فراتر از کتاب قانون: چگونه طراحی مبتنی بر عملکرد، محافظت از انبارهای بلندتر را ممکن می‌سازد

وقتی کدهای تجویزی به سقف خود می‌رسند، جدول FM 8-9 17B و تحلیل مهندسی در را باز می‌کنند - و اسپرینکلرهای ESFR امروزی آماده عبور از آن هستند. 

 انبارها همچنان بلندتر می‌شوند. با افزایش هزینه‌های زمین و تقاضاهای بی‌وقفه لجستیک تجارت الکترونیک، تأسیسات توزیع مدرن معمولاً ارتفاع انبارها را از ۱۳ متر (۴۳ فوت) فراتر می‌برند - و ساختمان‌هایی که این انبارها را در خود جای داده‌اند اغلب از ۱۴ متر (۴۵ فوت) زیر سقف تجاوز می‌کنند. برای بیشتر صنایع حفاظت در برابر آتش، این ارتفاع مانند یک دیوار است. NFPA 13، استاندارد تجویزی غالب برای طراحی سیستم آب‌پاش در ایالات متحده، به حفاظت از آب‌پاش‌های سقفی فقط در ارتفاع تقریباً ۱۳.۷ متر (۴۵ فوت) نمی‌پردازد. برای طراحانی که فقط تحت NFPA 13 کار می‌کنند، پاسخ به طور سنتی آب‌پاش‌های درون رک بوده است: آب‌پاش‌های آتش‌نشانی خودکار اضافی که در خود ساختار رک نصب می‌شوند، هزینه و پیچیدگی را افزایش می‌دهند. 

 اما مسیر دیگری هم وجود دارد. برگه اطلاعات پیشگیری از خسارت اموال FM Global شماره ۸-۹ - که به طور گسترده توسط مهندسان بیمه و ریسک در سراسر جهان استفاده می‌شود - ساختمان‌های بلندتر را از طریق جدول ۱۷B مورد بررسی قرار می‌دهد. و مکانیسم باز کردن قفل جدول ۱۷B در حوزه قضایی تحت حاکمیت کدهای تجویزی، طراحی مبتنی بر عملکرد (PBD) است. این مقاله توضیح می‌دهد که این مسیر چگونه کار می‌کند، چرا اهمیت دارد و در حال حاضر چه محصولاتی برای تحقق آن در دسترس هستند. 

سقف تجویزی و دلیل وجود آن 

کدهای تجویزی مانند NFPA 13 به این دلیل مؤثر هستند که واضح، منسجم و به راحتی قابل اجرا هستند. یک طراح از قوانین پیروی می‌کند؛ یک بازرس موارد را بررسی می‌کند. هیچ ابهامی وجود ندارد. در نهایت، انعطاف‌پذیری مطرح است. قوانین تجویزی حول رایج‌ترین سناریوها نوشته شده‌اند. وقتی یک پروژه خارج از این سناریوها قرار می‌گیرد - هندسه غیرمعمول، خطرات جدید یا ارتفاع زیاد ساختمان - کد یا رویکرد را کاملاً ممنوع می‌کند یا آن را مسکوت می‌گذارد. 

 محدودیت ارتفاع سقف ۱۳.۷ متری (۴۵ فوت) برای محافظت فقط با ESFR تحت NFPA 13 خودسرانه نیست. این محدودیت، داده‌های آزمایش آتش‌سوزی را که هنگام نگارش این قوانین وجود داشته است، منعکس می‌کند. سقف‌های بلندتر به دود آتش اجازه می‌دهند تا قبل از فعال شدن اسپرینکلر آتش‌نشانی خودکار، انرژی بیشتری تولید کنند. نگرانی این است که یک ردیف اسپرینکلر سقفی ممکن است نتواند آب کافی و به سرعت کافی را برای مهار آتش‌سوزی در انبارهای بسیار بلند و پر از توده فراهم کند. 

در مقابل، FM 8-9 با برنامه‌های آزمایش آتش‌سوزی در مقیاس بزرگ که در ارتفاعاتی فراتر از آنچه NFPA 13 در حال حاضر پوشش می‌دهد، انجام شده است، همگام بوده است. جدول 17B معیارهای طراحی تایید شده برای محافظت ESFR فقط سقفی از انبار تا ارتفاع 15.2 متر (50 فوت) زیر سقف‌های تا 16.8 متر (55 فوت) - بدون آب‌پاش‌های درون رک - را ارائه می‌دهد. این یک مزیت رقابتی قابل توجه برای هر تأسیساتی است که واجد شرایط است. 

طراحی مبتنی بر عملکرد چیست؟ 

طراحی مبتنی بر عملکرد یک رویکرد مهندسی است که سوالی متفاوت از آیین‌نامه‌های تجویزی می‌پرسد. به جای اینکه بپرسد «آیا این سیستم با قوانین مطابقت دارد؟» می‌پرسد: «آیا این سیستم در مقایسه با آنچه استاندارد الزامی می‌کند، به سطح ایمنی معادل - یا برتر - در برابر آتش‌سوزی دست می‌یابد؟» 

هم NFPA 13 و هم آیین‌نامه بین‌المللی ساختمان (IBC) صراحتاً PBD را مجاز می‌دانند. بخش 1.4 از NFPA 13، زمانی که یک طرح توسط تحلیل مهندسی پشتیبانی شده و توسط مرجع ذیصلاح (AHJ) تأیید شده باشد، جایگزین‌هایی برای الزامات تجویزی مجاز می‌داند. IBC نیز به طور مشابه شامل بندی است - که اغلب به عنوان بند "مواد و روش‌های جایگزین" به آن اشاره می‌شود - که در صورت اثبات معادل بودن، جایگزین‌های منطبق با آیین‌نامه را مجاز می‌داند. 

در عمل، این بدان معناست که یک مهندس حفاظت در برابر آتش می‌تواند یک مورد مستند را به AHJ ارائه دهد که نشان می‌دهد جدول 17B FM 8-9 - که توسط برنامه آزمایش آتش‌سوزی در مقیاس بزرگ خود FM Approvals پشتیبانی می‌شود - سطح حفاظتی معادل یا بهتری نسبت به الزامات تجویزی NFPA 13 برای آن پروژه خاص ارائه می‌دهد. این یک راه حل نیست. این یک جایگزین مهندسی شده است که توسط داده‌ها پشتیبانی می‌شود و منوط به تأیید AHJ است. 

جدول FM 8-9 17B: آنچه در واقع اجازه می‌دهد 

جدول 17B از استاندارد FM 8-9، معیارهای طراحی برای محافظت ESFR فقط در سقف از کالاهای کلاس I-IV و پلاستیک‌های منبسط نشده کارتنی را تعیین می‌کند. پارامترهای کلیدی که آن را برای انبارهای بلند ارزشمند می‌کند عبارتند از: 

• حداکثر ارتفاع انبار: ۱۵.۲ متر (۵۰ فوت) - بسیار فراتر از حد مجاز NFPA 13. 

• حداکثر ارتفاع سقف: ۱۶.۸ متر (۵۵ فوت) 

• در صورت برآورده شدن معیارهای ضریب K و فشار فقط برای سقف، نیازی به آب‌پاش‌های درون رک نیست. 

• برای اسپرینکلرهای ESFR مدل K-28.0 (400 متریک) و K-33.6 (480 متریک) تایید شده است. 

نکته آخر بسیار مهم است. محصولات تأیید شده، تئوری نیستند. آنها امروزه به صورت تجاری در دسترس، فهرست شده و آزمایش شده‌اند. 

محصولاتی که پشت عملکرد قرار دارند 

در حال حاضر سه تولیدکننده، اسپرینکلرهای آتش‌نشانی خودکار مستقل ESFR مورد تأیید FM را که برای کاربردهای جدول 17B مناسب هستند، ارائه می‌دهند. هر سه محصول در صورت نصب مطابق با برگه اطلاعات، الزامات حفاظت انبار FM 8-9 را برآورده می‌کنند. 

آب‌پاش خودکار قابل اعتماد — مدل‌های N28T6 و N28T3 (K-28.0 / 400 متریک) 

اسپرینکلرهای N28T6 (SIN R603) و N28T3 (SIN R604) ساخت شرکت Reliable به عنوان اسپرینکلرهای ذخیره سازی واکنش سریع با ضریب K برابر با 28.0 (400 متریک) مورد تایید FM هستند. طبق برگه اطلاعات FM 8-9، این اسپرینکلرها برای ذخیره سازی تا ارتفاع 15.2 متر (50 فوت) در زیر سقف تا ارتفاع 16.8 متر (55 فوت) تایید شده اند. هر دو مدل از یک عنصر عملیاتی آلیاژ نیکل مقاوم با اتصال فیوزبل و یک اتصال رزوه ای 1 اینچی NPT یا ISO7 R-1 با حداکثر فشار کاری 12 بار (175 psi) استفاده می کنند. N28T3 دارای یک فهرست کاربرد ویژه cULus اضافی برای چیدمان های ذخیره سازی قفسه ای است که حداقل فضای دودکش عرضی تنها 75 میلی متر (3 اینچ) را مجاز می داند. Reliable همچنین یک اعلامیه محصول زیست محیطی (EPD) برای هر دو مدل منتشر کرده است - یک اعتبارنامه به طور فزاینده مهم برای پروژه های ساخت و ساز پایدار. 

آب‌پاش خودکار قابل اعتماد — مدل M336 (K-33.6 / 480 متریک) 

لوله Reliable M336 (SIN R610) تا ضریب K برابر با 33.6 (480 متریک) افزایش می‌یابد و امکان محافظت از مخزن در فشارهای طراحی پایین‌تر یا تحویل آب بیشتر در صورت نیاز به سطوح خطر را فراهم می‌کند. این لوله دارای تاییدیه FM و گواهینامه CE است که آن را به گزینه‌ای قوی برای پروژه‌هایی با الزامات بیمه بین‌المللی تبدیل می‌کند. یکی از ویژگی‌های قابل توجه، انعطاف‌پذیری اتصال آن است: M336 در پیکربندی‌های رزوه‌دار NPT با قطر 1-1/4 اینچ، رزوه‌دار ISO7 BSPT و شیاردار (AWWA C606) با قطر 1-1/4 اینچ موجود است. گزینه شیاردار می‌تواند نصب را در تأسیسات با فضای بزرگ که سیستم‌های لوله شیاردار از قبل در حال استفاده هستند، ساده کند. 

تایکو (جانسون کنترلز) — مدل ESFR-34 (K-33.6 / 480 متریک) 

مدل Tyco ESFR-34 (SIN TY9286) یک آب‌پاش آتش‌نشانی خودکار مستقل ESFR با استاندارد K-33.6 (480 متریک) و دارای تاییدیه FM و گواهینامه CE است. در برگه اطلاعات فنی آن به صراحت آمده است که می‌تواند از یک انبار با ارتفاع ۱۵.۲ متر (۵۰ فوت) زیر سقف ۱۶.۸ متر (۵۵ فوت) بدون آب‌پاش‌های درون رک محافظت کند - کاربرد شاخص جدول ۱۷B. این آب‌پاش از اتصال رزوه ۱.۱/۴ اینچی NPT یا ISO 7-R با درجه سختی ۱۲.۱ بار (۱۷۵ psi) استفاده می‌کند. ESFR-34 تایکو سابقه طولانی در تأسیسات تحت پوشش FM دارد و توسط شبکه‌های توزیع‌کننده مستقر در سطح جهان پشتیبانی می‌شود. 

شرکت وایکینگ — مدل VK514 (K-28.0 / 404 متریک) 

اسپرینکلر VK514 (SIN VK514) ساخت شرکت وایکینگ، به عنوان یک اسپرینکلر ESFR با کاربرد خاص، در فهرست UL قرار گرفته و به عنوان یک اسپرینکلر ذخیره‌سازی واکنش سریع، دارای تأییدیه FM و همچنین دارای گواهینامه CE است. تأییدیه FM آن، دو سناریوی ارتفاع سقف را طبق جدول 17B پوشش می‌دهد: ذخیره‌سازی تا ارتفاع 13.5 متر (45 فوت) زیر سقف‌های 15.2 متری (50 فوت) و ذخیره‌سازی تا ارتفاع 15.2 متر (50 فوت) زیر سقف‌های 16.8 متری (55 فوت) - که هر کدام معیارهای طراحی هیدرولیکی متمایزی دارند. VK514 از رزوه 1 اینچی NPT یا 25 میلی‌متری BSPT و یک مجموعه آب‌بندی فنری منحصر به فرد Belleville استفاده می‌کند. وایکینگ همچنین VK514 را در پیکربندی سازگار با InstaSeal برای نصب با استفاده از اتصالات خروجی شیاردار ارائه می‌دهد. 

طرح دعوی نزد AHJ 

یک درخواست PBD موفق برای درخواست جدول 17B معمولاً شامل عناصر زیر است: 

• شرح واضحی از پروژه: ارتفاع ساختمان، ارتفاع انبار، نوع کالا و چیدمان انبار. 

• مستنداتی مبنی بر اینکه چرا مسیر تجویز شده (NFPA 13 با آب‌پاش‌های درون رک یا محدودیت‌های NFPA 13 فقط سقفی) با پروژه مطابقت ندارد. 

• یک کپی از جدول 17B از فصل 8-9 قانون FM و معیارهای طراحی مربوطه، که نشان می‌دهد طرح پیشنهادی چگونه این معیارها را برآورده می‌کند یا از آنها فراتر می‌رود. 

• مستندات تأییدیه‌های FM برای محصول آب‌پاش آتش‌نشانی خودکار انتخاب‌شده. 

• محاسبات هیدرولیکی نشان می‌دهد که سیستم، معیارهای فشار و جریان طراحی جدول 17B را برآورده می‌کند. 

• یک روایت کتبی با استناد به مفاد NFPA 13 و IBC که رویکرد جایگزین را مجاز می‌دانند. 

جلسات قبل از ارائه با AHJ اکیداً توصیه می‌شود. بسیاری از AHJها پذیرای ارائه‌های PBD مستند هستند، به خصوص زمانی که این جایگزین توسط FM Approvals - یک نهاد آزمایش شخص ثالث شناخته شده در سطح جهانی - پشتیبانی شود. 

تصویر بزرگتر: چرا این موضوع برای صنعت اهمیت دارد 

طراحی مبتنی بر عملکرد یک راه گریز نیست. این یک رشته مهندسی با یک روش مستند، داده‌های آزمایش آتش‌سوزی بررسی‌شده توسط همتا و پذیرش روزافزون در بین AHJها در سراسر جهان است. هنگامی که برای حفاظت از انبارهای بلند استفاده می‌شود، یک گزاره ارزشی قانع‌کننده ایجاد می‌کند: صاحب ساختمان از هزینه و پیچیدگی عملیاتی آب‌پاش‌های درون رک اجتناب می‌کند. بیمه‌گر - معمولاً FM - سیستمی را دریافت می‌کند که مطابق با معیارهای تأیید شده خود طراحی شده است. و مهندس حفاظت از آتش‌سوزی راه‌حلی ارائه می‌دهد که هم از نظر فنی دقیق و هم از نظر تجاری رقابتی است. 

بازار انبار رو به افول نیست. ساختمان‌ها بلندتر می‌شوند، کالاها پیچیده‌تر می‌شوند و هزینه‌ی مقاوم‌سازی سیستم‌های آب‌پاش درون سازه‌های قفسه‌ای، بار سنگینی بر دوش عملیات است. صنعت حفاظت در برابر آتش، ابزارهایی - محصولات مورد تأیید FM، چارچوب استانداردها و روش‌شناسی مهندسی - برای حل این مشکل در حال حاضر دارد. 

ضوابط تجویزی همیشه پایه و اساس خواهند بود. اما وقتی پایه و اساس سقف داشته باشد، طراحی مبتنی بر عملکرد، آسانسور آن است. 

 درباره IFSA 

اتحاد بین‌المللی اطفاء حریق (IFSA) یک سازمان غیرانتفاعی جهانی است که به ترویج سیستم‌های حفاظت در برابر آتش مبتنی بر آب اختصاص دارد. IFSA از توسعه و پذیرش استانداردهای فعال حفاظت در برابر آتش در سراسر جهان پشتیبانی می‌کند، از راه‌حل‌های فنی مناسب برای اطفاء حریق حمایت می‌کند و به یک شبکه عضویت متشکل از تولیدکنندگان، توزیع‌کنندگان، نصاب‌ها، مهندسان و کاربران نهایی در شش قاره خدمات ارائه می‌دهد. برای اطلاعات بیشتر، به ifsa.global مراجعه کنید یا با ما تماس بگیرید. mfessenden@ifsa.global .