آتش‌سوزی(حریق)

آتش‌سوزی یا حریق یکی از قدیمی‌ترین بلایایی است که می‌تواند در زمانی کوتاه، دارایی و سلامتی افراد را به خطر اندازد .بنا به تعریف ، حریق عبارتست از سوختن شدید مواد سوختنی یا آتشی ناخواسته و از کنترل خارج شده که معمولا" با دود و حرارت و نور زیاد توام است. آتش سوزی عبارت از آتشی است که از یک منبع حرارتی کنترل ناپذیر سرچشمه گرفته، یا منبع حرارتی معین کنترل شده‌ای را ترک کرده و با نیروی حرارتی خود گسترش و توسعه یافته باشد.

خسارات

آتش‌سوزی در صورتی که به موقع مهار نشود، موجب خسارات زیادی می‌گردد. گاه آتش‌سوزی، با سایر حوادث طبیعی مثل زلزله همراه بوده و یا بلافاصله پس از آن‌ها رخ می‌دهد. در بسیاری از موارد، خسارات حریق ثانویه، حتی بیش از خسارات حادثه اولیه بوجود آورنده آن می‌باشد.

انواع آتش‌سوزی

آتش‌سوزی بر اساس نوع سرچشمه و نوع مواد سوختی به چهار (بر اساس استاندارد انگلستانBS) تا پنج گونه (بر اساس استاندارد آمریکاNFPA )  تقسیم می‌گردد.

  • گروه A

شامل حریق مواد خشک مانند چوب، کاغذ، پارچه، و موارد مشابه است.

  • گروه B

شامل حریق مواد مایع مانند نفت، بنزین، الکل، گازوئیل و سایر سوختهای مایع است.

  • گروه C

شامل حریق‌هایی که الکتریسیته به عنوان عامل بوجود آورنده در آنها دخیل بوده و یا تحت اثر الکتریسیته قرار دارد. این حریق خود می‌تواند حریقهایی از انواع دیگر را به وجود آورد.

  • گروه D

شامل حریق مواد گازی مانند بوتان، پروپان و گاز طبیعی است.

  • گروه E

شامل حریق مربوط به فلزات قابل اشتعال همانند منیزیم ، پتاسیم ، سدیم و آلومینیوم است.

  • گروه K

شامل حریق مواد غذایی (بر اساس استاندارد آمریکا) است.

این دسته بندی در استاندارد اروپایی دارای یک تفاوت اساسی است، آن هم جدا کردن مایعات از گازهای اشتعال‌پذیر می‌باشد. به این ترتیب در استاندارد اروپایی کلاس A و B مشابه استاندارد آمریکایی بوده و استاندارد C مربوط به گازهای اشتعال پذیر می‌شود. در این صورت کلاس فلزات آتش گیر E نامگذاری شد. کلاس D نیز یکسان بوده و کلاسk  در استانداردهای اروپایی F نامیده می‌شود.

تمام آتش ها مثل هم نیستند. سوخت‌های مختلف آتش های مختلف ایجاد می‌کنند و نیازمند عوامل حفاظتی متفاوتی هستند. در این مقاله با روش‌های فعال (Active) و غیر فعال (Passive) محافظت در برابر حریق برای انواع آتش آشنا خواهیم شد.

 

انواع آتش سوزی ها بر اساس نوع مواد سوختنی

با توجه به انواع مواد سوختنی ،حریق در اثر شعله ور شدن 2 دسته از مواد به وجود می آید ، این 2 دسته شامل:

1-        مواد سلولزی همانند: چوب ، کاغذ ، پرده ، موکت ، فرش و ... بوده و در نتیجه آتش سوزی این قبیل مواد به آتش سوزی سلولزی معروف می باشد.

2-        مواد هیدروکربنی همانند: نفت ، بنزین ، گاز ها ، میعانات گازی و ... بوده و در نتیجه آتش سوزی این قبیل مواد به آتش سوزی هیدروکربنی معروف می باشد. 

 

آتش سوزی سلولزی :

این نوع از آتش سوزی ها به 3 دوره زمانی تقسیم بندی می شوند که در دوره زمانی اول که دوره رشد حریق نامیده می شود دما پس از گذشت 60 دقیقه به حدود 930 درجه سانتی گراد افزایش می یابد و پس از سپری شدن 120 دقیقه با توسعه حریق دمای آتش به حدود 1000 درجه سانتی گراد خواهد رسید که این مرحله ، مرحله توسعه حریق نامگذاری شده است ، پس از گذشت 120 دقیقه سرعت انتشار حریق و دمای آن با شیب کمی تقریبا ثابت می ماند تا زمانیکه مواد قابل اشتعال از بین بروند و سپس مرحله سوم حریق یعنی مرحله که تمامی ابعاد حریق روبه کاهش است شروع می شود که در این زمان دما با شیب تندی سقوط خواهد کرد.


بر اساس مراحل فوق در دو مرحله امکان فروپاشی سازه ها در اثر حریق بر اثر ایجاد شوک حرارتی وجود دارد و این مراحل عبارتند از دوره رشد حریق و دوره کاهش حریق . (نمودار 1)

نمودار آتش سوزی سلولزیک

 

آتش سوزی هیدروکربنی :

در آتش سوزی های حاصل از اشتعال مواد هیدروکربنی دمای حریق پس از گذشت 5 دقیقه به حدود 1093 درجه سانتیگراد می رسد و تا تمام شدن این دسته از مواد دمای حریق تقریبا ثابت مانده و در حدود 1100 تا 1200 درجه سانتی گراد باقی خواهد ماند. (نمودار 2)

 

نمودار آتش سوزی هیدروکربنی

 

بنابراین با یک مقایسه ساده بین آتش سوزی سلولزی و هیدروکربنی خواهیم دریافت که آتش سوزی های هیدروکربنی بسیار اثر مخربتری در همان دقایق ابتدائی حریق از خود باقی خواهند گذاشت. نمودار مقایسه بین حریق هیدروکربنی و حریق سلولزی که در ذیل نشان داده شده است کاملا گویای این مطلب خواهد بود. (نمودار3)

محور قرمز مربوط به آتش سوزی هیدروکربنی

محور آبی مربوط به آتش سوزی سلولزیک

 

اثرات حریق برروی سازه های فولادی و سازه های بتنی :

المان های فلزی (فولادی) می توانند در برابر حریق تا دمای بحرانی 537 درجه سانتی گراد دوام بیاورند اما بالاتر از این دما فولاد مقاومت خود را از دست داده و تغییر شکل می یابد و در نتیجه باعث کاهش مقاومت کششی ، افزایش طول و خم شدن فولاد می شود بنابراین کافیست حریق سلولزی به مدت کمتر از 1 ساعت ادامه داشته باشد تا یک سازه فلزی تغییر شکل داده و متحمل خسارت و فروپاشی گردد. در سازه های بتنی نیز به دلیل ترکیدن بتن (Spalling)به علت قرار گرفتن بتن در معرض آتش ،تکه های بزرگ و کوچک بتن که از سطح جدا شده اند ضخامت مقطع بتنی کاهش یافته و المان بتنی نمی تواند وزن بارها و فشارها را تحمل نماید . ضمنا تمامی این تکه ها که از سطح جدا گردیده اند خود همانند ترکش عمل کرده و علاوه بر ایجاد خسارت، سبب جلوگیری از انجام عملیات اطفاء حریق توسط نیروهای آتش نشانی نیز می گردند و در کل بتن هدایت حرارتی و وزن مخصوص بسیار بالاتری نسبت به پوشش های ضد حریق دارد و بنابراین استفاده از بتن نمی تواند بعنوان پوشش مناسبی در برابر حریق باشد. ترکیدگی بتن در اثر تبخیر رطوبت بتن ، چگالی بالای بتن ، تراکم بالای بتن ، وجود تنش های فشاری ناشی از بارهای خارجی ، افزایش ناگهانی و بیش از حد دما بوجود می آید لذا بدلیل وجود انواع بارها برروی المان سازه و تحمل فشارهای مختلف ، در صورت کم شدن ضخامت مقطع بتنی و مقاومت مکانیکی سازه در اثر حرارت ناشی از حریق می بایست انتظار فروپاشی و تخریب سازه ها علی الخصوص فولادی را داشته باشیم لذا با توجه به نمودارهای فوق درخواهیم یافت که انتخاب پوشش های مقاوم در برابر حریق برای مقاوم سازی سازه های بتنی و علی الخصوص فولادی و فلزی در برابر حریق بسیار با اهمیت و ضروری می باشد.

نمودار حریق هیدروکربنی در داخل تونل :

در داخل تونل ها بدلیل ایجاد آتش سوزی هیدروکربنی انتظار بالا رفتن دما در حدود 1100 درجه سانتیگراد می رود ، در حالی که بر اساس تست های انجام شده در داخل تونل به این نتیجه رسیده اند که دما در داخل تونل بعد از گذشت 60 دقیقه تا حدود 1350 درجه سانتیگراد بدلیل بسته بودن و محصور بودن محیط تونل ، بالا خواهد رفت و بعد از گذشت 120 دقیقه دما در حدود 1200 درجه سانتیگراد باقی خواهد ماند و در نتیجه مطابق توضیحات ارائه شده در مورد بتن ، بتن سطح تونل در دمای در حدود 700-800 درجه سانتیگراد روبه تخریب و متلاشی شدن می نماید لذا اهمیت پوشش های ضد حریق در داخل تونل ها بسیار بالاست.

 نمودار زیر (نمودار RWS) به خوبی نشان دهنده دمای داخل تونل بر اثر آتش سوزی می باشد.

 

 نمودار RWS حریق داخل تونل

 

با توجه به اهمیت پوشش های ضد حریق می بایست در انتخاب متریال های ضد حریق دقت بسیار زیادی صورت گیرد لذا شایسته است در انتخاب متریال های ضد حریق به نکات زیر توجه نمود :

1-     آیا متریال ضد حریق انتخابی دارای تائیدیه UL می باشد یا خیر ؟

(که می بایست در سایت UL چک نمود)

2-     آیا متریال ضد حریق انتخابی دارای دانسیته (وزن مخصوص) مناسب با نوع آتش سوزی (سلولزیک / هیدروکربنی) می باشد یا خیر ؟

برای آتش سوزی های هیدروکربنی مطابق API 2218 و راهنمای HSE-322-01 شرکت ملی نفت و صنایع پتروشیمی ایران متریال انتخابی می بایست دارای دانسیته بین 700 الی 800  Kg/m3 باشد و کمتر از این دانسیته (600-700  Kg/m3) برای داخل ساختمان ها و محیط های بسته مناسب بوده و کمتر از دانسیته 600  Kg/m3 مناسب برای آتش سوزی های سلولزیک می باشد.

3-     آیا متریال ضد حریق انتخابی جهت صنایع نفت ، گاز و پتروشیمی (آتش سوزی های هیدروکربنی) علاوه بر داشتن UL 1709 که تنها توسط مراکز معدودی در جهان با نظارت ناظرین UL صادر می گردند ، دارای تائیدیه تست های انفجار Blast Over Pressure و Jet Fire ، فشار آب آتشنشانی و همچنین Gasafe (این تست عینا تمامی شرایط حریق از قبیل انفجار ، Jet Fire و فشار آب آتشنشانی را توامان چک می نماید) ، تست های شرایط محیطی (آب ، باد ، خاک ، اسید ، نمک و ... در طی 280 روز) ، تست چسبندگی و ... را دارا می باشند یا خیر ؟

4-     آیا متریال ضد حریق انتخابی دارای روش اعمال مناسب ، سهولت اجرا و مهمترین عامل یعنی بهره مندی از زیرسازی مناسب (توری مناسب ، پین مناسب ، پرایمر مناسب و ...) می باشد یا خیر ؟

5-     آیا محصولات ضد حریق برای آتش سوزی های هیدروکربنی به درستی برروی سطح سازه ها اعمال میگردند یا خیر ؟

متریال های پاششی ضد حریق (SFRM) در صنایع نفت ، گاز و پتروشیمی بدلیل احتمال زیاد وقوع انفجار می بایست حتما برروی سطح اعمال شده و نبایست برروی توری های با نام متال لت که دارای چشمه های کوچک هستند اعمال گردند یعنی برای مکان هائی که بصورت باکس و یا کانتور اجرا می گردند پشتشان خالی باشد و می بایست حتما با متریال پر شوند و یعنی در سیستم پوشش ضد حریق توری فقط می بایست در یک سوم میانی متریال قرار گیرد و تنها نقش پیوند دهنده متریال را ایفا نماید نه سطح اتکای متریال.

 

در هنگام ایجاد حریق عوامل گوناگونی بر روی شدت و تاثیر حریق اثر گذارند که این عوامل عبارتند از : نوع و میزان مواد سوختنی ، مصالح بکار رفته در بنا ، سرعت باد ، جهت باد ، کانال های موجود در بنا ، شرایط و دمای محیط و ... .

به هنگام ایجاد حریق حرارت به 3 طریق منتقل می گردد :

1-     هدایتی

2-     جابجائی

3-     تشعشعی

مهمترین عامل در انتقال حرارت ناشی از حریق به سطوح مختلف علی الخصوص سازه های فلزی و بتنی انتقال حرارت از طریق تشعشع حرارتی ست که این عامل در گرو میزان وسعت حریق ، زاویه تابش حریق به سطح و میزان رطوبت موجود در هوا می باشد.

جهات گسترش آتش سوزی

 1ـ افقی         2ـ عمودی

عوامل گسترش آتش سوزی بصورت افقی عبارتند از:

ـ باد   ـ انتقال حرارت به صورت تشعشعی   ـ ریختن مایعات قابل اشتعال و جاری شدن آنها

ـ انفجارات ناشی از احتراق یا فشار        ـ سرعت انتقال آتش در موارد مختلف

عوامل توسعه آتش سوزی بصورت عمودی:

آتش سوزی به صورت عمودی سریعتر از افقی صورت می‌گیرد و عوامل آن عبارتند از:

1ـ راهروها و پله‌ها

2ـ كانال آسانسورها

3ـ پنجره‌ها

4ـ روزنه و منافذ سقف‌های كاذب

5ـ كانال كابل های برق، كولر و تهویه

 

المان های فلزی (فولادی) می توانند در برابر حریق تا دمای بحرانی 537 درجه سانتی گراد دوام بیاورند اما بالاتر از این دما فولاد مقاومت خود را از دست داده و تغییر شکل می یابد که در نتیجه باعث کاهش مقاومت کششی ، افزایش طول و خم شدن در فولاد می شود بنابراین کافیست حریق سلولزی به مدت کمتر از 1 ساعت ادامه داشته باشد تا یک سازه فلزی تغییر شکل داده و متحمل خسارت و فروپاشی گردد. بدلیل وجود انواع بارها برروی المان سازه و تحمل فشارهای مختلف ، در صورت کم شدن مقاومت مکانیکی سازه در اثر حرارت ناشی از حریق می بایست انتظار فروپاشی و تخریب سازه ها علی الخصوص فولادی را داشته باشیم لذا محافظت از سازه ها با روش های فعال و غیر فعال بسیار مهم و با اهمیت می باشد.

تعریف پدافند عامل در برابر حریق "Active Fire Protection) "AFP) :

پدافند عامل در برابر حریق یعنی استفاده از ابزار ، تجهیزات و وسایل مورد نیاز در جهت به تحت کنترل در آوردن حریق و از بین بردن آن می باشد. این ابزار یا به صورت دستی و یا به صورت اتوماتیک و الکترونیک در هنگام وقوع حریق به کار می افتند و از جمله این تجهیزات می توان به انواع دیتکتورهای گاز و یا دود (Fire Detection) ، هشدار دهنده ها (Fire Alarm Systems) ، شبکه بارنده (Sprinkler Systems)، پرده های دود ، سیستم های لوله کشی آب آتش نشانی و ... اشاره نمود. تمامی سیستم های فوق نیازمند بازرسی های دوره ای و مداوم می باشند تا در صورت وقوع حریق بتوانند به درستی وظایف خود را اجرا نمایند.

تعریف پدافند غیر عامل در برابر حریق "Passive Fire Protection) "PFP) :

براساس تعریف (ASFP) انجمن تخصصی محافظت در برابر آتش :

  پدافند غیر عامل در برابر حریق به دنبال کاهش سرعت انتشار و اثرات ناشی از حریق و در نتیجه جلوگیری از فروپاشی المان های مهم سازه از قبیل تیرها و ستون های باربر در طول آتش سوزی بوده و لذا PFP یک عنصر جدائی ناپذیر برای محافظت و ایمنی ساختمان ها در برابر حریق می باشد .

براساس تعریف (API) موسسه نفت آمریکا :

 پدافند غیر عامل در برابر حریق یعنی پوشش دادن یا مانع شدن از رسیدن گرمای ناشی از حریق به سطوح مختلف از قبیل چوب ، فلز و ... بدون دخالت اضافی می باشد .

 

شرکت آتش پاد سازه ایرانیان با تکیه بر نیروهای با تجربه و بهره گیری از ماشین آلات بروز دنیا و استفاده از محصولات با کیفیت و مطرح جهانی همانند Promat - Cafco ، Albi و ... که همگی براساس استانداردهای بین المللی ساخته و دارای تائیدیه تمامی تست های واجد الشرایط ساختمانی و صنایع نفت و گاز می باشد در بخش پدافند غیر عامل در برابر حریق (PFP) ، رنگ آمیزی و عایق های صنعتی مشغول به فعالیت می باشد. لطفا با ما تماس بگیرید.

محصولات پیشنهادی این شرکت جهت پوشش های ضد حریق برای آتش سوزی های سلولزیک و هیدروکربنی به شرح زیر می باشد :

محصولات شرکتPromat  و محصولات شرکت Isolatek International

آتش سوزی های سلولزیک (ساختمانی) :

1- کافکو 300 (Cafco300)   Type 300 or : این محصولات پایه گچی بوده و دارای دانسیته در حدود 240-300  Kg/m3 است و می تواند تا 4 ساعت در برابر حریق مقاومت داشته باشد.

2- کافکو 400 (Cafco400)  Type 400 or  : این محصولات پایه سیمانی بوده و دارای دانسیته ای در حدود 405-400  Kg/m3 است و می تواند تا 4 ساعت در برابر حریق مقاومت داشته باشد.

3- رنگ متورم شونده دبلیو بی 3 (Cafco WB3)  Type WB3 , Type WB4 , Type WB5Or : این محصولات پایه آبی ست و برای مکان هائی که المان های سازه می بایست مشخص باشند مناسب می باشد و در هنگام اعمال، دارای کمترین ضخامت ممکنه بوده و می تواند تا 3 ساعت در برابر حریق مقاومت داشته باشد.

آتش سوزی های هیدروکربنی (صنعتی و پالایشگاهی) :

1- کافکو فندولایت ام 2 (Cafco Fendolite MII)   Type MII Or :این محصولات پایه سیمانی بوده و با داشتن دانسیته ای برابر با 704 الی 775  Kg/m3 می تواند تا 4 ساعت در برابر حریق مقاومت داشته و بسیار مناسب برای محیط های باز و آتش سوزی های هیدروکربنی ، تونل ها ، صنایع نفت ، گاز و پتروشیمی ها می باشد.

2- رنگ متورم شونده Albi Clad 800 : این محصول تنها رنگ متورم شونده تک جزئی دنیا بوده که برای آتش سوزی های هیدروکربنی در صنایع نفت ، گاز و پتروشیمی ها مورد استفاده قرار می گیرد.

3- رنگ متورم شونده Firetex M90 : رنگ ضد حریق فایرتکس ام 90 یک رنگ 2 جزئی اپوکسی می باشد که بر اساس تکنولوژی تولید آن می تواند در برابر آتش سوزی های هیدروکربنی و سناریوهای احتمالی حریق های هیدروکربنی از قبیل Pool Fire ، Jet Fire ، Blast Over Pressure و ... مقاومت داشته باشد و در این رابطه دارای تمامی تائیدیه های UL (UL1709) ، BS (BS 476) ، DNV و ...می باشد.

*علاوه بر محصولات فوق بردهای ضد حریق و ضد انفجار همانند Durasteel , Promatect H , Promatect T و ... جهت ضد انفجار نمودن و ضد حریق نمودن تجهیزات ، اتاق های کنترل ، جداسازی فضاها ، محافظت کابل ها و محافظت سازه ها نیز بسیار کاربرد دارند .

 

* دیگر دسته از محصولات ضد حریق سیستم های آتش بند و دودبند (Fire Stop ها) می باشند که برای جلوگیری از گسترش و انتشار حریق و جلوگیری از نفوذ دود نیز استفاده می گردند .

 

 نکته بسیار کلیدی :

تمامی محصولات پوشش ضد حریق می بایست دارای استانداردهای زیر باشند چرا که این استانداردها تضمین کننده استفاده از محصولی ست که کارائی و کیفیت (محافظت در برابر حریق) خود

را بعد از چند سال پس از بهره برداری از ساختمان ها و صنایع (بعد از ایجاد آتش) نشان خواهند داد لذا می بایست در انتخاب محصول در زمان خرید و استفاده، به نکات گفته شده در بالا و داشتن

استانداردهای زیر بسیار اهمیت داد .

 

استانداردها و آئین نامه های مقابله با حریق  " مرجع و روش های تست"   : (حداقل استانداردهای مورد نیاز و اجباری)

 

صنعت ساختمان :

1-      مبحث سوم مقررات ملی ساختمان

2-      آئین نامه محافظت ساختمان ها در برابر آتش ( مرکز تحقیقات راه ، مسکن و شهرسازی)

3-      آئین نامه های IBC ، UBC ، NFPA5000 ، NFPA 251

4-      UL263 روش تست

5-      ASTM E119 روش تست

6-      BS استاندارد و ...

  • ناظر بر اجرای تمامی استانداردهای حریق در بخش ساختمانی سازمان های آتش نشانی شهرهای مختلف کشور می باشند.

 

صنعت نفت ، گاز و پتروشیمی :

1-      API 2218 (آئین نامه اصلی)

2-      آئین نامه HSE322-01 شرکت ملی نفت و صنایع پتروشیمی ایران

3-      Norsok استاندارد

4-      DNV استاندارد سکو

5-      BS استاندارد

6-      ISO 22899 استاندارد Jetfire

7-      OTI 95634 استاندارد Jetfire جهت سکوها

8-      BS 476 روش تست

9-      BS 8202-Part 1 روش تست و اجرا

10-  UL 1709 روش تست (اصلی و مورد نیاز صنعت نفت و گاز)  و UL1709 LNG Immersion Test (Cryogenic Spill)

11-   Gasafe روش تست

12-  ISO 834

13-  FM (Factory Mutal) (LPG structural protection & hose stream test)

14-  Lloyds Register (Blast Over Pressure)

15-  NFPA 251 & 58 (Hose Stream Test) و ... .

 

  • تامین کالا دارای شرایط خاصی است که تضمین کننده کیفیت و ایمنی استاندارد می باشد، بعبارتی علاوه بر دارا بودن استاندارد های آتش که در بالا به آنها اشاره شد، کالای ارائه شده می بایستی دارای استانداردهای پایه زیر نیز باشد:

 

  • دانسیته

ASTM E-605

  • مقاومت فشاری

ASTM E-761

  • هوازدگی

ASTM E-859

  • هوازدگی در جریان شدید هوا

ASTM E-859 , UMC STD 6-1

  • خوردگی

ASTM E-937

  • چسبندگی در ضربه

ASTM E-760

  • تغییر شکل

ASTM E-759

  • سختی

ASTM C-569

  • رشد قارچ

ASTM G-21

  • رفتار آتشگیری سطح

ASTM E-84

 

             FM Approved (فایرپروف)                             سازمان تحقیقات مسکن و شهرسازی     شرکت نفت و گاز پارس (ضد حریق)   سازمان آتش نشانی و خدمات ایمنی (پوشش ضد حریق)       ایزو 2015-9001 (پوشش مقاوم حریق)