اسپرینکلر، شبکه ای از لوله هاست که از سقف یک ساختمان عبور می کند و آب را تحت فشار نگه می دارد. هر اسپرینکلر چیزی نیست جز یک شیر آب و یک سوراخ در لوله که از طریق آن، آب می تواند به داخل ساختمان زیرین این سیستم روانه شود.
در یک شیر آب معمولی، یک پیچ را می چرخانید تا دریچه ای باز شود که باعث می شود آب از آن خارج شود.
یک اسپرینکلر، شبیه شیر آب دستی کار می کند، فقط اینکه یک دوشاخه حساس به حرارت جایگزین می شود که برای باز شدن خودکار هنگام آتش سوزی طراحی شده است. در بعضی از اسپرینکلرها، دوشاخه از آلیاژی به نام فلز وود ساخته شده است، که مخلوطی از بیسموت، سرب، قلع و کادمیوم است و در دمای نسبتاً پایین ذوب می شود. اما در اسپرینکلرهای دیگر، دوشاخه یک لامپ شیشه ای کوچک است که پر از مایع پایه گلیسیرین است که به این صورت طراحی شده است که گرم شده و انبساط پیدا می کند و در نتیجه می شکند.
ایده اصلی در هر دو مورد یکسان است: هدف از دو شاخه این است که به محض آتش سوزی بشکند و اسپرینکلر باز شود.
در زیر شبکه ای از لوله های آب و قسمت های کلیدی یک اسپرینکلر آتش نشانی معمولی را می بینید:
در قسمت (۱) آب تحت فشار در لوله می باشد که توسط یک شاخه کوچک (۲) در محل نگه داشته می شود و همچنین شاخه کوچک نیز توسط لامپ شیشه ای پر از گلیسیرین در جای خود نگه داشته می شود (۳).
هنگام آتش سوزی، لامپ می شکند، شاخه را رها می کند، و به آب اجازه می دهد تا به گلگیر با شکل گل، برخورد کند، و آب را با اسپری به اطراف پخش می کند.
حال شکل زیر را در نظر بگیرید:
اما نسخه فلزی چوب کمی متفاوت کار می کند. اسپرینکلر توسط لوله های آب در سقف تغذیه می شود (۱). هر اسپرینکلر دارای دو بازوی فلزی فنر مانند (۲) است که توسط یک حلقه فلز چوب (۳) در کنار هم قرار گرفته است. وقتی فلز چوب سالم باشند، بازوهای فنر به هم قفل می شوند و لوله آب را می بندند تا هیچ آبی از آن خارج نشود. به طور مستقیم در زیر هر اسپرینکلر، یک قطعه فلز به شکل گل به نام دفلکتور یا همان منحرف کننده (۴) وجود دارد، اما در این مرحله کار مفیدی انجام نمی دهد.
اگر آتش در زیر اسپرینکلر رخ دهد (۵)، گازهای داغ به سمت بالا به سمت سقف می چرخند (۶). هنگامی که دما به حدود ۷۰ درجه سانتیگراد (۱۶۰ درجه فارنهایت) می رسد، فلز چوب ذوب می شود و باعث می شود که دو بازوی فلزی فنرمانند، باز شوند (۷). آب هم اکنون می تواند از لوله خارج شود. آب، از لوله در سقف، پایین می ریزد، مستقیماً به گلگیر با شکل گل، برخورد می کند و با اسپری ملایم به امید خاموش کردن آتش به زمین می افتد (۸). اگر آتش کوچک باشد، فقط اسپرینکلر بالای آتش باعث می شود تا آتش خاموش شده و از آسیب های بیشتر جلوگیری می شود (۹). با این حال، اگر آتش سوزی گسترش یابد، به زودی اسپرینکلر اطراف نیز تحریک می شوند تا زمانی که آتش سوزی خاموش شود یا آتش نشانان برای کمک به خاموش کردن آتش، در آن محیط حاضر شوند. براساس پیوستگی در پراکندگی آب به اطراف، اسپرینکلرهای خانگی می توانند در کمتر از ۹۰ ثانیه با استفاده از آب کمتر از یک دهم شیلنگ آتش نشانی، آتش سوزی های کوچک را خاموش کنند.
انواع اسپرینکلرهای آتش نشانی
در تصویر بالا، اولین شکل، لوله های اسپرینکلر آبی که همه با آب سرد (آبی) پر شده اند، می بینید. با آتش سوزی و باز شدن اسپرینکلر، آب می تواند بلافاصله خارج شود، اما در این مدل اسپرینکلر، اگر ساختمان گرم نباشد و یا هوا سرد باشد لوله ها یخ زده و می ترکند. به این سیستم، سیستم لوله آبی گفته می شود، به این معنی که تمام لوله های سقف حاوی آب سرد و تحت فشار نگه داشته شده اند و آماده هستند تا در لحظه ذوب شدن فلز چوب آن را آزاد کنند. آنها بسیار سریع و موثر پاسخ می دهند، شعله های آتش را خاموش می کنند و به کاهش اثرات دود و گازهای سمی که از آتش بیرون می آید، کمک می کنند، با این وجود همه اسپرینکلرها به این شکل کار نمی کنند.
در شکل دوم، در یک اسپرینکلر لوله خشک، لوله های سقف با هوای فشرده یا گاز نیتروژن (زرد) پر می شوند. هنگام آتش سوزی، هوای تحت فشار از اسپرینکلر خارج می شود و باعث افت فشار ناگهانی در لوله می شود و شیر کلاپر (قرمز) باز می شود و این اجازه می دهد تا آب (آبی) در امتداد همان لوله جریان یابد تا آتش خاموش شود. سیستم هایی از این دست در ساختمانهای سرد (به طور معمول خالی از سکنه و گرم نشده) که ممکن است آب در داخل لوله ها یخ زده و یا لوله بترکد که در نتیجه آن، منجر به ایجاد سیل و ویرانی شده، استفاده می شود. اشکال این مدل در این است که برای فعال شدن سیستم لوله خشک زمان بیشتری لازم است – به معنای واقعی، هر ثانیه هنگام آتش سوزی لحظات حساسی است – به همین دلیل از اسپرینکلرهای این چنینی فقط در موارد ضروری استفاده می شود. در حالی که می توان یک سیستم لوله خشک را در یک ساختمان بسیار سرد نصب کرد، اما حتما باید دریچه ای که از طریق فشار هوا باز می شود تا آب را آزاد کند، توسط نوعی بخار، در برابر یخ زدگی محافظت شود.
اسپرینکلرهای اتوماتیک ممکن است، برای همه در یک نگاه، یکسان به نظر برسند، اما انواع مختلفی دارند که برای پاسخگویی در دما و سرعت مختلف طراحی شده اند و در انواع ساختمان ها و محیط های مختلف کار می کنند. می توان آنها را به صورت سنتی، روی سقفی که به سمت پایین است، قرار داد، در یک فضای انباری به سمت بالا؛ یا روی یک دیوار جانبی که به سمت داخل اشاره دارد. برخی از آنها دارای پوشش های خاصی (مانند تفلون یا پلی استر) هستند تا از آنها در محیط های خورنده یا سایر چالش ها محافظت کنند. آنها همچنین در طیف وسیعی از طرح ها و رنگ ها موجود هستند. به عنوان مثال، اسپرینکلر های مسکونی اغلب دارای یک طرح شسته و رفته با کلاهک پوششی هستند، بنابراین آنها تا حدی یا کاملاً در سقف یا دیوار فرو می روند.
سیستم اسپرینکلر از بیرون چگونه به نظر می رسد؟
جدا از اسپرینکلرهای اتوماتیک، شبکه لوله ها در سقف، دریچه های بازرسی برای تست و آزمایش وجود دارد (بنابراین سیستم می تواند به طور دوره ای بررسی شود)، یک اتصال تخلیه (برای تخلیه لوله ها برای تعمیر و نگهداری معمول) و یک اتصال آتش نشانی ( اتصال FDC یا سیامی نیز نامیده می شود) – یک اتصال استاندارد که آتش نشانی می تواند شیلنگ را به آن متصل کرده و در صورت لزوم آب اضافی را به سیستم آبپاش پمپ کند، به طور معمول در یک مکان بسیار قابل دسترسی در خارج از ساختمان یا در یک پارکینگ نزدیک قرار دارد.
چه کسی اسپرینکلر را اختراع کرده است؟
اسپرینکلر هایی به سبک مدرن مانند آنچه در بالا توضیح داده شد، بر اساس آلیاژی که در آتش ذوب می شود، در دهه 1870 توسط هنری S. Parmelee از نیوهاون، اختراع شد. اگر سوابق موجود در اداره ثبت اختراعات و علائم تجاری ایالات متحده را بررسی کنید، متوجه خواهید شد که Parmelee ثبت اختراعات مختلفی را برای اسپرینکلرها (یا “کپسول های آتش نشانی خودکار” ، به گفته وی) در رزومه خود دارد، از جمله نمونه بسیار ساده نشان داده شده در سمت چپ، عکس یک کلاهک فلزی است که در انتهای لوله آن، لحیم کاری مخصوص ذوب شدن، برای مواقع حساس هنگام آتش سوزی طراحی شده است.
آثار هنری در سمت راست یک اسپرینکلر با ظاهری مدرن تر است که توسط ویلیام نراچر حدود یک دهه بعد طراحی شده است. بازوهای فنر و شاخه ای را که لوله آب را بسته نگه می دارد، به وضوح مشاهده می کنید. با گذشت بیش از یک قرن، اسپرینکلر های مدرن هنوز به همان روش کار می کنند. در واقع، ایده های خوب هرگز از مد نمی افتند!
