دليل شامل لأنواع فوهات مرشات الحريق: اختيار النوع المناسب

فهم أساسيات مرشات الحريق وتكنولوجيا الفوهات

في هندسة سلامة البناء الحديثة رشاشات الحريق يتم التعرف عليها كواحدة من أكثر الوسائل فعالية لإخماد الحرائق تلقائيًا. ضمن هذه الشبكة المعقدة من الأنابيب، فوهة رشاش الحريق بمثابة العنصر الطرفي الأكثر أهمية. إنه أكثر بكثير من مجرد منفذ مياه بسيط؛ إنها وحدة استشعار متطورة تدمج الكشف عن الحرائق وتنشيط النظام وإخماد الحرائق بدقة في جهاز واحد.

تطور مرشات الحريق الحديثة في سلامة المباني

تاريخ رشاشات الحريق هي شهادة على التقدم التكنولوجي في مكافحة البشرية للحرائق، حيث تطورت من أنظمة الأنابيب المثقبة اليدوية المبكرة إلى المعدات عالية الدقة اليوم. غالبًا ما اعتمدت المحاولات المبكرة لإخماد الحرائق على إغراق منطقة بأكملها في وقت واحد، الأمر الذي لم يهدر المياه فحسب، بل تسبب أيضًا في أضرار ثانوية كبيرة للمياه.

ظهور الحديث فوهة رشاش الحريق غيرت هذا المشهد جذريا. ومن خلال دمج العناصر الحساسة للحرارة، يمكن لكل فوهة أن تعمل بشكل مستقل. تشير الإحصاءات إلى أنه في المباني المجهزة بشهادة رشاشات الحريق ، يتم السيطرة على أكثر من 90٪ من الحرائق أو إطفاؤها بنجاح من خلال تفعيل واحد أو اثنين فقط فوهة رشاش الحريق وحدات. تعمل آلية التوزيع "حسب الطلب" هذه على رفع تصنيف السلامة من الحرائق لأي هيكل بشكل كبير.

دور الفوهات في إخماد الحرائق

من وجهة نظر ميكانيكا الموائع والديناميكا الحرارية، أ فوهة رشاش الحريق هو محول طاقة مصمم بدقة. وهو يفي بثلاث مسؤوليات حاسمة: أولا، وظيفة الكشف ، الذي يراقب درجة الحرارة المحيطة في الوقت الفعلي عبر لمبة زجاجية أو وصلة منصهرة؛ ثانيا، وظيفة الزناد ، حيث ينكسر العنصر الحراري أو يذوب عند الوصول إلى عتبة درجة الحرارة المحددة مسبقًا، مما يؤدي إلى تحرير مجموعة الختم؛ والثالث، وظيفة التوزيع ، حيث تضرب المياه عالية السرعة العاكس، مما يؤدي إلى تقسيم التيار الصلب إلى أحجام قطرات محددة وتشكيل نمط تغطية محدد مسبقًا. كل فوهة رشاش الحريق يجب أن يتوافق التصميم بشكل صارم مع نصف قطر الحماية المقصود وعامل K لضمان توفير طاقة تبريد كافية في المرحلة الأولى من الحريق.

فيزياء التنشيط الحراري: كيف تكتشف مرشات الحريق وتستجيب لها

رشاشات الحريق تعمل على أساس الحرارة بدلا من الكشف عن الدخان. يمنع هذا التصميم عمليات التنشيط الخاطئة الناتجة عن أبخرة المطبخ أو دخان السجائر. في قلب أ فوهة رشاش الحريق ، يوجد عادةً لمبة زجاجية مملوءة بسائل متوسع متخصص (عادةً خليط ذو أساس كحولي). مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة، يتمدد السائل، مما يؤدي إلى ارتفاع الضغط الداخلي. عندما تصل درجة الحرارة إلى نقطة التنشيط المقدرة، تنكسر اللمبة. في هذه اللحظة، يقوم ضغط الماء في الأنابيب بدفع الختم بعيدًا، مما يسمح بتصريف الماء على الفور.

مقارنة المعلمات الفنية: أنواع الاستجابة

التشريح الميكانيكي لفوهة رشاشات الحريق

الإطار : الهيكل العظمي فوهة رشاش الحريق ‎مسؤول عن تحمل ضغط الأنابيب وحماية المكونات الداخلية. عادة ما يتم تشكيلها من سبائك النحاس عالية القوة ويجب أن تجتاز اختبارات الضغط التي تتجاوز 3.0 ميجاباسكال دون تشوه.

عنصر حساس للحرارة : "دماغ" الفوهة. الأنواع الرئيسية هي لمبة زجاجية قابلة للكسر و رابط منصهر .

الفوهة : قطر الفتحة يحدد معامل التدفق (K-factor) لل فوهة رشاش الحريق . الصيغة هي Q = K * sqrt(P)، حيث Q هو التدفق وP هو الضغط.

المنحرف : العنصر الأساسي لتحديد اتجاه المياه. يحدد تصميم المنحرف ما إذا كان فوهة رشاش الحريق هو تستقيم، قلادة، أو جدار جانبي.

أنواع فوهات رشاشات الحريق

عند التصميم رشاشات الحريق في الأنظمة، يعد اختيار الاتجاه الصحيح أمرًا حيويًا لضمان تغطية المياه بدقة لمصدر الحريق. ال فوهة رشاش الحريق يجب أن تكون مطابقة لموضع التثبيت الخاص بها.

فوهات رشاشات الحريق المستقيمة

يتم تركيب الفوهات العمودية أعلى الأنابيب الفرعية لإمداد المياه مع توجيه الحارف لأعلى. يؤدي هذا التصميم إلى رش الماء للأعلى أولاً، ثم ضرب العاكس، ثم تناثره للأسفل على شكل مظلة. لأن فوهة رشاش الحريق يوضع فوق الأنبوب، فهو يمنع بشكل فعال تراكم الرواسب عند فتحة الفوهة. تعمل التصميمات المستقيمة بشكل جيد للغاية في المباني التي بها عوائق هيكلية مثل العوارض أو مجاري الهواء. تشمل التطبيقات النموذجية الغرف الميكانيكية، ومواقف السيارات، والمستودعات الصناعية حيث تتعرض الأنابيب.

فوهات رشاشات الحريق المعلقة

الفوهات المعلقة هي النوع الأكثر شيوعًا فوهة رشاش الحريق في المباني التجارية. يتم تركيبها أسفل الأنبوب الفرعي، حيث يتم رش الماء مباشرة إلى الأسفل. في المكاتب أو الفنادق ذات الأسقف المعلقة، المعلقة رشاشات الحريق توفير منطقة التغطية الدائرية الأكثر اتساقًا. لأغراض جمالية، غالبًا ما تتطور الفوهات المعلقة إلى إصدارات "مخفية" أو "مجوفة" لتندمج مع التصميم الداخلي.

فوهات مرشات الحريق الجانبية

يتم تثبيت فوهات الجدار الجانبي على الجدران القريبة من السقف. تصميمها المنحرف الفريد يدفع معظم المياه للأمام وإلى الجوانب، مما يخلق منطقة تغطية شبه أسطوانية. عندما تمنع القيود المعمارية تركيب رشاشات الحريق الأنابيب عبر السقف، والجدار الجانبي فوهة رشاش الحريق هو البديل المثالي. وكثيرا ما توجد هذه في غرف الفنادق والممرات الضيقة.

مرشات الحريق المخفية والمثبتة

فوهات مخفية تخفي فوهة رشاش الحريق داخل السقف باستخدام لوحة الغطاء. عندما يحدث حريق وتصل درجة الحرارة إلى نقطة انفصال اللوحة، تسقط اللوحة بعيدًا، مما يسمح للفوهة بالتنشيط. هذا التصميم مطلوب بشدة في الفنادق والمتاحف الفاخرة حيث تكون الجماليات هي الأولوية.

الرشاشات المتخصصة

ESFR (الاستجابة السريعة للقمع المبكر) : فوهات ESFR تمثل ثورة في فوهة رشاش الحريق التكنولوجيا. مع عوامل K الكبيرة (عادةً من 14.0 إلى 25.2)، فإنها تنتج قطرات كبيرة قادرة على اختراق أعمدة الحرارة عالية السرعة لإخماد الحرائق مباشرة في المصدر، وتستخدم بشكل أساسي في مستودعات التخزين ذات الأكوام العالية.

مرشات حريق كبيرة الحجم : مصمم خصيصًا لإنتاج قطرات كبيرة للتغلب على أحمال الحرائق عالية التحدي.

فوهات رشاشات الحريق الطوفان : هذه فوهات "مفتوحة" بدون عناصر حرارية. بمجرد تشغيل النظام، كل فوهة رشاش الحريق في المنطقة تصريف المياه في وقت واحد.

مرشات الحريق قبل العمل : الأنابيب عادة ما تكون مملوءة بالهواء؛ لا يدخل الماء إلى الأنابيب ويصرف إلا بعد إنذار نظام الكشف وتنشيط عنصر الفوهة، مما يمنع تلف المياه بسبب المشغلات العرضية.

المقارنة الفنية: اتجاهات الفوهة

العوامل الرئيسية في اختيار الفوهة المناسبة

اختيار المناسب فوهة رشاش الحريق ليس اختيارًا عشوائيًا ولكنه يعتمد على حسابات فيزيائية صارمة وتقييمات للمخاطر.

نوع الإشغال ومستوى المخاطر

خطر الضوء : مثل المكاتب والكنائس، مع التركيز على الكشف السريع وسلامة الحياة.

خطر عادي : مثل التصنيع العام ومواقف السيارات، التي تتطلب التوازن في توزيع المياه والتكلفة.

خطر إضافي : مثل المصانع الكيماوية وحظائر الطائرات التي تتطلب كثافة عالية للغاية فوهة رشاش الحريق شدة التفريغ.

منطقة التغطية والتباعد

كل فوهة رشاش الحريق لديه الحد الأقصى والحد الأدنى لمسافة الحماية. إذا كان التباعد كبيرًا جدًا، يتم إنشاء "النقاط العمياء"؛ إذا كانت صغيرة جدًا، فهي مجاورة رشاشات الحريق قد تواجه "اللحام البارد"، حيث يقوم الماء من إحدى الفوهات بتبريد المصباح الزجاجي في الفوهة التالية، مما يمنعه من التنشيط.

تصنيف درجة الحرارة والترميز اللوني

لون المصباح الزجاجي في أ فوهة رشاش الحريق يشير إلى درجة حرارة التنشيط. يعد اختيار التصنيف المناسب بناءً على البيئة أمرًا بالغ الأهمية:

عادي (برتقالي/أحمر) : 57 درجة مئوية / 68 درجة مئوية، مناسبة للبيئات الداخلية القياسية.

متوسط (أصفر/أخضر) : 79 درجة مئوية / 93 درجة مئوية، يستخدم بالقرب من مصادر الحرارة.

عالي (أزرق/بنفسجي/أسود) : 141 درجة مئوية وما فوق، يستخدم في البيئات الصناعية ذات درجات الحرارة العالية.

أهمية نمط الرش

يحدد نمط الرش كثافة قطرات الماء عبر الفضاء. رشاشات الحريق يجب التأكد من أن قطرات الماء داخل المنطقة المحمية تغطي جميع الأسطح القابلة للاحتراق الممكنة لتحقيق التبريد وإزاحة الأكسجين.

مواد الفوهة والتشطيبات

المواد المشتركة

النحاس : المادة الأكثر شيوعًا، وتوفر قابلية تصنيع ممتازة وموصلية حرارية، ومناسبة للبيئات القياسية.

الفولاذ المقاوم للصدأ : يوفر قوة هيكلية عالية للغاية ومقاومة للتآكل، مما يجعله الخيار المفضل رشاشات الحريق في المصانع الكيماوية أو المباني الساحلية.

برونزية : يعمل بشكل جيد بشكل استثنائي في البيئات البحرية أو المناطق ذات المحتوى العالي من الكلور.

تشطيبات مختلفة

مطلي بالكروم : يوفر مظهرًا مصقولًا ويضيف مقاومة خفيفة للتآكل.

رسمت : عادة مسحوق البوليستر المغلفة. ملحوظة: يمنع منعا باتا إجراء اللوحة الثانوية على أ فوهة رشاش الحريق في الميدان.

تفلون المغلفة : يستخدم في المناطق الصناعية شديدة التآكل.

التركيب والصيانة

إرشادات التثبيت السليم

يجب أن يتبع التثبيت الصحيح معايير مثل NFPA 13. الحد الأدنى للمسافة بين فوهة رشاش الحريق الوحدات عادة 6 أقدام (1.8 متر). في حالة وجود عوائق في السقف، يجب تعديل الأوضاع لضمان عدم انسداد مسار الرش.

نصائح للفحص والصيانة الدورية

التفتيش البصري : التحقق من عدم وجود تآكل، أو تلوث الطلاء، أو الأضرار المادية.

التحقيق في العوائق : التأكد من أن البضائع المخزنة تحت 18 بوصة على الأقل رشاشات الحريق منحرف.

استبدال : يجب اختبار فوهات الاستجابة القياسية بعد 50 عامًا من الخدمة وكل 10 سنوات بعد ذلك. في البيئات المسببة للتآكل، يجب إجراء عمليات التفتيش كل 5 سنوات.

الأسئلة الشائعة

س1: هل يمكنني طلاء فوهة مرشات الحريق الخاصة بي لتتناسب مع لون غرفتي؟

لا. هذا غير مسموح به على الاطلاق. حتى طبقة الطلاء الرقيقة جدًا ستؤخر استجابة المصباح الزجاجي أو تتسبب في حدوث ذلك رشاشات الحريق للفشل تماما.

س2: لماذا تتسرب إحدى فوهات رشاشات الحريق بينما تجف الأخرى؟

يحدث هذا عادةً بسبب التأثير المادي الذي يؤدي إلى إتلاف العنصر الحراري أو الحطام المتراكم في الختم. تسرب فوهة رشاش الحريق يجب استبداله على الفور.

س 3: هل يؤدي تنشيط فوهة مرشات الحريق إلى تعطيل النظام بأكمله؟

في معظم الأنظمة القياسية، لا . يتم تشغيل كل فوهة بشكل مستقل عن طريق الحرارة. فقط في أنظمة الطوفان تقوم جميع الفوهات بتصريف المياه في وقت واحد.

س 4: كم مرة يجب أن أستبدل فوهة مرشات الحريق الخاصة بي؟

في البيئات الداخلية القياسية، عادةً ما يكون الاختبار مطلوبًا بعد 50 عامًا، ولكن في البيئات عالية الرطوبة أو المسببة للتآكل، قد يكون الاستبدال ضروريًا كل 5 سنوات.

س5: ما هو العامل K لفوهة رشاشات الحريق؟

يمثل العامل K قدرة التفريغ للفوهة. ويعني العامل K الأكبر أنه يتم تفريغ المزيد من الماء عند نفس الضغط. الفوهات القياسية عادة ما تكون 5.6.