ مناسبی نمی‌‌دهند. برای حل این مشکل آشکارسازهای ترکیبی دمای ثابت و سرعت افزایش درجه حرارت به بازار آمده‌اند.
انواع آشکارسازهای دودی
انواع آشکارسازهای دودی نیز دو نوع هستند : نوری و یونیزاسیون
آشکارساز نوری (Photoelectric) دارای یک فرستنده و یک گیرنده مادون قرمز هستند که در داخل محفظه آشکارساز قرار دارند. موقعیت این دو در یک راستا نمی باشد و بنابراین در حالت عادی نوری از فرستنده به گیرنده نمی رسد. با ورود ذرات دود، نور منحرف شده و امکان انعکاس نور فراهم میگردد. بنابراین گیرنده نور را حس کرده و آژیر به صدا در می‌‌آید.
در آشکارساز یونیزاسیون مقدار کمی ماده رادیواکتیو (۲۴۱ ,Americium) وجود دارد که بین دو صفحه باردار قرار می گیرند. وجود ماده رادیواکتیو باعث یونیزه شدن هوا شده و در نتیجه جریانی بین دو صفحه برقرار میگیرد. وقتی دود وارد محفظه داخلی آشکارساز می گردد، شدت جریان کاهش یافته و آژیر فعال میشود.
استفاده از آشکارسازهای یونیزاسیون هم اکنون در سه ایالت آمریکا و چند کشور اروپائی مانند هلند و فرانسه به علت خطرات زیست محیطی ممنوع شده است. (در فرانسه استفاده از این آشکارسازها تنها در اماکن مسکونی غیر مجاز شمرده می شود.)
آشکارسازهای نوری در مقایسه با انواع یونیزاسیون به آتش‌‌های آرام ( بدون شعله با دود کم) عکس العمل بهتری نشان می‌‌دهند و علیرغم قیمت بالاتر مقبولیت بیشتری یافته‌‌اند. البته این نوع آشکارسازها پیغام خطای زیادتری نیز ایجاد می‌‌کنند.
انواع دتکتور در سیستم اعلام حریق در آشکارسازها
دتکتور اشعه ای Beam.detector
دتکتور اشعه ای Beam.detector از یک فرستنده و یک گیرنده تشکیل شده اند. فرستنده، اشعه مادون قرمزی به سمت گیرنده گسیل می دارد. اگر چیزی مانع اشعه شود آژیر فعال می گردد. این نوع آشکارساز در سالنهای با ارتفاع بالا کاربرد دارند.
دتکتور شعله Flame Detector
در متداولترین انواع این آشکارساز از حسگر نوری برای تشخیص شعله استفاده می شود. حسگرهای نوری میتوانند ماورا بنفش، مادون قرمز، ترکیبی ماورا بنفش و مادون قرمز باشند. مهمترین مورد استفاده این نوع آشکارساز در اماکن قابل انفجار است.
معیار ارتفاع در انتخاب آشکارساز طبق قوانین و استانداردهای سیستم اعلام حریق
تاثیر ارتفاع در انتخاب نوع آشکارساز
• آشکارساز حرارتی از نوع درجه ۱ بر اساس ۵-۵۴۴۵ BS حداکثر در ارتفاع ۹ متری، انواع درجه ۲ حداکثر در ارتفاع ۷/۵ متری و درجه ۳ در ارتفاع حداکثر ۶ متری می توانند نصب شوند.
•آشکارسازهای دودی تا ارتفاع ۱۰/۵ متری قابل نصب هستند.
•آشکارسازهای حرارتی دمای بالا تا ارتفاع ۶ متری میتوانند نصب شوند.
• آشکارسازهای دودی از نوع اشعه نوری را میتوان تا ارتفاع ۲۵ متری نصب نمود.
معیار مکان در انتخاب آشکارساز
به منظور انتخاب نوع آشکارساز میتوان از جدول زیر استفاده نمود. توجه به این نکته ضروری است که به علت استفاده از مواد رادیواکتیو در دتکتورهای یونیزاسیون، استفاده از آنها در بعضی از نقاط جهان ممنوع شده است :
سطح پوشش آشکارسازهای حرارتی و دودی را از نمودارهای زیر می توان بدست آورد:
مناطق پوشش آشکارسازها باید همپوشانی داشته باشد در غیر این صورت قسمتهائی فاقد پوشش باقی می ماند.
با توجه به شکل‌‌های زیر حداکثر فواصل مجاز آشکارسازها تا دیوار را میتوان بدست آورد.
فواصل مجاز آشکارسازها با یکدیگر به ترتیب زیر است:
فواصل آشکارسازهای دودی در راهروها بر اساس اوراق فنی یکی از سازندگان به شرح زیر است:
فواصل آشکارسازهای حرارتی در راهروها بر اساس اسناد فنی یکی از سازندگان:
نکات عرض شعاع مجاز پوشش حداکثر فاصله مجاز در طراحی سیستم اعلام حریق
• در هر یک از پاگردهای پلکان باید یک آشکارساز نصب نمود. وجود آشکارساز در داکت آسانسور، موتورخانه آن و کُریدورها ضروری است.
• حداقل فاصله آشکارساز از دیوار ۵۰ سانتیمتر است.
• آشکارسازها نباید نزدیکتر از ۲ برابر ارتفاع چراغ یا هر مانعی در سقف که کمتر از ۲۵ سانتیمتر ارتفاع دارد نصب شوند. برای موانع بلندتر از ۲۵ سانتیمتر ولی کمتر از ۱۰ درصد ارتفاع اتاق، این فاصله به ۵۰ سانتیمتر میرسد.
• اگر در سقف مانعی با ارتفاعی بیش از ۱۰ درصد ارتفاع اتاق وجود داشته باشد آن را در حکم دیواری که فضا را به ۲ اتاق مجزا تبدیل می کند باید در نظر گرفت.
• اگر فاصله بالاترین نقطه پارتیشن یا قفسه تا سقف از ۳۰ سانتیمتر بیشتر باشد، تاثیری در محل آشکارسازها ندارد. ولی در پارتیشن های بلندتر آشکارساز حداقل باید حریم ۵۰ سانتیمتری با لبه بالائی قفسه یا پارتیشن داشته باشد.
• داخل سقف‌های کاذب با ارتفاع بالاتر از ۸۰ سانتیمتر باید آشکارساز دودی نصب نمود.
• آشکارسازها حداقل ۱ متر با دریچه های هوا باید فاصله داشته باشند.
مطلب مرتبط: مبحث سوم مقررات
نکات شستی های اعلام حریق
- محل شستی ها باید به نحوی قرار گیرد که شخص مجبور به طی مسیری بیش از ۴۵ متر برای رسیدن به آنها نباشد.
- در هر طبقه در مجاورت پلکان شستی باید قرار گیرد.
- در تمامی مسیرهای منتهی به هوای آزاد و خروج باید شستی پیش بینی شود.
- در مجاورت تجهیزات اطفا حریق باید شستی در نظر گرفت.
- شستی ها در ارتفاع ۱/۴ متری و در محل هائی که روشنائی به اندازه کافی باشد باید نصب گردند.
ضرورت نصب سیستم اعلام حریق
طبق مقررات ملی ساختمان ایران وجود سامانه اعلام حریق در کلیه ساختمان ها بجز ابنیه مسکونی با کمتر از ۵ طبقه از کف زمین را اجباری می‌‌داند. ، نصب سیستم اعلام حریق بسیار ضروری است و میتواند در کاهش خطرات حریق و افزایش ایمنی افراد و دارایی‌ها مؤثر باشد.
طبق مقررات ملی ساختمان، در صورتی که حریق در ساختمان رخ دهد و سیستم اعلام حریق نصب نشده باشد، خسارات مالی بسیار بیشتری به دنبال خواهد داشت. با نصب سیستم اعلام حریق، هزینه‌های پیشگیری و کاهش آسیب‌های ناشی از حریق کاهش می‌یابد.
انواع سیستم های اعلام حریق
دو نوع عمده سیستمهای اعلام حریق ۱- متداول (Conventional) و ۲- آدرس پذیر است، که نوع دوم خود در انواع دیجیتال و آنالوگ تولید میشود.
در انواع متداول تعدادی آشکارساز و شستی در یک منطقه قرارگرفته و در صورت عمل هر یک از این عناصر در تابلوی اعلام حریق نشانه ای مبنی بر بروز حریق در آن منطقه فعال می شود. در سیستم آدرس پذیر آنالوگ، آشکارسازها و شستی ها در حلقه هائی که هر کدام میتواند چندین منطقه را پوشش دهد قرار می گیرند. هر کدام از این عناصر دارای آدرس خاص خود بوده و محل دقیق حریق به این ترتیب مشخص میشود. هر آشکارساز جریانی متناسب با عنصر اندازه گیری شده را به تابلو ارسال میدارد و در آنجا با مقدار تنظیم شده مقایسه میشود و در صورت تجاوز از آن آژیر به صدا در می‌‌آید.
سیستم آدرس پذیر دیجیتال در اصول مانند سیستم آنالوگ بوده، ولی تداخل‌های الکتریکی اثر کمتری در بروز آلارم خطا ایجاد مینمایند. تشخیص حریق در هر آشکارساز با مقدار از پیش تعیین شده اختصاصی آن آشکارساز انجام می شود.
عمده سیستم های آدرس پذیر مورد استفاده انواع آنالوگ می باشند.
در سیستمهای متداول، مدار آشکارساز و شستی از آژیر مجزا است. در سیستم های آدرس پذیر بسته به نوع آن، در بعضی آژیر در همان حلقه آشکارسازها و شستیها و در بعضی در حلقه جداگانه قرار می گیرد. با کمک Control Module یکه همانند یک دتکتور در مدار حلقه سیستم آدرس پذیر قرار میگیرد میتوان یک منطقه مانند سیستم های متداول را به حلقه اضافه نمود.
مقررات ملی ساختمان اعلام حریق در مورد منطقه بندی
طبق مقررات ملی ساختمان اعلام حریق، در تعیین یک منطقه اعلام حریق در سیستم متداول باید نکات زیر را در نظر گرفت:
- اگر کل زیر بنای ساختمان بیش از ۳۰۰ متر مربع باشد، آنگاه هر طبقه را باید منطقه ای مجزا در نظر گرفت. در ابنیه کوچکتر، کل ساختمان با وجود تعدد طبقات یک منطقه محسوب میگردد.
- مساحت یک منطقه اعلام حریق نباید از ۲۰۰۰ مترمربع تجاوز نماید.
- حداکثر مسافتی که شخص در جستجوی حریق میباید طی کند، از ۶۰ متر بیشتر نباشد.
- پلکان، شفت آسانسور یا سایر شفتهای عمودی باید به صورت یک یا چند منطقه اعلام حریق در نظر گرفته شوند.
- تعداد دتکتور یا شستی که در هر منطقه قرار میگیرد محدودیتی دارد که بستگی به مشخصات سازنده دارد. هیچ استانداردی تعداد مشخصی را عنوان نکرده است. تعداد آژیر هر مدار نیز شرایط مشابهی دارد.
نکات تابلوی اعلام حریق در مقررات ملی ساختمان اعلام حریق
- تابلوی اعلام حریق باید در محلی که توسط ماموران آتشنشانی به سادگی دیده شود قرار گیرد. بهترین محل، مجاور در ورودی ساختمان است.
- در ساختمان های بزرگ، تابلوی ثانویه (تکرارکننده) را در نگهبانی یا ورودی دوم ساختمان باید قرار داد.
- برای تابلوی اعلام حریق باید یک مدار مجزا در تابلوی برق در نظر گرفت.
مداربندی سیستم متعارف در سیستم های متعارف، کابل کشی آشکارسازها با ۲ سیم صورت می گیرد. مگر آنکه کابل شیلددار باشد.
تاثیر انشعاب وجود مقاومت انتهائی باعث می شود در مدار هر منطقه همواره جریان ضعیفی عبور کند. در صورت قطع مدار این جریان قطع شده و تابلو اشکال را اعلام می کند. حال در صورت گرفتن انشعاب از میانه مدار برای دتکتور یا شستی این فرآیند به هم میخورد :
طبق قوانین و استانداردهای سیستم اعلام حریق مشخص است که در صورت قطع مدار انشعابی همچنان از مدار اصلی جریان عبور می کند و تابلو از قطع جریان دتکتور آگاه نمی شود.
تفکیک یک منطقه اصلی به مناطق فرعی به کمک چراغ اندیکاتور
در صورتی که برای تفکیک یک منطقه اعلام حریق به چند ناحیه فرعی از چراغ LED استفاده شود، عناصر هر ناحیه با یک سیم اضافه به هم متصل خواهند شد. مزیت استفاده از چراغ LED برای هر فضای دربسته را در دو حالت شکل زیر میتوان دید:
مداربندی ۳ آشکارساز که در یک فضا (فرضا یک واحد یا یک اتاق) قرار دارند را میتوان در شکل زیر دید:
مداربندی سیستم آدرس پذیر
قوانین و استانداردهای سیستم اعلام حریق در روش مداربندی سیستم آدرس پذیر، کلیه دتکتورها و آلارمها به صورت یک حلقه همانطور که شکل زیر نشان می دهد به هم متصل میشوند. هر عنصر دارای آدرسی است که در صورت فعال شدن، مشخصه آن در تابلو فعال میشود. تعداد عناصری که در یک حلقه قرار می گیرند بسیار کمتر از یک منطقه در روش متعارف است ولی میزان دقیق آن به مشخصات سازنده بستگی دارد.
دو خطا در آن واحد در یک سیستم آدرس پذیر نباید حفاظت منطقه ای بزرگتر از ۱۰۰۰۰ متر مربع را مختل نماید. برای رفع این مشکل از جداکننده (Isolator) باید استفاده شود.
بعضی از سازندگان سیستمهای آدرس پذیر این امکان را فراهم می‌‌کنند که تعدادی از دتکتورها و شستیها حکم یک منطقه را پیدا کنند. بدین منظور از یک جداکننده برای هر تعداد از آشکارسازهایی که در یک منطقه قرار می‌گیرند استفاده میشود.
علیرغم مشترک بودن مدار دتکتورها، شستیها و آژیرها در سیستم آدرس پذیر، بعضی از سازندگان این سیستم‌ها مدار آژیرها را جدا مینمایند.
الزامات کابل اعلام حریق
استفاده از کابل های مقاوم در برابر آتش مطابق با استاندارد ۵۸۳۹ BS اجباری است. استفاده از لوله فلزی در استانداردی الزامی شناخته نشده است. مبحث ۱۳ مقررات ملی ساختمانی ایران حداقل سطح مقطع سیم های قابل استفاده در سیستم اعلام حریق را ۱/۵ میلیمتر مربع اعلام نموده است. در مورد آژیرهای پرقدرت محاسبات افت ولتاژ برای تعیین سطح مقطع سیم ضروری است.
نکات آژیر یا زنگ اعلام حریق طبق مقررات ملی ساختمان اعلام حریق
- حداقل ۲ مدار زنگ یا آژیر اعلام حریق باید وجود داشته باشد تا در صورت از کار افتادن یکی از این ۲، دیگری به کار خود ادامه دهد.
- حداقل فشار صوتی در اماکنی که امکان خوابیدن اشخاص در آن وجود دارد 75db است.
- برای آشنائی با محاسبه فواصل آژیرهای صوتی به بخش مقاله مربوط به محاسبات سامانه صوتی مراجعه شود.
- هر در معمولی ۲۰dB و هر در ضد آتش dB۳۰ افت ایجاد می کنند.
- حداقل فشار صوتی آژیر باید dB۶۵ یا dB۵ بالاتر از نویز زمینه باشد.
علیرغم طراحی تجهیزات اعلام حریق به گونه ای که آلارم اشتباه در آنها رخ ندهد، با این وجود چنین خطاهائی اتفاق می افتد. بعضی از دلایل بروز آن عبارتند از :
• خطاهای برقی و مکانیکی ناشی از ارتعاش، خوردگی
• گرما، شعله یا دود ایجاد شده بر اثر آشپزی
• دود اگزوز ماشیین
•باد شدید و جابجائی سریع هوای ناشی از آن
•جریان گذرای الکتریکی و تداخل رادیوئی
•نشستن گرد و غبار داخل آشکارساز
•عملکرد اتفاقی بدون دلیل مشخص
تاثیر شیب سقف در فواصل آشکارسازها
در نظر داشته باشید که اگر ارتفاع بالاترین نقطه از کوتاهترین نقطه سقف کمتر از ۱۵۰ میلیمتر در مورد آشکارسازهای حرارتی و ۶۰۰ میلیمتر در آشکارسازهای دودی باشد، تغییری در فواصل آشکارسازها نباید داده شود. اگر از این مقادیر تجاوز شد، در قله سقف باید دتکتور نصب گردد و فاصله آشکارسازهای مجاور ۱% به ازا هر ۱ درجه زاویه سقف میتواند افزایش یابد.
دستورالعمل و ضوابط طراحی، نظارت و اجرای سیستم های اعلام حریق
۱. محاسبات سیستم اعلام حریق باید با توجه به نوع ساختمان، مقدار خطر حریق، تعداد و موقعیت دستگاه‌های اعلام حریق، قابلیت تشخیص خطا و سایر عوامل موثر در افزایش کارایی سیستم، انجام شود.
۲. طبق قوانین و استانداردهای سیستم اعلام حریق، در محاسبات سیستم اعلام حریق، باید از دستگاه‌های با کیفیت و مطابق با استانداردهای مربوطه استفاده شود و محل نصب آنها به گونه‌ای باشد که در صورت بروز حریق، اعلام سریع و قابل فهمی صورت گیرد.
مبحث سوم مقررات ملی ساختمان را از همینجا دانلود کنید و در مورد حفاظت ساختمان ها در برابر حریق همه چیز بدانید.
۳. در نظارت بر اجرای سیستم اعلام حریق باید به بررسی و تائید طرح‌های خطوط اعلام حریق، نحوه اتصال و نصب دستگاه‌های اعلام حریق، اعتبار دستگاه‌های استفاده شده و بررسی کارکرد و عملکرد سیستم پرداخته شود.
۴. در اجرای سیستم اعلام حریق، باید از دستگاه‌های با کیفیت و مطابق با استانداردهای مربوطه استفاده شود و محل نصب آنها به گونه‌ای باشد که در صورت بروز حریق، اعلام سریع و قابل فهمی صورت گیرد.
۵. بر اساس قوانین و استانداردهای سیستم اعلام حریق، پس از نصب سیستم اعلام حریق، باید از طریق آزمایش و تست، صحت عملکرد آن بررسی شود و همچنین در صورت نیاز، باید سیستم با روشن بودن نمایشگرهای آن، تحت نظارت قرار گیرد.
۶. در صورتی که سیستم خاموش کننده حریق نیز نصب شده است، باید از هماهنگی بین سیستم اعلام حریق و خاموش کننده حریق جهت کاهش خطرات حریق استفاده شود.
با توجه به این موارد، در طراحی، نظارت و اجرای سیستم اعلام حریق، باید با استفاده از استانداردهای مربوطه و با رعایت مفاد آنها، کیفیت و عملکرد بهینه سیستم تضمین شود.
سخن آخر در مورد قوانین و استانداردهای سیستم اعلام حریق و محاسبات مربوط به آن
تا به اینجا با قوانین و استانداردهای سیستم اعلام حریق و دستورالعمل و ضوابط طراحی، نظارت و اجرای سیستم های اعلام حریق و نکات مربوط به محاسبات سیستم اعلام حریق آشنا شدید، اگر سوالی برایتان پیش آمده میتوانید از طریق بخش کامنت زیر با ما در ارتباط باشید.
