یکی از اجزای کلیدی ایمنی در برابر حریق در ساختمانهای بلند مرتبه، قابلیت اطمینان سیستمهای حفاظت در برابر حریق و ویژگیهای آنهاست. ما همواره از اصطلاحات قابلیت اطمینان ، افزونگی و انعطاف پذیری به جای یکدیگر استفاده کنیم و در صورتیکه همه آنها جنبه‌های هدف کلی ما که همان تحقق اصول ایمنی در برابر حریق در طیف وسیعی از شرایط اضطراری مطابق آنچه که انتظار میرود ، به شمار می‌روند.
این مقاله به قابلیت اطمینان سیستمهای حفاظت در برابر حریق در ساختمانهای بلند مرتبه پرداخته است.اینکه چرا این موضوع از اهمیت بالایی برخوردار است و چگونه میتوان به آن دست یافت.
درک این موضوع از اهمیت بالایی برخوردار است که برای ایجاد محیط امن ساختمان ، سیستمهای اکتیو و پسیو حفاظت در برابر حریق می‌بایست در شرایط نامساعد، عملکردی قابل اطمینان داشته باشند. این موضوع در سه جنبه خلاصه می‌شود:
1- طراحی – شامل ویژگیهایی که قابلیت اطمینان را ارتقا می‌دهند.
2- نصب – نصب و راه‌اندازی سیستمهای حفاظت در برابر حریق جهت اطمینان از عملکرد صحیح و مورد انتظار از آنها.
3- عملیات و نگهداری- بازرسی،تست و نگهداری ویژگیهای و پارامترهای ایمنی در برابر حریق در طول عمر ساختمان بطور مداوم.
این مقاله در ابتدا بر روی جنبه‌های طراحی قابلیت اطمینان تمرکز نموده است.
چرا قابلیت اطمینان در مبحث ایمنی در برابر حریق ساختمانهای بلند مرتبه، مهم است؟
چندین ویژگی منحصر بفرد از ساختمانهای بلند مرتبه وجود دارد که چالشهایی برای امر ایمنی در برابر حریق بشمار می‌روند.
- در صورت گسترش حریق به خارج از منطقه مبدا وقوع آن، یک آتش‌سوزی غیر قابل کنترل و عواقب آن می‌تواند بر ساکنان ساختمان تاثیر فاجعه باری بگذارد.
- ساکنان ساختمانهای بلند مرتبه از خروجیها دور هستند که همین امر موجب طولانی شدن مسیر فرار شده که می‌تواند تاثیر منفی بر شرایط فیزیکی افراد گذاشته و با اثرات حریق در این مسیر طولانی مواجه گردند.
- مبارزه با حریق باید در داخل ساختمان با استفاده از تجهیزات و روشهای آتش‌نشانی، صورت پذیرد.
برای پرداختن به این مسائل، یک استراتژی ایمنی در برابر حریق برای ساختمانهای بلندمرتبه ، باید شامل ویژگهای اکتیو و پسیو ساختمان باشد که اهداف زیر را به انجام رساند:
- کنترل و مهار حریق و اثرات ناشی از آن در طبقه یا محل مبدا آن.
- حفظ شرایط مناسب برای ساکنان در هنگام آتش سوزی - دفاع در محل
- فراهم نمودن زیرساختهای مناسب در راستای تسهیل عملیات آتش‌نشانی در داخل ساختمان
نتیجه‌ی این استراتژی ایمنی در برابر حریق یک سازماندهی بسیار پیچیده از ویژگیهای اکتیو و پسیو حفاظت در برابر حریق جهت ایمن نگاه داشتن ساختمان در مقابل حریق، خواهد بود. برای اینکه این ویژگیها در شرایط اضطراری آن‌طور که انتظار میرود عمل نمایند، باید از قابلیت اطمینان بالایی برخوردار باشند.
بررسی مفاد مربوط به قابلیت اطمینان در کدهای استاندارد ساختمان
اکثر کدهای ساختمان شامل الزامات قطعی هستند که برای افزایش قابلیت اطمینان سیستمهای حفاظتی طراحی شده‌اند. کد بین‌المللی ساختمان ( IBC ) کد اصلی و غالب مورد استفاده در ایالات متحده است.این کد در پاسخ به طیف گسترده‌ای از چالش‌های آتش سوزی، تکامل یافته است. برای طراحی ساختمانهای بلند مرتبه، IBC در طی سالها تکامل یافته است تا مقاومت سازه‌ای در برابر آتش، مسیرهای خروج جداگانه و سیستم اطفا حریق اکتیو و سیستمهای مدیریت و هشدار دود ، را ایجاد نماید.
در نتیجه‌ی حادثه 11 سپتامبر ، انجمن ملی استاندارد و تست ( NIST ) چندین و چند توصیه جهت ارتقاء قابلیت اطمینان ویژگیهای حفاظت در برابر حریق ساختمانهای بلند مرتبه، تعریف نمود .
این توصیه‌ها در ویرایش 2009 بخش 403 برای ساختمانهای بلند تر از 128 متر ارتفاع ، آمده است.این ملاحظات جدید در IBC شامل موارد زیر می‌شوند:
1- بالاترین مقاومت در برابر حریق برای اسکلت سازه ساختمان ( ساختار با 3 ساعت مقاومت در برابر حریق ) و ساختار کف ( 2 ساعت مقاومت در برابر حریق ) برای افزایش قابلیت پایداری در یک حادثه آتش سوزی طولانی مدت و امکان تخلیه سرنشینان.
2- یکپارچگی سازه‌ای پله‌های خروجی و سیستمهای بالابرنده مقاوم در برابر بارهای ضربه‌ای بر اساس ASTM و ارتقا قابلیتهای استفاده از آنها در طی حریق.
3- قدرت اتصال مواد مقاوم در برابر حریق ، تا psf 1000 افزایش یافته تا قابلیت اطمینان پاشش مواد ضد حریق بر روی بخشهای فلزی سازه در شرایط وقوع حریق، ارتقاء یابد.
4- رایزرهای چندگانه جهت تامین آب برای سیستمهای اسپرینکلر و لوله‌های عمودی و منابع تامین آب اضافی جهت ارتقاء قابلیت اطمینان این سیستمها در مواجهه با حریق.
5- یک راه پله خروج اضافی به طوریکه اگر یک راه‌پله برای عملیات آتش‌نشانی اشغال گردید، خروجی‌های مناسب همچنان برای ساکنان فراهم باشد.
6- آسانسورهای تخلیه‌ی ساکنین به عنوان عامل اضافی جهت تسهیل تخلیه‌ی کامل ساختمان در هنگام حادثه.
درک این نکته که کدهای مختلف از استراتژیهای مختلفی برای دستیابی به قابلیت اطمینان مد نظر استفاده می‌کنند امر مهمی است.به عنوان مثال میتوان به طراحی پمپهای آتش‌نشانی اشاره کرد. IBC و استاندارد NFPA مربوط به آن برای پمپهای آتش‌نشانی شامل الزامات فنی بسیار دقیق برای طراحی و عملکرد پمپهای آتش‌نشانی است که جهت به حداکثر رساندن قابلیت اطمینان هر پمپ در شرایط حریق به طور مستقل، طراحی شده‌اند. همزمان، هیچگونه الزاماتی در IBC و یا NFPA برای پمپهای پشتیبان جهت موارد بروز نقص در پمپ اصلی در نظر گرفته نشده است.
دیگر کدهای بین‌المللی از دستاوردهای کاملا متفاوتی استفاده می‌کنند.
برخی از بهترین آزمایشها و راه‌حلها برای دستیابی به قابلیت اطمینان مطلوب
راه‌حلهای طراحی متعددی برای ساختمانهای بلندمرتبه وجود دارد که برخی به عنوان بهترین روشها و برخی حتی به ملاحظات کدهای استاندارد تبدیل شده‌اند. همانطور که ساختمانهای بلند طراحی می‌شوند و استراتژی ایمنی در برابر حریق توسعه می‌یابد، هر ساختمان در برابر دیگر ساختمانهای مشابه مورد مقایسه قرار می‌گیرد. در این روش استراتژیها در مسیر تداومشان، توسعه و بهبود می‌یابند.
تامین آب سیستم حفاظت در برابر حریق یکی از پارامترهای مهم برای تمام ساختمانهای بلند مرتبه می‌باشد همانطور که سیستمهای اطفا حریق اکتیو که رشد حریق را کنترل می‌کنند به شدت بر پایه‌ی تامین آب متکی هستند. در بسیاری از مکانها، تاسیسات عمومی ممکن است برای حفاظت از این ساختمانها کافی و یا مطمئن نباشند. در بسیاری موارد، این امر با ایجاد منابع آب در داخل ساختمان مرتفع گردیده است. این مخازن به طوری طراحی گردیدند که هر مخزن بتواند برای یک ساعت آب مورد نیاز اسپرینکلرها را تامین نماید. جهت ارتقاء قابلیت اطمینان این سیستم، تمامی مخازن از داخل به هم متصل گردیدند به طوریکه هرکدام باید به عنوان پشتیبان دیگر مخازن عمل نماید.
سطح سوم همپوشانی از طریق اتصال داخلی تامین آب سیستم اسپرینکلر به هردو مخازن سیستم لوله عمودی ( شبکه جداگانه ی مخازن ) و مخازن آب محلی در کل ساختمان ، فراهم شده است. یک اقدام اضافی جهت افزایش قابلیت اطمینان، طراحی سیستمهای اسپرینکلر بود به طوریکه تا حد امکان، سیستمهای اسپرینکلر با بهره گیری از نیروی جاذبه از طریق مخزن آب قرار گرفته در ارتفاع، تغذیه گردند. این امر احتمال خطای پمپهای آتش‌نشانی را به عنوان یک اختلال احتمالی در سیستم اطفا، برطرف نمود. این دستاورد در بسیاری از ساختمانهای بلند مرتبه نظیر برج خلیفه در امارات متحده عربی و برج جده در عربستان سعودی مورد استفاده قرار گرفته است.
یکی از جنبه های حیاتی در ایمنی جان در ساختمانهای بلند مرتبه، حفاظت از ساکنان ساختمان در طی عملیات تخلیه است. در بسیاری از ساختمانهای بلند مرتبه ، این موضوع بسیار پیچیده تر از فراهم نمودن یک راه‌پله‌ی ساده‌ی خروج است.بدلایل مختلف، بسیاری از ساکنان ساختمان توانایی تخلیه‌ی ساختمان از مسیر راه‌پله را ندارند. در نتیجه، یک استراتژی با هدف حفاظت از ساکنان در محل و جابجایی آنها تنها در صورت ضرورت، ارائه گردید. در بسیاری از ساختمانهای بلند مرتبه، مراقبت در محل شامل مفهوم "محیط امن" یا "طبقه‌ی امن" می‌شود. بسیاری از کدها در آسیا و خاورمیانه الزام به استفاده از طبقات پناهگاه یا محیط‌های پناهگاه نموده‌اند. اینها فضاهایی هستند در داخل ساختمان که در همان سطح حفاظتی پله‌های خروج طراحی گردیده‌اند اما با فراهم نمودن مکانی که ساکنان می‌توانند در امنیت نگهداشته شوند و در صورت لزوم، میتوان برای تخلیه بیشتر از پله‌های خروجی یا آسانسور استفاده کرد.
در بسیاری مکانها که در نظر گرفتن طبقه پناهگاه الزام ندارد، لابی‌هایی ( Sky Lobbies ) که آسانسورها ( Shuttle Elevators ) را در نقاط مختلف ساختمان به هم متصل می‌کنند ، اغلب به منظور ایجاد یک منطقه امن برای ساکنان در هنگام تخلیه عمل می‌کنند.این لابی‌ها در درجه اول برای جابجایی تعداد زیادی از ساکنان ساختمان در طول شرایط عادی استفاده می‌شوند ، بنابراین آنها به طور کلی فضای کافی برای قرار گرفتن تعداد زیادی از ساکنان ساختمان در هنگام تخلیه را دارند.
یکی از راه حل ها، استفاده از آسانسورها برای تخلیه در ساختمانهای بلند مرتبه می‌باشد. که در ویرایش 2009 استانداردIBC به عنوان جایگزین جهت فراهم نمودن مسیر خروج اضافی مطرح گردید. آسانسورهای تخلیه جهت تسهیل فرآیند خروج در ساختمانهای بلند مرتبه ، بسیار مطلوب و مناسب می‌باشند. به طور کلی، آسانسورهای خروج باید به منابع تغذیه‌ی اضطراری مجهز گردند به طوریکه بتوانند در شرایط اضطراری قابل اطمینان بوده و و وسیله ای برای برقراری ارتباط با ساکنان در مواقع اضطراری باشند.
نتیجه
مشخص است که ساختمانهای بلند با ارتفاع بیش از 128 متر به قابلیت اطمینان بیشتری از لحاظ ویژگیهای ایمنی حریق نیاز دارند. تعدادی از این موارد بر اساس مطالعات بر روی حوادث آتش‌سوزی در ساختمانهای بلند از طریق کدهای استاندارد تجویز و توصیه می‌شوند. دیگر استراتژیها جهت ارتقاء قابلیت اطمینان با افزایش ارتفاع ساختمانها، توسعه می‌یابند.
نکته کلیدی این است که ایمنی ساختمانهای بلند مرتبه را به طور جامع بررسی نماییم و تشخیص دهیم که یک استراتژی برای همه مناسب نیست و گاه در شرایط اضطراری بسنده کردن به حداقلهای استاندارد ممکن است سطح مطلوبی از قابلیت اطمینان را فراهم نکند .