أنظمة الاطفاء الذاتى Fire Suppression Systems
تتحكم أنظمة الإطفاء الذاتى في الحرائق باستخدام المواد الكيميائية الجافة وثاني أكسيد الكربون والغازات النظيفة مثل Novec 1230و FM200 وغازات اخرى حيث يتم تصميم كل من هذه الأنظمة واعتمادها خصيصًا للاستخدام في خطر حريق معين.
تقوم البرمجة الخاصة بلوحة الكونترول الخاصة بالنظام release control panel فإنه يتحكم في إطلاق الأجهزة (as solenoids, actuators, etc.) والمتصلة بمجموعة من الأسطوانات التي تحتوي على الغاز وذلك عند تنشيط أجهزة الإنذار من خلال جهاز الأستشعار الدخان الالكترونية smoke detectors حيث تقوم بتنشيط أجهزة التحكم وتحرير أنطلاق الغاز من الأسطوانة وتفريغ غاز الإطفاء.
تعريف غازات الأطفاء النظيفة Clean Agent
هى غازات اطفاء حريق متطايرة أو غازية غير موصلة للكهرباء ولا تترك بقايا عند التبخر ولا تؤثر بالضرر على المواد او المعدات التى تقوم بحمايتها في حالة حدوث الحريق .
الإطفاء بالغازات النظيفة NOVEC 1230 و FM-200
غاز 1230NOVEC لإطفاء الحريق
تم تصميم نظام إطفاء الحرائق بغاز Novec 1230 كبديل لمركبات الكربون الهيدروفلورية وبديل للهالون. يتم تخزينه كسائل ولكن يتم تصريفه كغاز غير سام على عكس أنظمة إخماد الحرائق الأخرى التي تحل محل الأكسجين مثل (الأطفاء باستخدام غاز ثانى اكسيد الكربون ) أو نظمام رشاشات المياة والذي قد تودى المياة بطبيعتها لاتلاف المستندات او المعدات ذات الأهمية بالغرفة وذلك حيث ان غاز Novec 1230 عبارة عن غاز بدون ماء ويقطع النار عن طريق امتصاص الحرارة وهو غير موصل للكهرباء ولا يترك أي بقايا و آمن للاستخدام البشري.
غاز NOVEC 1230 يشار إليه بـ FK-5-1-12 في كود NFPA 2001 وهو عبارة عن كيتون مفلور (أو فلورو كيتون) بتركيبة كيميائية لـ CF3 CF2 C (O) CF (CF3) 2. (إنه سائل صاف ، عديم اللون ، ذو رائحة منخفضة ، ذو ضغط فائق بالنيتروجين ويتم تخزينه في أسطوانات عالية الضغط)
غاز FM200 لإطفاء الحريق
غاز FM-200 عبارة عن عامل نظيف لإطفاء الحرائق يهدف إلى العمل كبديل للهالون هو مركب هيدروفلوروكربون معروف أيضًا باسم HFC-227ea يتم تصريفه كغاز عديم اللون وعديم الماء وغير سام. تتكون أنظمة إخماد الحرائق FM-200 من الكربون والفلور والهيدروجين والتي تعمل معًا أيضًا لقطع التفاعل الكيميائي المتسلسل للحريق وإزالة الحرارة التي توقف الحريق بعد ذلك قبل أن تتاح لها فرصة الانتشار. نظام العامل النظيف FM-200 هو أيضًا غير موصل كهربائيًا آمن للاستخدام البشري.
تصنيف الحريق للمواد وقابليتها للاشتعال Fire Classification
Class A Fire. حريق في المواد العادية القابلة للاحتراق ، مثل الخشب والقماش والورق والمطاط والعديد من البلاستيك.
Class B Fire. حريق في السوائل القابلة للاشتعال والسوائل القابلة للاشتعال والشحوم البترولية والقطران والزيوت والدهانات الزيتية والمذيبات والورنيش والكحول والغازات القابلة للاشتعال.
Class C. حريق يشتمل على معدات كهربائية نشطة.
أستخدامات وتطبيق نظام الاطفاء بغاز Novec 1230 , FM 200:
كلا النظامين فعالان في إخماد حرائق الأنواع A و B و C. في أي مكان توجد به مخاطر حريق A و B و C يعد مثاليًا لأي من هذه المركبات.
يستخدم كلا النظامين بشكل عام في نفس الأنواع من المجالات والصناعات مثل حيث يتم تطبيق نظام الأطفاء بالغازات النظيفة في الغرف والمناطق ذات طبيعة خاصة تطلب الحفاظ على الأجهزة او الوثائق الموجودة بالمكان دون خسائر ولذلك فيوجد الكثير من التطبيقات والتى نذكر منها على سبيل المثال :
مراكز البيانات وغرف تكنولوجيا المعلومات ومرافق الاتصالات وغرفة الكمبيوتر وغرف التحكم والمتاحف وتخزين الأرشيف التاريخي والمرافق الصيدلانية والطبية والمختبرات والمكتبات ومرافق الرعاية الصحية والتطبيقات العسكرية ، والتطبيقات البحرية.
المراجع والأكواد المتعلقة بالنظام ومكوناتة
طريقة تفعيل النظام وتشغيله لإطفاء الحريق
أولا : الطريقة الأوتوماتيكية :-
طريقة عمل النظام عند حدوث الحريق يعمل كاشف الدخان على ارسال اشارة إلى لوحة التحكم و التى تقوم بدورها على تشغيل اجهزة التنبية )السارينة – الفلاشر ( بعدها يعمل كاشف اخر على ارسال اشارة إلى لوحة التحكم تاكيدا على وجود الحريق بعدها بعدة ثوانى تقوم لوحة التحكم بإرسال إشارة إلى المشغل الكهربى Electric actuator لتفعيله حيث يعمل على تشغيل Cylinder Valve و السماح للغاز للخروج ليتدفق عبر مواسير إلى مكان الحريق من خلال ال nozzles
فى بعض الأنظمة يكون موجود إسطوانة نيتروجين صغيرة Pilot Cylinder يتم فتحها عن طريق إشارة كهربائية من النظام ليقوم الضغط الخارج منها بفتح الإسطوانة الرئيسي.
ثانيا : الطريقة اليدوية :-
من خلال تشغيل مفتاح كهربي Pull Station يعطي لنظام التحكم إشارة لإكتشاف احد العاملين لحريق وبالتالي يعمل علي إصدار أمر لتشغيل الصمام الكهربي Solenoid Valve .
كما توجد طريقة يدوية أخري وهي طريقة ميكانيكية توجد علي اسطوانة النيتروجين وتعمل علي فتح الإسطوانة دون الحاجة لتشغيل الصمام الكهربي Solenoid Valve
ملاحظة : يجب ان لاتزيد المده منذ بداية انطلاق غاز الاسطوانات وحتى تواجد الغاز بكميتة التصميمية بالمكان المراد حمايته عن 10 ثوانى & وان يظل الغاز متواجد داخل الحيز (الغرفة) لمدة 10 دقائق بعد أنطلاق الغاز من الأسطوانات و لذلك فيجب التأكد من أغلاق كامل فتحات الغرفة وغلق أنظمة سحب الدخان والتكييف ( MFSD-CLOSED ) لحظة أنطلاق الغاز
مكونات النظام System component
الأسطوانات ومجموعة المحابس CLEAN-AGENT CONTAINERS
الأسطوانات يجب ان تتوافق مع أختبارات UL listed ومعتمدة من FM ومناسبة للغاز النظيف السائل لتوفير تفريغ سريع وفعال في 10 ثوانٍ أو أقل.
تكون الأسطوانات مناسبة لإعادة التعبئة و أن تكون مزودة بمجموعة صمام تفريغ ، وصمام أمان ، وتخفيف الضغط الزائد ، ومنفذ تعبئة ، ومقياس ضغط ، ومفتاح إشرافي للضغط المنخفض ، ومؤشر لمستوى السائل ، سعة تخزين الغاز النظيف.
تكون الإسطوانة مزودة بالتالى
Name Plate لوحة معدنية على جسم الإسطوانة يوضح عليها نوع مادة الإطفاء وزن الغاز داخل الإسطوانة والوزن الكلى للإسطوانة إسم الشركة المصنعة – تاريخ التصنيع
Cylinder brackets ركائز لزوم تثبيت الإسطوانة جيدا
Burst DiscSafety Relief - مفتاح أمان يعمل على تصريف الضغط الزائد من الإسطوانة عند زيادة ضغط الغاز بداخلها في حالات إرتفاع درجة الحرارة تجنبا لحدوث إتفجار للأسطوانة
Liquid Level Indicator
مبين منسوب السائل فى الإسطوانة يستخدم فى الكشف الدورى على محتوى الإسطوانة حيث يكون منسوب السائل مؤشرا لكمية السائل داحل الإسطوانة
Pressure Gauge تزود كل إسطوانة بعداد لبيات ضغط الغاز داخل الإسطوانة كما تزود بمفتاح لمراقبة ضغط الإسطوانة
Electric Actuator مشغل كهربى هو عبارة عن Solenoid Valve يأخذ إشارة من لوحة التحكم للسماح للغاز بالمرور وقت حدوث الحريق حيث يستخدم كوسيله اساسيه للتفعيل الاوتوماتيكى للنظام ومزود بجزء للتفعيل اليدوى.
Manual Control Head رأس التفعيل اليدوى يستخدم كوسيله يدويه للتفعيل.
Flexible Discharge Hose خرطوم تصريف الحريق تكون الإسطوانة مزودة بخرطوم تصريف للغاز من المطاط و ذلك حالة وجود أكثر من إسطوانة بالنظام
Distribution Piping شبكة مواسير يجب أن تكون المواسير من مواد غير قابلة للإحتراق و غير قابلة للصدأ و تتحمل ضغط الغاز
Discharge Nozzles تعمل عى توزيع الغاز الخارج منها بالغرفة المطلوب حمايتها وتصنع من مواد مقاومة للصدأ و تتحمل درجات الحرارة العالية لمقومة الحريق
Pressure operated control head رأس التفعيل التى تعمل بالضغط يستخدم كوسيله تفعيل تعمل بضغط اسطوانه النيتروجين Pilot وتعتمد فكره العمل على وجود مكبس يقوم بتجميع الضغط القادم من اسطوانه النيتروجين إلى قوه دفع تقوم بتحريك رأس التفعيل إلى وضع التشغيل اللذى يتم على إثره تفريغ الأسطوانه.
Pressure operated switch يستخدم كوسيله لإرسال معلومه Feedback عن بدء عمليه الإطفاء إلى نظام مكافحه الحريق علما بأن عملية الإطفاء من الممكن أن تبدأ بطريقه يدوية أو أوتوماتيكية.
Discharge Head رأس الأسطوانة
يوجد على كل اسطوانه والتى تمكنك من تركيب المشغل اليدوى أو الكهربى أو المشغل الذى يعمل بالضغط ومزود بغطاء لحمايه الأسطوانه أثناء عمليات النقل والتركيب.
حساسات النظام Detectors System
(Smoke –Heat –Flame) حساسات الحريق والدخان واللهب والتى تعمل على إعطاء إشارة إلى لوحة التحكم وقت حدوث الحريق ويختلف عددهم وأختيارتهم حسب طبيعة وظروف المكان المراد حمايتة.
في غالب الاستخدمات بالمبانى وتطبيقات غرف الأتصلات او الكهرباء الصغيرة يتم تركيب 2 حساس دخان ويقوم الحساس الاول في حالة أستشعار الدخان ببداء الأنذار الأول وفي حالة أستشعار الحساس الثانى الدخان يتم الأنذار الثانى بتأكيد حدوث الحريق وبداء تفعيل النظام للعمل بعد فترة التعطيل المؤقت لاخلاء المكان قبل أنطلاق الغاز .
فكرة التأكيد على حدوث الحريق بأستخدام الحساس الثانى هى حتى لا يعمل النظام في حالة الانذار الخاطئ والذي قد ينتج من تعطل الحساس او أستشعار احد الحساسات للدخان من مصدر غير الحريق وبالتالى عدم تشغيل النظام دون داعى .
لوحة التشغيل و التحكم Fire Suppression panel
تتصل بها مكونات التظام مثل الكواشف و الجرس و السرينة و الفلاشر ,تعمل على السماح للغاز بالخروج عن طريق إعطاء إشارة إلى مفتاح التشغيل الكهربى وذلك عند حدوث الحريق
ويمكن تركيبها داخل الحائط (جزئي) SEMI-FLUSH MOUNTING او تثبيت مباشر على الجدار SURFACE MOUNTING
SEMI-FLUSH MOUNTING يجب أن تبرز 1.5 بوصة من الحائط للسماح بفتح باب اللوحة.
متطلبات تركيب اللوحة
تثبيت اللوحة على الحائط حسب الارتفاعات المطلوبة من منسوب التشطيب
موقع تركيب اللوحة يكون جيد التهوية ونظيف وخالي من الغبار.
عدم تعرض اللوحة لمصادر الحرارة بما في ذلك أشعة الشمس المباشرة.
يراعى ان يكون مكان التركيب بعيدًا عن مصادر الاهتزازات أو تعرض اللوحات للضرر.
التركيب بعيدًا عن مصادر تداخل الترددات اللاسلكية (RFI) ، مثل محطة قاعدة جهاز الإرسال والاستقبال اللاسلكي.
معزولة عن مصادر المعدات زات الأهتزازات القوية مثل مكيفات الهواء والمراوح الكبيرة
مفتاح التفعيل (تشغيل النظام ) اليدوي Manual Pull Station
هو مفتاح يدوى يمكن من خلاله تشغيل النظام بطريقة يدوية حالة مشاهدة الحريق و عدم تفعيل النظام اوتوماتيك
قبل ان تتم عملية التفريغ للغاز يجب حدوث تحذير مسبق وتشغيل أجهزة إنذار الحريق (المسموعة والمرئية ) للتحذير قبل أنطلاق الغاز ويتم تحدد وبرمجة إعدادت المؤقت الخاص بمدة إشارة ما قبل التفريغ وأنطلاق الغاز.
عند تنشيط مفتاح التشغيل اليدوي ، سيقوم النظام بتنشيط دوائر التحرير عند انتهاء مده الأنتظار والهدف من فترة الأنتظار قبل أنطلاق الغاز هو التحذير لأخلاء المكان قبل بداء عملية مكافحة الحريق
في حالة ان المدة الزمنية لتشغيل النظام أتوماتيكى عن طريق الحساسات ونظام الكونترول سوف يستغرق وقت اكبر من المدة المطلوبة لتشغيل النظام عن طريق مفتاح التشغيل اليدوى manual release (فترة تاخير أطلاق الغاز) فسيتم تفعيل وأطلاق الغاز بعد أنتهاء مدة التاخير للانذار لمفتاح التشغيل اليدوى .
Abort Switch
يستخدم لايقاف مؤقت لأنطلاق الغاز في حالة الأنذار الخاطئ او السيطرة على الحريق وذلك بأستمرار الضغط علية حتى يتم عمل rest للوحة
في خلال المده من أنطلاق الأنذار الثانى وقبل أنطلاق الغاز من الأسطوانة يتم تفعيل أمكانية أستخدام معطل الأطلاق Abort Switch في حالة عدم وجود حريق.
لا يوجد وقت محدد لتعطيل تحرير الغاز طالما ان المستخدم مستمر بالضغط على المفتاح ولكن في حالة في حالة ازالة الضغط على مفتاح تعطيل الأطلاق Abort Switch وتحرير الغاز قبل عمل rest للوحة الكونترول سيتم أطلاق الغاز بعد 10 ثوانى.
الهدف من مدة 10 ثوانى لتشغيل النظام بعد تحرير الضغط على مفتاح Abort Switch ان يسمح بمغادرة الغرفة قبل أنطلاق الغاز
في حالة الضغط على المفتاح بعد أنطلاق الغاز وتفريغ الأسطوانات لن يتم توقف النظام
تسلسل تشغيل النظام System operating sequence
- تشغيل الحساس الأول: إعطاء إشارة مرئية على لوحة التنبيه ، وتنشيط الإنذار ، وأعطاء أشارة للوحة تحكم الحريق الرئيسية للمبنى لإغلاق أنظمة تكييف الهواء والتهوية التي تخدم المنطقة المحمية ، وتحرير الأبواب المغلقة في المنطقة المحمية وإرسال إشارة إلى نظام إنذار الحريق.
- تشغيل الحساس والأنذار الثاني: إعطاء إشارة مرئية على لوحة التنبيه ، وتنشيط الإنذار المسموع ، وبدء عمل مؤقت التأخير الزمني لتفريغ الأسطوانات من غاز الإطفاء لمدة 30 ثانية او 60 ثانية حسب ما تم برمجتة بلوحة الكونترول ، وبعد أنتهاء وقت التأخير يبدا الغاز بالتحرر من الأسطوانات والأنطلاق لأطفاء الحريق.
ملاحظة : يتم في حالة الأنذار الثانى أغلاق اى نظام لسحب الدخان من الغرفة واغلاق جميع الدنابر حتى يتمكن الأغاز بعد الأطلاق بالتواجد داخل الغرفة لمده لاتقل عن 10 دقائق .
- سوف يؤدي تفريغ غاز الإطفاء إلى تشغيل إنذارات مسموعة ومرئية .
- ستعمل Manual Pull Station العاملة على تفريغ الغاز النظيف عند تنشيطها بتشغيل أنظمة الأنذار و تحرير الغاز بعد فترة تعطل لتشغيل الأنذار السماح بأخلاء المكان قبل أنطلاق الغاز
- ستؤدي مفاتيح Abort Switch إلى تأخير تحرير الغاز أثناء التنشيط والضغط علية بعد الأنذار الثانى ، ويجب عمل rest للوحة الكونترول لمنع أنطلاق وتحرير الغاز حيث سيؤدي تحرير المفتاح وازالة الضغط علية إلى تحرير الغاز والأنطلاق بعد 10 ثوانى .
- يجب تثبيت المواسير والكيعان وجميع توصيلات شبكة المواسير و الرشاشات NOZEL جيدا Rigid Support لتتحمل الضغط التشغيلى للنظام.
- مده تفريغ غاز الأسطوانات : يجب تصميم الغاز للتحرير وتفريغ الأسطوانات في غضون 10 ثوانٍ أو أقل.
- يجب أن يشتمل النظام على طاقة احتياطية طارئة emergency power supply والتى توفر الطاقة البديلة فى حالة أنقطاع التيار الكهربائي العادى من خلال مولدات أو وجود بطاريات طاقة للشحن داخل اللوحات .
- في حالة وجود معدات تعمل بالطاقة الكهربائية داخل الغرفة وطبيعة هذة المعدات قد تودى الى حودث شراراة او ذيادة الأشتعال والحريق فيجب أن يؤدي تفريغ الغاز ا إلى إلغاء وفصل الطاقة عن الأجهزة داخل الغرفة مع التنبية على ان لوحات الكونترول للنظام يتم ربطها بمصدر طاقة بديل في حالة أنقطاع التيار الأساسي .
تأخير او تعطيل فترات الأطلاق وتحرير الغاز من الأسطوانة
الهدف من إنذارات ما قبل التفريغ و أوقات التأخير هو منع تعرض الإنسان للغاز والسماح باخلاء المكان قبل بداء مكافحة الحريق.
• الموقت اليدوي لتأخير التحرير. Manual Release Delay Timer
تحدد مدة التأخير بين تنشيط المفتاح وبداء أنطلاق الغاز من الأسطوانة حتى يتمكن الموجودين بالمكان للاخلاء قبل أنطلاق الغاز.
• الموقت التلقائي بالنظام لتأخير تحرير وأنطلاق الغاز Automatic Release Delay Timer.
هى المدة الزمنية من بداية تأكيد الأنذار (وعمل الأنذار الثانى) وحتى أنطلاق الغاز من الأسطوانات وعند انتهاء المؤقت ، يتم تنشيط الأجهزة الخاصة بفتح وتحرير الغاز من داخل الأسطوانة (على افتراض أن مفتاح التعطيل abort switchغير نشط).
• مؤقت تأخير وقت أطلاق الغاز "Abort Release Time Delay"
عندما يتم ازالة الضغط وتحرير مفتاح التعطيل abort switch ولم يتم عمل rest للوحة البرمجة سيتم أنطلاق الغاز بعد 10 ثوانى حتى يتمكن المتواجدون بالغرفة من الخروج قبل تفريغ الغاز بالغرفة
متطلبات الغرفة
المرجع من كود NFPA-2001, Edition 2022
Discharge Time condition (3.3.13) & Room Requirement for wall and under raised floor closing (D.2.9.2 Leakage Alteration ) & Electrical detection, signalling, control, and actuation shall have at least two sources of power (13.5.2 automatic Detection) & Period of flamen extinguishing within the hazard (7.4*Duration of Protection ) & Nozzle selection and maximum permitted time to exchanger a fire with halocarbon for 10 second (8.4 Nozzles, 8.4.1.1*) & Extinguishing Agent Maximum fill density and minimum container design level working pressure, total gauge pressure level (Table A.5.1.4.1 Storage Container Characteristics) & Piping Design and requirement (A.5.2.1.1) & Piping System fittings design requirement (Table A.5.2.2.2(a)) & Manual Pull Station requirement and Installation High from finish floor level (10.6.12 ) & Manual control for activation installation level above floor, not more than 1.2m - (9.3.9) & Room Door installation requirement (D.2.9.2.1.5) & Room air Leakage method by door fan measurement (D.2.7) discharge time for halocarbon agents shall not exceed 10 second (7.5.1* Initial Discharge Time) & Fire Classification (3.3.4) & Clean Agent Definition (3.3.7*) Containers brackets and installation requirement (13.4.5) & Clean agent Minimum Design Concentration (Table A.7.2.2.3(b)) & Clean agent requirement for minimum design quantity (8.3) & Storage cylinder located within protected space exception (13.4.2.1), requirement for agent containers located outside protected space (13.4.2.2) & Abort switch installation high from finished floor (10.6.14.6) & Abort switch delay timer (A.3.3.1) & Room Windows installation requirement (D.2.9.2.1.6) & Pre discharge alarms and time delay’s objective (A.4.3.2.3) & Time Delays (9.7) & Leakage Control (D.2.9.1)