اخیرا در کنار سیستم‌های متداول واترمیست و گازهای خنثی تکنولوژی جدیدی تحت عنوان «اطفای هیبریدی» به بازار معرفی شده است.

این تکنولوژی که در درجه اول به عنوان جایگزین هالون‌ها در نظر گرفته می‌شود از تکنولوژی واترمیست و گازهای خنثی برای اطفای موثر حریق بهره می‌گیرد.

در ادامه با سیستم اطفای حریق هیبریدی بیشتر صحبت خواهیم کرد.

ترکیب آب و گازهای خنثی در سیستم اطفا سیستم‌های هیبریدی واترمیست را به گزینه منحصر بفردی از سیستم‌های اطفایی تبدیل کرده است. در حال حاضر دو سیستم اطفای هیبریدی به عنوان یک محصول منحصر به فرد به بازار عرضه شده‌اند. سیستم هیبریدی با استاندارد FM 5580 مطابقت دارد.

تصویر 1: دو نمونه از سیستم‌های هیبریدی واترمیست موجود در بازار. سمت چپ سیستم ویکتولیک ورتکس، سمت راست سیستم آکواسونیک ANSUL

NFPA دو کد اختصاصی برای پوشش دادن سیستم‌های اطفای حریق واترمیست (NFPA 750) و گازهای خنثی (NFPA 2001) ارائه کرده است. این کدها به صورت جداگانه الزاماتی را برای سیستم‌های ذکر شده لحاظ می‌کنند اما مقررات مشخصی برای زمانیکه این دو سیستم در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند ندارند.

معرفی مختصر سیستم واترمیست:

سیستم اطفای حریق واتر میست اولین بار در سال 1940 برای حفاظت از کشتی‌های مسافربری و حمل و نقل دریایی معرفی شد. سیستم واترمیست از حجم محدودی آب برای اطفای حریق استفاده می‌کند. برای محیط زیست و افراد حاضر در محیط بی‌خطر است.

NFPA 750:

NFPA 750 استاندارد تدوین شده برای سیستم‌های اطفای حریق واترمیست است. در این استاندارد الزامات سیستم واترمیست از قبیل: اهداف طراحی، پروتکل‌های آزمایش آتش، مستندات لازم، پذیرش سیستم، تعمیر و نگهداری سیستم و سیستم‌های دریایی بیان شده است. این استاندارد 5 هدف عملکردی این سیستم یعنی: مهار حریق، اطفای حریق، کنترل حریق، کنترل دما و کنترل مدت زمان قرار گرفتن در معرض این سیستم اطفا را بیان می‌کند. مطابق این استاندارد از آنجاییکه آب با موادی همچون متیل آلکوکسایدها، متال‌آمیدها، کربیدها، هالیدها، هیدریدها و اکسی‌هالیدها یا نیتروژن مایع واکنش می‌دهد، استفاده از سیستم اطفای حریق واترمیست برای مهار حریق در این مواد محدودیت دارد.

در استاندارد NFPA 750 سه نوع سیستم واترمیست تعریف شده است: اطفای لوکال، اطفای توتال و اطفای زون به زون.

کارایی سیستم واترمیست در این سه حالت به پارامترهایی از قبیل: متغییرهای موجود در فضا، شکل هندسی فضا، سیستم تهویه، کلاس حریق، بار مواد قابل احتراق موجود در محیط، نوع ماده سوختنی،‌ حریق‌های ترکیبی و موانعی که بر سر راه نازل‌هاست، بستگی دارد.

تصویر 2: سیستم واترمیست در حال تخلیه

سیستم‌های اطفای حریق کلین اجنت: 

سیستم‌های اطفای حریق کلین اجنت در سال‌های 1930 به صورت تجاری به بازار معرفی شدند. در ابتدای امر از مواد به شدت سمی همچون متیل برومید و کربن‌تتراکلراید برای اطفا استفاده می‌شد. سپس Halon 1301 و Halon 1211 جایگزین این مواد شد.

هالون‌ها حریق را به خوبی مهار می‌کردند و خواص نامطلوب کمتری داشتند به همین خاطر برای مدت زمان 30 سال مورد استفاده قرار گرفتند. پس از تشخیص خواص مخرب آن‌ها بر روی لایه اوزون تحقیقات برای پیدا کردن جایگزین مناسبی برای آن‌ها آغاز شد و به این ترتیب پس از تحقیقات فراوان گازهای خنثی و کلین اجنت‌ها جایگزین سیستم اطفای حریق هالون شد. در سال 1994 NFPA استاندارد NFPA 2001 را برای طراحی، نصب، نگهداری و عملکرد سیستم‌های اطفای حریق کلین اجنت ارائه کرد.

همچنین محدودیت استفاده از سیستم‌های کلین اجنت به خاطر واکنش‌پذیری گاز با مواد شیمیایی مشخص و مخاطرات سلامت مربوط به آن‌ها در این استاندارد بیان شده است. سیستم‌های کلین اجنت نباید با مواد شیمیایی با ترکیبات خاصی از قبیل فلزات واکنش‌پذیر، متیل هیدریدها و مواد شیمیایی که به صورت خودبخودی تجزیه می‌شوند به کار روند. همچنین ملاحظاتی در مورد مخاطراتی که ممکن است برای سلامت افراد در پی داشته باشند به صورت LOAEL: کمترین سطح تأثیر سو قابل مشاهده و NOAEL: سطحی که در آن هیچ سطح تأثیر منفی مشاهده نمی‌شود، بیان شده است.

که بنا براین مقادیر غلظت طراحی برای اطفای موثر کلاس‌های حریق A، B و C تعیین می‌شود.

کلین اجنت‌ها از گازهای فعال یا غیر فعال به عنوان ماده اطفایی در اطفای حریق بهره‌ می‌گیرند. گازهای فعال مثل هالوکربن‌ها واکنش احتراق را به صورت شیمیایی تحت تاثیر قرار می‌دهند با این وجود ذکر این نکته ضروری است که در حال حاضر گازهای فعال در سیستم‌های واترمیست هیبریدی مورد استفاده قرار نمی‌گیرند.

در Inert gasها اطفاء به کمک کاهش سطح اکسیژن محیط انجام می‌شود. در اغلب سیستم‌ها این سطح اکسیژن به کمتر از 15% تنزل پیدا می‌کند که به این ترتیب حریق نمی‌تواند زنده بماند.

به طور کلی راهکار اول اطفا به این صورت است که هوای اتاق با ماده اطفایی جایگزین می شود و به این ترتیب سطح اکسیژن موجود تا حد زیادی کاهش می‌یابد. راهکار دوم جذب حرارت موجود در محیط است که بسته ماده اطفایی به کار رفته جذب حرارت کم یا زیاد خواهد بود.

تصویر 3: در این تصویر نمونه‌ای از تخلیه کلین اجنت‌ها در فضا نشان داده شده است.

سیستم‌های اطفای حریق هیبریدی:

سیستم اطفای حریق هیبریدی برای اولین بار در سال 1996 از ترکیب سیستم واترمیست با سیستم اطفای گازی ایجاد شد. با ترکیب این دو سیستم در ابتدا بخارات ماده سوختی در فضا رقیق می‌شود، مه ناشی از واترمیست محیط را خنک کرده و گاز اطفایی به کار رفته در کلین اجنت‌ها اکسیژن موجود در محیط کاهش می‌دهد. به این ترتیب علاوه بر اینکه از احتراق مجدد حریق جلوگیری می‌شود محصولات جانبی اسیدی حریق نیز تا حد زیادی کاهش می‌یابد.

تفاوت‌های سیستم‌های اطفای هیبریدی با یکدیگر:

طبق دسته‌بندی استاندارد FM سیستم اطفای گاز و آبی را می‌توان در سه دسته طبقه‌بندی کرد، واترمیست با دو سیال، گازی و سیستم‌های هیبریدی.

سیستم واترمیست با دو سیال سیستمی است که از آب به عنوان سیال خنک کننده استفاده می‌کند، سیال گازی موجود در این سیستم نقش زیادی در عملیات اطفا بر عهده ندارد و بیشتر به عنوان مدیمی برای هر چه ریزتر کردن ذرات آب به کار می‌رود. سیستم‌های گازی سیستم‌هایی هستند که در آن‌ها ماده اطفایی جایگزین اکسیژن هوا شده و به این ترتیب حریق مهار می‌شود. سیستم‌های هیبریدی سیستم‌هایی هستند که حریق را با ترکیب آب و گاز خنثی می‌کنند. آب برای خنک کنندگی و گاز برای کاهش اکسیژن محیط. با این سیستم سطح اکسیژن محیط را بیشتر از سیستم‌ واترمیست کاهش می‌دهد. با این وجود هنوز هم به اندازه سیستم اطفا حریق گازی کاهش نمی‌یابد. کمترین مدت زمان تخلیه سیستم هیبریدی 10 دقیقه است.

الزامات طراحی سیستم اطفای حریق هیبریدی:

در مقایسه با سیستم‌های واترمیست، سیستم هیبریدی عامل ایمنی، مدت زمان اطفاء و مدت زمان تخلیه متفاوتی دارد.

برای سیستم‌های گازی مدت زمان لازم برای اطفاء 60 ثانیه است که در این میان فاکتور ایمنی برای CO2 20 درصد و برای گازهای خنثی 20 تا 30 درصد در نظر گرفته می‌شود، زمان تخلیه 10 دقیقه است. برای سیستم‌های واترمیست هیچگونه زمان اطفاء یا فاکتور ایمنی برای ماده اطفایی تعریف نشده است به همین خاطر علیرغم تفاوت‌‌های بسیار فاکتور ایمنی ماده اطفایی و مدت زمان تخلیه سیستم‌های گازی و سیستم‌های هیبریدی مشابه هستند.

زمان تخلیه واترمیست 2 برابر زمان اطفاء یا در صورتیکه زمان اطفاء کمتر از 10 دقیقه باشد، 10 دقیقه است.

کارایی سیستم هیبریدی:

سیستم‌های هیبریدی به دلیل تلفیق دو سیستم اطفایی با یکدیگر کارایی فراوانی دارند. براساس کاربری فضا یک سیستم هیبریدی می‌تواند به صورت لوکال یا توتال مورد استفاده قرار بگیرد.

در اطفای توتال گازهای خنثی و سیال مایع برای اطفا به یکدیگر وابسته‌اند. به بیان دیگر هیچ کدام از دو ماده اطفایی نمی‌تواند به تنهایی حریق را مهار کند.

در اطفای لوکال سیستم هیبریدی بسیار شبیه سیستم واترمیست عمل می‌کند. بسته به سناریوی محتمل نسبت واترمیست به گاز تغییر می‌کند. بنابراین سیستمی که برای مکان مشخص طراحی می‌شود به یک عامل بیشتر از سایر عوامل وابسته است. سیستمی که بیشتر به عامل اطفا آبی وابسته است بیشتر از الزامات واترمیست پیروی می‌کند و سیستمی که به عامل اطفای گازی وابسته است بیشتر از الزامات کلین اجنت‌ها پیروی خواهد کرد. اساسا این تقسیم‌بندی براساس اندازه‌گیری غلظت اکسیژن در سناریوی اطفای مشخص انجام می‌شود.

استانداردها و تائیدیه‌ها:

علیرغم کارآمد بودن و استفاده فراگیر سیستم اطفای حریق هیبریدی هنوز سازمان NFPA استاندارد مشخصی برای آن تدوین نکرده است و بحث بر سر اینکه این سیستم باید به عنوان زیرمجموعه‌ای از NFPA 750 یعنی استاندارد اختصاصی سیستم‌های واترمیست یا NFPA 2001 استاندارد اختصاصی سیستم‌های گازی قرار بگیرد یا اساسا استاندارد جداگانه‌ای برای آن تدوین شود ادامه دارد.

در حال حاضر طراحان براساس نسبت‌های ترکیبی فاز مایع و گاز به کار رفته در این سیستم و فضای کاربری مورد نظر طراحی خود را انجام می‌دهند.