جمعه ۶ مرداد ۱۳۹۶ - Friday 28 July 2017
کد خبر : 18201
تاریخ انتشار : سه شنبه ۲۷ تیر ۱۳۹۶ - ۱۱:۵۱
بازدید: بازدید: 311

مقاله

اهمیت و جایگاه حفاظت اجزای سازه ای ساختمان ها در برابر حریق


آتش سوزی همه ساله جان عده کثیری از شهروندان را گرفته و یا جراحات شدیدی به آنها وارد می سازد. وجود این پدیده در ساختمان ها امری اجتناب ناپذیر می باشد .

به گزارش پایگاه خبری بهداشت، ایمنی و محیط زیست "بامنا"؛

نویسنده : امیر کرمانی حصارشهابی

کارشناس ارشد اداره پیشگیری و نظارت سازمان آتش نشانی و خدمات ایمنی شهرداری مشهد

Email: kermani_a125 @ yahoo.com

 

چکیده :

آتش سوزی همه ساله جان عده کثیری از افراد را گرفته و یا جراحات شدیدی به آنها وارد می سازد. رشد روزافزون شهرنشینی و تمرکز گرایی و احداث ساختمان های مرتفع یا با مساحتهای بالا یا با دسترسی نامناسب جهت نیروهای امدادی و آتش نشانی سبب می شود گسترش حریق و افزایش شدید دما در زمان های ابتدایی وقوع حریق به سرعت انجام شود. افزایش ناگهانی دمای حاصل از حریق سبب می شود اجزای سازه ای ساختمان دچار تنش حرارتی شده و سازه مقاومت خود را از دست داده  لذا سبب دفرمه و نهایتاً آوار ساختمان می شود. لذا رعایت اصول علمی و فنی در این خصوص (حفاظت سازه ساختمان ها در برابر حریق) در طراحی و اجرای ساختمان ها ضروری می باشد.

۱-مقدمه:

 

آتش سوزی همه ساله جان عده کثیری از شهروندان را گرفته و یا جراحات شدیدی به آنها وارد می سازد. وجود این پدیده در ساختمان ها امری اجتناب ناپذیر می باشد . علاوه بر خسارات جانی ، خسارات مالی فراوانی به سرمایه افراد، جامعه و کشور وارد می آورد. رشد روزافزون شهرنشینی و تمرکز گرایی و احداث ساختمان های مرتفع یا با مساحتهای بالا یا با دسترسی نامناسب جهت نیروهای امدادی و آتش نشانی سبب می شود گسترش حریق و افزایش شدید دما در زمان های ابتدایی وقوع حریق به سرعت انجام شود. افزایش ناگهانی دمای حاصل از حریق سبب می شود اجزای سازه ای ساختمان دچار تنش حرارتی شده و درصورت رعایت نکردن تدابیر ایمنی به منظور جلوگیری از تنش وارد شده ، سازه مقاومت خود را از دست داده (نمی تواند نیروهای وارده برخود را تحمل نماید) لذا سبب دفرمه شدن ونهایتاً آوار ساختمان می شود.

اقدام مطلوب هنگام آتش سوزی این است که افراد داخل ساختمان به سرعت و به طور ایمن تخلیه شوند. لذا بایستی ساختمان طوری ساخته شود که درصورت وقوع حریق با توجه به کاربری و ابعاد خود پایداری و مقاومت خود را تا مدت زمان مناسبی (مدتی که «طبق استانداردهای معتبر» افراد بتوانند از ساختمان مورد نظر به موقع و ایمن خارج شوند) حفظ نماید.

از طرفی پایداری ساختمان رابطه مستقیمی با پایداری سازه ساختمان دارد که دراثر فروپاشی اجزای سازه ای، آوار شدن ساختمان سرانجام آن بوده که درصورت عدم رعایت الزامات و دستورات ایمنی لازم در برابر آتش سوزی، جان و مال انسان ها حفظ نخواهد شد؛ لذا رعایت اصول علمی و فنی در رابطه با ایمنی حریق در طراحی و اجرای ساختمان ها ضروری است.

مهمترین مسئله در رابطه با حفاظت اجزای سازه ای ساختمان در برابر حریق درک و شناخت استانداردها، مقررات و تحقیقات در این زمینه می باشد (با عنایت به اینکه حجم قابل توجهی از مطالب آیین نامه های ساختمانی صرفاً به ایمنی حریق اختصاص می یابد) آیین نامه های ساختمانی زیادی نیز در سطح ملی و بین المللی به اهمیت این موضوع پرداخته است.

لذا با توجه به اطلاعات مندرج در این مقاله ( مستندات و استانداردهای معتبر ملی و بین المللی مربوطه و موجود) ، درک و برداشت های شخصی ، متفاوت و متناقضی از بحث حفاظت حریق ساختمان هادر برابر حریق صورت می گیرد که این به عنوان یک معضل اساسی در این مقوله مطرح می شود.

از جمله استانداردها و آیین نامه های معتبر و معروف بین المللی در این زمینه که به بررسی و اهمیت حفاظت سازه ساختمان ها در برابر حریق می پردازد  NFPA1,IBC2,BS3می باشد که در این مقاله علاوه بر استانداردهای معرفی شده از دستورالعمل ها ، مباحث و آیین نامه های فنی ملی شامل مبحث سوم و نهم مقررات ملی ساختمان، نشریه ۴۴۴و ۴۴۵ مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، نشریات و مکتوبات و مقالات معتبر استفاده شده است.

لذا در این مقاله ساده ترین و کاربردی ترین اصول و مبانی مربوط به حفاظت در برابر حریق به منظور درک صحیح و اهمیت و جایگاه حفاظت اجزای سازه ای ساختمان در برابر حریق ارائه شده است که ان شاءا… بتواند در تدابیر مهندسی ایمنی حریق ساختمانهای کشورمان به منظور حفظ جان و مال افراد مثمرثمر باشد.

 

 

۲ – استانداردهای مرتبط با حفاظت اجزای سازه ای در برابر حریق :

 

در مبحث سوم مقررات ملی ساختمان تحت عنوان حفاظت ساختمان ها در برابر حریق مقرر شده که ضروری است طراحی و ساخت ساختمان ها به نحوی صورت گیرد که با توجه به کاربری، ابعاد و تعداد طبقات، به مدت مناسبی در برابر حریق مقاومت نموده و از گسترش حریق به فضاها یا ساختمان های مجاور جلوگیری شود. همچنین عنوان شده در صورت وقوع حریق، ساختمان با توجه به کاربری و ابعاد خود تا مدت مناسبی مقاومت و پایداری خود را حفظ نماید.همچنین فصل ۳-۲  مبحث سوم مقررات ملی ویرایش ۱۳۹۲ تحت عنوان ساختارها، ارتفاعات و مساحت ها صراحتاً به این موضوع اشاره می نماید.[۵]

در نشریه ۴۴۴ آمده است سازه ساختمان باید به گونه ای ساخته و طراحی شود که در صورت وقوع حریق، پایداری آن به مدت مناسبی حفظ گردد. یعنی اجزای باربر ساختمان بایستی قادر باشند تا بدون اینکه پایداری خود را از دست دهند در برابر اثرات حریق برای مدت مناسبی مقاومت نمایند. [۴]

یکی از روش های طراحی ایمنی در برابر آتش سوزی محدود کردن و مهارحریق به وسیله فضا بندی و اجزای مقاوم در برابر آتش می باشد که تامین مقاومت کافی برای اجزای ساختمانی در برابر آتش و تقسیم منطقی فضاها به قسمت های کوچکتر به نحوی که خسارات جانی و مالی ناشی از حریق حتی الامکان به مساحت کوچکی محدود شود . [۲]

در استاندارد NFPA5000 فصل ۷ بیان شده است کل ساختمان یا قسمتی از آن با کاربری و تصرف خاص بایستی در ۵ ساختار ساختمانی۴ تعریف شده با میزان مقاومت حریق ۵ معینی طبقه بندی گردند ؛ زیرا این ساختارها بایستی نسبت به کاربری ، ابعاد ، مساحت و ارتفاع در برابر خطرات حریق محدود گردند.همچنین طبق جدول شماره (۱) تحت عنوان میزان مقاومت حریق ساختارهای گروه ۱ الی ۵ ، مقاومت اجزای سازه ای در برابر حریق به طور کامل بیان گردیده است. در فصل ۸ این استاندارد نیز بیان شده مصالح و مواد مصرفی در ساختار ساختمانها بایستی متناسب با نوع ساختارهای پنجگانه  بوده و طبق ضوابط مربوطه مقاومت مناسبی در برابر حریق داشته باشند.

در استاندارد IBC فصل ۶ ساختار ساختمانها به منظور مقاومت در برابر حریق به ۵ گروه تقسیم بندی شده  که در آن آمده است عناصر و اجزای سازه ای نبایستی از مقادیر مشخص شده در گروههای مشخص شده کمتر باشد همچنین ابعاد ، مساحت و ارتفاع ساختمانها نیز بایستی مطابق گروههای ساختاری رعایت گردد. همچنین در فصل ۷ همین استاندارد ، بخش ۷۰۳  نیز در رابطه با انواع آزمایش حریق استاندارد ۶ و میزان مقاومت در برابر آتش جهت مواد و مصالح مصرفی در ساختار ساختمانی ضوابطی ارایه شده که در آن  ، رعایت میزان مقاومت در برابر آتش اجزای سازه ای جزء لاینفک الزامات ساختارهای پنجگانه بیان شده است. [۱۰]

در استاندارد ساختمانی انگلستان(BS- document B) بیان شده به منظور جلوگیری از وجود شکست(Failure) در ایستایی اجزای سازه ای در ساختمانها ، بایستی حداقل های حفاظت در برابر حریق رعایت گردد. این مقاومت به معنی جلوگیری از آوار (Collapse) یا نقص در ایستایی اجزای سازه ای می شود. همچنین بیان شده کلیه اجزای سازه ای در ساختمان شامل تیرها ، ستون ها، دیوارهای باربر و … بایستی مقاومت لازم در برابر حریق را داشته باشند. [۷]

در استاندارد NFPA 557 که در رابطه با تعیین بار حریق (fire load) 7 برای استفاده در طراحی حفاظت سازه ساختمان در برابر حریق می باشد آمده است ، تعیین بارحریق به منظور استفاده پایه ای جهت ارزیابی و طراحی عملکرد ساختار ساختمانها در برابر حریق می باشد؛ که با توجه به اثر بار حریق بر روی سازه ساختمان قبل اینکه سازه ایستایی خود را از دست داده و ناپایدار گردد، ارزیابی صورت گرفته و ساختار ساختمانی با توجه به کاربری و بار حریق (که رابطه مستقیم با دوام حریق دارد) طراحی گردد. [۳ و ۱۲]

شناخت ویژگی های  سازه ساختمان و ارتباط آن با دمای ناشی از حریق :

طبق استانداردها، آیین نامه ها و نتایج آزمایشگاهی معتبر، پایداری اجزای سازه ای ساختمان ها (خصوصاً سازه های فولادی) در برابر مقدار معینی از  تنشهای حرارتی دچار شکست می شوند و ایستایی خود را از دست می دهند ، این مسئله مهم بیانگر این  است که اجزای اصلی و فرعی سازه ای ساختمانی(شامل تیر و ستون های استاندارد) دارای دمای بحرانی تقریبا مشخصی در برابر دما می باشند ( جهت تیرها دمای بحرانی ۶۲۰۰C و جهت ستون ها ۵۵۰۰C تعریف شده است) که این نتایج از جدول شماره (۲) نیز قابل استخراج می باشد.

 

فولاد به عنوا ن عضو سازه ای در دماهای حدود ۵۰۰ الی ۵۵۰ درجه سانتیگراد حدود نیمی از مقاومت خود را از دست می دهد و این عدد بسیار کمتر از دمای یک حریق گسترش یافته در ساختمان (حدود ۱۰۰۰-۱۲۰۰ درجه سانتیگراد می باشد. [۱]

با توجه به شناخت دمای بحرانی اجزای سازه ای در ساختارهای فولادی ضروری به نظر می رسد نگاه قابل توجه و عمیقی به نمودار دما – زمان استاندارد نیز داشته باشیم . طبق نمودار دما – زمان استاندارد ، دمای حریق در زمان های مختلف مشخص می گردد ، لذا رسیدن به دمای بحرانی جهت تیرها و ستون ها طبق این جدول کمتر از۱۰ دقیقه درحریق های سلولزی (شکل شماره (۱)) و طبق نمودار استاندارد در حریق های هیدروکربنی (شکل شماره (۲))کمتر از ۵ دقیقه می باشد. [۱]

 

 

۲۴۳

شکل شماره (۱) نمودار دما زمان استاندارد حریق های سلولزی نمودار ۲ و ۳ و هیدروکربنی  نمودار ۱ طبق استانداردهای مختلف [۱۱و۹]

 

حال با شناخت این موضوع این نتیجه مشخص می گردد که در بسیاری از موارد دستیابی به مقاومت حریق لازم در سازه ساختمان بدون استفاده از تدابیر محافظتی امکان پذیر نمی باشد و این موضوع می تواند برای اعضاء مختلف ساختمان صادق باشد ، لذا جهت پایداری و ایستایی ساختمان به منظور فرار ایمن و به موقع افراد و حفظ دارایی ها و اموال ، اجزای سازه ای بایستی در برابر حریق محافظت گردند تا در دماهای بالای ناشی از وجود حریق سبب ناپایداری و آوارشدن ساختمان و نهایتاً خسارات شدید جانی و مالی نگردند.

درخصوص اجزای سازه ای ساختارهای بتنی نیز ضوابط و دستورالعملهایی تدوین گردیده است ؛که در آن به نوع بتن ، دانه بندی ، مشخصات میلگرد و تعداد آن و فاصله سطح نهایی بتن  تا میلگردها به منظور رعایت زمان مناسب در برابر حریق با توجه به کاربری ، ارتفاع و … اشاره شده است. [۶]

 

 

۴-تعیین زمان حفاظت اجزای سازه ای ساختمان در برابر حریق۶ :

 

مبنای تعیین ساعت مورد نیاز دوام در برابر حریق اجزای سازه ای ساختمان ها، ساختار ساختمان، کاربری ساختمانها، ارتفاع و ابعاد آن می باشد که طبق جدول شماره (۳)که منطبق با جدول ۳-۲-۱ مبحث سوم مقررات ملی ساختمان فصل ۳-۲- ساختارها، ارتفاعات و مساحت ها) و یا استانداردهای۵۰۰۰NFPA، IBC ، BS (اشاره شده در متن مقاله) بوده و قابل استخراج می باشد. [۵]

۱۲

جدول شماره (۳)  مقاومت حریق تعیین شده برای اعضای باربر و غیر باربر در هر یک از ساختارها ( بر حسب ساعت) [۵]

ب- رعایت ضوابط حفاظتی ویژه برای دیوارهای بیرونی بناها، مطابق جدول ۳-۲-۲-۱ ضروری است.

¯– عدد سمت چپ = دیوارهای خارجی

عدد میانی = ستون‌ها، تیرها، اعضای باربر دارای بیش از یک کف و …

عدد سمت راست = ساختار کف

 

۵-انواع مواد و روشهای اجرایی حفاظت سازه در برابر حریق:

 

به طور کل مواد و محصولات مقاوم حریق  طبق ضوابط و استانداردهای مختلف در سه گروه به شرح ذیل تقسیم بندی می شوند:

الف) مواد مقاوم حریق با پایه معدنی روش های اجرا  بصورت پاششی

ب) رنگهای مقاوم حریق (به شکل پاشش یا بصورت ماستیک یا خمیر روی سطح اعمال می شوند)

بوردهای مقاوم حریق

لازم به ذکر است کلیه مواد و محصولات مقاوم حریق جهت تامین حفاظت لازم اجزای سازه ای بایستی طبق استانداردهای معتبر ملی و بین المللی معتبر مورد تست قرار گرفته و از مراجع و سازمانهای ذیصلاح ومعتبر دارای تاییدیه بوده و دارای روش کاری استاندارد باشد. به منظور ارایه دیدگاه بهتر در شکل شماره (۲) ساختمان در حال آوار بدون حفاظت سازه در برابر حریق  و در شکل شماره (۳) اجزای سازه ای یک ساختمان دارای حفاظت در برابر حریق نمایش داده شده است [۸]

شس

۶-نتیجه گیری :

 

حفاظت ساختمان ها در برابر حریق یکی از مسائل مهمی است که در طراحی ساختمان ها باید مورد توجه قرار گیرد . مروری گذرا بر مقررات و آیین نامه های ساختمانی کشورهای مختلف نشان می دهد که حجم قابل توجهی از مطالب این آیین نامه صرفاً به ایمنی حریق اختصاص دارد و تا حدود زیادی قسمت های دیگر آیین نامه را نیز از خود متأثر می نماید.

یکی از ارکان مهم و ضروری در هنگام طراحی و اجرای ساختمان ها ، محافظت در برابر آتش می باشد . در مبحث ایمنی حریق،  زیر شاخه حفاظت غیرعامل در برابر حریق  (Passive fire protection) خود به مقاوم نمودن اجزای سازه ای در برابر حریق می پردازد ؛

که این فاکتور نقش اساسی در طراحی پیشگیری و حفاظت حریق ساختمان ها باتوجه به دوام حریق دارا می باشد لذا بر این اساس می تواند با توجه به کاربری، ابعاد و بارحریق موجود در ساختمان، مقاومت اجزای سازه ای ساختمان را در برابر حریق بالابرد که این امرازتدابیر ایمنی حریق به منظور کاهش صدمات و تلفات جانی و مالی حریق می باشد.

حفاظت اجزای سازه ای ساختمان در برابر حریق سبب می شود تا ساختمان زمان مناسبی را در برابر حریق پایدار بوده و این امر کمک می کند تا زمان لازم برای فرار و تخلیه افراد ساکن از محل صورت گرفته و زمان لازم برای رسیدن نیروهای آتش نشانی و امدادی جهت اطفاء و تخلیه مصدومین از ساختمان ها در زمان آتش سوزی فراهم گردد.

بنابراین دستیابی به مقاومت حریق لازم در ساختمان بدون تدابیر محافظتی امکان پذیر نیست و این موضوع  می تواند برای اعضای مختلف ساختمان صادق باشد.

منابع :

 

  • بختیاری، سعید و جعفرپور ، فاطمه و مرشدیان، جلیل – « برخی  از ویژگی های رنگ ها ی ضد حریق»-  انتشارات مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن -نشریه شماره گ ۳۷۹-  سال ۱۳۸۷ – چاپ دوم
  • بختیاری، سعید و زمانی، سهیل و قاسم زاده ، مسعود و تسنیمی، عباسعلی – « راهنمای آیین نامه محافظت ساختمانها در برابر آتش»- انتشارات مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن- نشریه شماره ۴۴۵ –  سال ۱۳۸۵
  • کرمانی، امیر – روش محاسباتی بارحریق و کاربرد آن در مهندسی حریق –  ماهنامه حریق –  شماره ۲۲- فروردین ۱۳۹۲
  • آیین نامه محافظت ساختمان ها در برابر آتش، انتشارات مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن ، نشریه شماره ۴۴۴، چاپ دوم، ۱۳۸۷
  • دفتر مقررات ملی ساختمان ،مبحث سوم مقررات ملی ساختمان ، “حفاظت ساختمانها در برابر حریق” ،انتشارات نشر توسعه ایران، ویرایش دوم ،سال ۱۳۹۲
  • ۱۳- دفتر مقررات ملی ساختمان ،مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ، ” طرح و اجرای ساختمانهای بتن آرمه” ،انتشارات نشر توسعه ایران، فصل بیست و دوم ، ویرایش سال ۱۳۹۲
  • Approved document B, the building Regulations 2000 fire safety volume 2- April 2007 –B3 section 7 “ loadbearing elements of structure”
  • ASFP-yellow book-“fire protection for structural steelin buildings-association for specialist fire protection-UK- 4TH EDITION 17 Dec 2007
  • BS 476-part 20 , method for determination of the fire resistance of elements of construction(general principle) , BSI, London, :1987
  • IBC-2012 “International Building code” , chapter 6 “type of construction” & chapter 7 “fire and smoke protection features – ( A Member of the International Code)
  • ISO 834 – Fire resistance tests elements of building, International standard organization: 2002
  • NFPA 557, standard for Determination of Fire Loads for Use in Structural Fire Protection Design , National fire protection Association. Quincy MA.
  • NFPA 5000, standard for Building construction and safety Code, 2012 edition, chapter 7“construction types and hight and area requirements” & chapter 8 “fire-resistive material and construction” – National fire protection Association. Quincy MA

 

تعاریف و اصطلاحات :

۱٫NFPA (NATIONAL FIRE PROTECTION ASSOCIATION)

  1. BS (BRITISH STANDARDS)

۳٫IBC (INTERNATIONAL BUILDING CODE)

۴-انواع ساختارهای ساختمانی (Types of construction for Buildings): [1]

۴-۱-ساختارهای سوختنی: در این دسته ساختار، اعضای باربر و دیوارهای داخلی بنا می تواند با هرگونه مصالحی اعم از سوختنی و غیرسوختنی ساخته شود، هر چند لازم است ساعت مقاومت حریق تعیین شده برای برخی عوامل باربر و مواضع مختلف بنا رعایت گردد. این دسته ساختار خود شامل دو گروه فرعی یک و صفر ساعت مقاوم حریق است.

۴-۲-ساختارهای غیرسوختنی: مشخصات استفاده از مصالح در این دسته ساختار مانند دسته مقاوم حریق است، با این تفاوت که به مقاومت حریق و محافظت حریق کمتری نیاز خواهد بود و به طور کلی اعضای باربر و سازه بنا باید تا دو ساعت بتواند در برابر یک حریق با مشخصات استاندارد مقاومت کند. ساختارهای غیرسوختنی خود بر اساس ساعت مقاومت حریق اعضای باربر در مواضع مختلف بنابه دو گروه فرعی به شرح زیر دسته بندی می شوند : الف) ۱ و ۲ ساعت مقاوم حریق    ب) صفر و ۲ ساعت مقاوم حریق

۴-۳- ساختارهای مقاوم حریق: بناهایی را شامل می شوند که اعضای باربر و سازه در آنها با مصالح غیر سوختنی مانند بتن، فولاد، آجر و ماسه سیمان، گچ و نظایر آن ساخته شده و هرگروه از اعضاء ، دارای ساعت مقاومت حریق لازم و خواسته شده طبق ضوابط هستند، همچنین تمهیدات محافظت در برابر حریق مطابق مقررات در آنها اعمال می گردد. . ساختارهای مقاوم حریق خود براساس ساعت مقاومت حریق و رتبه حفاظتی که فراهم خواهند کرد، به دو گروه فرعی به شرح زیر دسته بندی می شوند:  الف) ۳ و ۴ ساعت مقاوم حریق  ب ) صفر، ۱ و ۲ ساعت مقاوم حریق

-میزان مقاومت حریق (Fire Resistant Rating): مدتی که مصالح یا ترکیبی از آن، توانایی مقاومت در مقابل آتش مستقیم مطابق آزمایش حریق استاندارد را داشته باشد.

آزمایش حریق استاندارد(Standard Fire Test): آزمایش یا آزمایشهای استاندارد ویژه برای شناسایی مقاومت و رفتار مصالح،  فرآورده ها، اعضاء و اجزای ساختمانی در مقابل آتش سوزی، می باشد که منطبق بر منحنی دما – زمان استاندارد صورت می گیرد.

بارحریق(Fire Load): مقدار کل انرژی حرارتی آزاد شده از کل مواد سوختنی موجود در یک ساختمان گفته می شود که بر مبنای انرژی گرمایی آزاد شده از یک کیلوگرم چوب بلوط قرمز خشک شده که مقدار آن برابر۱۷٫۸(مگاژول بر کیلوگرم) می باشد، سنجیده می شود. [۳]

 

نویسنده :

نمایشگاه cpse نمایشگاه isaf نمایشگاه cpse
چه امتیازی می دهید؟
5 / 0
[ 0 رای ]
ارسال نظر شما
انتشار یافته : ۰ در انتظار بررسی : 0
  • نظرات ارسال شده توسط شما، پس از تایید توسط مدیران سایت منتشر خواهد شد.
  • نظراتی که حاوی تهمت یا افترا باشد منتشر نخواهد شد.
  • نظراتی که به غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط با خبر باشد منتشر نخواهد شد.

ساملباس کار خادمچهارمین کنفرانس جامع مدیریت بحران و HSEتبليغات تبليغات تبليغات تبليغات تبليغات
test