آتش‌سوزی در ساختمان‌های بلندمرتبه و خطر فروریزش پیشرونده

مهندس فرشید قاسملو ودکتر سیدجواد هاشمی فشارکی / منتشر شده در فصلنامه علمی ، پژوهشی #فرهنگ_ایمنی، شماره ۳۲، بهار ۱۴۰۲

آتش‌سوزی در ساختمان‌های بلندمرتبه و خطر فروریزش پیشرونده

مقدمه: امروزه 55 درصد از جمعیت جهان در مناطق شهری زندگی می‌کنند. این احتمال وجود دارد که تا سال 2050 میلادی به 65 درصد نیز افزایش یابد. بر اساس مجموعه داده‌هایی که به تازگی از سوی سازمان ملل متحد منتشر شده، رشد جمعیت جهان می‌تواند تا سال 2050 میلادی 5/2 میلیارد نفر دیگر به مناطق شهری اضافه کند. نزدیک به 90 درصد از این افزایش در آسیا و آفریقا رخ خواهد داد.

جمعیت شهری جهان از 751 میلیون نفر در سال 1950 میلادی به سرعت، به 2/4 میلیارد نفر در سال 2018 میلادی افزایش یافته است (1). در چنین شرایطی مفهوم کاربری اراضی ایجاب می‌کند تا شهرها بیش از پیش به بلندمرتبه‌سازی روی آورند.

نخستین ساختمان‌های بلند، به مفهوم امروزی آن، در دهه 1880 میلادی شهرهای آمریکا (ایالات متحد) ساخته شد. شهرهایی که در آنها افزایش قیمت زمین و تراکم جمعیت انگیزه‌ای برای ساختمان‌هایی شد که به جای گسترش افقی، بصورت عمودی احداث شوند. در نتیجه، زمین‌های با ارزش، کمتر اشغال شود(2).

امّا بزودی مشخص شد بناهای بلندمرتبه، با توجه به فناوری روز، در برابر بسیاری از حوادث آسیب‌پذیرند. از جمله این حوادث می‌توان ریزش، برای مثال در اثر وقوع زمین‌لرزه و یا آتش‌سوزی را نام برد.

نکته بعدی آنکه، در شرایط رخداد حوادث، ارتفاع باعث می‌شود خروج فوری و ایمن از بناهای مزبور به سادگی امکان‌پذیر نباشد. همچنین، دسترسی نیروهای امدادی به شهروندان گرفتار در بنا با تأخیر صورت گیرد.

در این مورد می‌توان زمین‌لرزه 1906 میلادی شهر سانفرانسیسکو آمریکا و درس‌آموخته‌های آن را نام برد.

در ساعت 13:12 (به وقت گرینویچ) روز چهارشنبه 18 آوریل 1906 (چهارشنبه 28 فروردین 1285) زمین‌لرزه قدرتمندی با بزرگای گشتاوری تخمینی 9/7 سواحل کالیفرنیای شمالی را به لرزه درآورد. در پی این زمین‌لرزه آتش‌سوزی‌های ویرانگر نیز رخ داد که تا چند روز ادامه داشت. از این سانحه به عنوان یکی از بدترین و مرگبارترین زمین‌لرزه‌های تاریخ ایالات متحده یاد می‌شود(1).

• مرکز زمین‌لرزه¹ در اقیانوس آرام، دو مایلی (218/3کیلومتر) غرب سانفرانسیسکو بود.
• 28000 ساختمان ویران شد.
• این فاجعه جان 3000 نفر را گرفت ( به نسبت جمعیت آنروزگار شهر، زیاد محسوب می‌شد).
• نیمی از جمعیت سانفرانسیسکو بی‌خانمان شدند.
• این زمین‌لرزه باعث آسیب شبکه آب و گاز در شهر شد. نشت گاز بعنوان یک عامل آتش‌سوزی عمل کرد. آتش به سرعت در سراسر شهر گسترش یافت. در چنین شرایطی کمبود آب ( به علت شکست در شبکه آب)، مبارزه با آتش را دشوار کرده بود.
• خسارت مالی زمین‌لرزه و آتش‌سوزی 500 میلیون دلار برآورد شده است.
• گسل سن‌آندریاس² در مجموع 296 مایل (365/476 کیلومتر) گسیختگی پیدا کرد(3).

بسیاری از این خسارت‌ها در ساختمان‌های بلندمرتبه رخ داده بود. که البته شرح کامل آن از حوصله این مقاله خارج است.

در مقاله حاضر که با استفاده از کتاب‌ها، مقاله‌ها و نشریات مرتبط تألیف شده است. موضوع آتش‌سوزی در بلندمرتبه‌ها و خطر فروریزش پیشرونده مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است.

کلید واژه: ساختمان‌های بلندمرتبه، برج، آسمانخراش، آتش‌سوزی، تخریب پیشرونده، شرایط اضطراری، محافظت در برابر آتش‌سوزی، محافظت ساختمانی، پیشگیری، مدیریت آتش‌سوزی.

سرفصل مطالب :

تعریف ساختمان بلندمرتبه

آتش‌سوزی در ساختمان‌های بلندمرتبه

فروریزش پیشرونده

نمونه‌های قابل توجه

اهمیت محافظت ساختمان‌ها در برابر آتش‌سوزی

محافظت در برابر آتش‌سوزی چیست؟

1-1-طراحی کل‌نگر (یکپارچه و جامع)

2-1-دسته‌بندی ساختمان‌ها

 1-2-1-دسته‌بندی انواع ساختارها بر اساس مقاومت در برابر آتش‌سوزی

ساختارهای نوع 1 و 2 (غیرقابل سوختن)

ساختار نوع 3 (ساختار با دیوار خارجی غیرقابل سوختن)

ساختار نوع 4 (ساختمان چوبی سنگین با دیوار خارجی غیرقابل سوختن)

ساختار نوع 5 (ساختار با اجزای قابل سوختن)

مصالح قابل سوختن مجاز در ساختارهای نوع 1 و 2

2-2-1-فضاهای فرعی حادثه‌خیز

4-1- محافظت غیرعامل (غیرفعال)³⁰ و محافظت عامل (فعال)³¹:

1-4-1-محافظت غیرعامل (غیرفعال)

بتن

فولاد

الوار ساختمانی

شیشهحفاظت از اموال

مقاومت نمای ساختمان

2-4-1-محافظت عامل (محافظت فعال):

1-2-4-1: سامانه خودکار ردیابی، کشف و هشدار آتش‌سوزی: س

انواع آشکارساز (دتکتور) ‌

• ردیاب دود⁶²
• ردیاب حرارت⁶³
• ردیاب شعله⁶⁴
• ردیاب گاز⁶⁵
• ردیاب ترکیبی (چند سنسور)⁶⁵
• شستی دستی

• واحد کنترل:

• واحد تأمین‌کننده نیرو:
• انواع سامانه‌های ردیابی و هشدار آتش‌سوزی
• ساده (معمولی- متعارف)⁶⁷
• آدرس‌پذیر⁶⁸
• هوشمند⁶⁹
• بی‌سیم⁷⁰   

2-2-4-1: سامانه خودکار آتش‌نشانی:

• لوله مرطوب⁷⁸
• لوله خشک⁷⁹
• سیلابی⁸⁰
• پیش اقدام⁸¹
• پاشنده کف آتش‌نشانی⁸²
• پاشنده گاز کربنیک⁸³
• پاشنده پودر خشک⁸⁴
• پاشنده مواد تمیز (جانشین هیدروکربن‌های هالوژنه یا هالون‌ها)⁸⁵
• پاشنده مواد شیمیایی مرطوب⁸⁶
• پاشنده مه‌آب⁸⁷

3-2-4-1-سامانه خودکار کنترل دما و تخلیه دود:  

تجهیزات آتش‌نشانی دستی (غیرخودکار):

4-2-4-1-آسانسور عملیات اضطراری آتش‌نشانان⁹⁶: ا

2-پیشگیری از آتش‌سوزی:

• علل طبیعی.
• علل عمدی
• علل اتفاقی:

• علل اتفاقی با عامل انسانی:‌
• علل اتفاقی با عامل فناورانه (نقص فنی):

ارزیابی خطرپذیری آتش‌سوزی⁹⁸:

1. شناسایی مخاطرات منجر به آتش‌سوزی
2. شناسایی افراد در معرض ریسک
3. برآورد،‌ کاهش یا برطرف کردن ریسک
4. ثبت یافته‌ها، تهیه یک طرح اضطراری و آموزش آن
5. بررسی ادواری و منظم ارزیابی خطرپذیری آتش‌سوزی و به روز کردن آن(41).

3-مدیریت آتش‌سوزی (اداره کردن حریق):

• کشف و اعلام خطر آتش‌سوزی، استمداد از سازمان آتش‌نشانی
• نجات جان (پناه‌گیری در محل از پیش تعیین شده یا تخلیه اضطراری افراد)، کوشش در حفظ اموال و اقلام با ارزش، تاریخی و ...  
• عملیات آتش‌نشانی (فرو نشاندن آتش)
• بررسی علت حریق، آسیب‌شناسی، بازسازی و مستندسازی

پی‌نوشت‌ها:

1-Epicenter

2-San Andreas

3-Grean fell Tower

4-The Marina Torch

5-Progressive Collapse

6-Ronan Point

7-Large Panel System Building

8-Sky Line Towers Building

9-1000 Wilshire Bulvd

10-Widbush Building

11-Hotel New World

12-Little India

13-Kader Toy Factory

14-Nakhon Pathom

15-Alfred. Murrah Federal Building

16-Oklahoma City

17-Sampoong Department Store

18-World Trade Center

19-Windsor Tower

20-Rana Plaza

21-Fire Protection

22-Fire Protection Engineering

23-Building Fire Protection (Building Fire Safety)

24-Fire Prevention

25-Fire Managing

26-Whole Building Design

27-Fire Load

28-Occupant Load

29-Joelma Building

30-Passive Fire Protection

31-Active Fire Protection

32-پوشش تقویتی اشاره دارد به فاصله بین میلگردهایی که از لبه بتن تا نزدیکترین وجه خارجی بتن قرار دارند.

33-Pre-Stressed Borosilicat

34-Pyrex

35-KJ/m²  

36-Egress Capacity

37-Insulating Boards

38-Sprayed Coatings

39-Intumescent paints

40-Flame Shields

41-Compartmentation (Fire Compartmentation)

42-Defend in Place

43-Fire Wall

44-Fire Barriers

45-Fire Door

46-Smoke Door

47-Fire Rated Window

48-Fire Curtain

49-Smoke Curtain

50-Fire Stopping

51-NFPA 285

52-Grenfell Tower

53-Transport Tower

54-Madarin Oriental Hotel

55-Chimney Effect

56-Cavity Barrier

57-Detector

58-Control Unit (CU)

59-Alarm Signal

60-Power Supply Unit

61-Manual Call Point

62-Smoke Detectors

63-Heat Detectors

64-Flame Detectors

65-Gas Detectors

66-Multi-Sensor Detectors

67-Conventional System

68-Addresable System

69-Intelligent System

70-Wireless System

71-William Congreve

72-Philip Pratt

73-Henry Parmalee

74-Frederick Grinnell

75-Automatic Fire SPRINKLER System

76-Sprinkler

77-Sprinkler Head

78-Wet Pipe Fire Sprinkler System

79-Dry Pipe Fire Sprinkler System

80-Deluge Fire Sprinkler System

81-Pre-Action Fire Sprinkler System

82-Foam Installation

83-Carbon Dioxide (CO2) Installation

84-Powder Installation

85-Clean Agent Installation

86-Wet Chemical Installation

87-Water Mist Installation

88-Damper

89-Duct

90-Fire Blanket

91-Hose Reel

92-Fire Box (Fire Hydrant Box)

93-Hydrants

94-Dry Riser

95-Wet Riser

96-Firefighters Emergency Operation (FEO)

97-Pyromania

98-Fire Risk Assessment

99-بریتانیا یک گستره جغرافیایی شامل کشورهای انگلیس، اسکاتلند، ولز و چند جزیره کوچک است.

 

 

 

 

 

فهرست منابع و مآخذ:

1-68% of the World Population Projected Live in Urban Areas by 2050,Says Un.www.Un.org/development/desalen

2-High-rise building. Britanica.com

3-1906 San Francisco EarthQuake.en.wikipedia.org

1. دفتر تدوین مقررات ملی ساختمان. مبحث سوم حفاظت ساختمان در مقابل حریق. مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، ویرایش سوم. چاپ اول 1395 ص 9.

5-NFPA101, Life Safety code, 2012 edition. what is High-Rise? www.nfpa.org/highrise

6-Marty Ahrens. High-Rise Building Fire. November 2016.www.nfpa.org

7-U.s. High-Rise Building Fires Fact Sheet.www.nfpa.org

8- قاسملو، فرشید. محمد هاشمی. سید عارف موسوی. آتش برج‌ها را در می‌نوردد. انگلیس، آمریکا، امارات. فصلنامه فرهنگ ایمنی. شماره 25 تابستان 1395. صص103تا 110.

9- بخشی‌پور صدا پشته،‌ آرش. بابک علی‌نژاد. معرفی خرابی پیشرونده و بررسی پایداری و تأثیر آن بر انواع سازه‌های فولادی. فصلنامه علمی- ترویجی جاده، شماره 95 تابستان 1397 صص 115 تا 132.

10- خرابی پیش‌رونده. شناسه مقاله 14460 www.afzir.com

11-Progressive Collapse.en.wikipedia.org

12- قاسملو، فرشید. آتش‌سوزی ساختمان پلاسکو و درس‌های آن (تحلیل مقدماتی). فصلنامه فرهنگ ایمنی. شماره 25 تابستان 1396. صص 30-41.

13- در گزارش کمیسیون عمران مجلس، علل و عوامل تخریب متروپل اعلام شد. خبرگزاری دانشجویان ایران. (ایسنا). 25 مرداد 1401. کد خبر 1401052577920

14-Visualizing the Importance of fire safety in High-rise Buildings.May 19,2021.

15-قاسملو، فرشید. اصول محافظت بناهای تاریخی در برابر آتش‌سوزی. فصلنامه فرهنگ ایمنی. شماره 26 زمستان 1397. صص 81 تا 100.

16-Fire Protection Engineering. www.wbdg.org

17- دفتر تدوین مقررات ملی ساختمان. مبحث سوم حفاظت ساختمان‌ها در برابر حریق. مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی. ویرایش سوم. چاپ اول1395. صص 27تا 28.

18- قاسملو،‌ فرشید. محمد طولابی. حدیثه گرشاسبی. ساختمان‌های بلندمرتبه و اهمیت محافظت در برابر آتش. فصلنامه فرهنگ ایمنی شماره 24 پاییز 1395. صص 51 تا 59.

19- کمیته تخصصی آیین‌نامه محافظت ساختمان‌ها در برابر آتش. آیین‌نامه محافظت ساختمان‌ها در برابر آتش (نشریه 682)، ویرایش دوم. انتشارات مرکز تحقیقات راه،‌ مسکن و شهرسازی 1392.

20- طولابی، محمد. حدیثه گرشاسبی. بررسی آتش‌سوزی ده بلندمرتبه در یک سده تاریخ جهان. فصلنامه فرهنگ ایمنی. شماره 25 تابستان 1396. صص 63 تا 76

21- زی چارلی. اردشیر اطیابی (مترجم). تکنولوژی ساختمان (جلد 4-3) ناشر مترجم. چاپ اول مهر 1369. صص 11

22- طولابی، محمد. حدیثه گرشاسبی. بررسی آتش‌سوزی ده بلندمرتبه در یک سده تاریخ جهان. فصلنامه فرهنگ ایمنی. شماره 25 تابستان 1396. صص 63 تا 76

23- کمیته تخصصی آیین‌نامه محافظت ساختمان‌ها در برابر آتش. آیین‌نامه محافظت ساختمان‌ها در برابر آتش (نشریه 682)، ویرایش دوم. انتشارات مرکز تحقیقات راه،‌ مسکن و شهرسازی 1392.

24- دفتر تدوین مقررات ملی ساختمان. مبحث سوم حفاظت ساختمان‌ها در مقابل حریق. شماره نشر ک-750. ناشر مرکز تحقیقات راه،‌ مسکن و شهرسازی چاپ اول 1395. ویرایش سوم صص 27 و 28.

25- قاسملو، فرشید. سید حسن راضی. همه‌گیری جهانی کووید-19 و محافظت بیمارستان در برابر آتش‌سوزی. فصلنامه فرهنگ ایمنی. پاییز و زمستان 1400 شماره 31 و 30. صص 117 تا 140.

26- Word Health Organization. Hospitals don’t Burn! Washington D.C.2014ppg

27-ArunKumer. Handbook of Fire Control and Protection. SBS Publishers. 2010.p.p416

28-Fire Loading.en.m.wikipedia.org

29-Kristin Bigda.NFPA1: Occupant Load vs egress Capacity, Why these numbers are so important to Safety. Aug 5.2016.

30- پاول استولارد. جان آبرامز. عبدالصمد زرین قلم. سعید بختیاری (مترجمین). اصول ایمنی حریق در ساختمانها، راهنمای طراحی برای معماران. انتشارات مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن. چاپ اول تابستان 1376.صص 123 و 124.

31- What is Fire Compartmentation? 16 November 2020. The nfpa.co.uk.

32- List of Fire in High-Rise Building. En.m.wikipedia.org.

33- قاسملو، فرشید. سامانه ردیاب و هشدار آتش‌سوزی. ماهنامه خودرو و خدمات شهری. سال پنجم. شماره 37،‌ دوره جدید،‌ شماره 8 تیر 1389 صص 32 تا 35.

34- The History and Importance of Fire Sprinkler Systems. Blog.Koorsen.cim.May 26.2017

35- Fire Sprinkler Systems: A beginner's guide.ifsecglobal.com

36- Fire Sprinkler Systems Parts, Repair & Maintenance.ecscorrosion.com

37- Smoke and Heat Extraction.geze.nl

38- Valerii Pershakov, Andrii Bieliatynskyi, Ivanna Popovych, Katriana Lysnytska and Vladimir Krasheninnikov. Progressive Collapse of High- Rise Buildings From Fire.2016

39- Firefighters Elevator.delta-elevator.com

40- Fire Risk Assessment overview. Firesafe.org.uk

41- Your Responsibilities – Fire Risk Assessments. London-fire.gov.uk

42- شیمی، علی‌اصغر. تکنولوژی حریق. انتشارات دانشگاه ملی ایران. تهران 1354. ص 11.