מעבר לספר הקודים: כיצד תכנון מבוסס ביצועים פותח הגנה על מחסנים גבוהים יותר

כאשר הקודים המרשימים מגיעים לתקרה שלהם, FM 8-9 טבלה 17B וניתוח הנדסי פותחים את הדלת - ומתזי ESFR של ימינו מוכנים לעבור דרכה. 

 מחסנים ממשיכים להיות גבוהים יותר. עקב עלויות הקרקע הגוברות והדרישות הבלתי פוסקות של לוגיסטיקה של מסחר אלקטרוני, מתקני הפצה מודרניים דוחפים באופן שגרתי את גובה האחסון מעבר ל-13 מטרים (43 רגל) - והמבנים המאכלסים אותם לעתים קרובות עולים על 14 מטרים (45 רגל) מתחת לגג הגג. עבור רוב תעשיית כיבוי האש, גובה זה מסמן קיר. NFPA 13, התקן הדומיננטי לתכנון מערכות ספרינקלרים בארצות הברית, אינו מתייחס להגנה מפני ספרינקלרים בתקרה בלבד מעל לגובה של כ-13.7 מטרים (45 רגל). עבור מתכננים העובדים תחת NFPA 13 בלבד, התשובה באופן מסורתי הייתה ספרינקלרים בתוך המדף: ספרינקלרים אוטומטיים נוספים המותקנים בתוך מבנה המדף עצמו, מה שמוסיף עלות ומורכבות. 

 אבל יש דרך נוספת. גיליון הנתונים 8-9 למניעת אובדן רכוש של FM Global - הנמצא בשימוש נרחב על ידי מהנדסי ביטוח וסיכונים ברחבי העולם - אכן מתייחס לבניינים גבוהים יותר דרך טבלה 17B. והמנגנון לפתיחת טבלה 17B בתחום שיפוט הנשלט על ידי קודים מרשם הוא תכנון מבוסס ביצועים (PBD). מאמר זה מסביר כיצד מסלול זה פועל, מדוע הוא חשוב, ואילו מוצרים זמינים כעת כדי להפוך אותו למציאות. 

התקרה המחייבת ומדוע היא קיימת 

קודים מחייבים כמו NFPA 13 עובדים משום שהם ברורים, עקביים וקלים לאכיפה. מעצב פועל לפי הכללים; מפקח בודק את התנאים. אין עמימות. הפשרה היא גמישות. כללים מחייבים נכתבים סביב התרחישים הנפוצים ביותר. כאשר פרויקט נופל מחוץ לתרחישים אלה - גיאומטריה יוצאת דופן, סכנות חדשות או גבהים קיצוניים של בניינים - הקוד אוסר על הגישה לחלוטין או משתתק. 

 מגבלת גובה התקרה של 13.7 מטר (45 רגל) עבור הגנה מבוססת ESFR בלבד תחת NFPA 13 אינה שרירותית. היא משקפת את נתוני בדיקות האש שהיו קיימים כאשר כללים אלה נכתבו. תקרות גבוהות יותר מאפשרות לאלומות אש לפתח יותר אנרגיה לפני שממטרת כיבוי אש אוטומטית מופעלת. החשש הוא שייתכן ששכבה אחת של ממטרות תקרה לא תוכל לספק מספיק מים, מהר מספיק, כדי לדכא שריפה במחסן גבוה מאוד. 

לעומת זאת, תקנות FM 8-9 עמדו בקצב של תוכניות בדיקות אש בקנה מידה גדול שבוצעו בגבהים מעבר למה שמכסה כיום תקן NFPA 13. טבלה 17B מספקת קריטריוני תכנון מאושרים להגנה מפני ESFR בתקרה בלבד של אחסון עד 15.2 מטרים (50 רגל) מתחת לתקרות עד 16.8 מטרים (55 רגל) - ללא מתזים בתוך המדף. זהו יתרון תחרותי משמעותי עבור כל מתקן שעומד בקריטריונים. 

מהו עיצוב מבוסס ביצועים? 

תכנון מבוסס ביצועים הוא גישה הנדסית ששואלת שאלה שונה מקוד מרשם. במקום "האם מערכת זו עומדת בכללים?" היא שואלת: "האם מערכת זו משיגה רמת בטיחות אש שווה ערך - או גבוהה יותר - בהשוואה למה שהתקן דורש?" 

גם NFPA 13 וגם קוד הבנייה הבינלאומי (IBC) מתירים במפורש PBD. סעיף 1.4 של NFPA 13 מאפשר חלופות לדרישות מרשם כאשר תכנון נתמך על ידי ניתוח הנדסי ומאושר על ידי הרשות בעלת השיפוט (AHJ). ה-IBC כולל באופן דומה הוראה - המכונה לעתים קרובות סעיף "חומרים ושיטות חלופיים" - המאפשרת חלופות תואמות לקוד כאשר ניתן להוכיח שקילות. 

בפועל, משמעות הדבר היא שמהנדס כיבוי אש יכול להציג בפני AHJ מקרה מתועד לפיו FM 8-9 טבלה 17B - המגובה בתוכנית בדיקות אש בקנה מידה גדול של FM Approvals - מייצגת רמת הגנה שווה ערך או טובה יותר מדרישות NFPA 13 עבור אותו פרויקט ספציפי. זוהי אינה פתרון עוקף. זוהי חלופה הנדסית, הנתמכת בנתונים, וכפופה לאישור AHJ. 

FM 8-9 טבלה 17B: מה זה באמת מאפשר 

טבלה 17B של FM 8-9 קובעת קריטריוני תכנון להגנה מפני ESFR בתקרה בלבד של סחורות מסוג I-IV ופלסטיק לא מפושט ארוז בקרטון. הפרמטרים המרכזיים שהופכים אותה לבעלת ערך עבור מחסנים גבוהים הם: 

• גובה אחסון מקסימלי: 15.2 מטרים (50 רגל) - הרבה מעבר למגבלת NFPA 13. 

• גובה תקרה מקסימלי: 16.8 מטרים (55 רגל). 

• אין צורך בממטרות בתוך המדף כאשר עומדים בקריטריוני מקדם K ולחץ בתקרה בלבד. 

• מאושר עבור מתזים ESFR מדגם K-28.0 (400 מטרי) ו-K-33.6 (480 מטרי). 

נקודה אחרונה זו היא קריטית. המוצרים שאושרו אינם תיאורטיים. הם זמינים מסחרית, רשומים ונבדקים כיום. 

המוצרים שמאחורי הביצועים 

שלושה יצרנים מציעים כיום מתזים אוטומטיים תלויים של ESFR שאושרו על ידי FM, המתאימים ליישומי טבלה 17B. שלושת המוצרים עומדים בדרישות הגנה על אחסון FM 8-9 כאשר הם מותקנים בהתאם לגיליון הנתונים. 

ממטרות אוטומטיות אמינות - דגמים N28T6 ו-N28T3 (K-28.0 / 400 מטרי) 

דגמי N28T6 (SIN R603) ו-N28T3 (SIN R604) של Reliable מאושרים על ידי FM כמתזים מהירים לאגירת מים עם מקדם K של 28.0 (400 מטרי). על פי גיליון נתונים 8-9 של FM, הם מאושרים לאחסון עד 15.2 מטר (50 רגל) מתחת לגובה תקרה של עד 16.8 מטר (55 רגל). שני הדגמים משתמשים באלמנט הפעלה חזק מסגסוגת ניקל ובחיבור הברגה NPT בגודל 1 אינץ' או ISO7 R-1 המדורג ללחץ עבודה מרבי של 12 בר (175 psi). ל-N28T3 יש רישום יישום ספציפי נוסף של cULus עבור סידורי אחסון במדף, המאפשר מרווח מינימלי של 75 מ"מ (3 אינץ') בצינור הארובה הרוחבי. Reliable פרסמה גם הצהרת מוצר סביבתית (EPD) עבור שני הדגמים - אישור חשוב יותר ויותר עבור פרויקטים של בנייה בת קיימא. 

ממטרת מערכת אוטומטית אמינה - דגם M336 (K-33.6 / 480 מטרי) 

צינור ה-M336 האמין (SIN R610) עולה לגורם K של 33.6 (480 מטרי), ומאפשר את אותה רמת הגנה על אחסון בלחצי תכנון נמוכים יותר או אספקת מים גדולה יותר במקומות בהם רמות סיכון דורשות זאת. הוא מאושר על ידי FM ו-CE, מה שהופך אותו לאופציה חזקה עבור פרויקטים עם דרישות ביטוח בינלאומיות. תכונה בולטת היא גמישות החיבור שלו: צינור ה-M336 זמין בתצורות NPT בהברגה של 1-1/4 אינץ', BSPT בהברגה של ISO7, ו-1-1/4 אינץ' מחורצת (AWWA C606). האפשרות המחורצת יכולה לפשט את ההתקנה במתקנים גדולים שבהם מערכות צנרת מחורצות כבר נמצאות בשימוש. 

Tyco (Johnson Controls) - דגם ESFR-34 (K-33.6 / 480 מטרי) 

דגם ESFR-34 של Tyco (SIN TY9286) הוא מתז כיבוי אש אוטומטי תלוי K-33.6 (480 מטרי) ESFR מבוסס היטב עם אישור FM ואישור CE. גיליון הנתונים הטכני שלו מציין במפורש שהוא יכול להגן על סידור אחסון של 15.2 מטר (50 רגל) מתחת לגובה תקרה של 16.8 מטר (55 רגל) ללא מתזים בתוך המדף - היישום המובהק בטבלה 17B. הוא משתמש בחיבור NPT 1-1/4 אינץ' או ISO 7-R 1 1/4 חוט המדורג ל-12.1 בר (175 psi). ל-ESFR-34 של Tyco יש רקורד ארוך במתקנים מבוטחים FM והוא נתמך על ידי רשתות מפיצים מבוססות ברחבי העולם. 

תאגיד ויקינג - דגם VK514 (K-28.0 / 404 מטרי) 

מערכת ה-VK514 (SIN VK514) של Viking רשומה בתקן UL כמתז ESFR ליישום ספציפי ומאושרת על ידי FM כמתז אחסון מהיר תגובה, עם אישור CE. אישור ה-FM שלה מכסה שני תרחישי גובה תקרה תחת טבלה 17B: אחסון עד 13.5 מטרים (45 רגל) מתחת לתקרות של 15.2 מטרים (50 רגל), ואחסון עד 15.2 מטרים (50 רגל) מתחת לתקרות של 16.8 מטרים (55 רגל) - לכל אחד קריטריוני תכנון הידראוליים ייחודיים. מערכת ה-VK514 משתמשת בהברגה NPT בגודל 1 אינץ' או BSPT בגודל 25 מ"מ ובמכלול איטום ייחודי של קפיץ Belleville. Viking מציעה גם את מערכת ה-VK514 בתצורה תואמת InstaSeal להתקנות באמצעות מחברי שקע מחורצים. 

הגשת טיעון לבית המשפט העליון 

הגשת PBD מוצלחת עבור בקשה לטבלה 17B כוללת בדרך כלל את האלמנטים הבאים: 

• תיאור ברור של הפרויקט: גובה הבניין, גובה האחסון, סוג הסחורה וסידור האחסון. 

• תיעוד מדוע הנתיב המרשם (NFPA 13 עם ממטרות בתוך המדף או מגבלות NFPA 13 לתקרה בלבד) אינו מתאים לפרויקט. 

• עותק של טבלה 17B של FM 8-9 וקריטריוני התכנון הרלוונטיים, המציגים כיצד התכנון המוצע עומד בקריטריונים אלה או עולה עליהם. 

• תיעוד אישורים של FM עבור מוצר מתזים אוטומטיים לכיבוי אש שנבחר. 

• חישובים הידראוליים המדגימים שהמערכת עומדת בקריטריונים של לחץ וזרימה מתוכננים בטבלה 17B. 

• נרטיב בכתב המצטט את הוראות NFPA 13 ו-IBC הרלוונטיות המאשרות את הגישה החלופית. 

מומלץ מאוד לקיים פגישות טרום הגשה עם ה-AHJ. AHJs רבים פתוחים להגשות PBD מתועדות היטב, במיוחד כאשר החלופה מגובה על ידי FM Approvals - גוף בדיקות צד שלישי מוכר ברחבי העולם. 

התמונה הגדולה: למה זה חשוב לתעשייה 

תכנון מבוסס ביצועים אינו פרצה. זוהי תחום הנדסי עם מתודולוגיה מתועדת, נתוני בדיקות אש שעברו ביקורת עמיתים, וקבלה גוברת בקרב מנהלי בנייה וכיבוי אש ברחבי העולם. כאשר הוא מיושם על הגנה על מחסנים גבוהים, הוא יוצר הצעת ערך משכנעת: בעל הבניין נמנע מהעלות והמורכבות התפעולית של מתזים בתוך המדפים. חברת הביטוח - בדרך כלל מנהלי בנייה - מקבלת מערכת שתוכננה לפי הקריטריונים שאושרו על ידו. ומהנדס כיבוי האש מספק פתרון שהוא גם קפדני מבחינה טכנית וגם תחרותי מבחינה מסחרית. 

שוק המחסנים אינו מאט. בניינים הולכים וגדלים, סחורות הופכות מורכבות יותר, ועלות שדרוג מערכות ספרינקלרים בתוך מבני מדפים מהווה נטל של ממש על הפעילות. לתעשיית כיבוי האש יש את הכלים - מוצרים שאושרו על ידי FM, מסגרת התקנים ומתודולוגיית ההנדסה - כדי לפתור בעיה זו כיום. 

קודים מרשם תמיד יהיו הבסיס. אבל כאשר ליסודות יש תקרה, עיצוב מבוסס ביצועים הוא המעלית. 

 אודות IFSA 

הברית הבינלאומית לכיבוי אש (IFSA) היא ארגון ללא מטרות רווח עולמי המוקדש לקידום מערכות כיבוי אש מבוססות מים. IFSA תומכת בפיתוח ואימוץ של סטנדרטים אקטיביים לכיבוי אש ברחבי העולם, דוגלת בפתרונות כיבוי אש מבוססי טכנית, ומשרתת רשת חברים של יצרנים, מפיצים, מתקינים, מהנדסים ומשתמשי קצה בשש יבשות. למידע נוסף, בקרו באתר ifsa.global או צרו קשר. mfessenden@ifsa.global .