มาตรฐานการติดตั้งและดูแลระบบท่อยืนและระบบท่อเพลิงเป็นเครื่องมือสำคัญในการรักษาความปลอดภัยจากเหตุเพลิงไหม้ มันมุ่งเน้นการปกป้องบุคคลและทรัพย์สินโดยการให้ความรู้สึกปลอดภัยและมั่นใจในระบบท่อยืนและระบบท่อเพลิงที่มีความพร้อมในการใช้งานอย่างมีประสิทธิผล
การปฏิบัติตามมาตรฐานเหล่านี้จึงเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อการรักษาความปลอดภัยและป้องกันความเสียหายจากเหตุเพลิงไหม้ในสถานที่ที่มีความเสี่ยงสูง
1. ข้อกำหนดทั่วไป
วัตถุประสงค์และขอบเขต
วัตถุประสงค์ : เป็นมาตรฐานที่กำหนดเกณฑ์การติดตั้งและดูแลระบบท่อยืน (standpipe) และระบบท่อต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยจากเหตุเพลิงไหม้ มาตรฐานนี้ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อให้ระบบท่อยืนและระบบท่อต่างๆ ทำหน้าที่หลักในการดับเพลิงอย่างมีประสิทธิผล โดยมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อรักษาความปลอดภัยของบุคคลและทรัพย์สินในกรณีเกิดเหตุเพลิงไหม้
การใช้งานภาพรวม : มาตรฐานมีบทบาทสำคัญในการควบคุมและรักษาคุณภาพของโครงสร้างที่อยู่อาศัยและเชิงพาณิชย์ทั้งในระดับบ้านธรรมดาและตึกขนาดใหญ่ มาตรฐานเหล่านี้เป็นเครื่องมือสำคัญที่ช่วยให้โครงสร้างมีความปลอดภัยและมีประสิทธิภาพในการใช้งาน นอกจากนี้ มาตรฐานยังช่วยในการควบคุมคุณภาพและความเสถียรของโครงสร้าง รวมถึงการใช้งานที่เหมาะสมและประสิทธิภาพ เนื่องจากมาตรฐานนี้มีการให้คำแนะนำเกี่ยวกับวัสดุที่เหมาะสมและวิธีการก่อสร้างที่ถูกต้อง การปฏิบัติตามมาตรฐานช่วยให้ผู้สร้างและผู้ออกแบบมั่นใจว่างานก่อสร้างจะเป็นไปตามข้อกำหนดและมีคุณภาพตามมาตรฐานที่กำหนดไว้
การจำแนกประเภทของระบบท่อ
Class I Standpipes
การใช้งาน : ออกแบบมาเพื่อบุคลากรดับเพลิงมืออาชีพเป็นหลัก
ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิค : ในระบบดับเพลิงต่างๆ ที่ใช้ในการควบคุมและดับเพลิง สายยางเป็นส่วนสำคัญที่ใช้ในการเชื่อมต่อและส่งน้ำดับเพลิงจากระบบไปยังจุดที่ต้องการ สายยางที่ใช้ในระบบนี้มักจะมีเส้นผ่านศูนย์กลางปกติขนาด 2.5 นิ้ว เป็นมาตรฐานที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย
Class II Standpipes
การใช้งาน : ออกแบบมาเพื่อใช้งานโดยผู้อยู่อาศัยในอาคารก่อนที่หน่วยดับเพลิงจะมาถึง
ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิค : มักมาพร้อมกับชุดสายยางขนาด 1.5 นิ้วเป็นส่วนสำคัญในการรับมือกับเหตุการณ์เพลิงไหม้ในระยะเริ่มแรก
Class III Standpipes
การออกแบบ : ผสานคุณสมบัติของทั้งระบบ Class I และ Class II
ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิค : การรับมือกับเหตุการณ์เพลิงไหม้ มีท่อขนาด 1.5 นิ้วที่ถูกออกแบบมาเพื่อให้ผู้อยู่อาศัยสามารถรับมือกับเพลิงไหม้ในระยะเริ่มแรก ท่อขนาดเล็กนี้เหมาะสำหรับการพาน้ำดับเพลิงไปยังจุดที่เกิดเพลิงไหม้หรือจุดที่ต้องการการดับเพลิงโดยรวดเร็ว ท่อขนาด 2.5 นิ้วออกแบบมาเพื่อการใช้งานโดยนักดับเพลิงโดยเฉพาะ มีขนาดใหญ่กว่าและมีความสามารถในการจ่ายน้ำดับเพลิงในปริมาณมากกว่า
2. ส่วนประกอบของระบบ
การเชื่อมต่อท่อ
การเชื่อมต่อท่อและสายยางเป็นขั้นตอนสำคัญในระบบดับเพลิง เป้าหมายหลักคือการให้การเชื่อมต่อเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วและปลอดภัย โดยทั่วไปแล้วในระบบดับเพลิง สายยางมักถูกติดกับท่อโดยใช้เกลียวมาตรฐาน NST (National Standard Thread) ขนาด 2.5 นิ้ว ซึ่งมีหลายข้อดีเช่น รักษาความแน่นและรับประกันความเข้ากันได้กับอุปกรณ์แผนกดับเพลิง การใช้เกลียว NST ขนาด 2.5 นิ้วช่วยในการทำให้การเชื่อมต่อท่อและสายยางสามารถดำเนินไปอย่างรวดเร็วและมั่นใจในความปลอดภัย มีการออกแบบมาเพื่อให้สามารถใช้งานร่วมกับอุปกรณ์แผนกดับเพลิงอื่น ๆ โดยไม่มีปัญหาในการเชื่อมต่อ นอกจากนี้ สายยางที่ถูกติดกับท่อด้วยเกลียว NST ยังสามารถรับมือกับแรงดันและการใช้งานในสถานการณ์เร่งด่วนได้
วาล์วลดแรงดัน (PRV : Pressure Reducing Valves)
PRV มักถูกใช้ในระบบท่อยืน Class I และ III โดยเฉพาะในอาคารสูงที่อาจถูกผลกระทบจากแรงโน้มถ่วง ซึ่งอาจเพิ่มแรงดันในระบบได้ แรงดันที่มีการใช้งานไม่ควรเกิน 175 psi เพื่อป้องกันท่อที่อาจเกิดการระเบิด และเพื่อควบคุมการไหลของน้ำในระบบ
PRV ทำหน้าที่ลดแรงดันจากระดับสูงลงเหลือระดับที่ปลอดภัยและเหมาะสมสำหรับการใช้งาน โดยทำให้น้ำไหลผ่าน PRV ออกมาที่แรงดันที่เป็นปกติ การใช้ PRV ช่วยปกป้องระบบท่อยืนไม่ให้เกิดความเครียดที่เกินไป และรักษาความปลอดภัยในการใช้งานระบบน้ำประปา
3. การออกแบบระบบ
ระยะเวลาการจ่ายน้ำ
การจ่ายน้ำในระบบดับเพลิงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องมั่นคงและทนทาน เพื่อให้มั่นใจว่าสามารถดับเพลิงได้อย่างต่อเนื่อง โดยอาคารแนวราบหรืออาคารขนาดเล็กอาจต้องใช้น้ำประปาอย่างน้อย 30 นาทีเพื่อให้สามารถดับเพลิงได้ในกรณีเร่งด่วน
อย่างไรก็ตามสำหรับโครงสร้างเช่นตึกสูงที่มีความท้าทายในการดับเพลิงที่ซับซ้อน การจ่ายน้ำอาจต้องใช้เวลานานถึง 2.5 ชั่วโมงหรือมากกว่านั้น เนื่องจากต้องพิจารณาความซับซ้อนของระบบดับเพลิงและปริมาณน้ำที่จำเป็นในการดับเพลิงให้เสร็จสมบูรณ์
อัตราการไหล
อัตราการไหลที่จะต้องการในระบบท่อยืนขึ้นอยู่กับหลายปัจจัยที่สำคัญ เช่น ขนาดของอาคาร ความสูงของอาคาร และประเภทการเข้าใช้งานของอาคารนั้น การกำหนดอัตราการไหลที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้ระบบดับเพลิงทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ
ความต้องการพื้นฐานสำหรับท่อยืนในการดับเพลิงเริ่มต้นโดยทั่วไปคือ 500 gpm (แกลลอนต่อนาที) ซึ่งเป็นอัตราการไหลที่มีความสามารถในการจ่ายน้ำในสถานการณ์ทั่วไป โดยสำหรับท่อยืนที่ต่อออกมาจะกำหนดให้เพิ่มอีก 250 gpm เพื่อให้มีการจ่ายน้ำเพิ่มเติมในกรณีที่มีความเร่งด่วนในการดับเพลิงหรือสถานการณ์ที่ต้องการปริมาณน้ำมากขึ้น
4. การติดตั้ง
ท่อ
การทดสอบก่อนการปกปิด : การทดสอบท่อก่อนที่จะถูกปิดอย่างถาวรเป็นขั้นตอนสำคัญในกระบวนการติดตั้งและบำรุงรักษาระบบท่อต่างๆ เป้าหมายหลักของการทดสอบคือการตรวจสอบและระบุรอยรั่วหรือจุดบกพร่องในท่อเพื่อให้สามารถแก้ไขได้ก่อนที่จะเกิดความเสียหายหรืออุบัติเหตุ
การทดสอบอุทกสถิต : ท่อที่อยู่ในแรงดันสูงมักจะเต็มไปด้วยน้ำและมีแรงดันอยู่ที่ระดับ 200 psi (ปอนด์ต่อนิ้วกำลังบาด) ซึ่งเป็นสถานะที่มีความแรงมากและต้องรักษาความปลอดภัยอย่างเคร่งครัด หลังจากการติดตั้งท่อแล้ว เป็นสิ่งสำคัญที่จะเฝ้าระวังและตรวจสอบอย่างน้อย 2 ชั่วโมงเพื่อให้มั่นใจในความสมบูรณ์และความน่าเชื่อถือของระบบท่อ
ตำแหน่งของท่อยืน
การวางตำแหน่งเชิงกลยุทธ์ : ท่อยืนเป็นส่วนสำคัญในระบบดับเพลิงและจะต้องได้รับการติดตั้งในปล่องบันไดทุกแห่ง เพื่อให้แน่ใจว่าสามารถเข้าถึงได้อย่างง่ายดาย เมื่อเกิดเหตุการณ์เพลิงไหม้หรือสถานการณ์ฉุกเฉินอื่นๆ
ตำแหน่งการเชื่อมต่อท่อ : แม้ว่าจุดมุ่งหมายที่ครอบคลุมในการติดตั้งท่อยืนในปล่องบันไดคือการเข้าถึงได้ การเชื่อมต่อท่อมักจะอยู่ในตำแหน่งขั้นกลางของบันได เชิงกลยุทธ์นี้ช่วยในการหลีกเลี่ยงอุปสรรคที่อาจเกิดขึ้นในกรอบปล่องบันได โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการอพยพหรือการฉุกเฉิน
5. การคำนวณไฮดรอลิก
การสูญเสียแรงเสียดทาน
ทำความเข้าใจเกี่ยวกับแรงเสียดทาน : เมื่อน้ำเคลื่อนที่ผ่านท่อ จะเกิดความต้านทานเนื่องจากผนังท่อและข้อต่อที่อาจส่งผลให้เกิดการสูญเสียแรงดันในระบบท่อ ความต้านทานนี้เป็นผลมาจากการเสียหายของพลังงานในระบบท่อ ซึ่งทำให้แรงดันลดลงเมื่อน้ำไหลผ่าน
วิธีคำนวณ : ในการคำนวณการสูญเสียแรงเสียดทานในระบบท่อ เราสามารถใช้สูตร Hazen-Williams หรือ Darcy-Weisbach ซึ่งจะขึ้นอยู่กับวัสดุท่อที่ใช้ สภาพเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ อัตราการไหล และความยาวของท่อ
แรงดันคงที่และตกค้าง
แรงดันคงที่ : แรงดันคงที่หมายถึงแรงดันในระบบท่อเมื่อไม่มีน้ำไหลผ่าน หรือแรงกดดันของระบบในสถานะที่ไม่ใช้งาน แรงดันคงที่นี้เป็นสิ่งสำคัญในการคำนวณและออกแบบระบบท่อ เนื่องจากมีผลต่อประสิทธิภาพและปลอดภัยในการใช้งานระบบท่อ ส่วนแรงดันตกค้างคือแรงดันที่เกิดขึ้นในระบบเมื่อน้ำไหลผ่านท่อ แรงดันนี้มีความสำคัญเป็นพิเศษในการตรวจสอบและคำนวณค่าต่างๆ ในระบบท่อ เพื่อให้การใช้งานมีประสิทธิผลและปลอดภัย
แรงดันตกค้าง : แรงดันตกค้างในระบบท่อคือแรงดันที่เหลืออยู่เมื่อมีน้ำไหลผ่านท่อ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในการพิจารณาว่ามีแรงดันเพียงพอเพื่อให้น้ำไหลอย่างมีประสิทธิภาพที่จุดต่อท่อหรือไม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเราพูดถึงระบบท่อที่ตั้งอยู่บนที่สูง ในกรณีนี้ แรงดันตกค้างมีผลมาจากความสูงของน้ำที่อยู่ในท่อและความต้านทานในระบบ การคำนวณแรงดันตกค้างเป็นสิ่งสำคัญในการออกแบบและควบคุมระบบท่อเพื่อให้มีการไหลเนื่องจากแรงโน้มถ่วงให้มีประสิทธิผลและปลอดภัยที่สูงสุด