مقایسه سیستم واترمیست فشار ضعیف و سیستم اسپرینکلر

مقایسه سیستم واترمیست فشار ضعیف و سیستم اسپرینکلر

اگر چه سیستمهای اطفا حریق واترمیست برای دهه ها مورد استفاده قرار گرفته اند اما هنوز کشورهایی هستند که از این سیستم آنطور که باید استفاده نمی کنند.

از آنجا که شرکتهایی متعددی  هستند که با داشتن تخصص طراحی و اجرای این سیستم می توانند به ترویج استفاده از آن بجای سیستمهای سنتی اسپرینکلر اقدام کنند لذا بر آن شدیم در این مقاله به مقایسه ی دو سیستم واترمیست و اسپرینکلر بپردازیم.

همانطور که گفته شد در این مقاله تصمیم داریم در مورد تفاوت بین سیستمهای کلاسیک اسپرینکلر و سیستمهای واترمیست سخن بگوییم. سیستمهای واتر میست از محاسبات دینامیکی سیال یا (CFD) که شاخه ای از مکانیک سیالات که از روشها و الگوریتمهای متعددی برای حل و بررسی مسائل مربوط در زمینه جریان سیال استفاده می کند ، بهره می برند.کامپیوترها به منظور انجام محاسبات مورد نیاز جهت شبیه سازی اثر متقابل مایعات و گازها در داخل یک فضای مشخص بکار می روند. برای تحقق هدف این مقاله که همان مقایسه ی بین سیستم واترمیست و اسپرینکلر است ، از یک شبیه ساز دینامیک حریق(FDS) به همراه رابط گرافیکی Pyrosim جهت پردازش نتیجه بدست آمده از مدلسازی FDS استفاده شده است.مدلهای FDS قادر به پیش بینی دود، حرارت، مونوکسید کربن و دیگر مواردی که از رخداد حریق بوجود می آید هستند.نتایج این شبیه سازیها برای بررسی امنیت ساختمان پیش از ساخت آن، ارتقاء امنیت ساختمانهای ساخته شده ، انجام شبیه سازیهای حریق در طی تحقیقات برای یافتن علت آن و مرجعی برای آموزش آتش نشانان استفاده گردید.

 

مثال ۱: اتاق نشیمن

شبیه سازی حریق در اتاق نشیمن

 

در این مثال مدلی از گسترش حریق در یک اتاق که به عنوان اتاق نشیمن شبیه سازی شده بود را مشاهده می کنید.ابعاد اتاق عبارتند از ۲/۵ متر در ۶/۴ متر با ۴/۲ متر ارتفاع با حجم ۴/۷۵ متر مکعب.تمام این فضا با یک ساختار مش شامل سلولهای با سایز ۱۰ سانتی متر و تعداد کل ۶۷۳۹۲ سلول تشکیل شده است.منبع حریق در نقطه مرکزی کاناپه واقع شده و نرخ انتشار حرارت در محیط برابر ۱۰۰۰ KW/m2 می باشد.در بالای کاناپه یک نازل کلاسیک اسپرینکلر قرار دارد که در آزمایش دوم جای آن با یک نازل واتر میست تعویض گردیده است.زمان برای شبیه سازی نیز ۴۰۰  ثانیه در نظر گرفته شده بود.

مشخصات نازل اسپرینکلر: –    دمای فعالسازی ۷۴ درجه سانتیگراد –    سرعت قطره ۵ متر بر ثانیه –    تعداد قطرات در هر ثانیه ۵۰۰۰ عدد –    اندازه قطره ۴۰۰۰ میکرومتر یا ۴ میلی متر

مشخصات نازل واترمیست: –    دمای فعالسازی ۷۴ درجه سانتیگراد –    فشار عملکردی ۱۱ بار –    تعداد قطرات در هر ثانیه ۳۸۴۰۰۰ قطره –    اندازه قطره ۵۰۰ میکرومتر

در این مثال هر دو نازل پس از گذشت ۱۶۵ ثانیه از شروع حریق فعال شدند که دور از انتظار هم نبود زیرا دمای عملکرد هر دو نازل یکسان در نظر گرفته شده بود.

نازل اسپرینکلر

در مورد اسپرینکلر، دما بتدریج از ۹۷/۵ درجه سانتیگراد به ۶۵ درجه کاهش یافت .پس از گذشت ۲۰۰ ثانیه از شروع حریق دمای بالای کاناپه تا ۷۰ درجه کاهش پیدا کرد و اسپرینکلر با موفقیت دما را کمتر و کمتر نمود و از گسترش حریق جلوگیری کرد.اما آتش را بطور کامل اطفا ننمود.

در مورد نازل واترمیست تنها پس از گذشت ثانیه هایی از فعال شدن نازل واترمیست دما از ۸۹ درجه به ۴۵ درجه کاهش یافت و پس از گذشت ۲۰۰ ثانیه از شروع آتش سوزی ، دمای کل اتاق به مرز ۲۵ درجه سانتیگراد رسید و حریق بکلی اطفا گردید.

 

مثال ۲: آشپزخانه

 

 

این مثال مثالی از گسترش حریق در یک اتاق که بصورت آشپزخانه شبیه سازی شده است.ابعاد اتاق ۴/۶متر در ۴ متر با ارتفاع ۴/۲ متر است که حجم برابر ۴/۶۱ متر مکعب می شود.کل فضا دقیقا با اندازه مش مثال قبل تعریف شده است و تعداد کل سلولها ۲۴۵۷۶۰عدد می باشد.در وسط آشپزخانه ابتدا یک نازل اسپرینکلر و سپس یک نازل واتر میست نصب گردید.مشخصات هر دو نازل همانند مثال ۱ است. منبع حریق در بالای یکی از کابینتهای آشپزخانه که به صورت اجاق خوراک پزی شبیه سازی شده بود قرار دارد و زمان شبیه سازی نیز ۴۰۰ ثانیه است. هردو نازل پس از گذشت ۳ ثانیه از شروع حریق فعال شدند.

در مورد اسپرینکلر ، دما تا انتهای زمان شبیه سازی بین ۸۰ تا ۹۰ درجه سانتیگراد باقی ماند و نتوانست دمای اتاق را به زیر ۸۰ درجه برساندو تنها از گسترش حریق در زمان مشخص شده جلوگیری نمود. پس از فعال شدن نازل واترمیست دما از ۷۴ درجه به ۴۰ درجه کاهش یافت .۳ ثانیه بعد دمای اتاق بین ۲۵ تا ۴۰ درجه سانتیگراد متغیر بود و همین روند تا انتهای زمان شبیه سازی ادامه پیدا کرد.

نازل واترمیست با موفقیت توانست دمای اتاق را کاهش داده و از گسترش حریق در زمان مشخص شده جلوگیری نماید.اگرچه که حریق تا انتها اطفا نشد اما دما تا سطح قابل قبولی کاهش یافت که همین امر موجب فراهم آمدن شرایط بهتری برای تخلیه اتاق از افراد و دسترسی به خدمات آتشنشانی می شود.

نتیجه گیری بر اساس مدلسازی CFD و بررسی دماها بدست آمده می توانیم اذعان کنیم که که سیستم واتر میست چندین برابر موثر تر از سیستمهای اسپرینکلر در محیطهای مسکونی عمل می نماید.یک سیستم واترمیست نه تنها به عنوان یک سیستم کاملا موثر در کاهش دمای محیط در مقایسه با سیستمهای اسپرینکلر بشمار می آید.طی تبخیر آب و گسترش آن ، این بخارها جایگزین اکسیژن شده و کاهش غلظت آن در محیط موجب کاهش شدت حریق به طور قابل ملاحظه ای می گردد.