ما قبلا در مقالات گنجینه پاوان به معرفی سیستم اطفا حریق عامل پاک که FM200 یکی از آنهاست پرداختیم. همچنین در مطلبی دیگر چیستی سیستم اطفای حریق FM200 و مزایا و کاربردهای آن و همچنین روش نصب سیستم اطفای FM200 را بررسی کردیم. حالا در این مطلب از مقالات گنجینه پاوان می خواهیم به اصول طراحی سیستم اطفای FM200 و نکات کلیدی مرتبط با آن بپردازیم.
سیستم اطفای حریق FM200 که به عنوان سیستم اطفای حریق HFC227ea نیز شناخته می شود یکی از موثرترین سیستم های اطفاء حریق با عامل تمیز (Clean Agent) به عنوان جایگزینی برای سیستم اسپرینکلر در محیط های شامل کالاها و سیستم های حساس است.
FM200 (HFC 227-ea) به عنوان یک سیستم اطفای حریق عامل پاک نه تنها اتاق ها را از آسیب یا گسترش آتش محافظت می کند، بلکه مهمتر از همه تجهیزاتی را که ارزش بسیار بالایی دارند و برای عملیات تجاری و تداوم حیاتی هستند، از حریق و همچنین از آسیب هایی که سیستم اطفای حریق آب یا سیستم اطفای حریق فوم ممکن است ایجاد کنند، محافظت می کند.
استاندارد طراحی سیستم اطفای FM200
در لیست استانداردهای NFPA سازمان حفاظت از حریق آمریکا کد NFPA 2001 به استاندارد سیستم های اطفای حریق گازی عامل پاک اختصاص داده شده است که طراحی سیستم اطفای FM200 را نیز شامل می شود.
برای طراحی و نصب سیستم اطفای حریق FM200 استاندارد NFPA 2001 توصیه می کند که سیستم توسط یک طراح سیستم اطفاء حریق واجد شرایط طراحی گردد.
به طور کلی طراحی سیستم اطفای FM200 باید الزامات NFPA، NFPA 2001 و NFPA 72 و توصیه های سازنده تجهیزات مورد استفاده را شامل شود.
طراحی FM200 اساسا با شناسایی نوع خطری که قرار است از آن محافظت کنیم، دمای محیط و ارتفاع اتاق شروع می شود. هنگامی که کلاس خطر آتش سوزی مشخص شد، اکنون می توان حداقل غلظت طراحی را با توجه به دمای محیط و ارتفاع اتاق به سطح دریا تعیین کرد. طراحان باید به این نکته توجه داشته باشند که هر طبقه و محفظه برجسته اگر با دیوار جدا نشده باشد، همان طور که در NFPA 2001 نیز بیان شده است، باید در حفاظت در نظر گرفته شود.
محدوده طراحی
طراحی سیستم اطفای FM200 شامل تعیین مقدار عامل، چیدمان لوله کشی، افت فشار از طریق لوله کشی و لوازم جانبی و همچنین تثبیت محل و مقادیر نازل های تخلیه برای توزیع یکنواخت عامل در سراسر فضا می باشد.
طراحی سیستم FM200 همچنین شامل تعیین چگالی پر شدن در سیلندرهای عامل برای مراقبت از افت فشار از طریق سیستم، برای تعیین تعداد سیلندرها است.
از تعداد سیلندرها، مقدار عامل مورد نیاز برای غرقابی کل فضا به طور مستقل بر اساس غلظت طراحی عامل لازم برای نوع آتش سوزی، زمان توقف برای اطفای حریق، مقدار اضافی مورد نیاز برای مراقبت از نشت و سایر موارد تعیین می شود.
در طراحی سیستم اطفای FM200 اندازه گیری آزمایشی لوله و مسیریابی لوله با محل نازل توسط مالک یا مهندس هماهنگ با سایر امکانات موجود در فضا انجام می شود.
برای مراقبت از افت فشار سیستم و ایجاد فشار مورد نیاز در نازل ها، نماینده مجاز، تراکم پر شدن عامل در سیلندر را تعیین می کند. آنها همچنین تعداد سیلندرها را بر اساس تراکم پر و اندازه سیلندر استاندارد آنها نهایی می کنند.
مناطق مورد حفاظت
مناطقی که باید محافظت شوند از تجزیه و تحلیل خطر آتش سوزی زون ها و کدهای مرتبط NFPA شناسایی می شوند.
الزامات بر اساس اهمیت عملکردی سیستم محافظت شده، میزان خسارت وارده، حق بیمه آتش سوزی و غیره مشخص می شوند.
عوامل موثر در تعیین غلظت FM200
از آنجایی که FM 200 گران ترین مورد از کل سیستم است، قبل از تعیین غلظت مورد نیاز و مقدار کل عامل، تجزیه و تحلیل دقیق مورد نیاز است.
در طراحی سیستم اطفای FM200 حداکثر حد غلظت FM 200 توسط NFPA 2001 به دلیل ملاحظات ایمنی اثرات سمی و فیزیکی بر زندگی انسان محدود شده است.
NFPA 2001 بند a-1-5.1.2 سطح غلظت زیر FM 200 را در محفظه محافظت شده توصیه می کند:
- بدون سطح اثر نامطلوب قابل مشاهده (NOAEL) – غلظت 9٪ و کمتر (%V/V)
- کمترین سطح اثر نامطلوب قابل مشاهده (LOAEL) – غلظت بالای 10.5٪ (%V/V).
از حداقل غلظت طراحی 6.7٪ برای کلاس A و 7٪ برای کلاس C و حداقل 8.7٪ برای کلاس B (هپتان) یا طبق غلظت توصیه شده برای سایر مایعات قابل اشتعال طبق سازنده استفاده کنید.
فضای اشغال شده معمولی باید تا 10.5 درصد غلظت طراحی داشته باشد، در حالی که فضای اشغال نشده می تواند بیشتر از این غلظت باشد، مشروط بر اینکه با فراهم کردن زمان کافی برای تخلیه افراد، که می تواند در تنظیم تایمر شمارش معکوس انجام شود، از حداکثر زمان قابل قبول قرار گرفتن در معرض انسان تجاوز نکند.
تعیین مقدار عامل در طراحی سیستم اطفای FM200
در طراحی سیستم اطفای FM200 فرمول مذکور در بند 3.5.1 NFPA 2001 برای محاسبه کمیت اولیه نیاز عامل استفاده می شود:
که شرح پارامترهای آن به صورت زیر است:
W = وزن عامل پاک، پوند/فوت.
T = حداقل دمای پیش بینی شده حجم محافظت شده، درجه فارنهایت.
C = غلظت طراحی FM 200، درصد حجمی.
V = حجم خطر که همان حجم اتاق محافظت شده است. گاهی اوقات حجم اشغال شده توسط کانال تهویه مطبوع داخل اتاق تا اولین دمپر ایزولاسیون به حجم اتاق اضافه می شود مثلا زمانی که اتاق دارای سقف کاذب است و کانال در فضای بالای سقف کاذب جریان دارد.
S = k1 و k2 (T) یک معادله خطی است که توسط تکنیک‌های برازش منحنی حداقل مربعات از داده های ارائه شده توسط تولیدکنندگان عامل تمیز تعیین می‌شود.
k1 و k2 = ثابت‌های مخصوص عامل تمیز مورد استفاده (FM 200)، که مقادیر آنها باید از جدول 3-5.1 (a) NFPA 2001 گرفته شود.
تعیین دمای منطقه مورد حفاظت
در مورد انتخاب دمای داخل منطقه مورد حفاظت در طراحی سیستم اطفای FM200، NFPA حداقل دمای پیش بینی را توصیه می کند. طراح سیستم مجاز معمولا دمای رایج داخل اتاق ها را که دارای تهویه مطبوع هستند در نظر می گیرد.
با دمای پایین تر حجم مورد محافظت، نیاز به مقدار عامل افزایش می یابد. با این حال، در شرایط غیرعادی، مانند تعمیر و نگهداری کارخانه، زمانی که سیستم تهویه مطبوع کار نمی کند، دمای داخل اتاق ممکن است به حداقل دمای بیرون برسد.
نشت عامل از محفظه موضوع مهمی برای حفظ غلظت عامل مورد نظر در داخل محفظه در طول زمان نگهداری مورد نیاز برای اطفاء حریق است.
مجموع FM200 تکه تخلیه می شود در مدت کوتاه 10 ثانیه به طور ناگهانی فشار داخل اتاق را به دلیل انبساط عامل افزایش می دهد. با این حال، افزایش ناگهانی فشار در یک دوره کوتاه در حالت سکون به فشار معمولی اتاق کاهش می یابد. بنابراین احتمال نشتی در زمان تخلیه و همچنین در حالت سکون به دلیل سنگین تر بودن مخلوط هوا و عامل در اتاق نسبت به هوای بیرون وجود دارد.
عامل انبساط در زمان تخلیه
در طراحی سیستم اطفای FM200 نشتی ناشی از انبساط در زمان تخلیه در فرمول 1 در محاسبه مقدار عامل اولیه در NFPA 2001 گنجانده می گردد. از انبساط ناگهانی FM 200 در دشارژ اولیه بیشتر برای یک محفظه محکم لحاظ نمی شود، که هیچ دهانه بزرگی ندارد که آب بندی آن دشوار باشد.
در حالت سکون، به دلیل تفاوت در چگالی بین مخلوط هوای FM 200 داخل اتاق و هوای بیرون اتاق، مخلوط FM 200 و هوا از طریق ناحیه نشتی به بیرون از اتاق نشت می کند. طبق توصیه های NFPA، ارتفاع اتاق به عنوان سر استاتیک برای نشت لحاظ می شود.
به بیان دقیق تر، در طراحی سیستم اطفای FM200 میزان نشتی توسط تست فشار فن درب، طبق NFPA 2001 تعیین می شود. میزان نشتی بر اساس مناطق احتمالی نشتی، مانند نشتی از شکاف درب، شکاف دمپر، کاشی های کف بلند و غیره به صورت تخمینی محاسبه می شود.
اثر ارتفاع در طراحی سیستم اطفای FM200
در ارتفاعات بالاتر از سطح دریا، FM 200 به بخار خاص بیشتری منبسط می شود. سیستم با طراحی برای سطح دریا، سطح غلظت بیشتری را در ارتفاعات بالاتر ایجاد می کند. برای تصحیح اثرات ارتفاع بالاتر، مقدار عامل با یک عامل موجود در برش های کاتالوگ طراح سیستم مجاز کاهش می یابد.
تعیین زمان نگهداری عامل (Agent Hold Time)
برای خاموش کردن موثر آتش، غلظت عامل طراحی باید در داخل اتاق برای مدتی به نام زمان نگهداری یا زمان توقف عامل (Agent Hold Time) حفظ شود. پس زمان نگهداری، مدت زمان لازم برای نگه داشتن عامل در داخل محفظه در غلظت مورد نظر تا خاموش شدن آتش است.
بنابراین باید توجه داشت که در طراحی سیستم اطفای FM200 برای حفظ غلظت طراحی تا پایان زمان نگهداری، مقدار عامل مستخرج در فرمول 1 توسط مقدار نشتی مورد انتظار افزایش می یابد. تا در ابتدا مقدار بیشتری از عامل نسبت به غلظت طراحی تخلیه شود. این کار به طور موثر غلظت عامل اولیه را بیش از غلظت طراحی افزایش می دهد. با این حال، غلظت اولیه عامل به دلیل نشت عامل در طول مدت زمان نگهداری به غلظت طراحی کاهش می یابد.
بند B-2.7.1.7، NFPA 2001 فرمولی برای طراحی سیستم اطفای FM200 جهت محاسبه زمان لازم برای حفظ سطح رابط نزولی مخلوط عامل هوا در ارتفاع مورد نیاز برای حداقل غلظت عامل در اتاق یا بالاتر از آن ارائه می دهد.
فرمول NFPA برای محاسبه زمان نگهداری به شرح زیر است:
که شرح مقادیر آن به صورت زیر است:
t = زمان، ثانیه انتظار می رود محفظه رابط نزولی را در بالای H برای زمان t حفظ کند. این حداکثر زمان انتظار برای خطر است.
C3 = ثابت برای ساده سازی معادله.
C4 = ثابت برای ساده سازی معادله.
AR = مساحت کف اتاق، متر مربع.
AT = کل مساحت نشتی، متر مربع.
g = شتاب ناشی از گرانش، 9.81 m/s2.
PSH = فشار استاتیک در حین تخلیه، Pa.
PSH = 0.25 PC، حداکثر. به NFPA 2001 بند B-2.5.2.3 مراجعه کنید.
PC = فشار ناشی از ستون عامل (اختلاف چگالی)، Pa.
PC = g H0 (rm – ra). به NFPA 200a بند B-2.6.1.3 مراجعه کنید.
rm = FM 200 و چگالی مخلوط هوا، کیلوگرم بر متر مکعب. به NFPA 2001 بند B-2.7.1.4 مراجعه کنید.
ra = چگالی هوا، کیلوگرم بر متر مکعب.
H0 = ارتفاع سقف، متر.
H = ارتفاع رابط از کف، متر.
H = H0 (CF/C). به بند B-2.7.1.6 NFPA 2001 مراجعه کنید.
CF = غلظت عامل نهایی، 7.44٪ (فرض می شود، همانطور که قبلا ذکر شد، برای حفظ غلظت طراحی برای خاموش کردن آتش).
C = غلظت عامل اولیه، که از مقدار کل FM 200 که تخلیه می شود در حجم مورد محافظت بدست می آید.
در هر صورت در طراحی سیستم اطفای FM200 باید در نظر داشت که زمان نگهداری نباید کمتر از ده (10) دقیقه باشد. که یک مقدار عمومی سنتی برای خاموش کردن آتش است.
تعبیه تجهیزات در طراحی سیستم اطفای FM200
در طراحی سیستم اطفای FM200 باید محل نصب تجهیزات اطفا و اعلام حریق با استانداردهای مرتبط مطابقت داشته باشند.
دتکتورها
فاصله دتکتور باید مطابق با فاصله مورد توصیه سازنده باشد یا طبق NFPA 72 با لحاظ منطقه تحت پوشش برای تغییر هوا در طول ساعات شبانه روز.
این امر به ویژه در اتاق هایی با سرعت هوای بالا که دود ناشی از آتش قبل از ورود به محفظه دود دتکتور، رقیق می شود و در نتیجه کارایی آن را کاهش می دهد، بسیار مهم است.
شستی ها و آژیرها
در طراحی سیستم اطفای FM200 تعبیه کلید قطع و رهاسازی دستی به صورت یکنواخت توصیه می شود. به این معنی که باید سوئیچ قطع را در مکان شستی قرار دهید.
آژیرهای صوتی و تصویری باید در داخل و خارج از منطقه مورد حفاظت مطابق NFPA 2001 نصب شود. سوئیچ قطع باید در داخل اتاق قرار داشته باشد در حالی که رهاسازی دستی در خارج قرار دارد.
محل کنترل پنل در طراحی سیستم اطفای FM200
محل کنترل پنل اطفای حریق باید نزدیک درب ورودی و خارج از محوطه مورد حفاظت قرار گیرد. منطقه ذخیره سازی سیلندر عامل باید دمای کاری بین 20 تا 54 درجه سانتیگراد داشته باشد که توسط اکثر سازنده توصیه می شود.
در طراحی سیستم اطفای FM200 توصیه می شود سیلندر تا حد امکان نزدیک به مناطق مورد حفاظت یا در محدوده سازنده باشد. که به راحتی قابل شناسایی است، به خصوص زمانی که محاسبه جریان هیدرولیک در دسترس باشد.
گنجینه پاوان مشاور، تامین کننده، طراح و مجری سیستم اطفای FM200
در این مطلب از مقالات گنجینه پاوان به اصول و عوامل موثر در طراحی سیستم اطفای FM200 پرداختیم. طراحی سیستم اطفا حریق FM200 فرایندی تخصصی است که باید توسط تیم تخصصی شرکت های صاحب صلاحیت انجام شود.
شرکت گنجینه پاوان با تکیه بر تجربه و دانش فنی متخصصان آماده ارائه خدمات مشاوره، دریافت نمایندگی، نظارت، تامین، طراحی و اجرای سیستم اطفا حریق FM200 می باشد.
گنجینه پاوان در زمینیه های زیر به ارائه مشاوره، طراحی، تامین، نصب و اجرا، تست و نگهداری خدمات می پردازد:
- طراحی و نصب سیستم اعلام حریق
- طراحی و نصب سیستم اطفا حریق
- تامین، طراحی و نصب سیستم F&G
- تجهیزات ایمنی و حفاظت فردی
- مشاوره و دریافت تاییدیه آتش نشانی پایان کار ساختمان
برای دریافت مشاوره رایگان جهت ارتقاء ایمنی و امنیت جانی و مالی محل زندگی و کسب و کار خود، هم اکنون با مشاوران خبره شرکت گنجینه پاوان تماس حاصل فرمایید.
منابع
