ما هي إجراءات الوقاية من الحرائق في الهياكل الفولاذية؟

رغم أن الفولاذ نفسه غير قابل للاشتعال، إلا أنه يفقد قوته الإنشائية بشكل ملحوظ عند درجات حرارة مرتفعة (عادةً حوالي 550 درجة مئوية / 1000 درجة فهرنهايت)، مما قد يؤدي إلى تشوهه وانهياره أثناء الحريق. لذلك، تُركز إجراءات الوقاية من الحرائق والحماية للهياكل الفولاذية على منع وصول الفولاذ إلى درجات الحرارة الحرجة هذه أو ضمان سلامة الهيكل لفترة كافية تسمح بالإخلاء ومكافحة الحرائق.

إجراءات الوقاية من هياكل الصلب

الحماية السلبية من الحرائق (PFP): عزل الفولاذ

الهدف الأساسي هنا هو عزل العناصر الفولاذية لإبطاء معدل ارتفاع درجة حرارتها أثناء الحريق.

مواد مقاومة للحريق تُرشّ بالرش (SFRM): وهي عبارة عن جص أسمنتي أو جبس يُرشّ مباشرة على العناصر الفولاذية. وهي فعّالة من حيث التكلفة، لكنها قد تكون هشة وغير جذابة جماليًا إذا تُركت مكشوفة.

الطلاءات المنتفخة: تتمدد هذه الطلاءات الشبيهة بالطلاء وتتفحم عند تعرضها للحرارة، مُشكّلةً طبقة عازلة. تُضفي لمسة جمالية مميزة، وغالبًا ما تُستخدم في الأماكن المكشوفة للفولاذ.

التغليف الخرساني: يُوفّر تغليف الأعمدة والعوارض الفولاذية بالخرسانة مقاومة ممتازة للحريق. يُمكن تحقيق ذلك باستخدام الخرسانة المصبوبة في الموقع أو مقاطع الخرسانة الجاهزة.

الألواح والكسوة المقاومة للحريق: يُمكن استخدام ألواح الجبس، أو ألواح سيليكات الكالسيوم، أو ألواح الصوف المعدني لتغليف العناصر الفولاذية، مما يُشكّل حاجزًا مقاومًا للحريق.

تغليف الطوب/الطوب: كما هو الحال في التغليف الخرساني، يمكن بناء البناء حول العناصر الفولاذية.

ملء المقاطع المجوفة: يمكن ملء المقاطع الهيكلية المجوفة (HSS) بالخرسانة أو مواد أخرى مقاومة للحريق لتحسين أدائها في مقاومة الحريق.

الحماية النشطة من الحرائق (AFP): اكتشاف الحرائق وإخمادها

تهدف هذه الأنظمة إلى الكشف المبكر عن الحرائق وإخمادها أو الحد من انتشارها.

أنظمة الرشاشات: تتميز الرشاشات الآلية بفعاليتها العالية في السيطرة على الحرائق أو إخمادها، مما يحد من تعرض الهياكل الفولاذية للحرارة.

أنظمة الكشف والإنذار عن الحرائق: توفر كاشفات الدخان والحرارة واللهب إنذارًا مبكرًا، مما يسمح بالإخلاء الفوري واستجابة رجال الإطفاء.

أنظمة إخماد الحرائق (الغازية، الرغوية، إلخ): تُستخدم في مناطق محددة قد لا تكون المياه مناسبة لها (مثل غرف الخوادم، والمناطق التي تحتوي على سوائل قابلة للاشتعال).

حلول التصميم والهندسة:

تصنيف مقاومة الحريق (FRR): تُصمَّم الهياكل لتحقيق تصنيف محدد لمقاومة الحريق (مثلاً: ساعة، ساعتين، ثلاث ساعات)، والذي يُحدِّد المدة التي يجب أن تتحملها العناصر الإنشائية ظروف الحريق دون انهيار. يُحدَّد هذا التصنيف بموجب قوانين البناء بناءً على عدد الإشغالات وارتفاع المبنى ومساحته.

التقسيم: يُساعد تقسيم المبنى إلى أقسام مقاومة للحريق باستخدام جدران وأرضيات مقاومة للحريق وأبواب مقاومة للحريق على احتواء الحريق في منطقة محددة، مما يحد من انتشاره وتأثيره على الهيكل ككل.

التكرار الهيكلي: تصميم الهيكل بحيث لا يؤدي فشل عنصر أو عدد قليل منه إلى انهيار غير متناسب.

تبديد الحرارة: في بعض التصاميم، قد يكون الفولاذ المكشوف مقبولاً إذا أظهر التحليل قدرته على تبديد الحرارة بفعالية كافية لمنع الوصول إلى درجات الحرارة الحرجة، أو إذا كانت العناصر الحرجة المحمية قادرة على تحمل الحمل.

أنظمة التهوية: تساعد أنظمة التحكم في الدخان (الطبيعية أو الميكانيكية) على إزالة الدخان والحرارة، وتحسين ظروف الإخلاء ومكافحة الحرائق، وتقليل الحمل الحراري على الهيكل.

التدابير التشغيلية والإدارية:

عمليات التفتيش والصيانة الدورية: التأكد من سلامة مواد الحماية من الحرائق (PFP) (مثل SFRM والطلاءات المنفوخة)، وفعالية أنظمة مكافحة الحرائق (AFP) (الرشاشات وأجهزة الإنذار).

التدبير المنزلي الجيد: يُقلل تقليل المواد القابلة للاشتعال (حمل الحريق) داخل المبنى من شدة الحريق المحتملة.

تصاريح العمل الساخن: التحكم في الأنشطة التي تنطوي على لهب مكشوف أو شرر (اللحام والقطع).

التخطيط والتدريبات على الطوارئ: التأكد من معرفة شاغلي المبنى بمسارات وإجراءات الإخلاء.

وصول رجال الإطفاء: تصميم المبنى بما يسمح بسهولة وصول رجال الإطفاء ومعداتهم.

يعتمد اختيار هذه التدابير ودمجها على عوامل مختلفة، بما في ذلك قوانين البناء، واستخدام المبنى وشغله، وحجمه وارتفاعه، وتقييم شامل لمخاطر الحريق. غالبًا ما يُستخدم مزيج من التدابير السلبية والإيجابية، إلى جانب مبادئ التصميم السليمة، لتحقيق المستوى المطلوب من السلامة من الحرائق.