اگر با سیستمهای اسپرینکلر آشنایی داشته باشید، احتمالاً میدانید که این تجهیزات برای تشخیص حریق و فعالسازی جریان آب، از دو مکانیسم اصلی استفاده میکنند: حباب شیشهای یا فیوز ذوبشونده. در میان این دو، حبابهای شیشهای به دلیل دقت بسیار بالا و عملکرد قابلاعتماد، انتخاب اول در اکثر پروژههای مدرن هستند. اما آیا شاید شما نیز کنجکاو شده باشید که حبای شیشهای اسپرینکر، دقیقاً چگونه افزایش دما را شناسایی کرده و سیستم را در لحظهی بحرانی فعال میکنند؟
فرایند فعال سازی اسپرینکلر
فرآیند فعالسازی اسپرینکلر بر پایه اصول فیزیکی ساده اما دقیق استوار است، مراحل فعال سازی اسپرینکلر به صورت زیر است:
۱. با افزایش دمای محیط ناشی از وقوع حریق، مایع درون حباب منبسط میشود.
۲. با افزایش حجم مایع، فشار شدیدی به دیوارههای شیشهای حباب وارد میشود.
۳. در دمای تنظیم شده، مقاومت شیشه شکسته شده و درپوش فلزی اسپرینکلر رها میشود که در نهایت منجر به تخلیه سریع آب بر روی محل حریق میشود.
تفاوت قطر حباب شیشهای (۳ میلیمتر در برابر ۵ میلیمتر)
قبل از بررسی مایع درون حباب، باید به یک نکته کلیدی در طراحی اسپرینکلرها اشاره کرد. قطر حباب شیشهای به صورت مستقیم با زمان پاسخدهی (RTI – Response Time Index) اسپرینکلر رابطه دارد:
- حباب ۳ میلیمتری: به عنوان اسپرینکلر واکنش سریع (Quick Response) شناخته میشود. این مدل به دلیل حجم کمتر مایع، حساسیت بیشتری به تغییرات حرارتی دارد و سریعتر فعال میشود.
- حباب ۵ میلیمتری: به عنوان اسپرینکلر واکنش استاندارد (Standard Response) شناخته میشود. این مدل برای محیطهایی با شرایط پایدارتر مناسب است.
انتخاب بین این دو قطر، نیازمند محاسبات مهندسی حریق بر اساس نوع کاربری ساختمان است.
مایع داخل حباب شیشه ای
برخلاف تصور عمومی، مایع موجود در حبابهای شیشهای اسپرینکلر، آب نیست؛ چرا که خواص فیزیکی آب در تغییرات دما (مانند یخزدگی یا تبخیر) با استانداردهای دقت مورد نیاز سیستمهای اطفای حریق همخوانی ندارد
درحبابهای شیشهای اسپرینکلر، از یک محلول الکلی با پایه گلیسیرین (Glycerin-based solution) استفاده میشود که به دقت مهندسی شده است.
اصلیترین ویژگی این مایع، داشتن ضریب انبساط حرارتی بسیار بالا است. فرآیند فعالسازی به این صورت است که با افزایش دمای محیط پیرامون، مولکولهای مایع با سرعت و دقت بالا منبسط شده و فشار داخلی حباب را افزایش میدهند. از آنجا که این حبابها حاوی مقدار بسیار ناچیزی از گاز خنثی یا خلاء هستند، فشار ناشی از انبساط مایع، دیوارههای شیشهای را تا رسیدن به دمای مشخص، تحت فشار نگه میدارد و در لحظه رسیدن به دمای تنظیم شده، با شکستن شیشه، مسیر خروج آب را باز میکند.
ترکیبات مایع حباب شیشه ای اسپرینکلر برای دماهای متفاوت
تولیدکنندگان برای اینکه یک اسپرینکلر دقیقاً در دمای ۶۸ درجه یا ۹۳ درجه بترکد، نمیتوانند از یک مایع ثابت استفاده کنند. آنها فرمول شیمیایی مایع (نوع الکل و ترکیبات جانبی آن) را به گونهای تغییر میدهند که «ضریب انبساط حرارتی» آن در دمای هدف به بالاترین میزان خود برسد.
در واقع، فرمول شیمیایی مایعی که برای دمای ۵۷ درجه طراحی شده، با فرمول مایعی که برای دمای ۱۴۱ درجه ساخته میشود، متفاوت است تا در دمای مدنظر، آن فشارِ بحرانیِ لازم برای شکستن شیشه ایجاد شود.
انواع رنگهای حباب اسپرینکلر
رنگِ مایع – که با افزودن رنگدانههای شیمیایی بسیار ناچیز به محلول اصلی اضافه میشود – یک قرارداد بینالمللی و استاندارد است.
این استانداردسازی به بازرسان آتشنشانی و متخصصان ایمنی کمک میکند تا بدون نیاز به خواندن برچسبهای ریزِ روی بدنه اسپرینکلر، با یک نگاه سریع به رنگ حباب، متوجه شوند که آیا اسپرینکلر نصب شده برای آن محیط خاص (مثلاً یک موتورخانه گرم یا یک اتاق خواب خنک) مناسب است یا خیر.
تنوع رنگی این حبابها نشاندهنده، دمای فعالسازی آنهاست که طبق استانداردهای بینالمللی – مانند NFPA – تعیین میشود.
انتخاب اشتباه رنگ اسپرینکلر، مثلاً استفاده از اسپرینکلر حساس در محیطهای گرم، میتواند منجر به خطای عملکرد و خسارات ناشی از آبگرفتگی شود.
