محاسبه اوریفیس های مورد استفاده در مهندسی حریق

یکی از مشکلاتی که معمولاً مهندسین تاسیسات مکانیکی جهت طراحی یک شبکه آب تحت فشار آتش نشانی منتهی به جعبه های آتش نشانی در ساختمان های بلند مرتبه با آن برخورد دارند اینست که ارتفاع کل آبدهی پمپ آتش نشانی(Head) معمولاً تابعی از ارتفاع ساختمان است و می بایست علاوه بر تامین فشار مورد نیاز پشت مصرف کننده در بالاترین طبقه، بر ارتفاع استاتیک ناشی از ارتفاع ساختمان و همچنین افت ناشی از طول شبکه لوله کشی نیز غالب گردد.
بنابراین ارتفاع کل آبدهی آتش نشانی در یک ساختمان بر اساس شرائط جعبه آتش نشانی مستقر در بالاترین طبقه محاسبه و تعیین می گردد و نتیجه این خواهد شد که فشار وارده به جعبه های آتش نشانی در طبقات پائین به مراتب بیشتر از محدوده مجاز شبکه آب تحت فشار آتش نشانی خواهد شد (7 بار).
بنابراین با توجه به موارد فوق طبق توصیه کد NFPA-14 سازمان بین المللی حفاظت از حریق، این مشکل را می توان با نصب اوریفیس های آتش نشانی که فشار را تقلیل می دهند رفع نمود و فشارهای بیش از 7 بار را به اندازه کافی کاهش داد.
اوریفیس ها معمولاً از صفحات فلزی سوراخ داری انتخاب می گردند که فشار آب آتش نشانی شبکه را قبل از مصرف جعبه های آتش نشانی و خروج از نازل جعبه تقلیل داده و به اندازه کافی کاهش می دهند. رابطه پیشنهادی کد NFPA-14 جهت محاسبه تعداد اوریفیس های مورد نیاز بر روی صفحه اوریفیس آتش نشانی بشرح زیر می باشد:
A= 1.902( )

که در این رابطه :
A) عبارتست از جمع مساحت سوراخ های مورد نیاز بر روی صفحه بر روی صفحه اوریفیس آتش نشانی بر حسب میلی متر مربع
Q ) جریان کل آبدهی آتش نشانی بر حسب لیتر در دقیقه
P1 ) فشار ورودی به اوریفیس بر حسب بار
P2) فشار خروجی از اوریفیس بر حسب بار

در صورتیکه جریان آبدهی در هر جعبه آتش نشانی معادل 379 لیتر در دقیقه و یا 100gpm باشد و فشار خروجی طبق استاندارد برابر 7 بار در نظر گرفته شود، با داشتن فشار ورودی در هر طبقه از ساختمان می توان به راحتی مساحت کل سوراخ های مورد نیاز بر روی اوریفیس های فلزی هر طبقه را محاسبه کرد.
از آنجائیکه در کد NFPA-14 قطر هر سوراخ معادل 14 میلی متر می باشد، مساحت هر سوراخ برابر 154 میلی متر مربع خواهد شد که از حاصل تقسیم مساحت کلی محاسبه شده براساس رابطه فوق بر مساحت هر سوراخ تعداد کل سوراخ های مورد نیاز صفحات اوریفیس درهر یک از طبقات ساختمان محاسبه می گردد. جهت جلوگیری از افزایش بیش از حد اوریفیس های آتش نشانی که باید برای یک ساختمان بلند مرتبه تهیه و تامین گردد.

معمولاً محاسبات را به تعداد هرسه طبقه یک اوریفیس در نظر می گیرند. بنابراین به منظور آشنایی بیشتر مهندسین طراح، نمونه ای از این محاسبات برای یک ساختمان بلند مرتبه با کاربری مسکونی که جمعاً دارای 23 طبقه می باشد با فرض اینکه موتور خانه آتش نشانی در آخرین طبقه منفی سه قرار گرفته باشد محاسبات بشرح ذیل خواهد بود:
1- سه طبقه زیر زمین
Q=379 لیتر در دقیقه
P2=7 بار
P1=ارتفاع طبقه تا محل نصب پمپ – ارتفاع کل آبدهی
P1=112-O= 112 متر = 11/2 بار
A=1/902( )=360 میلی متر
عدد × مجذور شعاع = قطر هر سوراخ
قطر هر سوراخ = (7) ×3/14 = 153/86
قطر هر سوراخ= 154 میلی متر مربع
تعداد سوراخها = = 2/33 # 3

2- طبقات همکف ، اول ، دوم
Q=379 لیتر در دقیقه
P2=7 بار
P1 = ارتفاع طبقه از محل نصب پمپ – ارتفاع کل آبدهی پمپ
P1= 112 متر – 9 متر = 103 متر
P1 = 10/3 بار
A = 1/902 ( ) = 400 میلی متر مربع
عدد × مجذور شعاع = قطر هر سوراخ
قطر هر سوراخ = (7 ) ×3/14 = 154 میلی متر
تعداد سوراخ ها = =2/5 # 3

3- برای طبقات سوم – چهارم – پنجم
Q=379 لیتر در دقیقه
P2= 7 بار
P1= ارتفاع طبقه از محل نصب پمپ – ارتفاع کل آبدهی پمپ
P1 = 112 متر – 20متر = 92 متر
P1 = 9/2 بار
A = 1/902 ( ) = 486 میلی متر مربع
قطر هر سوراخ =مجذور شعاع × عدد پی
قطرهر سوراخ = (7) × 3/14 = 154 میلی متر مربع
تعداد سوراخها = = 3/15 # 4

4- طبقات ششم ، هفتم ، هشتم
Q= 379 لیتر در دقیقه
P2 = 7 بار
P1= ارتفاع طبقه از محل نصب پمپ – ارتفاع کل آبدهی پمپ
P1 = 112 متر – 30 متر = 82
P1= 8/2 بار
A= 1/902 ( ) =667 میلی متر مربع

قطر هر سوراخ = مجذور شعاع عدد پی×
قطر هر سوراخ= (7 ) * 3/14 = 154 میلی متر مربع
تعداد سوراخها = =4/3 # 4

برای طبقات نهم به بعد بدلیل افزایش ارتفاع مقدار P1 کمتر از 7 بار خواهد شد لذا نیازی به استفاده اوریفیس نمی باشد.

منبع:‌ شرکت صنایع ایمنی و اطفا تهران