การออกแบบการป้องกันและระงับอัคคีภัย

การออกแบบการป้องกันและระงับอัคคีภัย (Design Concept of Fire Prevention)

การป้องกันและระงับอัคคีภัยที่มีประสิทธิภาพนั้น จะต้องมีการออกแบบป้องกันอัคคีภัยตั้งแต่การวางผังการก่อสร้างอาคารโดยแนวคิดสำหรับการวางระบบป้องกันอัคคีภัยที่มีการนำมาประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวางในปัจจุบันเป็นแนวคิดของ National Fire Protection Association หรือ NFPA [1] โดยแนวคิดดังกล่าวเป็นแนวคิดเกี่ยวกับการจัดการกับอัคคีภัยซึ่งแบ่งการจัดการอัคคีภัยเป็น 3 ส่วนได้แก่การควบคุมกระบวนการเผาไหม้ การระงับเมื่อเกิดอัคคีภัย และการควบคุมไฟโดยการออกแบบโครงสร้างที่เหมาะสม [2] [3] ซึ่งในแต่ละส่วนยังมีการจำแนกสิ่งที่ต้องจัดการควบคุมแตกแขนงแยกย่อยออกไปคล้ายแผนภูมิต้นไม้ โดยในแต่ละแขนงมีการกำหนดในสิ่งที่ต้องควบคุมหรือจัดการร่วมกันหรือสามารถเลือกควบคุมหรือจัดการอีกสิ่งหนึ่งแทนได้ซึ่งสามารถอธิบายได้ดังนี้ การจัดการเกี่ยวกับไฟจะต้องทำกิจกรรม 3 ส่วนร่วมกันคือ การควบคุมกระบวนการเผาไหม้ การระงับเมื่อเกิดอัคคีภัย และการควบคุมไฟโดยการออกแบบโครงสร้างที่เหมาะสม โดย

ส่วนที่ 1 การควบคุมกระบวนการเผาไหม้จะต้องมีการควบคุมที่เชื้อเพลิงและควบคุมสภาพแวดล้อมในบริเวณนั้นควบคู่กัน ซึ่งการควบคุมกระบวนการเผาไหม้ก็จะต้องมีการมีการควบคุมคุณสมบัติของเชื้อเพลิง การควบคุมปริมาณเชื้อเพลิง และการควบคุมการแพร่กระจายของเชื้อเพลิงร่วมกันไป โดยในส่วนของการควบคุมสภาพแวดล้อมก็จะต้องมีการควบคุมสภาพแวดล้อมทางกายภาพร่วมกับทางเคมี

ส่วนที่ 2 การระงับอัคคีภัยจะต้องมีการดำเนินงาน 2 ส่วนร่วมกันคือการใช้ระบบระงับอัคคีภัยอัตโนมัติซึ่งอาจจะใช้ระบบตรวจจับไฟ หรือใช้อุปกรณ์ระงับอัคคีภัยที่เพียงพอ และการใช้ระบบระงับอัคคีภัยด้วยมือซึ่งอาจจะเลือกระบบการตรวจจับไฟ ระบบสัญญาณเตือนภัย การดำเนินการตามข้อกำหนด การตอบสนองภายในพื้นที่ การใช้อุปกรณ์ระงับอัคคีภัยที่เพียงพอซึ่งเราสามารถเลือกการจัดการในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่งหรือหลายรูปแบบพร้อมกันก็ได้

ส่วนที่ 3 การควบคุมไฟโดยการออกแบบโครงสร้างที่เหมาะสม โดยสามารถเลือกการดำเนินการควบคุมโดยการจัดให้มีโครงสร้างที่มีเสถียรภาพ เช่นการสร้างกำแพงทนไฟ การใช้วัสดุทนไฟหรือการควบคุมการเคลื่อนที่ของไฟ ซึ่งในกรณีที่เลือกการควบคุมการเคลื่อนที่ของไฟจะต้องควบคุมทิศทางลมของไฟและควบคุมขอบเขตของไฟให้ได้ด้วย [4] [5]

สำหรับในประเทศไทยเกชา [6] มีแนวความคิดในการนำการออกแบบทางด้านสถาปัตยกรรมกับการป้องกันอัคคีภัยผนวกไว้ร่วมกัน ซึ่งจะแบ่งเป็น 2 ส่วน คือการออกแบบเพื่อการป้องกันอัคคีภัยเชิงรุก(Active) และการออกแบบเพื่อป้องกันอัคคีภัยเชิงรับ (Passive) แสดงตามภาพที่ 1 โดยการออกแบบเพื่อการป้องกันอัคคีภัยเชิงรุกจะประกอบด้วย การแบ่งส่วนพื้นที่อาคารให้เหมาะแก่การใช้งาน การสร้างเส้นทางหนีไฟให้เหมาะสมและเป็นไปตามมาตรฐาน การปิดในส่วนของช่องเปิดต่างๆของตัวอาคาร เช่น ช่องลิฟท์ ช่องระบายอากาศเพื่อไม่ให้ไฟลุกลามผ่านไปยังส่วนอื่นของอาคาร ส่วนการออกแบบเพื่อป้องกันอัคคีภัยเชิงรับ ได้แก่การติดตั้งระบบเฝ้าระวังอัคคีภัย เช่น อุปกรณ์แจ้งเหตุเพลิงไฟชนิดต่างๆตามความเหมาะสมการติดตั้งระบบป้องกันอัคคีภัย เช่น ระบบดับเพลิงแบบหัวกระจายน้ำดับเพลิง และการติดตั้งระบบควบคุมควันไฟไม่ให้แพร่กระจายไปยังส่วนพื้นที่ปลอดภัยเช่น ระบบอัดอากาศเข้าสู่บันไดหนีไฟ

ภาพที่ 1 สถาปัตยกรรมกับการป้องกันอัคคีภัย

ที่มา: เกชา (2545)

2.1 การป้องกันอัคคีภัยเชิงรับ (Passive Fire Safety) เป็นการเน้นการป้องกันในส่วนของการออกแบบโครงสร้างอาคารเพื่อจำกัดการลุกลามของไฟ

2.1.1 ควบคุมการเกิดควันไฟและการกระจายตัวของควันไฟ เพื่อระบายควันไฟออกนอกบริเวณขณะเกิดเพลิงไหม้อาคาร ลดหรือป้องกันการแพร่กระจายของควัน ด้วยการออกแบบการใช้งาน การติดตั้ง การทดสอบ และซ่อมบำรุงระบบรวมถึงการเพิ่มเติมอุปกรณ์ให้แก่ระบบปรับอากาศและระบบหัวกระจายน้ำในระบบดับเพลิงให้ทำงานร่วมกับระบบควบคุมควันไฟได้อย่างมีประสิทธิภาพ

2.1.2 การป้องกันการลามไฟเมื่ออพยพหนีไฟให้เป็นไปอย่างปลอดภัยโดยที่ผนังปิดล้อมพื้นที่ต้องมีอัตราทนไฟ 2 ชั่วโมง และมีระบบอัดอากาศเพื่อป้องกันการแพร่กระจายเข้ามาในพื้นที่ปิดล้อมมีความดันขณะใช้งานไม่น้อยกว่า38.6 ปาสคาล โดยมีการพิจารณาความเร็วอากาศที่ผ่านประตูหนีไฟเพื่อป้องกันควันย้อนกลับ โดยให้อาคารที่มีระบบหัวกระจายน้ำดับเพลิง มีความเร็วอากาศที่ผ่านประตูต่ำสุดที่ยอมได้คือ 0.30 เมตรต่อวินาที และอาคารที่ไม่มีระบบหัวกระจายน้ำดับเพลิง มีความเร็วอากาศที่ผ่านประตูต่ำสุดที่ยอมได้เท่ากับ 0.80 เมตรต่อวินาที ในขณะที่ความเร็วของอากาศที่จ่ายออกจากช่องท่ออัดอากาศจะต้องอยู่ในช่วง 2-3 เมตรต่อวินาที วัสดุที่ใช้ในงานท่อลมทั้งหมดจะต้องไม่ติดไฟ และวัสดุจะต้องมีค่าอุณหภูมิของการหลอมละลายไม่น้อยกว่า 1,000 องศาเซลเซียส

2.1.3 การใช้วัสดุประเภทไม่ลามไฟหรือสร้างความเสถียรภาพของโครงสร้างเป็นวัสดุประเภทป้องกันโครงสร้างของอาคารขณะเกิดเพลิงไหม้ ไม่ให้เกิดการแตกร้าว การทลายตัวเป็นการเลือกวัสดุของสร้างอาคารให้มีโครงสร้างทนไฟตั้งแต่เริ่มการออกแบบ

2.2 การป้องกันอัคคีภัยเชิงรุก (Active Fire Safety) เป็นการป้องกันอัคคีภัยเมื่อไฟได้เกิดขึ้นแล้ว ซึ่งจะต้องมีการติดตั้งอุปกรณ์การเฝ้าระวัง อุปกรณ์การป้องกันการลุกลามของไฟ และอุปกรณ์สำหรับการควบคุมควันไฟ

2.2.1 ระบบแจ้งเหตุเพลิงไหม้นั้นความสามารถของอุปกรณ์ตรวจจับเพลิงไหม้จะจำแนกตามระยะเวลาของการเกิดไฟเริ่มต้นตั้งแต่การเป็นสถานะของเชื้อเพลิงที่เป็นของแข็งกลายเป็นเชื้อเพลิงที่อยู่ในสถานะก๊าซ จากนั้นควันไฟจะก่อตัวขึ้นต่อมาจะเกิดเปลวไฟ และในที่สุดจะเกิดความร้อนจากเปลวไฟแพร่กระจายออกไปดังแสดงในภาพที่ 2

ภาพที่ 2 ขั้นตอนการเกิดไฟซึ่งจะเป็นตัวกำหนดอุปกรณ์ตรวจจับของไฟ

ที่มา: National Fire Protection Association (1999) [7]

จากภาพที่ 2 สามารถแบ่งระยะเวลาการเกิดไฟเป็น 4 ระยะคือ

ระยะที่ 1 ระยะเริ่มต้น (Incipient Stage) ซึ่งระยะนี้จะไม่สามารถมองเห็นอนุภาคของควัน ควันไฟ เปลวไฟ และจะไม่รู้สึกถึงความร้อน อุปกรณ์ตรวจจับที่เหมาะสมคือ อุปกรณ์ตรวจจับไอออน และก๊าซจากการเผาไหม้

ระยะที่ 2 ระยะเกิดควัน (Smoldering Stage) ซึ่งระยะนี้เราไม่สามารถมองเห็นเปลว และจะไม่รู้สึกถึงความร้อน แต่จะมองเห็นควันไฟ อุปกรณ์ตรวจจับที่เหมาะสมคือ อุปกรณ์ตรวจจับควันไฟ

ระยะที่ 3 ระยะเกิดเปลวไฟ (Flame Stage) ซึ่งระยะนี้เราสามารถมองเห็น เปลวไฟ ควันไฟ และเริ่มรู้สึกถึงความร้อน อุปกรณ์ตรวจจับที่เหมาะสมคือ อุปกรณ์ตรวจจับเปลวไฟ

ระยะที่ 4 ระยะเกิดความร้อน ( Heat Stage) ซึ่งระยะนี้เราสามารถมองเห็นเปลวไฟควันไฟ จะไม่สามารถควบคุมความร้อนได้ อากาศร้อนจะแผ่ขยายตัวออกไป อุปกรณ์ตรวจจับที่เหมาะสมคือ อุปกรณ์ตรวจจับความร้อนIncipient Stage Smoldering Stage Flame Stage Heat Stage

2.2.2 ระบบดับเพลิงอัตโนมัติซึ่งเป็นระบบที่ใช้ระงับไฟเมื่อเกิดเพลิงไฟขึ้น โดยปกติอุปกรณ์ที่สำคัญในระบบนี้คือหัวกระจายน้ำดับเพลิง

2.2.3 ระบบควบคุมควัน เนื่องจากควันไฟเป็นสาเหตุสำคัญที่สุดที่ทำให้เสียชีวิตขนาดเกิดเพลิงไฟ จึงต้องมีระบบควบคุมควันไฟ เพื่อระบายควันไฟไปยังพื้นที่ที่ไม่เป็นอันตรายต่อชีวิต

อ้างอิง

[1] National Fire Protection Association, Quincy, Massachusetts.

[2] National Fire Protection Association. 2000. NFPA 13 Standard For Sprinkler System Installation. National Fire Protection Association, Quincy, Massachusetts.

[3] National Fire Protection Association. 2002. NFPA 550 Guide to the Fire Safety Concepts Tree2002 edition.

[4] National Fire Protection Association. 1998. NFPA 92A Recommended Practice for smoke control system.

[5] Nation Fire Protection Association, Quincy, Massachusetts. edition. National Fire Protection Association, Quincy, Massachusetts.

[6] เกชา ธีระโกเมน. 2545. ปัญหาในการจัดระบบการป้องกันอัคคีภัยสำหรับอาคาร, น. 1-53. ใน เกชา ธีระโกเมน และ โสภณ เหล่าสุวรรณ, บรรณาธิการ. ประสบการณ์วิศวกรรมงานระบบป้องกันอัคคีภัย. สมาคมวิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทยในพระบรมราชูปถัมภ์,กรุงเทพมหานคร

[7] National Fire Protection Association. 1999. NFPA 72 National Fire Alarm Code 1999