בזמן שריפה, אחד האתגרים המשמעותיים ביותר הוא הצטברות מהירה של עשן, חום ותוצרי בעירה בחללים ובדרכי המילוט. לכן, במבנים שבהם הדבר נדרש בהתאם לאופי המבנה ולדרישות בטיחות האש, תכנון נכון של מערכות שחרור עשן הוא חלק חשוב ממערך ההגנה הכולל. המטרה היא לסייע בשליטה בתנועת העשן, לאפשר פינוי יעיל שלו ולשפר את התנאים בדרכי המילוט ובאזורים שבהם פועלים צוותי החירום.
מערכת שחרור עשן אינה רכיב בודד, אלא יכולה לכלול שילוב בין מפוחים, תעלות, פתחי שחרור עשן, חלונות עשן, כיפות עשן, מערכות בקרה, חיישנים ורכיבי הזנת אוויר. בחלק מהפרויקטים נעשה שימוש בפינוי עשן טבעי, ובאחרים נדרש פינוי עשן מאולץ באמצעות מפוחים ומערכות מכניות. סוג הפתרון נקבע בהתאם למבנה, לגודלו, לשימוש בו ולתכנון בטיחות האש.
איציק נוריאל תכנון וייעוץ בע"מ מתמחה בתכנון וייעוץ למערכות מיזוג אוויר, אוורור ומערכות לפינוי עשן, תוך בחינת דרישות הפרויקט, מאפייני המבנה והאינטגרציה הנדרשת עם יתר מערכות הבטיחות.
מהי מערכת שחרור עשן?
מערכת שחרור עשן נועדה לסייע בהוצאת עשן וחום מתוך המבנה בזמן אירוע אש ובשליטה על האופן שבו העשן נע בין החללים. בהתאם לסוג המערכת, הפעולה יכולה להתבצע באופן טבעי באמצעות פתחים ייעודיים או באופן מכני באמצעות מפוחים לפינוי עשן.
מערכות מסוג זה עשויות לכלול מערכת יניקת עשן שמושכת אוויר ותוצרי בעירה מתוך החלל, לצד מערכת שמכניסה אוויר חלופי למקומות המתוכננים לכך. השילוב בין יניקה, פליטה והזנת אוויר צריך להיעשות באופן מבוקר כחלק מתכנון הנדסי כולל.
למה חשוב לתכנן מערכות לפינוי עשן?
שריפה משפיעה במהירות על תנאי הסביבה בתוך המבנה. עשן יכול לפגוע בראות, להקשות על ההתמצאות ולהצטבר בדרכי מעבר ובחללים סגורים. משום כך, פינוי עשן וניהול נכון של תנועתו הם חלק חשוב מתכנון בטיחות אש במבנים שבהם נדרש פתרון כזה.
מערכות לפינוי עשן מתוכננות במטרה ליצור תנאים טובים יותר לפינוי אנשים, לצמצם התפשטות בלתי מבוקרת של עשן בין אזורים ולאפשר לכוחות הכיבוי וההצלה לפעול בצורה יעילה יותר.
מערכות שחרור עשן טבעי ומכני
קיימות שתי גישות עיקריות לשחרור עשן: פינוי טבעי ופינוי מכני. הבחירה ביניהן נעשית בהתאם למאפייני המבנה ולדרישות התכנון.
שחרור עשן טבעי
שחרור עשן טבעי מבוסס על התנועה הטבעית של אוויר חם ועשן כלפי מעלה. במסגרת פתרון כזה ניתן להשתמש בפתחי עשן בגג, חלונות שחרור עשן, כיפות עשן או פתחים ייעודיים אחרים.
בעת הפעלה, הפתחים מאפשרים לעשן ולחום לצאת מהחלל באמצעות כוחות הציפה הטבעיים. לצורך פעולה נכונה יש להתייחס גם לכניסת אוויר חלופי, למיקום הפתחים, לגובה המבנה ולחלוקת החללים.
שחרור עשן מכני
שחרור עשן מכני מבוסס על מערכות הנעה חשמליות, ובראשן מפוח שחרור עשן או מערך של מפוחי עשן. המפוחים יוצרים זרימה מתוכננת שמאפשרת למשוך את העשן מהחלל ולהעביר אותו אל מחוץ למבנה דרך תעלות ופתחים מתאימים.
בתכנון מערכות יניקת עשן יש להתייחס לספיקות האוויר, למסלולי הזרימה, להתנגדויות בתעלות, להזנת אוויר חלופי ולהשפעת המערכת על אזורים סמוכים.
מפוחים לפינוי עשן כחלק מהמערכת
מפוחים לפינוי עשן הם רכיב מרכזי במערכות פינוי מכניות. תפקידם ליצור את זרימת האוויר הנדרשת לצורך שאיבת העשן והעברתו אל נקודת הפליטה.
בחירת המפוח אינה נעשית רק לפי גודל החלל. יש להתייחס לספיקת האוויר הנדרשת, ללחץ המערכת, למבנה התעלות, לטמפרטורות העבודה המתוכננות, לתנאי ההתקנה ולדרישות הפרויקט.
בפרויקטים מורכבים ניתן לשלב מספר מפוחים לשחרור עשן, כאשר כל אחד משרת אזור אחר או פועל כחלק מתרחיש מוגדר מראש. לצדם עשויים לפעול מפוחים להכנסת אוויר צח או מערכות לחץ שמטרתן לסייע בשמירה על אזורים מסוימים מפני חדירת עשן.
מערכת לפינוי עשן והקשר למערכות האוורור
מערכת לפינוי עשן חייבת להיבחן כחלק ממערך האוורור הכולל של המבנה. הוצאת נפח גדול של אוויר מחלל מבלי לספק נתיב מתאים לכניסת אוויר חלופי עלולה להשפיע על אופן הפעולה של המערכת.
לכן, מערכות אוורור לפינוי עשן מתוכננות תוך בחינת נתיבי הכניסה והיציאה של האוויר, הפרשי לחצים וחלוקת הזרימה בחלל. לעיתים נדרש שילוב של יניקה מכנית עם הכנסת אוויר מבחוץ, ולעיתים הפתרון כולל פתחים טבעיים.
אוורור ופינוי עשן הם תחומים הקשורים זה בזה, אך מערכת החירום נדרשת לפעול בהתאם לתרחישים ולדרישות שנקבעו עבורה ולא רק בהתאם לצורכי האוורור השוטף של המבנה.
מערכות בקרת עשן וניהול עשן
במבנים מורכבים, המטרה אינה תמיד רק להוציא את העשן החוצה במהירות האפשרית. לעיתים נדרש לבצע ניהול עשן באמצעות חלוקה לאזורים, יצירת הפרשי לחץ ושליטה על הנתיבים שבהם העשן יכול להתפשט.
מערכות בקרת עשן עשויות להיות מחוברות למערכות גילוי אש, לבקרים, ללוחות חשמל ולמערכת ניהול מבנה. בעת קבלת אות מתאים, מערכת הבקרה יכולה להפעיל מפוחים, לפתוח או לסגור מדפים, לפתוח פתחי פינוי עשן ולהפעיל רכיבים נוספים בהתאם לתרחיש שנקבע בתכנון.
מערכת כזו מאפשרת ליצור תהליך מתואם ולא מצב שבו כל רכיב פועל באופן עצמאי.
פתחי שחרור עשן, חלונות עשן וכיפות עשן
במערכות המבוססות על פינוי עשן טבעי נעשה שימוש בפתחים שמאפשרים לעשן החם לצאת כלפי חוץ. בין הפתרונות ניתן למצוא פתחי שחרור עשן, חלונות לפינוי עשן, חלונות עשן וכיפות עשן.
המיקום והשטח של הפתחים נקבעים כחלק מתהליך התכנון. יש להתייחס לגובה החלל, לגאומטריה שלו, למיקום מקור העשן האפשרי, למכשולים ולנתיבי כניסת האוויר.
במבנים מסוימים ניתן לשלב את הפתחים גם במערך האוורור הטבעי בשגרה, אך אופן השימוש וההפעלה בזמן חירום צריך להיות מתוכנן בהתאם לדרישות מערכת בטיחות האש.
מערכות פינוי חום ועשן
בזמן שריפה לא מצטבר בחלל רק עשן אלא גם חום רב. לכן קיימים פתרונות המתייחסים לפינוי חום ועשן כחלק ממערכת כוללת.
מערכות פינוי חום ועשן יכולות לסייע בהוצאת תוצרי הבעירה והאוויר החם מהחלל, בהתאם לתכנון ולתרחיש השריפה. פתרונות אלו עשויים לכלול פתחים טבעיים, מפוחים או שילוב ביניהם.
התכנון חייב להיעשות כחלק מתפיסת בטיחות אש במבנים, ולא כמערכת מיזוג או אוורור רגילה בלבד.
תכנון מערכת שחרור עשן
תכנון מערכת שחרור עשן מתחיל בהבנת המבנה והשימושים הקיימים בו. יש לבחון את גודל החללים, הגובה, דרכי המילוט, אזורי האש, מערכות המיזוג והאוורור, פתחים קיימים ומערכות בטיחות נוספות.
לאחר מכן ניתן לקבוע האם נדרש פתרון של שחרור עשן טבעי, מערכת מכנית או שילוב בין מספר שיטות. חלק חשוב מהתכנון הוא קביעת ספיקות, בחירת מפוחים, תכנון תעלות ופתחים וקביעת אופן הפעלת המערכת בתרחישי חירום.
תכנון מערכות פינוי עשן במבנים גדולים
תכנון מערכות פינוי עשן במפעלים, מרכזים מסחריים, מחסנים, חניונים, בתי מלון ומבני ציבור עשוי להיות מורכב במיוחד בשל שטחי המבנה, מספר האזורים והקשר בין מערכות שונות.
במקרים כאלה חשוב לבחון את זרימת העשן בכל אזור, את מיקום נקודות היניקה והפליטה, את כניסת האוויר החלופי ואת השפעת המערכת על נתיבי המילוט.
תכנון הנדסי נכון של מערכות עשן ואש צריך להתייחס גם לאופן שבו המערכת משתלבת עם מערכות גילוי וכיבוי אש, מערכות מיזוג, מערכות חשמל ובקרת המבנה.
מערכות גילוי אש ועשן והפעלת מערכות הפינוי
מערכות גילוי אש ועשן מהוות חלק חשוב ממערך בטיחות האש. כאשר מתקבלת אינדיקציה לאירוע, המידע יכול לשמש להפעלת תרחיש מוגדר במערכת בקרת העשן.
בהתאם לתכנון, מערכת גילוי עשן יכולה להעביר פקודה ללוח הבקרה, שמפעיל בתורו את מערכת פליטת העשן, פותח פתחי עשן, מפעיל מפוחים או משנה את מצבם של רכיבים אחרים.
השילוב בין מערכות גילוי וכיבוי אש לבין מערכת השליטה בעשן דורש תכנון ותיאום מוקדמים כדי שכל המערכות יפעלו בהתאם לתרחישים שנקבעו.
מערכות כיבוי אש ופינוי עשן
מערכות כיבוי אש ופינוי עשן אינן מחליפות זו את זו. לכל מערכת תפקיד שונה במערך הבטיחות. מערכת הכיבוי מיועדת להתמודד עם האש בהתאם לסוגה ולתכנון, בעוד שמערכות העשן מיועדות לשלוט בתוצרי הבעירה ובתנועתם.
לכן תכנון נכון בוחן את האינטראקציה בין כלל מערכות בטיחות האש, ולא רק את ביצועיו של כל רכיב בפני עצמו.
מערכת פליטת עשן ותכנון תעלות
מערכת פליטת עשן מכנית כוללת בדרך כלל מפוחים, תעלות, פתחים ורכיבי בקרה. תכנון התעלות משפיע ישירות על התנגדות המערכת ועל יכולתה להגיע לספיקות האוויר שנקבעו בתכנון.
יש לתכנן מסלולים יעילים ככל האפשר, תוך התייחסות למגבלות המבנה, תשתיות אחרות, אזורי אש ונקודות הפליטה אל מחוץ לבניין.
במבנים גדולים עשויות לפעול מספר מערכות פליטת עשן המשרתות אזורים שונים, כאשר מערכת הבקרה קובעת אילו רכיבים יופעלו בהתאם לאזור שבו התקבל אירוע.
פינוי עשן בחניונים ובחללים סגורים
חניונים וחללים תת קרקעיים מציבים אתגר מיוחד בכל הקשור לפינוי עשן, משום שלעיתים קיימים בהם מעט פתחים טבעיים.
בחללים כאלה ניתן להשתמש בפתרונות של פינוי עשן מאולץ, הכוללים מפוחים ותעלות או מערכות אחרות בהתאם לתכנון. המטרה היא ליצור מסלול מבוקר להעברת העשן אל מחוץ לחלל ולספק כניסת אוויר חלופי באופן המתאים לתכנון.
מערכות שחרור עשן במפעלים ומבני תעשייה
במבני תעשייה קיימים לעיתים חללים גדולים, גגות גבוהים, מכונות, חומרי גלם ומערכות ייצור המשפיעים על אופן תכנון פתרונות העשן.
בפרויקטים כאלה ניתן לבחון שילוב בין פתחי עשן בגג לבין מערכת מכנית. סוג הפתרון נקבע בהתאם לסיכונים, לחלוקת החללים ולדרישות בטיחות האש של הפרויקט.
חשיבות האינטגרציה בין מערכות עשן ואש
מערכות פינוי עשן ואש פועלות בסביבה שבה קיימים רכיבים רבים נוספים, כגון גילוי אש, מתזים, דלתות אש, מדפי אש ועשן, גנרטורים, מערכות מיזוג ובקרים.
לכן אחד השלבים החשובים הוא לוודא שהתיאום ביניהם תואם את תרחישי ההפעלה שנקבעו. לדוגמה, ייתכן שבזמן אירוע יהיה צורך להפסיק פעילות של חלק ממערכת המיזוג, להפעיל מערכות יניקת עשן, לפתוח פתחים מסוימים ולהפעיל רכיבי לחץ.
גיבוי חשמלי ובקרה בזמן חירום
מערכות מכניות נשענות על הזנת חשמל לצורך הפעלת מפוחים, בקרים ומנועים. בהתאם לדרישות התכנון והפרויקט, יש לבחון גם את נושא אספקת החשמל בחירום ואת אופן פעולת המערכת במקרה של כשל בהזנה הרגילה.
מערכת הבקרה צריכה לאפשר מעקב אחר מצב הרכיבים והפעלתם בהתאם לתרחישים שנקבעו.
תחזוקה ובדיקות תקופתיות של מערכות בקרת עשן
גם מערכת שתוכננה והותקנה בצורה מקצועית דורשת תחזוקה לאורך השנים. מפוחים, מנועים, מדפים, חיישנים, פתחי שחרור עשן ובקרים עלולים להישחק או לצאת מכיוון.
לכן יש לבצע בדיקות ותחזוקה בהתאם לסוג המערכת, לדרישות הרלוונטיות ולהוראות היצרן.
תחזוקה יכולה לכלול בדיקת הפעלת מפוחים, פתיחה וסגירה של חלונות שחרור עשן, בדיקת לוחות בקרה, הפעלות אוטומטיות ובחינת האינטגרציה עם מערכות אחרות.
אישור תקינות מערכות שחרור עשן
במבנים שבהם קיימת דרישה לכך, נדרשות בדיקות ואישורים בהתאם לסוג המערכת ולדרישות הגורמים הרלוונטיים. מטרת הבדיקה היא לוודא שהמערכת שהותקנה פועלת בהתאם לתכנון ולדרישות החלות על הפרויקט.
במסגרת בדיקה מקצועית ניתן לבחון בין היתר את פעולת המפוחים, פתחי הפינוי, מערכות הבקרה, תרחישי ההפעלה והאינטגרציה עם מערכות בטיחות נוספות.
התקנת מערכות שחרור עשן
התקנת מערכות שחרור עשן צריכה להתבצע בהתאם לתכנון ולמפרט ההנדסי. בשלב ההתקנה יש להקפיד על מיקום נכון של המפוחים, התעלות, פתחי הפליטה, החיישנים ורכיבי הבקרה.
חשוב לבצע תיאום בין מערכות האוורור לבין יתר התשתיות במבנה כבר בשלבי התכנון, משום ששינויים מאוחרים עלולים ליצור התנגשויות עם תעלות מיזוג, חשמל, אינסטלציה ומערכות נוספות.
פתרונות לפינוי עשן בהתאמה למבנה
אין מערכת אחת שמתאימה לכל פרויקט. פתרונות לפינוי עשן צריכים להיקבע לפי סוג המבנה, השטח, הגובה, מספר הקומות, השימוש בחללים והמערכות הקיימות.
במבנה אחד הפתרון עשוי להיות פינוי עשן טבעי באמצעות חלונות וכיפות, ובמבנה אחר תידרש מערכת יניקת עשן מכנית הכוללת מפוחים ותעלות. בפרויקטים אחרים ניתן לשלב בין השיטות.
המטרה של פתרונות שחרור עשן מקצועיים היא ליצור מערכת שעונה על צורכי המבנה ומשתלבת בצורה נכונה עם יתר מערכות הבטיחות.
חדשנות ובקרה במערכות פינוי עשן
מערכות מודרניות מאפשרות רמה גבוהה יותר של ניטור ובקרה. ניתן לקבל מידע על מצב מפוחים, מדפים, מנועים ופתחים ולשלב את המידע במערכות ניהול מבנה בהתאם לצורכי הפרויקט.
שילוב נכון של בקרים, חיישנים ומערכות תקשורת מאפשר לבצע בקרת עשן מדויקת יותר ולנהל תרחישי חירום מורכבים באופן מתואם.
עם זאת, גם כאשר נעשה שימוש במערכות בקרה מתקדמות, הבסיס נשאר תכנון הנדסי נכון, בחירה מתאימה של ציוד, התקנה מקצועית ותחזוקה שוטפת.
בטיחות אש במבנים מתחילה בתכנון מקצועי
בטיחות אש במבנים מבוססת על שילוב בין מספר שכבות הגנה. גילוי מוקדם, מערכות כיבוי, דרכי מילוט, הפרדות אש ומערכות אוורור לשחרור עשן עשויים להיות חלק ממערך זה בהתאם לסוג המבנה ולדרישות החלות עליו.
מערכת העשן צריכה להשתלב כבר בשלב התכנון האדריכלי וההנדסי ולא להישאר לשלב מאוחר בפרויקט. כך ניתן לתכנן נכון את התעלות, הפירים, הפתחים, מיקום המפוחים והחיבור למערכות החשמל והבקרה.
איציק נוריאל – תכנון וייעוץ למערכות פינוי עשן
איציק נוריאל הוא מהנדס מכונות המתמחה בתכנון וייעוץ למערכות מיזוג אוויר, אוורור ובקרה. לאורך השנים צבר ניסיון בתכנון מערכות למבני ציבור, בתי מלון, מפעלים ומבנים נוספים.
השירות כולל בחינת צורכי הפרויקט, תכנון מערכות פינוי עשן, התאמת מפוחים ופתרונות אוורור, תיאום מול מערכות המבנה וליווי מקצועי בהתאם לדרישות הפרויקט.
בין אם נדרשת מערכת לפינוי עשן חדשה, בדיקת מערכת קיימת, תכנון פינוי חום ועשן או שילוב פתרונות עשן כחלק ממערך מיזוג ואוורור, חשוב לקבל מענה הנדסי המבוסס על מאפייני המבנה ולא על פתרון אחיד.
לתכנון וייעוץ בנושא מערכות שחרור עשן, מערכות מיזוג אוויר ואוורור ניתן לפנות לאיציק נוריאל תכנון וייעוץ בע"מ בטלפון 050-939-5958.
