أنظمة إطفاء الحريق

نظام رشاشات الحريق المسبق هو نوع من انواع أنظمة إخماد الحرائق تم تصميمه لتقليل مخاطر الإنذارات الكاذبة وأضرار المياه في المرافق، يستخدم مزيجًا من ضغط الماء والهواء لتنشيط نظام الرش الالي.

يتكون النظام من شبكة من الأنابيب المتصلة بمصدر المياه ومجهزة برشاشات الحريق في نقاط محددة. تمتلئ الأنابيب الحريق بالهواء المضغوط مما يمنع الماء من الوصول الى الرشاشات. وعند حدوث او اكتشاف حريق، يتم تحرير ضغط الهواء، والسماح بسريان المياه عبر الرشاشات.

نظام إطفاء الحريق المسبق عبارة عن عملية مكونة من خطوتين تتطلب تفعيل جهازين منفصلين قبل أن تقوم الرشاشات بإطلاق المياه. الخطوة الأولى هي تشغيل نظام الكشف عن الحرائق، والذي يتم عن طريق كواشف الدخان، كواشف الحرارة، أو مزيج من الاثنين معًا. بمجرد تفعيل نظام الكشف عن الحرائق، يتم إطلاق الماء في الأنابيب. الخطوة الثانية هي قيام رشاش الحريق بإخماد الحريق.

إحدى الفوائد الرئيسية لنظام رش الحرائق المسبق هو أنه يوفر مستوى عالٍ من الموثوقية والحماية ضد الإنذارات الكاذبة. تضمن العملية المكونة من خطوتين عدم إطلاق الماء إلا في حالة وجود حريق فعلي، مما يقلل من خطر تلف المياه. بالإضافة إلى موثوقيتها، فإن أنظمة رشاشات الحريق المسبقة قابلة للتخصيص بدرجة كبيرة، مما يجعل من السهل تصميم نظام يلبي الاحتياجات المحددة للمنشأة. كما أنها متعددة الاستخدامات ويمكن استخدامها في تطبيقات مختلفة، بما في ذلك المناطق عالية المخاطر ومراكز البيانات والبيئات الحرجة الأخرى

نظام الرش الجاف (Dry Pipe Sprinkler System) هو نوع من أنظمة إطفاء الحرائق يستخدم رشاشات مائية تكون خالية من الماء في أنابيب النظام حتى يتم تشغيلها عند حدوث حريق. يعتبر هذا النوع من الأنظمة مناسبًا في الأماكن التي تواجه درجات حرارة منخفضة وتواجد الصقيع يمكن أن يحدث في أنابيب المياه. تكون الرشاشات متصلة بشبكة مواسير تحتوي على الهواء أو النيتروجين المضغوط، بحيث يؤدي تشغيل رشاش إلى السماح لضغط المياه بفتح محبس يعرف بالمحبس الجاف، مما يسمح للمياه بالتدفق من خلال شبكة المواسير إلى الرشاشات التي تم تشغيلها.

يستخدم عادة نظام الرش الالي الجاف في مجموعة واسعة من المواقع مثل المستودعات، والمراكز التجارية، والمراكز اللوجستية، والمباني الصناعية التي تتعرض لدرجات حرارة منخفضة وتجميد الماء يشكل تحديًا.

نظام الإطفاء بالفوم هو نظام إطفاء يستخدم الرغوة كعامل إطفاء للحرائق. يتم استخدام هذا النظام في المناطق التي تحتوي على مواد حارقة سائلة مثل البنزين والسولفات والكيروسين، وكذلك في المناطق التي تحتوي على مواد قابلة للاشتعال والمواد الكهربائية.

يتألف نظام الإطفاء بالفوم من خزان الفوم ومضخة الفوم ونظام الأنابيب والرشاشات المنتشرة في المنطقة المراد حمايتها. وعندما يحدث حريق، يتم تشغيل النظام بواسطة جهاز استشعار يكشف الحريق، ويقوم النظام بإطفاء الحريق عن طريق إطلاق الرغوة في المنطقة المحيطة بالحريق. يتم تفريغ الرغوة بشكل موجه ويتفاعل مع النار لإطفائها عن طريق خفض نسبة الأوكسجين في الهواء المحيط بالحريق وتبريد المواد الحارقة.

أنواع الرغوة:

- رغوة الفلوروبروتين: تستخدم للحرائق التي تشمل السوائل قابلة للاشتعال.
- رغوة الألبومين (AFFF): تُستخدم للحرائق الكلاسيكية (المواد الصلبة القابلة للاحتراق).
- رغوة البروتين: تُستخدم للحرائق في المواقع الصناعية والكيميائية.
- تستخدم في مجموعة واسعة من التطبيقات بما في ذلك المخازن، وورش العمل، ومحطات الوقود، والمطارات.
- يمكن تكامل أنظمة الإطفاء بالرغوة مع أنظمة الإنذار والتحكم الشاملة.

يتميز نظام الإطفاء بالفوم بعدة مزايا، منها:

فعالية في إطفاء الحرائق: يتميز الفوم بقدرته على إطفاء الحرائق بشكل فعال في المناطق التي تحتوي على مواد حارقة سائلة.
عدم ترك أي آثار جانبية: يتم إطفاء الحريق باستخدام رغوة غير قابلة للاشتعال والتي لا تترك أي بقايا أو آثار جانبية على الممتلكات المحيطة.
قدرة التحكم في تدفق الرغوة: يمكن التحكم بكمية الرغوة التي يتم إطلاقها في المنطقة المحيطة بالحريق، مما يجعلها ملائمة للاستخدام في المساحات الصغيرة والكبيرة.
آمن للاستخدام في المناطق المأهولة بالناس: يتميز نظام الإطفاء بالفوم بأنه آمن للاستخدام في المناطق المأهولة بالناس، ولا يتسبب في تلوث الهواء أو الأضرار بصحة الإنسان.
يمكن استخدامه في الأماكن التي تحتوي على مواد حساسة للماء: يمكن استخدام نظام الإطفاء بالفوم في المناطق التي تحتوي على مواد حساسة للماء، مثل المعدات الكهربائية والإلكترونية والأجهزة الحساسة، حيث يمكن استخدام الرغوة بدلاً من الماء لإطفاء الحريق دون تلف هذه المعدات.

تعرف أنظمة الرش الالي على أنها تلك الأنظمة التي تتكون من شبكة متكاملة من المواسير والمصممة طبقا للمواصفات القياسية لأنظمة الوقاية من الحريق التي تحتوى على مصدر للمياه، ومحبس للتحكم في المياه، وجهاز للإنذار عند بدء سريان المياه ، ومصرف للمياه ، ويتم تشغيل تلك الأنظمة بواسطة الحرارة الناتجة عن الحريق ليقوم برش المياه على المناطق التي اشتعل فيها الحريق ، وتوفر المواصفة القياسية رقم (NFPA 13) المتطلبات اللازمة لتصميم وتركيب واختبار تلك الأنظمة.

تتكون أنظمة الرش الالي من 6 وحدات أساسية:

رشاشات الحريق (Sprinklers):

تعتبر الرشاشات التلقائية على أنها أجهزة حساسة للحرارة مصممة للاستجابة عند درجات حرارة محددة وذلك بتفريغ دفق المياه آليا وتوزيعه بأشكال وكميات محددة على مناطق معينة ، حيث يتم تغذية الرشاشات بالماء من خلال شبكة من المواسير المعلقة في الأسقف ، وتوزع الرشاشات على طول المواسير بحيث تفصل بينها مسافات محددة ، ويتم تقسيمها إلى أنواع مختلفة بناء على عدة جوانب:
1.عنصر التشغيل
· الرشاش ذو الأنبوب الحساس للحرارة
يستخدم هذا النوع من الرشاشات أنبوبة زجاجية قابلة للكسر ، تصنع من الزجاج وتحتوى على سائل يملأ الأنبوبة جزئيا ، بحيث يترك فقاعة هواء صغيرة عالقة في الأنبوب ، وبزيادة درجة الحرارة يتمدد هذا السائل ويقوم بضغط فقاعة الهواء إلى أن يمتصها في النهاية ، وبمجرد اختفاء تلك الفقاعة يرتفع الضغط بشكل كبير ، وتنكسر الأنبوبة الزجاجية محررة الغطاء الذي يحجز المياه.

الرشاش ذو المنصهر الحراري:

يستخدم هذا النوع من الرشاشات سبيكة معدنية تنصهر عند درجة حرارة محددة.

2. نطاق درجات حرارة التشغيل
·  نطاق درجات الحرارة العادية (57-77 درجة مئوية)
·  نطاق درجات الحرارة المتوسطة (79-107 درجة مئوية)
·  نطاق درجات الحرارة العالية (121-149 درجة مئوية)
·  نطاق درجات الحرارة العالية للغاية (163-191 درجة مئوية)
·  نطاق درجات الحرارة العالية جدا (204-246 درجة مئوية)
·  نطاق درجات الحرارة العالية بدرجة فائقة (260-302 درجة مئوية)

3. أنواع الاستجابة

· الاستجابة السريعة
يتميز هذا النوع من الرشاشات بسرعة استجابة عنصر التشغيل بالمقارنة بالرشاشات ذات الاستجابة القياسية ، ويستخدم معامل زمن الاستجابة (RTI) في التعبير تلك السرعة ، حيث تصنف الرشاشات التي لها معامل زمن استجابة مساوي أو تقل قيمته عن 50 (متر. ثانية)^1/2 والحاصلة على اعتماد كرشاشات سريعة الاستجابة على أنها سريعة الاستجابة.
4. اتجاه تفريغ الرشاشات
· رشاشات موجهة لأعلى
تعرف على أنها رشاشات يتم تركيبها بحيث يكون تدفق المياه موجها لأعلى.
· رشاشات موجهة لأسفل
تعرف على أنها رشاشات يتم تركيبها بحيث يكون تدفق المياه موجها لأسفل.
· رشاشات جانبية
تعرف على أنها رشاشات يتم تركيبها بحيث يكون معظم تدفق المياه في الاتجاه البعيد عن الحائط القريب منها وعلى شكل ربع كرة ، مع تدفق كمية صغيرة من المياه خلف الرشاشات وفي اتجاه الحائط.

5.الرشاشات الديكورية
· رشاشات تثبت داخل تجويف (حلقة)
تعرف على أنها رشاشات تكون كلها أو جزء منها مثبتة داخل تجويف (حلقة) ما عدا النهاية المسننة للرشاشات.

· رشاشات ذات حلقة للتثبيت المستوي
تعرف على أنها رشاشات تكون كلها أو جزء منها مثبتة فوق السقف المعلق بما في ذلك النهاية المسننة للرشاشات.

· الرشاشات المستترة
تماثل الرشاشات التي تثبت داخل تجويف (حلقة) وتختلف عنها في أن لها أغطية تخفي الرشاشات بالكامل.

6. رشاشات ذات أنوع وتطبيقات خاصة

الرشاشات الجافة
تعرف على أنها رشاشات لها وصلات امتداد ذات نهاية مسدودة تمنع دخول المياه إلى تلك الوصلات إلا في حالة تفريغ الرشاشات.
الرشاشات المفتوحة
تعرف على أنها تلك الرشاشات التي ليس بها عنصر تشغيل حراري .
· الرشاشات المستخدمة في التطبيقات السكنية
تعرف على أنها رشاشات سريعة الاستجابة لها معامل زمن استجابة (RTI) مساوي أو تقل قيمته عن 50 (متر. ثانية)^1/2 والتي أظهرت الاختبارات قدرتها على تحسين فرص البقاء على قيد الحياة في الغرف التي يبدأ فيها الاشتعال ، وتم اعتمادها للاستخدام في الوحدات السكنية.
· رشاشات القطرات ذات القطر الكبير
تعرف على أنها تلك الرشاشات التي لها معامل تصرف تبلغ قيمته 11.2 Kبالوحدات الملكية (Imperial units) (160 K بالوحدات القياسية) بينما قيمة ذلك المعامل للرشاشات القياسية التي يبلغ قطر فتحتها ½ بوصة هي 5.6 K بالوحدات الملكية (80 K بالوحدات القياسية) ، ولهذه الرشاشات موجه (deflector) له تصميم خاصة يمكنه عند معدلات التدفق الكبيرة من إنتاج قطرات كبيرة الحجم والسرعة لها القدرة على اختراق التيار الصاعد المتولد عن الحرائق التي تمثل تحديا كبيرا.
· الرشاشات ذات الفتحات الصغيرة والكبيرة
تعرف على أنها تلك الرشاشات التي لها فتحات يقل قطرها عن ½ بوصة أو يزيد (لها معامل تصرف تقل قيمته عن 5.6 K بالوحدات الملكية أو تزيد).
· الرشاشات ذات التغطية الممتدة
تعرف على أنها تلك الرشاشات التي توفر مساحة تغطية أكبر من الرشاشات ذات التغطية القياسية.
· الرشاشات الخاصة بالمخازن
– رشاشات تصمم شبكاتها للتحكم في الحريق بطريقة الكثافة – المساحة (CMDA)
تعرف على أنها تلك الرشاشات التي توفر تحكما في الحرائق التي تحدث في تطبيقات التخزين ، ويتم تصميم شبكاتها بطريقة الكثافة – المساحة والمشار إليها في المواصفة القياسية (NFPA 13).
– رشاشات للتحكم في الحريق معتمدة لتطبيقات محددة (CMSA)
– رشاشات الإخماد المبكر للنيران سريعة الاستجابة (ESFR)
– رشاشات التي تركب في المستويات الوسطية من المخازن
تعرف على أنها تلك الرشاشات المزودة بصدادة مدمجة فيها لحماية مكوناتها من المياه المفرغة من الرشاشات التي تم تركيبها في مستويات أعلى منها.

ومن الجدير بالذكر أن جميع الرشاشات فيما عدى الرشاشات المفتوحة غير مصممة لإطفاء الحرائق، فهي إما توفر تحكما أو إخمادا للحريق.

خزان المياه (Water Tank):
يحتوي النظام عادة على خزان أو أكثر لتخزين الماء، يتم حساب حجم الخزان بناء على متطلبات الكود العالمي للحريق NFPA 22 والكود السعودي SBC-801
مضخة الحريق (Fire Pump):
مضخات الحريق هي جزء أساسي من أنظمة إطفاء الحرائق وتستخدم لضخ المياه أو وسائط الإطفاء إلى نظام الرش أو الرذاذ للتحكم في وإطفاء الحرائق. تلعب دورًا حيويًا في ضمان توفير كميات كافية من المياه بسرعة عند حدوث حريق.
تُستخدم مضخات الحريق في مجموعة واسعة من البيئات، بدءًا من المباني التجارية حتى المرافق الصناعية والمحطات الكبيرة، لضمان توفير مياه الإطفاء بكفاءة عند الحاجة.
هناك فئتان رئيسيتان من المضخات: الإزاحة الإيجابية والطرد المركزي.
مضخات الإزاحة الإيجابية:
تتميز مضخات الإزاحة الإيجابية بطريقة إنتاج التدفق عن طريق التقاط كمية محددة من الماء لكل دورة مضخة ودفعها للخارج عبر خط التفريغ. تخلق مضخات الإزاحة الإيجابية ضغوطًا عالية جدًا ولكن حجم تدفقها محدود مقارنة بمضخات الطرد المركزي.
مضخات الطرد المركزي:
مضخات الطرد المركزي هي مضخات الحريق الأكثر شيوعًا وتستخدم مع معظم الأنظمة. مع مضخات الطرد المركزي، يتم تطوير الضغط بشكل أساسي من خلال عمل قوة الطرد المركزي أو الدوران. يمكن لمضخات الطرد المركزي التعامل مع كميات كبيرة من الماء مع توفير تعزيزات عالية الضغط.
هناك أنواع عديدة من مضخات الحريق المتاحة، ويتم حساب حجم المضخة بناء على متطلبات الكود العالمي NFPA 20
صندوق الحريق (Fire Hose Cabinet):
صناديق الحريق هي وسيلة الدفاع الأول عند حدوث الحريق، وهو عبارة عن صندوق من الصاج المجلفن بسمك معين او من الصلب (اﻻستانلس)، يكون اما بارز من الحائط او غاطس داخل الحائط وموجود بداخله خرطوم حريق بطول 30 متر. في نهاية الخرطوم يتم تركيب nozzle قاذف يقوم بتحويل ضغط المياه بداخل الخرطوم الى سرعة ليعطي مسافة قذف أطول، الناحية أخرى من الخرطوم تتصل بمحبس angle valve. خرطوم الحريق يكون عادة اما من المطاط او من الكتان.
شبكة الأنابيب (Pipes):
أنابيب الحريق هي أنابيب مصممة لنقل وتوزيع الماء أو وسائل إطفاء أخرى في حالات الطوارئ مثل الحرائق. تستخدم هذه الأنابيب كجزء من نظم إطفاء الحرائق في المباني والمرافق لضمان توفير مصدر فعال للمياه لمكافحة الحرائق. يتم تصنيع أنابيب الحريق غالبًا من مواد قوية ومتينة مثل الصلب أو النحاس أو البوليفينيل كلوريد الفينيل (PVC) أو الحديد الزهر.
عسكري الحريق (Fire Hydrant):
وي تعرف على أنها وصلة مغلقة بمحبس على مصدر للمياه لها مخرج أو أكثر وتستخدم في توفير المياه لخراطيم وعربات ضخ المياه الخاصة بالحماية المدنية في المنشآت الخاصة، وتستخدم تلك الحنفيات للأهداف التالية:
توصيل واستخدام الخراطيم في عمليات مكافحة الحريق.
إمداد الطلمبات المتحركة بالمياه التي تقوم برفع ضغطها إلى الحد اللازم لأعمال مكافحة الحريق.
ولتحديد الهدف من استخدام حنفيات الحريق الخاصة الأثر في تحديد معدلات التدفق والضغط اللازم توفرها من تلك الحنفيات، وتنقسم تلك الحنفيات إلى نوعين رئيسيين هم:
1-الحنفيات الجافة
عادةً ما توجد في المناطق الريفية أو الزراعية نظرًا لحاجتها إلى الاتصال المباشر بمصدر المياه. وهذا يعني أنه نظرًا لعدم غمرها في الماء، فإنها ستنتج معدل تدفق أقل. وتتمثل ميزة هذا النوع من عسكري الحريق في أنه عند استخدامه في بيئة صناعية حيث قد تكون هناك ملوثات، فإنه يحافظ على عدم تلويث إمدادات المياه العامة. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن هذه الصنابير غير متصلة بإمدادات المياه العامة، فلا يمكن حدوث أي تدفق عكسي على الإطلاق مما يساعد في الحفاظ على ضغط أفضل للمياه ويمنع حدوث مشكلات غير متوقعة بسبب نقص الصيانة في العديد من الأنظمة العامة.
2-الحنفيات الرطبة
حنفيات الحريق الرطبة هي النوع الأكثر شيوعًا من الحنفيات الموجودة في المناطق السكنية والحضرية. إنها تتميز بغرفة مملوءة بالمياه من الإمداد العام بدلاً من توصيلها مباشرة بالمصدر مثل عسكري الحريق الجاف، وهذا يسمح بالتدفق الفوري للمياه عند فتح الصنبور، مما يجعله أكثر كفاءة لمكافحة الحرائق في تلك المناطق المحددة.