السبب الرئيسي للوفاة في الحرائق ليس التعرض المباشر للحرارة أو اللهب بل استنشاق الدخان (بيكانا أنطونيو وآخرون، 2013). يمكن أن ينتشر الدخان بسرعة في جميع أنحاء المبنى عبر السلالم والمصاعد والأعمدة الميكانيكية والفتحات الأخرى، مما يؤدي إلى نتائج مدمرة للركاب الذين يصبحون محاصرين ويتغلب عليهم الدخان بسرعة. على سبيل المثال، خلال حريق إم جي إم جراند عام 1980 في لاس فيغاس، توفي 85 شخصًا، 64 منهم كانوا في الطوابق العليا بعيدًا عن الحريق لأن الدخان انتقل عبر نظام تهوية الفندق وأعمدة المصاعد. 

وبسبب هذه الحرائق التاريخية، تطورت قوانين مكافحة الحرائق والبناء بشكل مستمر لتشمل تحسينات تحمي الأرواح أثناء نشوب الحرائق. ويشمل هذا التطور دمج أنظمة التحكم في الدخان. وتتولى هذه الأنظمة إدارة الدخان والتحكم فيه أثناء نشوب الحرائق، واستنزافه والحد من انتشاره داخل المبنى. وتوفر أنظمة التحكم في الدخان للسكان فترة حرجة للهروب قبل أن تصبح ظروف المبنى غير محتملة.  

سوف تستكشف هذه المقالة أساسيات التحكم في الدخان، بما في ذلك: 

• متطلبات التعليمات البرمجية لأنظمة التحكم في الدخان، بما في ذلك المتطلبات القضائية 

• معايير الأداء للاحتياجات المحددة لكل مبنى 

• المبادئ التوجيهية لتصميم التحكم في الدخان والتحليل العقلاني  

متطلبات الكود لأنظمة التحكم في الدخان

يعد فهم القواعد التي يتم تطبيقها في الولاية القضائية المحلية أمرًا حيويًا لأي مشروع. يعد إجراء العناية الواجبة أحد أهم الجوانب في تصميم أي نظام لسلامة الحياة. تتضمن مرحلة العناية الواجبة للمشروع تحديد الرموز ذات الصلة وما إذا كانت أي تعديلات أو تعديلات أو مراسيم محلية تحل محل المعايير التي يتم فرضها عادةً بواسطة مجموعة رموز NFPA أو ICC. 

على سبيل المثال، في ولاية جورجيا، تحدد إدارة شؤون المجتمع (DCA) قوانين البناء التي يتم إنفاذها، بما في ذلك:  

• كود البناء الدولي، إصدار 2018، مع تعديلات جورجيا (IBC). 
• قانون السكن الدولي، إصدار 2018، مع تعديلات جورجيا (IRC). 
• مدونة الحرائق الدولية، طبعة 2018 (IFC). 

بالإضافة إلى ذلك، الفصل 120-3-3، الذي ينفذه مفوض مكافحة الحرائق للسلامة في جورجيا، يحمل عنوان "القواعد واللوائح الخاصة بمعايير الحد الأدنى للسلامة من الحرائق في الولاية". يعدل هذا الفصل كود الحريق الدولي (IFC) ورموز الرابطة الوطنية للحماية من الحرائق (NFPA). كما تعدل DCA فصولًا معينة من قانون الحرائق الدولي. من الضروري أن نفهم تمامًا أي الرموز يتم تبنيها وما إذا كانت فصول معينة قد تم إزالتها أو تعديلها أو تغييرها، ولهذا السبب فإن وجود مستشار حماية من الحرائق في المشروع أمر بالغ الأهمية. بمجرد أن يكمل المستشار العناية الواجبة ويحدد الرموز الصحيحة، يمكنه الحصول على متطلبات البناء. 

المتطلبات القضائية لأنظمة التحكم في الدخان

بالنسبة لأي مشروع، من الضروري أن يكون لديك مهندس واسع المعرفة يعرف قوانين البناء المطبقة في المنطقة. يمكن أن تختلف قوانين البناء والحريق، بما في ذلك التعديلات المحلية التي تغير المتطلبات القياسية. تتنوع المباني في التصميم والاستخدام والحجم والتصنيف، مما يؤثر على متطلبات سلامة الحياة التي يجب على المهندسين تنفيذها.  

تنطبق هذه الاختلافات بشكل خاص على أنظمة التحكم في الدخان، حيث لا تتطلب القوانين والمتطلبات المحلية أنظمة ضغط الدرج في جميع المباني. يعد فهم متطلبات الولاية القضائية المحلية والبحث فيها أمرًا أساسيًا لفهم ما يتم تطبيقه في كل منطقة جغرافية. 

يجب على مهندس التحكم في الدخان أن يأخذ في الاعتبار العناصر التالية كجزء من بحثه عن المتطلبات المحلية:  

ما هو أعلى طابق مشغول؟ 
تعتبر المباني التي يزيد ارتفاع طابقها عن 75 قدمًا فوق أدنى مستوى للوصول إلى خدمة الإطفاء مباني شاهقة بموجب قوانين محددة معمول بها.  

ما هو تصنيف الإشغال؟ 
يمكن أن يؤدي تصنيف الإشغال إلى ضرورة وجود حاويات مقاومة للدخان أو لا. 

كم يبلغ ارتفاع السلالم؟ 
إذا كانت هناك سلالم تخدم مستويات أكبر من 75 قدمًا، فقد تتطلب السلالم حاويات مقاومة للدخان. 

كيف يتم تكوين السلالم؟ 
قد لا تكون هناك حاجة إلى حاويات مقاومة للدخان في بعض الحالات. ميزات المباني الشاهقة التي تحدد قرار تضمين حاويات مقاومة للدخان هي ما إذا كانت السلالم مفتوحة الجوانب، والسلالم التي تخدم المستويات المشغولة أقل من 75 قدمًا، ومعايير أخرى.  

معايير الأداء 

تحدد معايير الأداء المعايير التي يجب تصميم وتشغيل العبوات المقاومة للدخان للوفاء بها. تُطلع هذه المعايير أصحاب المصلحة الرئيسيين على تصميم النظام، وتفصل المتطلبات المحددة المضمنة ومعايير الأداء التي يعتزم النظام تحقيقها.  

بمجرد تحديد أن العبوات المقاومة للدخان مطلوبة واختيار فريق التصميم لضغط الدرج كطريقة للامتثال، فإن الكود المطبق سيوفر مواصفات الأداء الضرورية. قد تختلف هذه المواصفات وفقًا للولاية القضائية، لذا من الضروري إجراء مراجعة شاملة للتعليمات البرمجية المعمول بها.   

تساعد أنظمة ضغط الدرج على تنظيف طرق الهروب عن طريق دفع الهواء إلى داخل السلالم، مما يمنع دخول الدخان. وهذا يخلق مسارًا أكثر أمانًا للأشخاص للخروج من المبنى. 

تشمل معايير الأداء الشائعة ما يلي: 

• يتم حقن الضغط الإيجابي في الدرج بهدف تقليل دخول الدخان.
• يتم حقن الضغط الإيجابي في الدرج مما لا يمنع الركاب من فتح أي أبواب للوصول إلى الدرج. 

يعد فهم متطلبات الأداء هذه أمرًا مهمًا حيث قد يكون لكل مبنى احتياجات مختلفة ويتطلب مواصفات أداء محددة. 

تصميم التحكم في الدخان 

NFPA 92: معيار أنظمة التحكم في الدخان والفصل 909 (IFC وIBC) يوفر إرشادات لتصميم أنظمة التحكم في الدخان. سيؤدي فهم المدخلات والافتراضات وعوامل التأريض الضرورية إلى إنتاج التصميمات الأكثر كفاءة وامتثالًا. على مدار الـ 25 عامًا الماضية، أحرز تصميم أنظمة التحكم في الدخان تقدمًا ملحوظًا مع التقدم في موارد أجهزة الكمبيوتر والبرمجيات. منذ أن تحولت الصناعة من الحسابات اليدوية إلى الأساليب الحسابية، تحسنت الدقة والكفاءة.  

التواصل الفعال هو المفتاح طوال مرحلة التصميم. سيساعد التعامل مع فريق التصميم فيما يتعلق بالطريقة المختارة للتحكم في الدخان وموقع مجاري الهواء والمراوح والمكونات الأخرى في دمج النظام. صاحب المصلحة الرئيسي الآخر هو السلطة ذات الاختصاص (AHJ)؛ إن إشراك AHJ في وقت مبكر من عملية التصميم أمر حتمي. إن مناقشة جميع المدخلات والافتراضات ومعايير الأداء تضمن تصميم النظام وفقًا للمتطلبات المحلية، مع افتراضات المدخلات المتفق عليها قبل بدء مرحلة التصميم. 

تقرير التحليل العقلاني 

يجب توثيق التحليل المختصر لتصميم نظام التحكم في الدخان بتقرير تحليل منطقي، كما هو مطلوب من قبل IBC وIFC. سيحتوي التحليل العقلاني على جميع المعلومات حول نظام التحكم في الدخان، والذي سيتم استخدامه لعمليات التفتيش الخاصة ومن قبل موظفي صيانة المباني المسؤولين عن صيانة النظام واختباره بشكل دوري. 

يعرض الفصل 909.4 تفاصيل سبعة مكونات ينبغي اعتبارها جزءًا من التحليل العقلاني: 

تأثير المكدس 

يمكن لتأثير المكدس أن يغير بشكل كبير قدرة نظام التحكم في الدخان على التحكم في الدخان داخل المبنى. يحدث هذا التأثير عندما يتم سحب الهواء من خلال الأعمدة الرأسية للمبنى، بما في ذلك السلالم وأعمدة المصاعد، بسبب الاختلاف في الضغط ودرجة الحرارة. يجب أن يأخذ التحليل العقلاني في الاعتبار درجات الحرارة الداخلية للمبنى ودرجات الحرارة الخارجية التي تشهدها المنطقة المجاورة للمبنى. يجب دراسة الاختلافات بين درجات الحرارة الخارجية والداخلية وتمثيلها ضمن تحليل التصميم للتأكد من أن النظام يمكن أن يعمل بشكل صحيح في ظل الظروف البيئية المتوقعة. 

تأثير درجة حرارة النار  

يؤدي الحريق إلى تراكم الغازات الساخنة المزدهرة وانتشارها بالقرب من مقعد النار. ويجب أن يشمل التحليل تمدد الدخان ودرجة حرارته وانتشاره لضمان عدم تأثر نظام التحكم في الدخان سلبًا. هناك اعتبار آخر وهو الرشاشات الأوتوماتيكية، وهي كيفية تأثيرها على النار وطفو الدخان. 

تأثير الرياح 

تلعب الرياح دورًا حاسمًا في تشغيل نظام التحكم في الدخان. يجب أن يتضمن التحليل العقلاني قوة الرياح ضد ارتفاعات كل مبنى. يجب أن تتضمن اعتبارات تحميل الرياح متوسط ​​سرعات الرياح التي يتم اختبارها في موقع المبنى. تحميل الرياح معقد وقد يتأثر بالهياكل المجاورة والتضاريس والارتفاع الإجمالي للمبنى. هناك اعتبار آخر وهو وضع المراوح الميكانيكية وكيف يمكن أن يقلل تحميل الرياح من تشغيلها. يجب أن تتم المناقشات بين جميع أصحاب المصلحة الرئيسيين (المهندس الميكانيكي والمهندس المعماري وما إلى ذلك) لضمان وضع المراوح في مواقع محمية لتقليل التأثير السلبي لتحميل الرياح على النظام. 

أنظمة التكييف 

يجب اعتبار أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء جزءًا من التحليل الشامل. عادةً ما تمر أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء عبر المقصورات، مما يخلق ممرات يمكن أن ينتشر فيها الدخان في جميع أنحاء المبنى. غالبًا ما يدمج المهندس الميكانيكي أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء في نظام التحكم في الدخان بحيث يتم إيقاف تشغيل نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء عند اكتشاف الدخان. اعتمادًا على الموقف، قد تكون هناك حاجة إلى مخمدات بين مناطق الدخان، مبرمجة للإغلاق عند اكتشاف الدخان أو تعرضها للحرارة. تعد المحادثات بين جميع أصحاب المصلحة الرئيسيين (مهندس الحماية من الحرائق والمهندس الميكانيكي والمهندس المعماري) أمرًا بالغ الأهمية لفهم كيفية تصميم المبنى بشكل عام للعمل في ظل ظروف الحريق.  

المناخ الخارجي 

من المرجح أن يشتمل نظام التحكم في الدخان على مكونات مثبتة خارج المبنى وداخله. ويجب مراعاة ما إذا كانت الظروف المناخية الخارجية ستؤثر على أداء هذه المكونات. ومن الأمثلة على ذلك تراكم الجليد حول المخمدات والمراوح الميكانيكية. ويتعين على المهندسين تصميم المكونات لضمان حمايتها من تراكم الجليد والثلوج. 

مدة العملية 

الوظيفة الأساسية لنظام التحكم في الدخان هي حماية شاغلي المبنى أثناء فترة الخروج. يجب على مهندس الحماية من الحرائق تصميم النظام لضمان التشغيل المستمر لمدة 20 دقيقة أو 1.5 مرة من وقت الخروج المحسوب - أيهما أكبر عادةً. يجب أن تكون مدة التشغيل جزءًا من المناقشات المستمرة بين مهندس الحماية من الحرائق والمسؤول المختص.  

الإكمال والعرض 

بعد الانتهاء من التحليل العقلاني، يجب على المهندس مقارنة التصميم النهائي للنظام بالخطط المعمارية والميكانيكية والكهربائية والسباكة الحالية. بالإضافة إلى ذلك، يجب على فريق التصميم إجراء عرض تقديمي للتصميم النهائي للنظام للتأكد من أن تكوين النظام لا يزال مقبولاً وأن الفريق المعماري لم يقم بأي تغييرات. تعتبر عمليات التحقق النهائية بالغة الأهمية، حيث تتغير خطط البناء غالبًا أثناء مرحلة التحليل العقلاني.  

تشمل العناصر المحددة التي تحتاج إلى التحقق ما يلي:  

• - أن يكون موقع وحجم القنوات مقبولا ومتوافقا مع المخططات المعمارية الحالية. 
• لم يتم تغيير جميع الجدران الداخلية والأبواب والنوافذ وتركيبات المواد أثناء التحليل العقلاني.

في الأساس، يجب أن يتطابق التحليل العقلاني والخطط الحالية مع بعضها البعض. إذا تم العثور على تناقضات، فقد تكون هناك حاجة إلى تعديلات لجعل التحليل العقلاني متسقًا.  

بمجرد اكتمال التحليل العقلاني، يجب على مهندس الحماية من الحرائق تقديم نسخة منه إلى السلطة المحلية للحصول على رأيها النهائي. ثم يجب تقديم التحليل العقلاني مع حزمة التصريح إلى مسؤول المبنى ورئيس مكافحة الحرائق لمراجعته والموافقة النهائية عليه. 

TEC خدمات أنظمة التحكم في الدخان 

Telgian Engineering & Consulting تقدم خدمات التحكم في الدخان منذ بداية المشروع وحتى اكتماله. 

وتشمل الخدمات التي نقدمها:  

مرحلة ما قبل التصميم 

• مناقشة متطلبات مشروع المالك 
• مناقشة وبحث خيارات تصميم التحكم في الدخان المختلفة التي قد تكون متاحة للمشروع 

مرحلة تصميم التحكم في الدخان 

• بحث ومراجعة خطط ووثائق تصميم المبنى 
• استشارات قوانين البناء والحرائق وسلامة الحياة 
• قم بإعداد ملخص تصميم واحد للتحليل العقلاني قبل إكمال التحليل.
• ناقش الموجز مع جميع أصحاب المصلحة الرئيسيين، بما في ذلك فريق التصميم والسلطات ذات الاختصاص (AHJ) 
• CONTAM، CFD، خدمات نمذجة الحرائق والدخان 
• نمذجة الخروج 
• تطوير التحليل العقلاني 
• إجراء وتنسيق الاجتماعات مع الجهات ذات الاختصاص 
• التطوير والمراجعة المستمرة لوثائق التصميم 
• تطوير معايير الاختبار والقبول 

مرحلة البناء 

• مراجعات تركيب الموقع لضمان الامتثال لأسس التصميم المعمول بها 
• تنسيق التصاريح 
• التنسيق المستمر مع الجهات ذات الاختصاص (AHJ). 
• حل قضايا مسؤولية الموقع 
• خدمات التفتيش الخاصة للتحكم في الدخان 

مرحلة ما بعد البناء 

• التدريب التشغيلي لموظفي البناء على الأنظمة 
• التنسيق والتحقق من وثائق الإغلاق 

الخاتمة 

تعد الأنظمة الفعالة للتحكم في الدخان أمرًا بالغ الأهمية لسلامة شاغلي المبنى أثناء الحريق. يمكن للمهندسين والمصممين إنشاء أنظمة تدير الدخان بشكل فعال من خلال فهم القواعد الحاكمة، وإجراء بحث شامل، والالتزام بمعايير الأداء، واتباع عملية تصميم دقيقة. بالشراكة مع TECسيتم تصميم أنظمة التحكم في الدخان الخاصة بك وتنفيذها بأعلى معايير السلامة.

اتّصل بنا اليوم لمناقشة كيف يمكن لخبرتنا أن تساعدك في حماية ممتلكاتك وحياة شاغلي المبنى الخاص بك. 

عن المؤلف

مع أكثر من 19 عامًا من الخبرة في مجال الاستشارات والتصميم في مجال الحماية من الحرائق وسلامة الحياة، يعد إيدي فارو قائد الممارسة الإقليمية، هندسة الحماية من الحرائق لمنطقة الجنوب الشرقي في Telgian Engineering & Consulting، ذ م م (TEC). لقد أدار مشاريع حول العالم للعديد من الوظائف بما في ذلك الرعاية الصحية والصناعية والتجارية، ولكن كان لديه تركيز خاص على المرافق السكنية والتجارية الشاهقة طوال حياته المهنية.

يتمتع فارو بمجموعة واسعة من الخبرات وهو متخصص في أنظمة التحكم في الدخان، بدءًا من مرحلة التصميم وحتى البناء، بالإضافة إلى صيانة تلك الأنظمة. تشمل خبرته استشارات الكود، والتصميم القائم على الأداء، ونمذجة الدخان (الحسابات اليدوية والتحليل الحاسوبي - CFD - FDS) وتحليل نمذجة المنطقة (CONTAM). بالإضافة إلى ذلك، يتمتع بخبرة واسعة في تحليل المخارج (الحسابات اليدوية والتحليل الحاسوبي - Pathfinder)، وتحليل المواد الخطرة، وعمليات التفتيش الخاصة (ضغط الأذين والدرج)، والعناية الواجبة والتفاوض مع السلطات ذات الاختصاص القضائي (AHJs). الوصول إليه في إيفارو@telgian.com