تعاریف، محاسبات و تفاوت های بار حریق و بار سوخت

تعاریف، محاسبات و تفاوت های بار حریق و بار سوخت

فرمت: Pdf  تعداد صفحات: 6

ایمنی در برابر آتش یکی از اصول اساسی طراحی ساختمان و مدیریت ریسک است. یکی از مهمترین پارامترها در ارزیابی خطر آتش سوزی بار حریق است بار حریق مجموع انرژی بالقوه ای است که در یک فضا برای سوختن در دسترس است درک و محاسبه دقیق بار حریق برای طراحی سیستم های مؤثر حفاظت در برابر آتش تضمین پایداری سازه و کاهش خطر آتش سوزی های فاجعه بار ضروری است ارزیابی نادرست بار حریق می تواند پیامدهای ویرانگری مانند فروپاشی سازه، تلفات جانی و خسارات گسترده به اموال به همراه داشته باشد این مقاله توضیح میدهد که بار حریق چیست؟ چگونه محاسبه می شود و چرا اهمیت دارد؟

بار حریق چیست؟

• بار حریق مجموع محتوای قابل اشتعال در یک ساختمان یا بخش خاص از آن است که بر حسب مگاژول بر متر مربع (MJ/m) بیان می شود. این شامل موارد زیر است: بار حریق ثابت، مواد قابل اشتعال بکار رفته در ساختار ساختمان مانند دیوارها، کف ها، سقف ها
• بار حریق محتوایی: اقلام قابل اشتعال درون فضا، مانند مبلمان تجهیزات و کالاهای ذخیره شده
• بار حریق بالاتر به معنای پتانسیل بیشتر برای آتش سوزی شدید و طولانی مدت است که نیازمند تدابیر حفاظت در برابر آتش سخت گیرانه تری می باشد.
• اصطلاحات کلیدی مرتبط با بار حریق: برای درک کامل بار حریق، آشنایی با این اصطلاحات ضروری است
• چگالی بار حریق ثابت (Qf,f): میزان بار حریق ناشی از عناصر سازه ای
• چگالی بار حریق محتوایی (Qf,c): میزان بار حریق ناشی از مبلمان تجهیزات و مواد ذخیره شده
• چگالی کل بار حریق (Qf): جمع چگالی بار حریق ثابت و محتوایی
• انحراف معیار بار حریق :(σf) معیاری برای سنجش تغییرات مقدار بار حریق که در ارزیابی ریسک آتش سوزی به روش احتمالاتی استفاده می شود.
• چگالی بار حریق طراحی (Qf,design): مقدار بار حریق مورد استفاده در طراحی ایمنی آتش به روش عملکردی که معمولاً بر اساس داده های آماری یا بدترین سناریوها تعیین می شود.
• گرمای احتراق (hci): مقدار انرژی آزاد شده به ازای واحد جرم یک ماده هنگام سوختن که بر حسب مگاژول بر کیلوگرم (MI/kg) بیان می شود.

عوامل مؤثر بر بار حریق

چندین عامل بر میزان بار حریق در یک فضا تأثیر دارند

۱- ترکیب مواد: مواد مختلف مقادیر حرارتی متفاوتی دارند. برای مثال پلاستیک ۴۵Mj/kg تا ۳۰ (ارزش حرارتی بالا)، چوب: ۲۰Mj/kg تا ۱۵ ارزش حرارتی (متوسط)، بتن: 0Mj/kg غیر قابل اشتعال

۲- مقدار مواد قابل اشتعال: هر چه میزان مواد قابل اشتعال بیشتر باشد، بار حریق بالاتر خواهد بود.

۳- نوع کاربری ساختمان: چگالی بار حریق در کاربری های مختلف تفاوت قابل توجهی دارد:

مسکونی: ۶۰۰Mj/km² تا ۳۰۰

اداری: ۸۰۰Mj/km² تا ۴۰۰

انبارهای صنعتی: ۲۰۰۰Mj/km² تا ۵۰۰

۴- شرایط تهویه: میزان اکسیژن در دسترس، تأثیر مستقیمی بر رشد و گسترش آتش دارد.

۵- تدابیر ایمنی در برابر آتش: استفاده از مواد مقاوم در برابر آتش، سیستم های آب پاش خودکار (اسپرینکلر) و ایجاد بخش بندی در ساختمان می تواند بار حریق مؤثر را کاهش داده و از گسترش آتش جلوگیری کند.

نحوه محاسبه بار حریق

چگالی بار حریق با فرمول زیر محاسبه می شود که در آن:

Q=∑(k_i × m_i × h_c,i)

Q: بار حریق کل (MJ)

Ki: درصد مواد قابل اشتعال

Mi: جرم ماده قابل اشتعال (kg)

hc,i: گرمای احتراق ماده (MJ/kg)

سپس چگالی بار حریق Q از تقسیم بار حریق کل بر مساحت کف محاسبه می شود که در آن:

Q” = ^Q/_Af

Af: مساحت کف بخش مورد نظر (m²)

نمونه محاسبه بار حریق یک انبار حاوی سوخت های مختلف

در نظر بگیرید که یک انبار صنعتی ۵۰ متر مربعی شامل مواد زیر باشد:

پالت های چوبی ۳۰۰ کیلوگرم، گرمای احتراق = MJ/kg ۱۵
ظروف پلاستیکی ۱۰۰ کیلوگرم، گرمای احتراق = MJ/kg ۴۰
جعبه های مقوایی ۱۵۰ کیلوگرم، گرمای احتراق = MJ/kg ۱۷

محاسبه بار حریق Compute Total Fire Load:

Q = (300 × 15) + (100 × 40) + (150 × 17)

Q = 4500+ 4000 + 2550 = 11050 MJ

محاسبه چگالی بار حریق Compute Fire Load Density:

Q” = ¹¹⁰⁵⁰/₅₀ =221 MJ/m²

تفسیر نتایج

چگالی بار حریق محاسبه شده (MJ/m² 221) نسبتاً بالا است. برای مقایسه چگالی بار حریق در انبارهای صنعتی معمولاً بین ۲۰۰۰ تا ۵۰۰ متغیر است. این مقدار نشان دهنده ریسک قابل توجه آتش سوزی است که نیاز به تدابیر ایمنی مناسب دارد.

اقدامات ایمنی بر اساس بار حریق

برای کاهش خطرات ناشی از بار حریق بالا، اقدامات زیر توصیه می شود:

• ساخت سازه مقاوم در برابر آتش: استفاده از مواد غیر قابل اشتعال یا مقاوم در برابر آتش برای دیوارها کف ها و سقف ها
• نصب سیستم های آب پاش خودکار: سرکوب آتش در مراحل اولیه
• بخش بندی Compartmentation: تقسیم ساختمان به بخش های مقاوم در برابر آتش برای جلوگیری از گسترش حریق
• تهویه مناسب: نصب سیستم های تخلیه دود برای کاهش تجمع دود
• مدیریت ذخیره سازی: محدود کردن نگهداری مواد با ارزش حرارتی بالا و رعایت فواصل ایمن بین اقلام قابل اشتعال

تفاوت بین “بار سوخت” و “بار حریق”

در علوم ایمنی حریق دو مفهوم بار سوخت Fuel Load و بار حریق Fire Load نقش کلیدی در ارزیابی خطرات آتش سوزی دارند ولی تفاوت های مهمی هم با هم دارند.

بار سوخت Fuel Load میزان مواد قابل اشتعال: بار سوخت به مقدار کلی مواد قابل اشتعال موجود در یک فضا (مانند یک اتاق، ساختمان یا محیط صنعتی) گفته می شود که می تواند در آتش سوزی بسوزد. مثلا در یک دفتر کار بار سوخت شامل کاغذها، میز و صندلی چوبی کامپیوترها و دیگر وسایل قابل اشتعال است ولی در یک انبار مواد شیمیایی بار سوخت شامل مخازن سوخت، رنگها، حلال ها و سایر ترکیبات اشتعال پذیر است.

بار حریق Fire Load: انرژی آزاد شده در آتش بار حریق به مقدار کل انرژی گرمایی بالقوه ای گفته می شود که هنگام سوختن کامل تمام مواد قابل اشتعال موجود در یک فضا آزاد می شود. مثلا چوب دارای بار حریق کمتر از پلاستیک است زیرا پلاستیک هنگام سوختن انرژی بیشتری تولید می کند پس اتاقی که مملو از مواد شیمیایی است، بار حریق بسیار بالاتری نسبت به یک اتاق با مبلمان چوبی دارد.

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ بار حریق و کاربرد آن در مهندسی ایمنی حریق

⇐ طبقه بندی خطر تصرفات در حریق

⇐ تعاریف و اصطلاحات کلیدی در حریق