چگونه یک هنگار مقاوم در برابر آتش طراحی کنیم؟

ارزیابی خطرات آتش‌سوزی خاص هنگار و الزامات نظارتی

شناسایی منابع اشتعال: سوخت‌های هواپیمایی، روغن‌های هیدرولیک و سیستم‌های الکتریکی

طراحی سالن‌های هواپیمایی که در برابر آتش مقاومت داشته باشند، از آشنایی با نحوه خاص اشتعال مواد مختلف آغاز می‌شود. سوخت‌های هوایی مانند جت A و JP-8، همراه با مایعات هیدرولیک و تمام اجزای الکتریکی موجود در محیط، ریسک‌های جدی به همراه دارند. هنگامی که این مواد نشت یا تبخیر شوند، حوضچه‌ها یا ابرهای خطرناکی تشکیل می‌دهند که ممکن است تنها با یک اتصال کوتاه در ابزارهای تعمیر و نگهداری، تماس با قطعات داغ فلزی، یا حتی تجمع بار الکتریسته ساکن روشن شوند. بخارات سوخت تمایل دارند در هنگام پربودن هواپیما در نزدیکی فاضلاب‌های کف جمع شوند؛ به همین دلیل نصب سیستم‌های تشخیص بخار منطقی به نظر می‌رسد. به این فکر کنید: تنها یک لیتر سوخت جت که روی زمین ریخته شود، می‌تواند در عرض چند لحظه آتش‌سوزی را در مساحتی دو برابر بیشتر از اندازه اکثر گاراژها گسترش دهد. به همین دلیل طراحان سالن‌ها اقداماتی مانند استفاده از کف‌های هدایت‌کننده برای جلوگیری از تجمع بار الکتریسته ساکن، نصب سینی‌های قطره‌گیر زیر موتورهای هواپیما در محل نشت‌ها، و تعیین رده‌های خاص تجهیزات الکتریکی در مناطقی که سوخت‌رسانی انجام می‌شود را در نظر می‌گیرند. همچنین نباید فرآیندهای جوشکاری و بازرسی‌های منظم برای شناسایی نشتی را فراموش کرد. این اقدامات ایمنی گزینه‌های اختیاری نیستند، بلکه ضروری هستند اگر بخواهیم ایمنی افراد را تضمین کنیم.

طبقه‌بندی‌های NFPA 409 و نحوه تأثیر اندازه گاراژ، نوع هواپیما و اشغال آن بر مقررات مقاومت در برابر آتش

استاندارد NFPA 409 سیستمی را برای گاروهای هواپیما ایجاد می‌کند که در آن الزامات ایمنی با سطح خطر موجود متناسب است. گاروها بسته به اندازه، ابعاد هواپیماهای داخل آن و نوع عملیاتی که در آنجا انجام می‌شود، به چهار گروه تقسیم می‌شوند. بزرگترین گاروها، یعنی آنهایی که بیش از ۴۰٬۰۰۰ فوت مربع مساحت دارند یا هواپیماهایی با ارتفاع بیش از ۲۸ فوت در آنها قرار دارند، نیاز به دیوارها و سقف‌های مقاوم در برابر آتش در مدت دو ساعت دارند و همچنین باید از سیستم‌های اتوماتیک کف برای خاموش کردن سریع شعله‌ها بهره ببرند. گاروهای کوچکتر، با مساحت زیر ۱۲٬۰۰۰ فوت مربع، ممکن است تنها به محافظت یک ساعته در برابر آتش و تجهیزات اطفای حریق دستی مجهز باشند. نوع فعالیت درون گارو نیز مهم است. گاروهایی که در آن مکانیک‌ها روی هواپیماهای حاوی سوخت زیاد کار می‌کنند، نیاز به سیستم‌های زهکشی ویژه برای مایعات ریخته شده، موانع بخار برای مهار بخارات و سیستم‌های تهویه بهتر دارند. گاروهای انبارداری که فاقد عملیات تعمیر و نگهداری فعال هستند، به طور کلی الزامات کمتری دارند. این رویکرد مرحله‌به‌مرحله تضمین می‌کند که ساختمان‌ها بر اساس عوامل واقعی دنیای واقعی — مانند مقدار سوخت ذخیره‌شده، تعداد افرادی که نیاز به تخلیه دارند و نوع خطرات موجود در عملیات عادی — دارای حفاظت مناسب در برابر آتش باشند.

انتخاب و مشخص کردن سیستم‌های سازه‌ای گاراژ مقاوم در برابر آتش‌سوزی

قاب‌بندی فولادی با پوشش‌های متورم‌شونده: عملکرد در معرض قرارگیری تحت استاندارد ASTM E119

فولاد همچنان ماده‌ی اصلی برای ساخت هنگارها محسوب می‌شود، زیرا استحکام بالایی دارد و در عین حال خیلی سنگین نیست. هنگامی که با مواد متورم‌شونده‌ی خاصی پوشانده شود، فولاد مقاومت بسیار بیشتری در برابر آتش به دست می‌آورد. این پوشش‌ها در دمای حدود ۵۰۰ درجه فارنهایت تا ۵۰ برابر اندازه‌ی عادی خود منبسط می‌شوند. سپس چیز جالبی اتفاق می‌افتد: لایه‌ای از کربن محافظ تشکیل می‌شود که مانند عایقی در برابر گرما عمل می‌کند. آزمایش‌های انجام‌شده تحت استانداردهایی مانند ASTM E119 نشان می‌دهد که سیستم‌های نصب‌شده به‌درستی قادرند تا حدود دو تا سه ساعت در برابر دماهای بسیار بالا (بالای ۱۷۰۰ درجه فارنهایت) مقاومت کنند. این امر به مهندسان زمان بیشتری می‌دهد تا قبل از اینکه فولاد به دمای حدود ۱۱۰۰ درجه فارنهایت برسد و کاملاً از کار بیفتد، اقدامات لازم را انجام دهند. فرمول‌های جدیدتر این پوشش‌ها در حین انبساط بهتر چسبیده و در برابر مشکلاتی مانند بخارات سوخت و رطوبت بدون از بین رفتن، مقاومت می‌کنند. آزمایش‌های مستقل، عملکرد این پوشش‌ها را روی انواع اتصالات ساختمانی و اشکال پیچیده‌ای که برای سازه‌های بزرگ هنگار لازم است، تأیید می‌کنند.

مقایسهٔ پنل‌های فلزی عایق‌دار مقاوم در برابر آتش (IMPs) و بتن پیش‌ساخته برای دیوارها و سقف‌ها

انتخاب سیستم‌های دیوار و سقف نیازمند تعادل بین عملکرد در برابر آتش، امکانات اجرایی و مقاومت بلندمدت است:

پنل‌های عایق‌دار شده (IMPs) نصب سریعی دارند، انرژی را صرفه‌جویی می‌کنند و با اشکال پیچیده سقف به خوبی کار می‌کنند که آن‌ها را برای پروژه‌های نصب سریع و مکان‌هایی که نیاز به کنترل دما دارند، بسیار مناسب می‌سازد. از نظر مواد با دوام، بتن پیش‌ساخته به دلیل استحکام بالا و ویژگی‌های مقاومت در برابر آتش‌سوزی ذاتی‌اش برجسته است. این موضوع زمانی اهمیت زیادی پیدا می‌کند که در مجاورت یا محل فرآوری حجم زیادی سوخت وجود داشته باشد. هر دو گزینه مشروط بر رعایت دستورالعمل‌های سازنده و اخذ تأییدیه‌های مستقل معتبر، الزامات استاندارد NFPA 409 را برآورده می‌کنند. با این حال، تصمیم‌گیرندگان در مورد این سیستم‌ها باید تصویر کلی‌تری را نیز در نظر بگیرند. هزینه‌های اولیه در مقابل نگرانی‌های ایمنی جاری و همچنین میزان توقف قابل تحمل در طول تعمیر و نگهداری، همگی در این تعیین نقش دارند که در طول زمان آیا یک انتخاب مادی بهتر از دیگری خواهد بود یا نه.

طراحی سیستم یکپارچه خاموش‌کننده و تشخیص آتش‌سوزی برای سالن‌های بزرگ با دهانه طولانی

سیستم‌های دلوج با نازل‌های ESFR: پوشش، زمان پاسخگویی و ملاحظات فضای خالی در سالن‌ها

سالن‌های با دهانه بزرگ چالش‌های منحصربه‌فردی ایجاد می‌کنند، زیرا سقف آن‌ها می‌تواند بیش از 40 فوت ارتفاع داشته باشد و درنتیجه سیستم‌های آب‌پاش معمولی بی‌اثر می‌مانند. در همینجا است که سیستم‌های دلوج مجهز به نازل‌های خاموش‌کننده زودهنگام و پاسخ سریع (ESFR) وارد عمل می‌شوند و قابلیت خاموش‌کردن قابل اعتمادی را در مواقع حیاتی فراهم می‌آورند. این نازل‌های تخصصی برای مقابله با شرایط دشواری مانند آتش‌سوزی ناشی از سوخت‌های هواپیمایی طراحی شده‌اند. این نازل‌ها بین 100 تا 250 گالن در دقیقه آب تخلیه می‌کنند و به دلیل داشتن شاخص پاسخگویی پایین (50 یا کمتر)، واکنش بسیار سریعی دارند. این بدین معناست که زمان انتظار برای شروع عملکرد آب کاهش می‌یابد و شعله‌ها قبل از گسترش در سراسر تأسیسات، سریع‌تر کنترل می‌شوند.

ملاحظات کلیدی در طراحی شامل:

• پوشش : هر نازل 100 تا 130 فوت مربع را پوشش می‌دهد و در نتیجه پیچیدگی سیستم و بار ساختاری کاهش می‌یابد؛
• زمان فعال‌سازی : طبق استاندارد NFPA 409 (2022)، سیستم‌ها باید حداکثر 15 ثانیه پس از تشخیص آتش، فعال شوند تا از گسترش سریع شعله جلوگیری کنند؛
• فاصله : فاصله بین نازل‌ها و سقف را باید در محدوده 18 تا 24 اینچ حفظ کرد تا توزیع پاشش بدون مانع باقی بماند—این موضوع از طریق آزمایش‌های سازنده تأیید شده است.

هنگام انجام محاسبات هیدرولیکی، باید اتلاف ناشی از ارتفاع را به‌ویژه در سازه‌های بلند در نظر بگیریم تا فشار کافی به نازل‌های سطح زمین برسد. استفاده از دتکتورهای دود حجمی به خوبی به هماهنگی پاسخ سیستم کمک می‌کند و واکنش را زودتر از روش‌های سنتی آغاز می‌کند. این امر اهمیت دارد، چرا که پس از رسیدن دما به حدود 500 درجه فارنهایت، فولاد شروع به خم شدن و از دست دادن استحکام ساختاری می‌کند. متخصصان حفاظت از حریق بر اساس دستورالعمل‌های صنعتی سال 2022، به‌طور مداوم آزمایش‌های اعتبارسنجی را با استفاده از ریزش سوخت JP-8 به عنوان سناریوی استاندارد آزمایش انجام می‌دهند. شبیه‌سازی‌های واقعی نشان می‌دهند که در صورت رعایت صحیح تمامی تنظیمات، این سیستم‌ها می‌توانند در حدود 98 درصد مواقع آتش‌سوزی را متوقف کنند.

تضمین تاب‌آوری عملیاتی: خروج اضطراری، تهویه و بازیابی پس از آتش‌سوزی در طراحی هنگار

ایمنی افراد و تداوم عملیات به‌شدت به خروج مناسب، تهویه مطبوع و برنامه‌های بازیابی قوی وابسته است. هنگامی که تعداد زیادی خروج وجود داشته باشد که مسدود نشده و به‌وضوح بر اساس استانداردهای NFPA 101 برچسب‌گذاری شده باشند، افراد حتی در شرایط اضطراری با دید کم نیز می‌توانند به‌سرعت خارج شوند. سیستم‌های تهویه باید به‌خوبی عمل کنند تا بخارات خطرناک ناشی از سوخت جت و موادی که در آتش سوزی می‌سوزند را دور کنند. در غیر این صورت دود لایه‌لایه جمع شده و مسیرهای فرار را مسدود کرده و به تجهیزات حساس نیز آسیب می‌زند. برای مقابله با آب ناشی از سیستم‌های مهار آتش، نیاز به سیستم‌های زهکشی داریم که آب آلوده به هیدروکربن را جداگانه جمع‌آوری کنند. این امر به رعایت مقررات محیط زیست کمک می‌کند و امکان بازگشت به وضعیت عادی را زودتر فراهم می‌سازد. انتخاب مواد نیز بسیار مهم است. مواد ساختمانی مقاوم در برابر آتش که پس از قرار گرفتن در معرض حرارت، شکل خود را حفظ می‌کنند، ارزیابی خسارت و آغاز تعمیرات را در آینده بسیار آسان‌تر می‌کنند. همچنین نباید فراموش کرد که چیدمان ساختمان‌ها چگونه است. برنامه‌ریزی مناسب به معنای حفظ عرض جاده‌ها و عدم ایجاد موانع است تا تیم‌های امدادی بتوانند بدون مشکل حرکت کنند، علاوه بر آن تعیین مناطق مشخصی برای مستقر کردن تجهیزات آن‌ها نیز ضروری است. همه این عوامل با هم باعث کاهش زمان پاسخ‌دهی به حوادث شده و در نهایت منجر به صرفه‌جویی در هزینه‌های تعمیر و بازسازی می‌شوند.

سوالات متداول

خطرات اصلی آتش‌سوزی در گاراژهای هواپیما چیست؟

خطرات اصلی آتش‌سوزی در گاراژهای هواپیما شامل سوخت‌های هوایی مانند جت A و JP-8، مایعات هیدرولیک و سیستم‌های الکتریکی است. این مواد زمانی که نشت کنند یا تبخیر شوند می‌توانند شرایط خطرناکی ایجاد کنند.

اندازه گاراژ و نوع هواپیما چگونه بر الزامات مقاومت در برابر آتش تأثیر می‌گذارند؟

بر اساس استاندارد NFPA 409، الزامات مقاومت در برابر آتش به اندازه گاراژ، نوع هواپیما و میزان اشغال آن بستگی دارد. گاراژهای بزرگ‌تر با هواپیماهای بزرگ‌تر به سیستم‌های حفاظت از حریق قوی‌تری نیاز دارند، مانند دیوارهای مقاوم در برابر آتش و سیستم‌های خودکار فوم.

مزایای استفاده از قاب‌بندی فولادی با پوشش‌های متورم‌شونده چیست؟

قاب‌بندی فولادی پوشیده‌شده با مواد متورم‌شونده استحکام بالایی فراهم می‌کند و به‌طور قابل توجهی مقاومت در برابر آتش را افزایش می‌دهد. این پوشش‌ها در مواجهه با دمای بالا منبسط شده و لایه‌ای محافظ تشکیل می‌دهند و عایق‌بندی ضروری در برابر گرما را فراهم می‌کنند.

عواملی که باید هنگام انتخاب سیستم‌های مهار آتش برای گاراژهای با دهانه بزرگ در نظر گرفته شوند چیست؟

برای سالن‌های وسیع، عواملی مانند پوشش نازل، زمان پاسخ‌دهی، زمان فعال‌سازی و فاصله از سقف باید در نظر گرفته شوند. سیستم‌های دلوژ با نازل‌های ESFR به‌ویژه برای این نوع نیازها بسیار مؤثر هستند.