لولهکشی اسپرینکلر و نصب آن یکی از مراحل حیاتی در اجرای سیستم اطفای حریق است که باید بر اساس استانداردهایی مانند NFPA 13 انجام شود. در این فرآیند، لولهها بهصورت دقیق در مسیرهای اصلی و فرعی شبکه سقفی یا دیواری نصب میشوند تا آب با فشار و دبی کافی به تمام اسپرینکلرها برسد. انتخاب نوع لوله (مانیسمان، درزدار، گالوانیزه یا پنجلایه) و قطر مناسب آن نقش کلیدی در عملکرد سیستم دارد. همچنین محل نصب اسپرینکلرها باید بهگونهای طراحی شود که تمام فضاها پوشش داده شوند و هیچ نقطه کور باقی نماند. دقت در اتصالات، تست فشار پس از نصب و هماهنگی با سایر تأسیسات ساختمانی از نکات مهمی است که کیفیت و کارایی سیستم اسپرینکلر را تضمین میکند.
سیستم اسپرینکلر آتش نشانی (Sprinkler) یا سیستم شبکه بارنده خودکار، یک سیستم حفاظت از حریق فعال بوده که برای کنترل و خاموش کردن آتش در ساختمانها و سایر محیطها استفاده میشود. اجزای اصلی این سیستم شامل چندین اسپرینکلر، شیرهای کنترل، منبع تامین آب و یک شبکه لولهکشی آب است که پس از فعال شدن هشدارها، با همکاری یکدیگر حریق را مهار میکنند. اسپرینکلرها یک محدوده دمای کاری داشته که اگر دمای محیط فراتر از این محدوده برود، فعال شده و آب را بهصورت مه پاشی روی آتش پخش میکند.
اجزای سیستم اسپرینکلر تر
سیستم اسپرینکلر تر از تجهیزات متعددی تشکیل شده است که عملکرد یکپارچهای برای مقابله با حریق دارند. اجزای اصلی عبارتاند از:
منبع آب و پمپ آتشنشانی
شیرها، فلوسوئیچ و مانومتر
اسپرینکلر
1.منبع آب سیستم اسپرینکلر
یکی از مهمترین بخشهای طراحی و اجرای سیستم اسپرینکلر آتشنشانی، انتخاب منبع آب مناسب است. عملکرد صحیح این سیستمها به تأمین پایدار، کافی و مطمئن آب بستگی دارد؛ چرا که حتی بهترین شبکه لولهکشی و پیشرفتهترین اسپرینکلرها بدون منبع آب مطمئن، در لحظه بحران کارایی نخواهند داشت. نوع منبع آب بسته به کاربری ساختمان، فشار و دبی مورد نیاز، استانداردهای طراحی و شرایط محیطی انتخاب میشود و میتواند از یک اتصال ساده به شبکه آب شهری تا مخازن بزرگ ذخیره یا منابع اختصاصی در پروژههای صنعتی متفاوت باشد.
منبع آب شهری
در بسیاری از پروژهها سادهترین گزینه، استفاده از آب شبکه شهری است. این روش زمانی کاربرد دارد که فشار و دبی آب شهری پاسخگوی نیاز طراحی سیستم باشد. مزیت اصلی آن، دسترسپذیری آسان و هزینه کمتر در شروع پروژه است، اما از آنجا که فشار و حجم آب شهری همیشه ثابت نیست، معمولاً برای اطمینان بیشتر از بوسترپمپ در کنار آن استفاده میشود.
مخزن ذخیره زمینی
مخزن ذخیره زمینی بهعنوان یکی از مطمئنترین منابع آب، معمولاً در محوطه یا زیر زمین ساختمانها نصب میشود. این مخزن ظرفیت بالایی دارد و میتواند جریان آب پایدار و کافی را برای مدت زمان مورد نیاز طبق استانداردها تأمین کند. هرچند که اجرای آن نیازمند فضای زیاد، هزینه بیشتر و نگهداری دقیقتر است.
مخزن هوایی یا مرتفع
یکی دیگر از منابع آب، مخزنهای مرتفع یا همان تانکهای نصب شده در پشتبام یا برجهای آب هستند. این نوع منابع با استفاده از نیروی گرانش، فشار اولیه مورد نیاز برای عملکرد اسپرینکلر را فراهم میکنند. ویژگی مهم آنها شروع سریع عملکرد حتی در صورت عدم کارکرد پمپ است، اما محدودیت در حجم ذخیره و نیاز به سازه مقاوم برای تحمل وزن آب از چالشهای اصلی آن محسوب میشود.
منبع ترکیبی
در برخی ساختمانها از ترکیب چند منبع مانند شبکه شهری، مخزن ذخیره و بوسترپمپ استفاده میشود. این روش باعث افزایش اطمینان سیستم شده و امکان تأمین آب مداوم را در شرایط مختلف فراهم میکند. طراحی چنین سیستمی پیچیدهتر است و هزینه اجرای آن بیشتر خواهد بود، اما به دلیل پایداری بالا، در پروژههای حساس و حیاتی بسیار توصیه میشود.
منابع ویژه یا اختصاصی
در صنایع بزرگ و پروژههای زیرساختی مانند پالایشگاهها یا نیروگاهها، معمولاً منابع اختصاصی آب مثل مخازن حلقوی یا حتی دریاچههای مصنوعی به کار گرفته میشوند. این منابع به دلیل ظرفیت بسیار بالا امکان تأمین آب برای مدت طولانی را فراهم میکنند و اطمینان کامل از عملکرد سیستم ایجاد مینمایند. البته چنین گزینههایی هزینههای اجرا و نگهداری زیادی دارند و بیشتر در پروژههای بزرگ و پرخطر استفاده میشوند.
انتخاب منبع بر اساس دبی و فشار
انتخاب نوع منبع آب برای سیستم اسپرینکلر در نهایت به محاسبات دبی (Flow Rate) و فشار (Pressure) وابسته است. اگر شبکه شهری توان تأمین فشار و دبی مورد نیاز طبق محاسبات هیدرولیکی سیستم را داشته باشد، میتواند بهعنوان منبع اصلی استفاده شود. در غیر این صورت، باید از مخازن ذخیره و بوسترپمپ برای جبران کمبود فشار و حجم آب بهره برد. برای پروژههای صنعتی یا ساختمانهای با ریسک بالا، منابع ترکیبی یا اختصاصی بهترین گزینه هستند تا در شرایط بحرانی تأمین پایدار آب تضمین شود. به این ترتیب، طراحی منبع آب همواره باید با در نظر گرفتن نیاز واقعی سیستم و استانداردهای مربوطه انجام گیرد.
2.انواع پمپ آتش نشانی برای لوله کشی اطفا حریق سیستم اسپرینکلر
برای لولهکشی سیستم اسپرینکلر، انتخاب نوع پمپ آتشنشانی به نیاز پروژه، فشار و دبی مورد نیاز و شرایط نصب بستگی دارد. مهمترین انواع پمپهایی که در سیستم اسپرینکلر استفاده میشوند عبارتند از:
پمپ سانتریفیوژ افقی (Horizontal Split Case)
این پمپ پرکاربردترین گزینه در سیستمهای اسپرینکلر است. به دلیل راندمان بالا و قابلیت کار در دبیهای زیاد برای ساختمانهای مرتفع، مراکز تجاری و پروژههای بزرگ صنعتی استفاده میشود. همچنین تعمیر و نگهداری آن سادهتر است چون طراحی دو تکه دارد.
پمپ خطی عمودی (Vertical Inline)
در پروژههایی که فضای موتورخانه محدود است، پمپ خطی عمودی به کار میرود. این پمپ مستقیماً روی خط لوله نصب میشود و جای کمتری اشغال میکند، اما ظرفیت آن برای پروژههای متوسط مناسبتر است تا پروژههای بسیار بزرگ.
پمپ اند ساکشن (End Suction)
یکی از سادهترین مدلها با ورودی از جلو و خروجی از بالا است. معمولاً برای سیستمهای اسپرینکلر در پروژههای کوچکتر یا بهعنوان پمپ رزرو استفاده میشود. طراحی جمعوجور آن باعث صرفهجویی در هزینه اولیه میشود.
پمپ توربینی عمودی (Vertical Turbine)
وقتی منبع آب در عمق زمین یا مخازن زیرزمینی بزرگ قرار داشته باشد، از پمپ توربینی استفاده میشود. این پمپها توانایی مکش از اعماق زیاد را دارند و معمولاً در پروژههای صنعتی و نیروگاهی که نیاز به تأمین آب پایدار دارند، کاربرد دارند.
پمپ کمکی جوکی (Jockey Pump)
این پمپ کوچک برای ثابت نگه داشتن فشار شبکه لولهکشی اسپرینکلر نصب میشود. وظیفه آن جلوگیری از روشن شدن مکرر پمپ اصلی است. هرچند بهتنهایی توانایی اطفای حریق را ندارد، اما در پایداری فشار سیستم نقش حیاتی دارد.
3.انواع شیرهای اتش نشانی برای ازاطفا حریق سیستم اسپرینکلر
برای سیستم لولهکشی اسپرینکلر، شیرهای آتشنشانی نقش کلیدی در کنترل جریان، تست، نگهداری و ایمنی دارند. مهمترین انواع شیرهایی که در این سیستم استفاده میشوند عبارتند از:
شیر کنترل اصلی (Control Valve)
برای باز و بسته کردن جریان اصلی آب در شبکه اسپرینکلر استفاده میشود و معمولاً از نوع دروازهای (Gate) یا پروانهای (Butterfly) است.
شیر تست و تخلیه (Test & Drain Valve)
جهت شبیهسازی عملکرد اسپرینکلر و تخلیه آب از سیستم به کار میرود و امکان تست فشار و دبی را فراهم میکند.
شیر هشدار (Alarm Valve)
در سیستمهای تر نصب میشود و هنگام جریان آب، سیگنال هشدار مکانیکی یا الکتریکی ارسال میکند.
شیر یکطرفه (Check Valve)
برای جلوگیری از برگشت جریان آب به منبع یا شبکه اصلی طراحی شده و ایمنی سیستم را تضمین میکند.
شیر فشارشکن (Pressure Reducing Valve)
در ساختمانهای مرتفع یا نقاطی با فشار بالا نصب میشود تا فشار آب را به حد مجاز اسپرینکلرها کاهش دهد.
شیر فشار Relief (Pressure Relief Valve)
برای حفاظت از لولهها و پمپها در برابر افزایش ناگهانی فشار استفاده میشود و معمولاً در خروجی پمپ نصب میگردد.
شیر تخلیه اصلی (Main Drain Valve)
جهت تخلیه کامل خطوط لوله یا آزمایش جریان در مسیر اصلی سیستم مورد استفاده قرار میگیرد.
انواع فلوسوئیچ در سیستم اطفا حریق اسپرینکلر
فلوسوییچ پرهای (Vane Type Flow Switch)
پرکاربردترین نوع فلوسوییچ در سیستمهای اسپرینکلر است. این مدل دارای یک پره داخل لوله است که با حرکت جریان آب جابهجا میشود و سیگنال الکتریکی به پنل اعلام حریق یا سیستم کنترل ارسال میکند. نصب و نگهداری آسان باعث شده رایجترین انتخاب در ساختمانها باشد.
فلوسوییچ توربینی (Turbine Flow Switch)
در این مدل یک توربین کوچک داخل مسیر آب قرار دارد که با جریان آب میچرخد. سرعت چرخش توربین متناسب با دبی آب بوده و همین حرکت باعث فعال شدن کلید یا سنسور میشود. این نوع فلوسوییچ در پروژههایی با نیاز به دقت بالاتر در تشخیص جریان کاربرد دارد.
فلوسوییچ پیستونی (Piston Flow Switch)
دارای یک پیستون فنردار است که با جریان آب به حرکت در میآید و در نتیجه باعث تحریک کنتاکت الکتریکی میشود. این نوع برای سیستمهایی با دبی پایین یا خطوطی که تغییرات جریان جزئی دارند، بسیار مناسب است.
بر اساس اصل القای الکترومغناطیسی کار میکند. عبور جریان آب رسانا از داخل میدان مغناطیسی ولتاژی ایجاد میکند که متناسب با دبی جریان است. این نوع فلوسوییچ بدون قطعه متحرک بوده و برای سیستمهای دقیق و حساس استفاده میشود.
فلوسوییچ اولتراسونیک (Ultrasonic Flow Switch)
با استفاده از امواج اولتراسونیک تغییرات سرعت و دبی جریان را تشخیص میدهد. چون هیچ بخش مکانیکی در مسیر آب قرار نمیگیرد، افت فشار ایجاد نمیکند و دقت بالایی دارد. این مدل بیشتر در پروژههای صنعتی و سیستمهای مدرن استفاده میشود.
انواع اسپرینکلر آتشنشانی در سیستم اسپرینکلر
اسپرینکلر پایینزن (Pendent Sprinkler)
رایجترین نوع اسپرینکلر است که بهصورت آویز از سقف نصب میشود و پاشش آب به سمت پایین و سطح زیرین انجام میگیرد. این نوع در اکثر ساختمانهای مسکونی، اداری و تجاری کاربرد دارد.
اسپرینکلر بالازن (Upright Sprinkler)
این نوع بهصورت عمودی رو به بالا نصب میشود و آب پس از برخورد به دیفیوزر، به اطراف و پایین پخش میشود. معمولاً در فضاهای صنعتی، انبارها و مکانهایی که موانع زیادی در سقف وجود دارد به کار میرود.
اسپرینکلر دیواری یا کناری (Sidewall Sprinkler)
روی دیوار و نزدیک سقف نصب میشود و پاشش آب را به صورت نیمدایره به فضا انجام میدهد. در فضاهایی که امکان لولهکشی سقفی وجود ندارد (مثل راهروها یا پارکینگها) استفاده میشود.
اسپرینکلر مخفی (Concealed Sprinkler)
این نوع داخل سقف کاذب نصب میشود و تنها یک کاور کوچک دیده میشود. هنگام حریق، کاور باز شده و اسپرینکلر عمل میکند. برای ساختمانهای لوکس و فضاهایی با اهمیت معماری و زیبایی کاربرد دارد.
اسپرینکلر روکار (Flush/ Recessed Sprinkler)
به صورت نیمهمخفی یا همسطح با سقف نصب میشود. این مدل همزمان کارایی و زیبایی را ترکیب میکند و بیشتر در مراکز تجاری و هتلها دیده میشود.
اسپرینکلر واکنش سریع (Quick Response Sprinkler)
طراحی شده برای فعالسازی سریعتر در دماهای پایینتر نسبت به اسپرینکلر استاندارد. در بیمارستانها، مدارس و مکانهای پرجمعیت استفاده میشود تا آتش سریعتر کنترل شود.
مدلی متداول برای کنترل آتش در انبارها و ساختمانهای صنعتی، با هدف محدود کردن گسترش حریق و ایجاد زمان برای تخلیه یا عملیات اطفا.
روشهای اجرای لولهکشی آتشنشانی سیستم اسپرینکلر :
روش روکار (Exposed Piping)
در این روش لولهها در زیر سقف یا دیوارها بهصورت نمایان نصب میشن. اجرای روکار سرعت بالاتری داره و هزینه کمتری نسبت به روشهای دیگر داره. همچنین دسترسی برای تعمیر و نگهداری سادهتره. این روش بیشتر در پارکینگها، کارگاهها، انبارها و فضاهای صنعتی کاربرد داره.
روش توکار (Concealed Piping)
در روش توکار، لولهها داخل سقف کاذب یا دیوارها مخفی میشن. این شیوه ظاهر زیباتری به فضا میده و برای ساختمانهای مسکونی، اداری و مراکز تجاری که معماری داخلی اهمیت داره استفاده میشه. البته اجرای این روش پیچیدهتره و نیاز به هماهنگی بیشتر با سایر تأسیسات ساختمانی مثل برق و تهویه داره.
روش ترکیبی (Hybrid System)
در برخی پروژهها بسته به شرایط فضا، ترکیبی از لولهکشی روکار و توکار استفاده میشه. مثلاً در سالنهای اصلی ساختمان لولهها بهصورت توکار اجرا میشن و در بخشهایی مثل پارکینگ یا موتورخانه از لولهکشی روکار استفاده میشه. این روش انعطافپذیری بیشتری داره و هم زیبایی و هم کارایی رو تأمین میکنه.
روش تر (Wet System)
در سیستم تر، تمام لولهها همیشه پر از آب تحت فشار هستن. به محض شکستن حباب شیشهای یا باز شدن اسپرینکلر، آب بلافاصله تخلیه میشه و عملیات اطفا شروع میشه. این روش سادهترین و رایجترین نوع سیستم اسپرینکلره چون واکنش سریع داره، هزینه نصب پایینتره و نگهداری راحتتری داره. اما برای فضاهایی که دما ممکنه به زیر صفر برسه (و آب یخ بزنه) مناسب نیست.
روش خشک (Dry System)
در سیستم خشک، لولهها پر از هوای فشرده یا گاز نیتروژن هستن و آب پشت یک والو خشک (Dry Valve) نگهداری میشه. زمانی که اسپرینکلر فعال بشه، هوا تخلیه و سپس آب وارد لولهها میشه. این سیستم برای محیطهای سرد یا فضاهای باز که خطر یخزدگی وجود داره استفاده میشه. هرچند هزینه اولیه و نگهداری آن بیشتره و زمان واکنش کمی طولانیتر از سیستم تره
سیستم اسپرینکلر سیلابی
در سیستم سیلابی، همه اسپرینکلرهای نصب شده از نوع باز هستند. آب پشت شیر کنترل اتوماتیک نگهداری میشود. زمان وقوع حریق، سیستم با ارسال سیگنال باعث باز شدن شیر کنترل میشود. نهایتا آب به سیستم وارد شده و از تمامی اسپرینکلرها تخلیه می گردد. سرعت تخلیه در این سیستم بسیار بالا است.
سیستم اسپرینکلر پیش عملکرد
سیستم های پیش عملکرد، اغلب در مکان هایی که آب می تواند تاثیر منفی بر روی تجهیزات بگذارد، استفاده می شود. زمان وقوع حریق، سیستم اعلام حریق با ارسال سیگنال، باعث باز شدن شیر کنترل و ورود آب به سیستم اطفاء حریق می شود. در این سیستم ارسال سیگنال توسط تجهیزات اعلام حریق صورت می گیرد نه از طریق سیستم اطفاء حریق. تجهیزات سیستم اعلام حریق از طریق دستگاه کنترل مرکزی، به شیر کنترل سیستم فرمان میدهند.
اجزای اصلی لولهکشی اسپرینکلر ساختمانی
اجزای لولهکشی سیستم اسپرینکلر شامل مجموعهای از لولهها و تجهیزات کنترلی است که وظیفه انتقال آب از منبع اصلی تا سرآبپاشها را بر عهده دارند. این اجزا شامل رایزرها، لولههای اصلی و فرعی و انشعابات هستند که ساختار شبکه را شکل میدهند. برای کنترل و ایمنی سیستم، تجهیزاتی مانند والو کنترلی، چک ولو، والو هشدار و والو تخلیه به کار میروند. همچنین ابزارهای نظارتی مثل فلو سوئیچ و گیج فشار بهمنظور پایش جریان و فشار آب استفاده میشوند. در نهایت، گارد حفاظتی اسپرینکلر نیز برای محافظت مکانیکی از سرآبپاشها نصب میشود.
رایزر (Riser):
رایزر لولهی عمودی اصلی است که پمپ آتشنشانی را به شبکه اسپرینکلر متصل میکند. این بخش وظیفه دارد آب را با فشار کافی به طبقات و بخشهای مختلف ساختمان منتقل کند. رایزرها معمولاً در شفت تأسیسات یا محلهایی با دسترسی آسان نصب میشوند و نقطهی شروع توزیع آب در سیستم محسوب میشوند.
لولههای اصلی (Main Pipe):
لولههای اصلی از رایزر منشعب میشوند و وظیفه انتقال آب به قسمتهای مختلف شبکه را دارند. این لولهها معمولاً قطر بزرگتری نسبت به لولههای فرعی دارند و ستون فقرات سیستم لولهکشی بهشمار میآیند. طراحی درست لولههای اصلی باعث توزیع یکنواخت آب در کل ساختمان میشود.
لولههای فرعی (Branch Line):
لولههای فرعی به لولههای اصلی متصل هستند و آب را به اسپرینکلرها میرسانند. این لولهها افقی یا شاخهای بوده و معمولاً در سقف نصب میشوند. جانمایی درست لولههای فرعی اهمیت بالایی دارد زیرا تعیینکننده پوشش کامل و بدون نقطه کور در فضاست.
انشعابات (Drops):
انشعابات لولههای کوتاهی هستند که اسپرینکلرها را به لولههای فرعی متصل میکنند. این بخشها معمولاً به صورت عمودی از لولههای افقی پایین میآیند تا سرآبپاش دقیقاً در محل طراحیشده نصب شود. اندازه و محل انشعابات باید با دقت انتخاب شود تا پاشش آب به بهترین شکل انجام گیرد.
والو کنترلی (Control Valve):
والو کنترلی برای باز و بسته کردن جریان آب در سیستم استفاده میشود. این والو امکان قطع بخشهایی از شبکه را برای تعمیر یا تست فراهم میکند. در بسیاری از پروژهها وجود والو کنترلی در رایزر و شاخههای اصلی الزامی است.
چک ولو (Check Valve):
چک ولو یا شیر یکطرفه از برگشت آب در شبکه جلوگیری میکند. این قطعه بهویژه در مواقعی که فشار شبکه تغییر میکند اهمیت دارد، زیرا مانع برگشت آب آلوده یا تخلیه ناخواسته مخزن میشود.
والو هشدار (Alarm Valve):
والو هشدار در سیستمهای تر به کار میرود و وظیفه دارد هنگام جریان یافتن آب به اسپرینکلرها، یک سیگنال مکانیکی یا الکتریکی برای فعالسازی زنگ هشدار یا سیستم اعلام حریق ارسال کند. این قطعه حلقه اتصال بین سیستم اطفا و اعلام حریق است.
والو تخلیه و تست (Test & Drain Valve):
این والو برای تخلیه آب موجود در شبکه یا تست عملکرد اسپرینکلرها استفاده میشود. در زمان تعمیر یا بازبینی سیستم، تخلیه و تست اهمیت زیادی دارد تا از سلامت تجهیزات و آمادهبهکار بودن سیستم اطمینان حاصل شود.
فلو سوئیچ (Flow Switch):
فلو سوئیچ حسگری است که جریان آب در لولهها را تشخیص میدهد و در صورت فعال شدن اسپرینکلرها، سیگنال به پنل اعلام حریق ارسال میکند. این قطعه کمک میکند تا آتشسوزی سریعتر تشخیص داده شود و اقدامات تکمیلی انجام گیرد.
گیج فشار (Pressure Gauge):
گیج فشار وسیلهای است که میزان فشار آب در بخشهای مختلف سیستم را نشان میدهد. استفاده از آن به مهندسان و بازرسها کمک میکند تا مطمئن شوند فشار در حد استاندارد برای عملکرد صحیح اسپرینکلرها قرار دارد.
طرح و نحوه سیستم اسپرینکلر در شبکه سیستم اطفا حریق :
این مقاله شما را با پروژه طرح سیستم اسپرینکلر اطفای حریق آشنا میکند و مبانی ساده آن را بیان میکند. ترسیم امکانات اداری یا انباری به صورت دو بعدی است. باوجود این، باید شما چیدمان و طرح سه بعدی حقیقی را در نظر بگیرید. نرخ تسهیل کار به چگونگی چیدمان و طراحی یک تصویر سه بعدی، ارتباط آن با یک سازه و دیگر سیستمهای مکانیکی آن بستگی دارد. هر یک از اجزای سیستم آبپاش اطفای حریق با پلان دو بعدی به بررسی دقیق نیاز دارند. باید مهندس طراح اطمینان دهد که این اجزا طبق نقشه نصب شوند. چون طراح سیستم آبپاش اطفای حریق وجود دارد، موارد زیر در نظر گرفته میشوند
بررسی پلانهای ساختمانی و جمع آوری اطلاعات
تفکیک پلان ساختمانی
چیدمان سیستم
محاسبه اندازه لوله های سیستم
بریدن لوله
تکمیل کردن جزییات و نکات
کنترل میدانی ساختمانی
لیست کارها
ترسیم پلان سیستم اسپرینکلر یکی از مراحل کلیدی در طراحی و اجرای سیستمهای اطفای حریق است. در صورت نبود نقشه معماری، مهندسین باید پلان را بهصورت دقیق ترسیم کنند. پلان اسپرینکلر شامل لولهکشی، سرآبپاشها، شبکه سقفی، سازه فولادی و موانع احتمالی مانند روشنایی، دریچه هوا، کانالکشی و دیوارها است. انتخاب مقیاس مناسب اهمیت زیادی دارد؛ مقیاس کوچک باعث کاهش خوانایی و ایجاد خطا در نصب میشود. برای ترسیم، استفاده از مدادهای مختلف (۴H برای خطوط ظریف، ۲H برای دیوارها و HB برای لولهها و اسپرینکلرها) توصیه میشود. نقشههای CADD و اوزالید در پروژهها کاربرد دارند، اما همچنان دقت و مهارت طراح نقش اصلی را دارد. خوانایی نقشه، درج دقیق ابعاد و شمارهگذاری لولهها، و پرهیز از شلوغی پلان از اصول مهم در ترسیم است. در نهایت، تعیین موقعیت دقیق سرآبپاشها بر روی پلان برای اجرای صحیح و جلوگیری از وقفه در پروژه ضروری است.
درک کامل از لولهکشی و نصب اسپرینکلر زمانی ممکن است که با ساختار کلی سیستم اطفا حریق و اجزای آن آشنا باشید. مطالعهی این موضوع دید فنیتری به شما میدهد.
نکات عمومی طراحی و نصب اسپرینکلر
کلیه بندهای مربوط به طراحی اسپرینکلر (شبکه بارنده) با فرض اینکه آتشسوزی فقط از یک نقطه در ساختمان شروع خواهد شد، نگارش شده است.
با توجه به اینکه بسیاری از تجهیزات سیستم اسپرینکلر بر اساس واحدهای خارجی تعیین میشوند، در جدول پیش رو به واحدهای مرسوم اندازه گیری، اشاره کردیم. برای تبدیل واحدها می توانید از آن استفاده نمایید.
ضریب تبدیل
نماد
واحد
1 gal = 3.785 L
L
لیتر
1 psi = 0.0689 bar
bar
بار
1 ft = 0.3048 m
m
متر
چه ساختمانهایی نیاز به سیستم اسپرینکلر دارند؟
طبق استاندارد NFPA 13 و ضوابط سازمان آتشنشانی ایران، محیطهایی که نیاز به اسپرینکلر دارند شامل موارد زیر میشوند:
نوع ساختمان / فضا
شرایط / الزام نصب
ساختمان مسکونی بلند (ارتفاع > 23 متر)
اسپرینکلر الزامی است (در اغلب فضاها بهجز سرویسهای بهداشتی).
ساختمان مسکونی با بیش از ۵ واحد
اسپرینکلر الزامی است.
ساختمان اداری با زیربنای ≥ ۳۰۰ مترمربع
اسپرینکلر الزامی است.
ساختمان تجاری/ترکیبی با ورودی مشترک و مجموع زیربنا ≥ ۵۰۰ مترمربع
اسپرینکلر الزامی است (زیربنای کل ملاک است).
ساختمان با زیربنای کل ≥ ۴۸۳۰ مترمربع
اسپرینکلر الزامی + جانمایی زون کنترل (شیر کنترل، فشارسنج و فلوسوئیچ)
انباری و پارکینگ
پوشش کامل کل فضا با اسپرینکلر الزامی است.
فضاهای تجمعی (سینما، سالن اجتماعات و …)
اسپرینکلر الزامی است؛ مستقل از مساحت.
مراکز درمانی، هتلها، ساختمانهای صنعتی و تجاری بزرگ
اسپرینکلر الزامی است.
دستهبندی ساختمانها جهت طراحی سیستم اسپرینکلر
ساختمانها را بر اساس میزان اشتعال پذیری مواد موجود، مقدار مواد قابل اشتعال، ارتفاع کالای دپو شده و نرخ حرارت آزاد شده به 5 دسته تقسیم میکنند. لازم به ذکر است این دستهبندی تنها برای طراحی سیستمهای اسپرینکلر کاربرد داشته و قابل تعمیم به سایر بخشها و سیستمها نیست.
محیط کم خطر (Light Hazard)
ساختمان یا بخشی از ساختمان که مقدار، قابلیت اشتعال و نرخ حرارت آزاد شده مواد موجود در آن کم باشد، در دسته محیط کم خطر قرار میگیرد. اطفای حریق در این محیطها نسبت به سایر کلاسهای حریق پیچیدگی کمتری داشته و به تجهیزات سادهتری نیاز دارد. ساختمان های اداری و مسکونی، بیمارستانها، مدارس و دانشگاهها، هتلها و مراکز مشاوره و کلینیکهای روانشناسی در این دسته قرار میگیرند.
محیط خطر معمولی، گروه یک (Ordinary Hazard – Group 1)
این دسته شامل ساختمانهاییست که ارتفاع مواد انبار شده کمتر از 2.4 متر، میزان اشتعالزایی کم، اما مقدار و نرخ حرارت آزاد شده آنها در حد متوسط باشد. نمونههایی از محیط خطر معمولی گروه یک شامل موارد زیر است:
پارکینگها
تعمیرگاههای خودرو
خشکشوییها
انبار کالاهای غیرقابل اشتعال (مثل لوازم خانگی)
سوپرمارکتها و فروشگاههای مواد غذایی
ورزشگاهها
رستورانها
نمایشگاهها
محیط خطر معمولی، گروه دو (Ordinary Hazard – Group 2)
ساختمان یا بخشی از ساختمان که مقدار و قابلیت اشتعال مواد موجود در آن بالاتر از حد متوسط و نرخ حرارت آزاد شده آن متوسط باشد، در این گروه قرار میگیرد. ارتفاع مواد انبار شده در گروه دو محیط خطر معمولی، همچنان کمتر از 2.4 متر است، اما به دلیل حجم و نوع مواد سوختنی، سطح خطر آن بالاتر از گروه یک محسوب میشود. لیست مشاغلی که جز محیطهای خطر معمولی گروه دو قرار دارند عبارت است از:
کارگاههای تراشکاری فلزات
کارگاههای نجاری و صنایع چوب
چاپخانهها و لیتوگرافی
کارخانههای نساجی و تولید پارچه
صنایع بستهبندی (کارتن، مقوا و پلاستیک)
کارخانههای صنایع غذایی
انبار کالاهای سوختنی متوسط (مثل لاستیک، پارچه، پلاستیکها)
صنایع رنگ و رزین
مراکز تست و مونتاژ تجهیزات صنعتی
محیط پرخطر، گروه یک (Extra Hazard – Group 1)
ساختمان یا بخشی از ساختمان که قابلیت اشتعالزایی، سرعت گسترش حریق و نرخ حرارت آزاشده مواد انبار شده بالا اما مقدار آن کم باشد، در این گروه قرار میگیرد. نمونههایی از محیطهای پرخطر گروه یک عبارتند از:
کارگاههای بزرگ جوشکاری و برشکاری فلزات
صنایع ریختهگری فلزات
صنایع تولید و فرآوری پلاستیک در مقیاس وسیع
صنایع تولید کاغذ و کارتن با حجم بالا
کارگاههای نقاشی صنعتی با استفاده از اسپری رنگ و حلالها
صنایع غذایی با استفاده از روغن در مقادیر زیاد
صنایع بستهبندی مواد اشتعالپذیر (مثل پلاستیکها و فومها)
محیط پرخطر، گروه دو (Extra Hazard – Group 2)
ساختمان یا بخشی از ساختمان که مقدار، قابلیت اشتعالزایی، سرعت گسترش حریق و نرخ حرارت آزاشده در بالاترین سطح خطر باشد در این گروه قرار میگیرد. لیست محیطهای پرخطر گروه دو عبارتند از:
پالایشگاههای نفت و گاز
صنایع پتروشیمی
مخازن و انبارهای ذخیره مایعات قابل اشتعال (بنزین، الکل، حلالها)
صنایع تولید و نگهداری مواد منفجره
صنایع تولید رنگ و تینر در مقیاس بزرگ
کارخانجات تولید فوم، پلیاورتان و…
صنایع داروسازی با استفاده گسترده از حلالهای قابل اشتعال
صنایع تولید و فرآوری گازهای فشرده استیلن، پروپان، LPG)
صنایع نساجی با الیاف مصنوعی و حجم بالای مواد قابل اشتعال
کارخانههای تولید کاغذ و مقوا در مقیاس انبوه با ذخیره زیاد مواد خام
ترسیم پلان سیستم اسپرینکلر و اهمیت آن
تفکیک پلان ساختمانی
اولین گام در طراحی سیستم اسپرینکلر، تفکیک پلان معماری ساختمان است. در این مرحله دیوارها، ستونها، پلهها، سقفها و فضاهای اصلی مشخص میشوند تا مسیرگذاری لولهها و محل نصب اسپرینکلرها با دقت بیشتری انجام شود.
چیدمان سیستم
پس از آمادهسازی پلان، نوبت به جانمایی و چیدمان اسپرینکلرها و لولهکشی میرسد. در این مرحله باید الگوی مناسب نصب (درختی، حلقهای یا شبکهای) انتخاب شود تا پوشش کامل و بدون نقطه کور در ساختمان ایجاد گردد.
محاسبه اندازه لولههای سیستم
برای عملکرد درست سیستم، محاسبه دقیق قطر لولهها ضروری است. این محاسبات بر اساس دبی و فشار مورد نیاز، ضریب K اسپرینکلرها و طول مسیر انجام میشود تا آب با فشار کافی به همه نقاط برسد.
بریدن لوله
پس از محاسبات، لولهها باید با ابزار مناسب و طبق اندازههای تعیینشده بریده شوند. دقت در برش لولهها باعث کاهش پرت مصالح و تسهیل در نصب میشود.
تکمیل کردن جزئیات و نکات
این مرحله شامل نصب اتصالات، جوشکاری یا رزوهکاری، و قراردادن تجهیزات جانبی مانند والوها، گیج فشار و فلو سوئیچ است. رعایت جزئیات باعث افزایش ایمنی و عمر مفید سیستم میشود.
کنترل میدانی ساختمانی
بعد از نصب، باید کنترل میدانی انجام شود. در این مرحله محل نصب اسپرینکلرها، کیفیت اتصالات، تست فشار و هماهنگی با سایر تأسیسات ساختمانی بررسی و تأیید میشود.
لیست کارها
در پایان پروژه، یک لیست کامل از کارهای انجامشده، مشخصات تجهیزات و نقاط نصب تهیه میشود. این لیست برای تحویل به کارفرما و همچنین نگهداری و بازرسیهای دورهای سیستم بسیار مهم است.
لولههای بدون درز با مقاومت مکانیکی بالا هستند که برای فشارهای زیاد و رایزرهای اصلی ساختمان استفاده میشوند. این لولهها معمولاً بر اساس استانداردهای ASTM A106 یا API 5L تولید شده و به دلیل استحکام بالا، انتخابی مطمئن برای بخشهای اصلی سیستم اسپرینکلر هستند.
لوله سیاه درزدار (ERW / Black Steel Pipe)
این لولهها اقتصادیتر از مانیسمان هستند و بیشتر برای خطوط فرعی و پروژههای با فشار متوسط به کار میروند. نصب و تهیه آنها آسانتر است و برای بسیاری از ساختمانهای تجاری و مسکونی انتخاب مناسبی محسوب میشوند.
لوله گالوانیزه
لولههای گالوانیزه به دلیل پوشش روی (Zinc Coating) در برابر خوردگی مقاوماند. این ویژگی آنها را به گزینهای مناسب برای محیطهای مرطوب و رایزرهای داخلی ساختمان تبدیل کرده است. استفاده از این لولهها باعث افزایش عمر مفید سیستم میشود.
لولههای پنجلایه یا پلاستیکی (PEX-AL-PEX)
در برخی پروژههای سبک یا مسکونی که فشار و دمای کاری پایینتر است، از لولههای پنجلایه یا پلاستیکی استفاده میشود. این لولهها سبک، ارزان و دارای نصب سریع هستند، اما برای پروژههای سنگین یا فشار بالا توصیه نمیشوند.
نکات مهم طراحی لولهکشی اسپرینکلر
الف. انتخاب قطر لوله
در طراحی لولهکشی اسپرینکلر، انتخاب قطر لوله بر اساس محاسبات هیدرولیکی و استانداردهایی مثل NFPA 13 انجام میشود. عوامل اصلی تعیینکننده شامل: فشار و دبی مورد نیاز هر اسپرینکلر طول مسیر لولهکشی تعداد انشعابها افت فشار ناشی از اتصالات هدف این است که در لحظه فعال شدن اسپرینکلر، آب با فشار و دبی کافی به محل حریق برسد. به همین دلیل، رایزرهای اصلی معمولاً از لولههای با قطر بزرگتر (مثلاً مانیسمان یا گالوانیزه) ساخته میشوند و در مسیرهای فرعی قطر بهتدریج کاهش پیدا میکند.
علاوه بر محاسبات فنی، محدودیتهای اجرایی و اقتصادی نیز در انتخاب قطر لوله اهمیت دارند. قطر بزرگتر هرچند افت فشار کمتری دارد، اما هزینه خرید، نصب و وزن لوله را افزایش میدهد. در مقابل، قطر کوچکتر میتواند باعث افت فشار و کاهش راندمان سیستم شود. بنابراین طراح باید با تکیه بر محاسبات دقیق و رعایت حداقل قطرهای مجاز تعریفشده در استانداردها، تعادلی بین عملکرد ایمن، هزینه اقتصادی و شرایط اجرایی پروژه ایجاد کند.
ب. نوع شبکه لولهکشی اسپرینکلر
نوع شبکه لولهکشی اسپرینکلر نقش مهمی در راندمان، هزینه و اطمینان عملکرد سیستم دارد. سه روش اصلی برای طراحی شبکه لولهکشی وجود دارد:
روش درختی (Tree System)
در این روش، لولهها از یک خط اصلی منشعب میشوند و مانند شاخههای درخت به سمت اسپرینکلرها هدایت میگردند. این مدل سادهتر و کمهزینهتر است، اما انعطافپذیری کمتری دارد و در صورت انسداد یک مسیر، جریان آب مختل خواهد شد.
روش حلقهای (Looped System)
در سیستم حلقهای، لولهها به صورت یک حلقه بسته طراحی میشوند تا آب از دو مسیر مختلف به اسپرینکلر برسد. این طراحی باعث کاهش افت فشار و افزایش اطمینان عملکرد سیستم در زمان آتشسوزی میشود.
روش شبکهای (Gridded System)
روش شبکهای پیشرفتهترین نوع لولهکشی اسپرینکلر است که در آن لولهها به شکل یک شبکه کامل به هم متصل هستند. این نوع طراحی بهترین توزیع فشار و بیشترین پایداری را فراهم میکند، اما اجرای آن پیچیدهتر و هزینهبرتر است
ج. ضخامت لوله در لوله کشی اسپرینکلر
لولههای مورد استفاده معمولاً بر اساس Schedule (اشدول) یا ضخامت دیواره مشخص میشن. رایجترین موارد:
SCH 40 (اشدول ۴۰): پرکاربردترین ضخامت در سیستمهای اسپرینکلر، مناسب فشارهای معمولی تا متوسط.
SCH 10 یا SCH 20: در برخی پروژههای سبک یا بخشهایی که فشار کمتر هست بهکار میروند (اما همیشه نیاز به تأیید آتشنشانی دارند).
SCH 80: ضخیمتر و مناسب فشارهای بالا یا پروژههای صنعتی و نفت و گاز.
د. مسیر و نصب
لولهها لوله کشی اسپرینکلر باید کوتاهترین مسیر ممکن از منبع تا اسپرینکلر را داشته باشند.
از خمهای استاندارد و اتصالات جوشی یا رزوهای مطابق استاندارد لوله کشی اسپرینکلر استفاده شود.
رعایت فاصله بین لوله و دیوار، سقف و تجهیزات مجاور الزامی است.
ه. تست و راهاندازی لوله کشی اسپرینکلر
ابتدا تست هیدرواستاتیک (Hydrostatic Test) انجام میشود؛ در این تست لولهها با آب پر شده و تحت فشار مشخص (معمولاً بالاتر از فشار کاری سیستم) برای مدت معین قرار میگیرند تا از نبود نشتی و استحکام اتصالات اطمینان حاصل شود. سپس تست عملکرد تجهیزات جانبی مثل والوها، فلو سوئیچها، گیجهای فشار و آلارم ولو بررسی میشود.
در مرحلهی راهاندازی، سیستم تحت شرایط واقعی یا شبیهسازیشده فعال میگردد تا مطمئن شویم هر اسپرینکلر و قطعه در زمان مناسب واکنش نشان میدهد و فشار آب در تمام نقاط شبکه کافی است. همچنین هماهنگی با سیستم اعلام حریق بررسی میشود تا در صورت فعال شدن، سیگنال به مرکز کنترل ارسال گردد. در پایان، گزارشی شامل نتایج تست، فشار و دبی ثبتشده، و وضعیت هر بخش سیستم تهیه و برای تأیید به کارفرما و سازمان آتشنشانی ارائه میشود.
🔹 نحوه عملکرد سیستم لوله کشی اسپرینکلر
سیستم اسپرینکلر، یکی از انواع سیستمهای اطفای حریق است که با استفاده از اسپرینکلرها، آب را به صورت اتوماتیک یا دستی به نقاط مختلف فضاهای ساختمانی رها میکند. عملکرد این سیستم به شرح زیر است:
عملکرد سیستم لوله کشی اسپرینکلر
سیستم لوله کشی اسپرینکلر با هدف کنترل سریع حریق و کاهش خسارات مالی و جانی در ساختمانهای تجاری، صنعتی و اداری طراحی شده است. این سیستم شامل چند مرحله عملکردی است که به صورت خودکار عمل میکنند.
تریگر حریق
زمانی که سیستم اعلام حریق علائم اولیه آتشسوزی را تشخیص میدهد، اطلاعات به مرکز کنترل یا کنترل پنل ارسال میشود و سپس اسپرینکلرها آماده فعال شدن میشوند.
فعالسازی لوله کشی اسپرینکلرها
پس از دریافت سیگنال اعلام حریق، اسپرینکلرها فعال شده و شروع به تخلیه آب یا ماده خاموشکننده از طریق فواصل ثقلی خود میکنند. این فواصل ثقلی معمولاً با افتادن دمپرها در اثر افزایش دمای محیط ناشی از آتش سوزی باز میشوند.
تخلیه ماده خاموشکننده
آب یا ماده خاموشکننده از اسپرینکلرها به شکل مه یا آبپاش به بخشهای مختلف فضا تخلیه میشود. این مادهها با خنک کردن منطقه و جلوگیری از افزایش حجم گازهای سوختنی، حریق را مهار میکنند.
اعلام به مرکز کنترل
در صورتی که سیستم اعلام حریق و اطفا ترکیب شده باشد، میتوان به مرکز کنترل اطلاع داد که اطفای حریق آغاز شده است تا اقدامات اضافی انجام شود و کمکهای لازم برسد.
سیستم آبپاشی لوله کشی اسپرینکلر
شبکهای از لولهها با سرهای اسپرینکلر مجزا در ساختمان نصب میشود. هر سر به منبع آب متصل است و به صورت جداگانه فعال میشود. فقط نزدیکترین آبپاشها به محل آتش فعال میشوند تا آسیب آب به مناطق دیگر کاهش یابد.
تأمین آب
منبع آب سیستم اسپرینکلر میتواند مخزن اختصاصی یا اتصال به منبع اصلی آب ساختمان باشد. در برخی موارد، پمپهای آب یا مخازن تحت فشار برای تضمین فشار مناسب در شبکه گنجانده میشوند.
روشهای اجرای لولهکشی آتشنشانی سیستم اسپرینکلر :
روش روکار (Exposed Piping)
در این روش لولهها در زیر سقف یا دیوارها بهصورت نمایان نصب میشن. اجرای روکار سرعت بالاتری داره و هزینه کمتری نسبت به روشهای دیگر داره. همچنین دسترسی برای تعمیر و نگهداری سادهتره. این روش بیشتر در پارکینگها، کارگاهها، انبارها و فضاهای صنعتی کاربرد داره.
روش توکار (Concealed Piping)
در روش توکار، لولهها داخل سقف کاذب یا دیوارها مخفی میشن. این شیوه ظاهر زیباتری به فضا میده و برای ساختمانهای مسکونی، اداری و مراکز تجاری که معماری داخلی اهمیت داره استفاده میشه. البته اجرای این روش پیچیدهتره و نیاز به هماهنگی بیشتر با سایر تأسیسات ساختمانی مثل برق و تهویه داره.
روش ترکیبی (Hybrid System)
در برخی پروژهها بسته به شرایط فضا، ترکیبی از لولهکشی روکار و توکار استفاده میشه. مثلاً در سالنهای اصلی ساختمان لولهها بهصورت توکار اجرا میشن و در بخشهایی مثل پارکینگ یا موتورخانه از لولهکشی روکار استفاده میشه. این روش انعطافپذیری بیشتری داره و هم زیبایی و هم کارایی رو تأمین میکنه.
روش تر (Wet System)
در سیستم تر، تمام لولهها همیشه پر از آب تحت فشار هستن. به محض شکستن حباب شیشهای یا باز شدن اسپرینکلر، آب بلافاصله تخلیه میشه و عملیات اطفا شروع میشه. این روش سادهترین و رایجترین نوع سیستم اسپرینکلره چون واکنش سریع داره، هزینه نصب پایینتره و نگهداری راحتتری داره. اما برای فضاهایی که دما ممکنه به زیر صفر برسه (و آب یخ بزنه) مناسب نیست.
روش خشک (Dry System)
در سیستم خشک، لولهها پر از هوای فشرده یا گاز نیتروژن هستن و آب پشت یک والو خشک (Dry Valve) نگهداری میشه. زمانی که اسپرینکلر فعال بشه، هوا تخلیه و سپس آب وارد لولهها میشه. این سیستم برای محیطهای سرد یا فضاهای باز که خطر یخزدگی وجود داره استفاده میشه. هرچند هزینه اولیه و نگهداری آن بیشتره و زمان واکنش کمی طولانیتر از سیستم تره.
استاندارد اتصالات بهکاررفته در سیستم اسپرینکلر
استانداردهای اتصالات فلزی بهکاررفته در سیستم اسپرینکلر مطابق جدول زیر میباشد.
اتصالات بهکاررفته در سیستم اسپرینکلر بایستی تحمل حداقل فشار 12 بار را داشته باشند. درصورتیکه اتصالات غیرفلزی استفاده شود بایستی برای تحمل فشار 12 بار در دمای 49 درجه طراحی شوند.
اتصالات سیستم اسپرینکلر
اتصالات سیستم اسپرینکلر
زانویی (Elbow)
زانویی برای تغییر مسیر جریان آب در زوایای مختلف مانند ۴۵ یا ۹۰ درجه به کار میرود. این اتصال از پرکاربردترین قطعات در شبکه لولهکشی است و امکان اجرای مسیرهای انعطافپذیر را فراهم میکند.
سهراهی (Tee)
سهراهی وظیفه ایجاد انشعاب از لولههای اصلی به لولههای فرعی را بر عهده دارد. این قطعه در محل اتصال اسپرینکلرها یا خطوط فرعی نقش مهمی ایفا میکند.
بوشن (Coupling)
بوشن یا کوپلینگ برای اتصال دو لوله به یکدیگر استفاده میشود. این قطعه بهویژه در امتداددهی لولهها و تعمیرات بخشهای آسیبدیده کاربرد دارد.
مغزی (Nipple)
مغزی قطعهای کوچک است که برای اتصال تجهیزات مختلف به لولهها یا ایجاد طول کوتاه بین دو اتصال به کار میرود.
فلنج (Flange)
فلنج یک اتصال بازشو است که در لولههای با قطر بزرگ یا نقاطی که نیاز به باز و بسته شدن مکرر دارند نصب میشود. این قطعه دسترسی آسان برای تعمیر و نگهداری فراهم میکند.
کپ یا درپوش (Cap/Plug)
کپ برای بستن انتهای لولهها استفاده میشود. این قطعه معمولاً در بخشهایی از سیستم که نیاز به انشعاب احتمالی آینده دارند نصب میگردد.
اتصالات گروود (Grooved Fittings)
این نوع اتصالات مخصوص لولههای صنعتی و پروژههای بزرگ هستند. نصب سریع، استحکام بالا و قابلیت تحمل فشار زیاد از ویژگیهای مهم آنهاست.
آموزش اجرای لولهکشی اسپرینکلر
اجرای لولهکشی سیستم اسپرینکلر آتشنشانی یکی از مهمترین مراحل نصب سیستم حفاظت از حریق است. طراحی و نصب صحیح لولهها باعث میشود آب با فشار و دبی مناسب به تمام اسپرینکلرها برسد و سیستم عملکرد مطلوب داشته باشد.
1. مطالعه نقشه و طراحی هیدرولیکی
قبل از هر اقدامی، نقشههای لولهکشی و هیدرولیک بررسی میشود تا مسیر لولهها، قطر مناسب و محل نصب اسپرینکلرها مشخص شود.
2. انتخاب لوله و اتصالات
فولادی یا گالوانیزه: مناسب ساختمانهای بلند و صنعتی.
CPVC/UPVC: مناسب ساختمانهای کوتاه و مسیرهای محدود.
3. برش و نصب لولهها
لولهها با توجه به طول مسیر برش داده و اتصالات با جوش یا رزوه متصل میشوند.
4. تثبیت لولهها و مهار آنها
لولهها باید با بست و مهار محکم نصب شوند تا از لرزش و آسیب در طول زمان جلوگیری شود.
5. نصب اسپرینکلر
سر اسپرینکلرها در محلهای تعیین شده نصب و به شاخهها متصل میشوند.
6. تست و راهاندازی
سیستم پس از نصب با تست هیدرولیکی و بررسی نشتی آزمایش میشود.
محاسبه سایز لوله آتشنشانی
محاسبه دقیق سایز لولهها باعث اطمینان از تأمین دبی و فشار مورد نیاز در زمان حریق میشود.
مراحل محاسبه
1. تعیین تعداد اسپرینکلر فعال همزمان
بر اساس سناریوی طراحی.
2. تعیین دبی مورد نیاز
دبی هر اسپرینکلر × تعداد اسپرینکلر فعال.
3. انتخاب فشار کاری
معمولاً بین 7 تا 10 بار، در پروژههای صنعتی تا 15 بار.
4. محاسبه قطر لوله
با استفاده از فرمولهای هیدرولیکی یا نرمافزار NFPA 13
افت فشار ≤ 0.14 bar/10 m در خطوط فرعی
افت فشار ≤ 0.07 bar/10 m در لوله اصلی
5. کنترل نهایی
بررسی جریان آب در طول مسیر و اطمینان از عملکرد همزمان اسپرینکلرها.
محاسبات مرتبط با نصب و لولهکشی سیستم اسپرینکلر
1) تعیین رده خطر و چگالی/مساحت طراحی
گام اول طبقهبندی کاربری (Light / Ordinary / Extra Hazard) و انتخاب چگالی طراحی (Density) و مساحت محاسباتی (Design Area) طبق آییننامه (مانند NFPA 13) است. دبی موردنیاز ناحیه طراحی از رابطه Q_req = ρ × A (لیتر/دقیقه) بهدست میآید. برای فضاهای با واکنش سریع (QR) یا سقفهای شیبدار، تعدیلات مساحت لازم است.
2) گزینش پوشش و فاصلهگذاری اسپرینکلر
با توجه به نوع اسپرینکلر (پایینزن/بالازن/دیواری/EC/ESFR) و ارتفاع سقف، حداکثر پوشش هر اسپرینکلر و فواصل طولی-عرضی تعیین میشود. سپس از تعداد لازم در ناحیه طراحی استفاده میگردد تا مجموع دبی ناحیه با ρ×A همخوان شود.
3) انتخاب K-Factor و فشار هر اسپرینکلر
دبی هر اسپرینکلر از رابطه q = K × √p محاسبه میشود (q: لیتر/دقیقه، p: بار تقریبی یا kPa/Δ). با معلوم بودن q هدف، میتوان K یا p را انتخاب کرد. برای EC و ESFR معمولاً K بزرگتر و فشار حداقلی بالاتر نیاز است.
4) مدل هیدرولیکی شبکه لولهکشی
چیدمان لوله (درختی/حلقهای/شبکهای) ترسیم و طولها، قطرها و اتصالات استخراج میشود. افت فشار در هر المان با فرمول هیزن–ویلیامز محاسبه میگردد: h_f = 10.67 × L × Q^1.852 / (C^1.852 × d^4.871) (متناسبسازی با یکاهای مورد استفاده؛ C معمولاً 100–140 برحسب جنس/وضعیت لوله). طول معادل اتصالات (زانویی، سهراهی، والو…) به L افزوده میشود.
5) ناحیه دورافتاده (Remote Area) و تراز بدترین حالت
محاسبات روی «بدترین ناحیه» از نظر افت فشار انجام میشود (معمولاً دورترین شاخه در بالاترین طبقه). برای سقف شیبدار/QR/محصورشدگی، ضرایب افزایش/کاهش مساحت یا تراکم لحاظ میگردد. در شبکههای حلقهای/گریدی از روش تعادل گرهها یا نرمافزار برای توزیع دبی استفاده میشود.
6) منحنی منبع آب و نقطه تقاطع Demand–Supply
منحنی تقاضای سیستم (جمع دبی اسپرینکلرهای فعال + افتهای مسیر تا منبع) با منحنی تأمین آب (شبکه شهری یا مخزن+پمپ) مقایسه میشود. نقطه تقاطع باید با حاشیه اطمینان (مثلاً 10–15%) بالاتر از نیاز طراحی باشد. در ساختمانهای بلند، افت ارتفاع (0.1 بار به ازای هر متر تقریباً) نیز اضافه میشود.
7) انتخاب قطر لولهها
قطرها با هدف محدودکردن سرعت و افت فشار انتخاب میشوند. قاعده عملی: سرعت جریان در شاخهها معمولاً زیر ~3–4 m/s نگه داشته شود و افت فشار کل مسیر تا پمپ در حدودی باشد که به فشار حداقل در سر اسپرینکلر برسیم. در صورت زیاد بودن افت، قطر افزایش یا مسیر کوتاهتر میشود.
8) الزامات ویژه و ضرایب افزوده
Allowance شیلنگ/هیدرنت در برخی کاربریها به دبی طراحی افزوده میشود.
دمای فعالیّت، کلاس واکنش (SR/QR/ESFR) و محدودیتهای موانع (کانال/چراغ/تیر) بر فاصلهگذاری و آرایش اثر دارند.
برای سیستم خشک/پریاکشن، افتهای اضافی، زمان پرشدن و حداقل فشار والوها لحاظ شود.
9) آزمون و تأیید میدانی
پس از نصب، تست هیدرواستاتیک در فشار بالاتر از فشار کاری (طبق کُد) انجام میشود. سپس تست دبی–فشار پمپ، عملکرد آلارم ولو/فلو سوئیچ و تطابق نتایج با محاسبات کنترل میگردد. گزارش نهایی شامل گراف Supply–Demand، لیست قطرها، طولها و فشار/دبی اسپرینکلرهای محاسبهشده است.
نمونه محاسبهی خیلی خلاصه (نمایشی)
رده: OH2، ρ = 8.1 L/min·m²؛ مساحت طراحی تعدیلشده A = 186 m² ⇒ Q_req ≈ 1507 L/min.
چیدمان 18 اسپرینکلر هر کدام ~84 L/min. با K=80 میخواهیم فشار هر نازل: p = (q/K)² = (84/80)² ≈ 1.10 bar (در نازل).
افت مسیر بدترین شاخه با هیزن–ویلیامز محاسبه میشود؛ مجموع افتها + ارتفاع + فشار نازل ⇒ فشار خروجی پمپ.
بررسی با منحنی منبع: اگر شبکه/پمپ Q=1550 L/min در p=7 bar بدهد و نیاز در هدر 6.2 bar باشد، حاشیه کافی است؛ در غیر این صورت قطر/چیدمان/پمپ بازطراحی میشود.
نکته: اعداد بالا نمونهی شماتیکاند؛ طراحی واقعی باید بر اساس نقشه، کُد جاری (مثلاً NFPA 13)، دادهبرگ سازندگان و کنترل مرجع محلی انجام شود.
قوانین کلی نصب اسپرینکلرها
استفاده از تجهیزات نو: تنها اسپرینکلرهای جدید مجاز به نصب هستند و استفاده مجدد از اسپرینکلر جداشده ممنوع است.
تحمل فشار: کلیه اجزا باید فشار کاری سیستم را تحمل کنند؛ حداقل 12.1 بار (175psi) روی زمین و 10.4 بار (150psi) زیر زمین.
شیر کنترل: هر سیستم اسپرینکلر باید شیر کنترل با دسترسی مناسب داشته باشد.
نظارت بر شیرها: در ساختمانهای گروه S2 و S3، شیر کنترل باید تحت نظارت باشد و در صورت بسته شدن، سیگنال خطا به سیستم اعلام حریق ارسال شود.
تغذیه توسط شیر سیامی: سیستم باید قابلیت تغذیه از اتصال آتشنشانی (شیر سیامی) را داشته باشد.
رایزرها در ساختمانهای بزرگ:
ارتفاع بالای 23 متر یا زیربنا بیش از 4830 مترمربع: در هر طبقه باید متعلقات کامل نصب شوند (شیر کنترل، فشارسنج، فلوسوئیچ، شیر تست و تخلیه + در صورت مشترک بودن با لوله ایستاده: شیر یکطرفه).
ساختمانهای کوچکتر: نصب یک سری متعلقات در ابتدای رایزر اصلی کافی است.
ثابت بودن متعلقات: اجزای ابتدای رایزر همیشه ثابت هستند و اجرای سیستم اعلام حریق تأثیری بر حذف آنها ندارد.
فلوسوئیچ: در صورت طراحی رایزر مستقل لوله ایستاده، نصب فلوسوئیچ متصل به سیستم اعلام حریق الزامی است.
هشدار مکانیکی: در ساختمانهای S3 باید همزمان با ارسال سیگنال هشدار، زنگ مکانیکی هم فعال شود.
شیرهای قطعکن: در گروههای S2 و S3 باید دارای نشانگر و قابلیت ارسال سیگنال نظارتی باشند.
شیر یکطرفه هشداردهنده: توصیه میشود در ابتدای رایزر هر زون نصب شود (میتواند بهصورت پکیج شامل فشارسنج، شیر تخلیه و زنگ مکانیکی باشد).
شیر یکطرفه دوتایی: در صورت اشتراک مخزن آب مصرفی و آتشنشانی، بین مخزن و لوله مکش نصب شود.
نصب شیرهای یکطرفه: باید طبق دستورالعمل سازنده در موقعیت افقی یا عمودی باشد.
انشعاب بازرسی: برای تست عملکرد پمپ و آلارم، نصب شیر تست و تخلیه الزامی است (حداقل 1 اینچ و اُریفیس معادل کوچکترین اسپرینکلر).
دسترسپذیری تجهیزات: شیرها، مانومترها، فشارشکنها و متعلقات ابتدای خط باید همیشه در دسترس باشند.
سیستم هشدار جریان آب: باید بتواند جریان معادل کوچکترین اسپرینکلر را ظرف 5 دقیقه تشخیص دهد و آژیر را فعال نگه دارد.
شیر تخلیه: برای تخلیه آب سیستم در مواقع ضروری نصب میشود و سایز آن طبق جدول استاندارد تعیین میگردد.
سایز رایزر یا لوله اصلی (.in)
اندازه شیر تخلیه (.in)
تا 2
3/4 یا بزرگتر
2 1/2 ،3 ،3 1/2
1 1/4 یا بزرگتر
4 و بزرگتر
فقط 2
حداقل فشار مجاز سیستم اسپرینکلر 0.5 بار (7psi) و حداکثر فشار سیستم 12.1 بار (175psi) است. در بخشهایی از سیستم که فشار بیش از مقدار مجاز شود یا شرایط طراحی اولیه را تحت تاثیر قرار دهد، باید ادوات تنظیم فشار مناسب نصب شود.
در هر دو طرف ورودی و خروجی هر شیر تنظیم فشار، باید درجههای فشارسنج نصب شوند.
چنانچه لولههای اسپرینکلر که دارای آب هستند، از فضاهای باز عبور نمایند و احتمال بروز یخ زدگی وجود داشته باشد، این لولهها باید در برابر یخزدگی محافظت گردند. این محافظت باید به گونهای باشد که دمای آب همواره بین حداقل 4 درجه سانتی گراد و حداکثر 48.9 سانتی گراد قرار گرفته یا سیستم به صورت خشک اجرا شود.
در طراحی و نصب اسپرینکلر با توجه کرد که در هر ساختمانی که تحت پوشش سیستم اسپرینکلر قرار دارد، باید تعداد کافی از اسپرینکلرها، به صورت رزرو در انبار نگهداری شده تا هنگام عمل کردن اسپرینکلرها و یا صدمه دیدن آنها بلافاصله تعویض گردند. اسپرینکلرهای ذخیره باید در محلی قرار گیرند که درجه حرارت آن محل کمتر از 38 درجه سانتی گراد باشد.
حداقل تعداد اسپرینکلرهای ذخیره، با توجه به تعداد کل اسپرینکلرهای بهکاررفته در ساختمان
تعداد اسپرینکلرهای ذخیره
تعداد کل اسپرینکلرهای ساختمان
حداقل ۶ عدد
۳۰۰ عدد
حداقل ۱۲ عدد
۳۰۰ الی ۱۰۰۰ عدد
حداقل ۱۴ عدد
بیش از ۱۰۰۰ عدد
نکات و الزامات طراحی اسپرینکلر
در طراحی اسپرینکلر باید به نکات زیر توجه داشته باشید:
اسپرینکلرها باید به گونهای جانمایی شوند که مساحت تحت پوشش هر اسپرینکلر، از حداکثر مساحت قابل پوشش مجاز بیشتر شود.
در ساختمانها به طور کلی باید اسپرینکلرهایی با کلاس دمای معمولی و متوسط به کار برده شوند.
کلاس دمایی اسپرینکلر باید با توجه به محل نصب، خطر و بار اشتعال مواد موجود در محل انتخاب شود.
کلاسبندی دما و طبقهبندی رنگ
حداکثر دمای سقف
درجهبندی دما
کلاسبندی دما
کد رنگ
رنگ حباب شیشهای
°C 38 / °F 100
°C 57–77 / °F 135–170
معمولی
بیرنگ یا مشکی
نارنجی یا قرمز
°C 66 / °F 150
°C 79–107 / °F 175–225
متوسط
سفید
زرد یا سبز
°C 107 / °F 225
°C 121–149 / °F 250–300
بالا
آبی
آبی
°C 149 / °F 300
°C 163–191 / °F 325–375
خیلی بالا
قرمز
بنفش
°C 191 / °F 375
°C 204–246 / °F 400–475
خیلی خیلی بالا
قرمز
بنفش
°C 246 / °F 475
°C 260–302 / °F 500–575
فوقالعاده بالا
نارنجی
مشکی
°C 329 / °F 625
°C 343 / °F 650
فوقالعاده بالا
نارنجی
مشکی
هنگامی که حداکثر دمای سقف از 100 درجه فارنهایت (38 درجه سانتی گراد) بیشتر است، اسپرینکلرها با نرخهای دمایی جدول بالا باید استفاده شوند.
اسپرینکلرهای نصب شده زیر نورگیر شیشهای یا پلاستیکی که در معرض مستقیم اشعه خورشید هستند، باید از نوع دما متوسط باشند.
اسپرینکلرهای نصب شده در فضای تهویه نشده و مخفی زیر سقف عایق نشده یا شیروانی تهویه نشده، باید از نوع دما متوسط باشند.
در محیط های مسکونی، فواصل نصب اسپرینکلرها در نزدیکی منابع حرارتی مطابق با جدول پایین تعیین می شوند.
فواصل نصب اسپرینکلرها در مجاورت منابع حرارت
منبع گرما
حداقل فاصله تا اسپرینکلر دما معمولی (.in)
حداقل فاصله تا اسپرینکلر دما معمولی (.mm)
حداقل فاصله تا اسپرینکلر دما متوسط (.in)
حداقل فاصله تا اسپرینکلر دما متوسط (.mm)
کنار بخاری توکار
36
914
12
305
جلوی بخاری توکار
60
1524
12
305
اجاقهای چوبی یا زغالی
42
1067
12
305
محدوده آشپزخانه
18
457
9
229
آون یا گرمخانه دیواری
18
457
9
229
لولههای هوای داغ
18
457
9
229
کانال گرمایش فاقد عایق حرارتی
18
457
9
229
لولههای آب داغ فاقد عایق حرارتی
12
305
6
152
کنار دریچههای هوای سقفی یا دیواری
24
607
12
305
روبروی دریچههای هوای سقفی یا دیواری
36
914
18
457
آبگرمکن یا کوره
6
152
3
76
روشنایی ۰ تا ۲۵۰ وات
6
152
3
76
روشنایی 250 تا 499 وات
12
305
6
152
در صورتی که مساحت هر طبقه ساختمان بیش از حد مجاز باشد، تعداد زونهای اسپرینکلر در آن طبقه باید افزایش یافته و برای هر زون یک رایزر مستقل در نظر گرفته شود. این رایزرها میتوانند همگی بهطور مشترک از پمپ اصلی تأمین آب آتشنشانی تغذیه شوند. حداکثر مساحت قابل پوشش هر سیستم اسپرینکلر در هر طبقه عبارت است از:
محیط کمخطر: 4800 m² (52000 ft²)
محیط خطر معمولی: 4800 m² (52000 ft²)
پرخطر (هیدرولیکی محاسبهشده): 3700 m² (40000 ft²)
اسپرینکلرهای مورد استفاده در محیطهای کم خطر باید مطابق با یکی از انواع زیر باشند:
واکنش سریع (Quick Response)
مسکونی (Residential)
ضوابط اسپرینکلرهای پاششی بالازن و پایین زن
در طراحی و نصب اسپرینکلر، حداکثر مساحت قابل پوشش هر اسپرینکلر و بیشترین فاصله مجاز بین اسپرینکلرها، مطابق با جداول زیر تعیین شود.
مساحت پوشش و حداکثر فاصله اسپرینکلرهای پاششی آویزان و عمودی استاندارد در محیط کمخطر
نوع سازه
نوع سیستم
بیشترین مساحت پوشش
بیشترین فاصله مجاز بین اسپرینکلرها
ft2
m2
ft
m
غیرمسدودکننده، غیرقابلسوختن
محاسبه هیدرولیکی
225
20.9
15
4.6
غیرمسدودکننده، غیرقابلسوختن
جداول پیش تعیینشده
200
18.6
15
4.6
مسدودکننده، غیرقابلسوختن
محاسبه هیدرولیکی
225
20.9
15
4.6
مسدودکننده، غیرقابلسوختن
جداول پیش تعیینشده
200
18.6
15
4.6
مساحت پوشش و حداکثر فاصله اسپرینکلرهای پاششی آویزان و عمودی استاندارد در محیط خطرمعمولی
نوع سازه
نوع سیستم
بیشینه مساحت پوشش
بیشینه فاصلهبندی
/
/
ft2
m2
ft
m
همه
همه
130
12.1
15
4.6
مساحت پوشش و حداکثر فاصله اسپرینکلرهای پاششی آویزان و عمودی استاندارد در محیط پرخطر
نوع سازه
نوع سیستم
بیشینه مساحت پوشش (ft²)
بیشینه مساحت پوشش (m²)
بیشینه فاصلهبندی (ft / m)
همه
جداول پیش تعیینشده
90
8.4
12 ✱ / 3.7 ✱
همه
محاسبه هیدرولیکی با چگالی 0.25 و بیشتر
100
9.3
12 ✱ / 3.7 ✱
همه
محاسبه هیدرولیکی با چگالی کمتر از 0.25
130
12.1
15 / 4.6
✱ فاصلهبندی برای این حالتها محدود به ۱۲ فوت (۳٫۷ متر) میباشد.
نکات:
بیشترین فاصله اسپرینکلر تا دیوار نباید از نصف فاصله مجاز بین اسپرینکلرها بیشتر شود.
فاصله از دیوار تا اسپرینکلر باید به صورت عمودی تا دیوار اندازه گیری شود.
در خصوص فاصله اسپرینکلرها از دیوار در محیط کم خطر، یک استثناء تحت عنوان قانون اتاق کوچک وجود دارد. براساس این قانون میتوان فاصله اسپرینکلرها را تا یکی از دیوارهای اتاق تا 2.75 متر (9 فوت) افزایش داد. شرایط قانون اتاق کوچک مطابق ذیل است:
الف) محیط کم خطر باشد.
ب) مساحت اتاق کمتر از 75 مترمربع باشد.
ج) سازه سقف غیر مسدودکننده باشد.
د) در طراحی و نصب اسپرینکلر فضا باید با دیوار و سقف احاطه شده باشد. وجود بازشو در دیوارها (مانند در و محل عبور) در صورتی که فاصله بالای بازشو تا سقف بیشتر از 20 سانتی متر باشد، بلامانع است.
در اتاق کوچک، می توان فاصله اسپرینکلر را از یکی از دیوارهای اتاق به 2.75 متر (9 فوت) افزایش داد.
اسپرینکلرها نباید در فاصله کمتر از 102 میلیمتر (4 اینچ) تا دیوار قرار بگیرند.
اسپرینکلرها نباید در فاصله ای کمتر از 1.8 متر (6 فوت) نصب شوند مگر اینکه تیغه ای بین اسپرینکلرها نصب شده باشد.
جمعبندی فواصل مجاز اسپرینکلرها از سقف
نوع سازه
حداقل فاصله دفکتور
حداکثر فاصله دفکتور
توضیح
سازه دارای سقف مسطح
2.5 سانتیمتر
30 سانتیمتر
سازه مسدودکننده
2.5 سانتیمتر زیر اعضا سازه
15 سانتیمتر زیر اعضا سازه
مشروط بر اینکه فاصله با سقف اصلی کمتر از 56 سانتیمتر باشد.
سازه سیمانی T شکل با فاصله اعضا سازه
2.5 سانتیمتر زیر اعضا سازه
محدودیتی ندارد
اسپرینکلرها را میتوان در فاصله 2.5 سانتیمتر زیر اعضا سازه نصب کرد.
سازه سیمانی T شکل با فاصله اعضا سازه: بین 91 تا 228 سانتیمتر
2.5 سانتیمتر
56 سانتیمتر
سازههای دارای سقف شیبدار
–
–
بالاترین اسپرینکلر با بالاترین نقطه سقف حداکثر 90 سانتیمتر فاصله و با کنارهها حداکثر 60 سانتیمتر فاصله رعایت شود. در سقفهای با شیب کمتر از 9/4 درجه دفکتورها افقی نصب میشوند و در شیبهای بیشتر به موازات سقف.
در طراحی و نصب اسپرینکلر، جانمایی اسپرینکلرهای بالازن و پایینزن باید به گونهای باشد که موانع تخلیه به حداقل رسیده یا جهت اطمینان از پوششدهی کافی اسپرینکلرهایاضافی در نظر گرفته شود.
فاصله بین دفلکتور و بالای مواد انبار شده و محتویات فضا باید بیشتر از 460 میلیمتر (18 اینچ) باشد.
وقعیت اسپرینکلرها برای جلوگیری از برخورد آب با موانع ممتد (بالازن و پایینزن)