طراحی سامانه های فشار مثبت چگونه انجام میشود؟

دود هنگام حریق معمولاً از شفت‌های عمودی ساختمان عبور کرده و به سرعت در فضاهای دیگر گسترش می‌یابد. بر اساس آمارها، 70 درصد تلفات در حوادث حریق ناشی از استنشاق دود و گازهای سمی است. دلیل این موضوع این است که دود به سرعت از محل حریق به سایر نقاط ساختمان می‌رسد و عملیات اطفای حریق را دشوار می‌کند.

در ساختمان‌های بلند، دود می‌تواند به خوبی دور از مرکز حریق نفوذ کرده و پلکان‌ها، آسانسورها، شفت‌ها و طبقات دیگر را پوشانده و مشکلاتی برای عملیات نجات و اطفای حریق ایجاد کند، به خصوص اگر دید افراد مختل شود.

بنابراین، تهویه‌ی هوا در هنگام حریق بسیار مهم است و باید توجه ویژه‌ای به آن شود. از جمله راهکارهایی که برای مقابله با این مشکل در ساختمان‌ها اتخاذ می‌شود، طراحی سیستم‌های فشار مثبت یا تخلیه دود است.

این سیستم‌ها با ایجاد فشار بالاتر در واحد حریق و طبقات، جلوی گسترش دود و آتش به نقاط دیگر ساختمان را می‌گیرند. این باعث می‌شود که دود و آتش از مسیر خروج افراد خارج شده و فرصت برای خروج آنان از مسیری که بدون دود و آتش است، فراهم شود.

همچنین، این سیستم‌ها به نیروهای آتش‌نشانی کمک می‌کنند تا به راحتی به محل حریق دسترسی پیدا کرده و با کمترین خسارت به اطفای حریق بپردازند.

سامانه فشار مثبت چیست؟

کنترل نفوذ دود و گازهای سمی به مناطق حساس در صورت بروز حریق به وسیله دمیدن هوای تازه به طور کلی به “فشار مثبت” معروف است. در این روش، هوای تازه با استفاده از سیستم تهویه مکانیکی و فن دمنده به مناطق حساس مانند پلکان‌ها و آسانسورها تزریق می‌شود.

این عمل باعث می‌شود که هوای داخلی بهبود یابد و آلاینده‌ها به حداقل خود برسند و همچنین دمای مناسب تأمین شود.

سامانه‌های فشار مثبت با استفاده از فن‌های مکانیکی یا فن دمنده، در مناطق مورد نظر فشار مثبت ایجاد می‌کنند تا به کنترل دود کمک کنند. در این روش، با تزریق هوا و ایجاد فشار مثبت در یک جهت خاص، جریان هوا با سرعت بالا در اطراف مانع ایجاد می‌شود.

این فشار مانع از عبور دود می‌شود، زیرا تفاوت فشار در دو طرف مانع حرکت دود را کنترل می‌کند و از ورود آن به نواحی فشار مثبت جلوگیری می‌کند.

سامانه فشار مثبت در چه مکان هایی کاربرد دارد؟

به طور کلی اگزاست فن دمنده که فشار مثبت ایجاد می کند در هر مکانی که بحث طراحی تهویه مطبوع مطرح است استفاده می گردد که به برخی از آنها اشاره می گردد:

• هتل ها
• اتاق عمل
• کلین روم ها و اتاق های ایزوله
• آشپزخانه های صنعتی
• سینماها
• مدارس
• سالن های ورزشی
• تالارها
• ساختمان های مسکونی و اداری
• مراکز خرید و پاساژها
• پارکینگ ها
• کارخانه ها و سوله های صنعتی
• و سایر موارد

عملکرد سامانه

فن فشار مثبت یا سیستم تخلیه دود را در راه‌پله‌ها و آسانسورها، وقتی که درب‌ها به هر دلیلی بسته می‌شود، نصب می‌کنند. این سیستم با ایجاد فشار مثبت و جریان پرفشار بین طبقات و راه‌پله‌ها، هوای دو منطقه را از هم جدا می‌کند.

از طریق کانال‌هایی، هوا به داخل راه‌پله‌ها و آسانسورها تزریق می‌شود تا افراد می‌توانند به طبقات پایین‌تر وارد شوند. این سیستم از ایجاد اختلاف فشار استفاده می‌کند تا از ورود دود و گازهای سمی به داخل راه‌پله‌ها جلوگیری کند.

افراد در طبقات بالاتر می‌توانند با اطمینان به راه‌پله‌ها و طبقات پایین‌تر بروند، زیرا هوا از منطقه با فشار بالا (راه‌پله) به سمت منطقه با فشار پایین‌تر (واحد دچار حریق) جریان دارد و از ورود دود و گازهای سمی به داخل راه‌پله‌ها جلوگیری می‌شود.

دسته بندی فن های سامانه فشار مثبت

فن های سامانه فشار مثبت در ساختمان بنا به نوع ساختار و نحوه تولید هوای تازه به دو دسته کلی تقسیم می گردد:

1. سیستم فشار مثبت با تزریق مستقیم هوا
2. سیستم فشار مثبت با تزریق شبکه ای هوا

سیستم فشار مثبت با تزریق مستقیم هوای تازه

در این سیستم برای ایجاد فشار مثبت در مکان‌ها، یک فن سانتریفیوژ در نقاط مورد نیاز نصب می‌شود. این فن از بیرون هوای تازه را مستقیماً به داخل مکان مورد نظر می‌کشد.

به عنوان مثال، در یک سوله برای ایجاد فشار مثبت، یک فن سانتریفیوژ در ورودی سوله نصب می‌شود که هوای تازه را از بیرون به داخل سوله جابجا می‌کند.

سیستم فشار مثبت با تزریق شبکه ای هوای تازه

در این روش، با استفاده از یک دستگاه، هوای تازه را از بیرون از طریق یک کانال به نقطه‌ای خاص منتقل می‌کنند. سپس با استفاده از دریچه‌هایی که در نقطه مورد نظر نصب شده‌اند، هوا را به داخل مکان می‌فرستند.

برای فعال‌سازی اتوماتیک این فن‌ها، می‌توان آن‌ها را به سیستم اعلام حریق و سیستم آژیرها متصل کرد.

طراحی سامانه

در طراحی سیستم‌های فشار مثبت برای پلکان‌ها و شفت آسانسور در ساختمان‌های بلند و برج‌ها، از روش‌های مختلفی استفاده می‌شود. این شامل استفاده از روابط ریاضی، مدل‌سازی شبکه‌ای، و استفاده از شبیه‌سازی‌های دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) مانند نرم‌افزار کانتم می‌شود.

این روش‌ها به دلیل پیچیدگی افزایش نیروی شناوری در این ساختمان‌ها، نیازمند تجزیه و تحلیل دقیقی هستند.

به علاوه، استانداردهای مختلف نیازمند رعایت الزاماتی برای ایمنی هستند. برای مثال، برای جلوگیری از بسته ماندن درب‌های پلکان، از تجهیزات خودبسته شو یا درب‌های خودکار استفاده می‌شود. این اقدامات تاثیر قابل توجهی در بهبود فرایند تخلیه افراد در ساختمان‌های بزرگ دارند که زمان زیادی برای خروج مساکن نیاز دارند.

به طور خلاصه، در طراحی این سیستم‌ها، از روش‌های مختلفی استفاده می‌شود که هر یک به نحوه بهتری برای مدیریت فشار و ایمنی در شرایط حریق کمک می‌کنند.

طراحی سامانه با استفاده از روابط جبری

این روش تحلیلی برای طراحی سیستم فشار مثبت در راه‌پله‌ها استفاده می‌شود. این روش برای تعیین اندازه فن فشار مثبت و محاسبه تخلیه دود در راه‌پله‌ها کاربرد دارد. در مورد ساختمان‌های مسکونی با ارتفاع دهلیز پلکان کمتر از 30 متر و حداکثر 24 واحد، ظرفیت تامین هوای تازه به هر پله‌گرد را به صورت زیر می‌توان ذکر کرد:

طراحی سامانه با نرم افزار کانتم(CONTAM)

این نرم‌افزار یکی از مهم‌ترین ابزارهای استفاده شده در زمینه تحلیل سیستم‌های کنترل دود و سیستم‌های فشار مثبت است و برای مدل‌سازی شبکه‌ای و تحلیل جریان هوا در ساختمان‌ها بسیار کاربرد دارد. این نرم‌افزار با ایجاد فشار مثبت، به طور گسترده در تحلیل سیستم‌های کنترل دود استفاده می‌شود و به استانداردهای معتبر در این زمینه تطابق داده شده است.

مواردی که می‌توان با استفاده از نرم‌افزار کانتم بررسی کرد، عبارتند از:

1. تحلیل حرکت آلاینده‌ها در ساختمان: بررسی جریان و حرکت ذرات آلاینده در ساختمان به منظور ارزیابی توزیع و غلظت آنها در محیط.

2. تحلیل جریان هوا و مقادیر اختلاف فشار در ساختمان: بررسی و شبیه‌سازی جریان هوا در ساختمان به همراه محاسبه فشارهای مختلف در انواع محیط‌ها و فضاها.

3. پیش‌بینی عوارض قرارگیری افراد در معرض آلاینده‌ها: ارزیابی اثرات حضور افراد در محیط‌های مختلف ساختمان و تعیین میزان تماس آنها با آلاینده‌های موجود.

این نرم‌افزار با امکانات متنوع خود، به مهندسین و پژوهشگران کمک می‌کند تا به طور دقیق‌تر و کامل‌تری سیستم‌های کنترل دود و فشار مثبت را طراحی، شبیه‌سازی و ارزیابی کنند.

سامانه فشار مثبت در آسانسورها و پلکان‌ها برای ایجاد فشار بیشتر در داخل آنها طراحی و نصب می‌شود. استفاده از این سامانه در صورت وقوع حریق یا از کار افتادن آسانسور، باعث کنترل بهتر دود می‌شود و محیطی امن برای فرار افراد ایجاد می‌کند. اجرای این سامانه در ساختمان‌هایی که به دستورالعمل آتش‌نشانی مشروط است، الزامی است. این سامانه به حفظ امنیت و جلوگیری از خطرات حین حریق کمک می‌کند، به خصوص زمانی که حریق رخ می‌دهد یا آسانسورها بسته شده‌اند.