1. المفهوم الأساسي

تُعد أنظمة إطفاء الحرائق بضباب الماء (Water Mist) أنظمة تلقائية تعمل تحت ضغط تشغيل محدد على تذرية المياه إلى قطرات دقيقة جداً عبر فوهات خاصة، وتفريغها على أسطح الأجسام المحمية أو داخل الحجرات المغلقة لتحقيق إخماد الحريق أو السيطرة عليه.

تقوم أنظمة ضباب الماء بإخماد الحرائق بشكل أساسي من خلال التبريد، وتخفيف تركيز الأكسجين، وتخفيف الحرارة الإشعاعية، وغسل الدخان (Smoke scrubbing). وتتميز هذه الأنظمة باستهلاك منخفض للمياه، وكفاءة عالية في الإخماد، وصداقة للبيئة، مع تقليل الأضرار الناجمة عن المياه إلى الحد الأدنى.

2. أنظمة إطفاء الحرائق بضباب الماء ذات الضغط المنخفض والمتوسط والعالي

يمكن تصنيف أنظمة إطفاء الحرائق بضباب الماء إلى أنظمة ذات ضغط منخفض، ومتوسط، وعالٍ، وذلك بناءً على ضغط تشغيل الوسيط المتدفق في أنابيب التوزيع.

وفقاً لمعيار NFPA 750، تعمل الأنظمة ذات الضغط المنخفض عند ضغط (P ≤ 12.1 bar)، والأنظمة ذات الضغط المتوسط عند (12.1 bar < P < 34.5 bar)، بينما تعمل الأنظمة ذات الضغط العالي عند (P ≥ 34.5 bar). وبالمقارنة، يحدد المعيار الصيني (Chinese Standard) أنظمة الضغط المنخفض عند (P < 1.20 MPa)، وأنظمة الضغط المتوسط عند (1.20 MPa ≤ P < 3.50 MPa)، وأنظمة الضغط العالي عند (P ≥ 3.50 MPa). وبشكل عام، فإن طريقة التصنيف هي نفسها تقريباً، على الرغم من وجود اختلاف طفيف في قيم العتبة المحددة.

أنظمة ضباب الماء ذات الضغط المنخفض

تعمل هذه الأنظمة عند ضغط منخفض نسبياً، وهي مناسبة للتطبيقات التي لا تتطلب كثافة رش عالية أو أداء تذرية دقيقاً للغاية.

أنظمة ضباب الماء ذات الضغط المتوسط

توفر هذه الأنظمة توازناً بين أداء التذرية والاقتصاد في التكاليف، وهي مثالية لحماية المنشآت في بعض التطبيقات الصناعية والمدنية.

أنظمة ضباب الماء ذات الضغط العالي

تعمل هذه الأنظمة عند ضغط مرتفع؛ حيث يشيع في الممارسة الهندسية تصميم أنظمة بضغط يصل إلى 100 بار (حوالي 1450 رطل/بوصة مربعة). توفر هذه الأنظمة عموماً أفضل أداء للتذرية وتنتج قطرات أدق وأكثر تجانساً، مما يؤدي إلى قدرة أقوى على إخماد الحرائق والسيطرة عليها. وهي مناسبة جداً للتطبيقات التي تتطلب كفاءة إطفاء عالية وتقليل الأضرار الناجمة عن المياه.

3. أنظمة إطفاء الحرائق بضباب الماء المزودة بمضخات (Pump-Supplied)

تستخدم أنظمة إطفاء الحرائق بضباب الماء المزودة بمضخات مجموعة مضخات لتوفير إمدادات المياه المضغوطة. وتتكون هذه الأنظمة بشكل أساسي من وحدة مضخة، وصمامات قطاعية (Section valves)، وأنابيب، وفوهات ضباب الماء، ومكونات التحكم ذات الصلة.

تتميز هذه الأنظمة بقدرتها على إمداد المياه بشكل مستمر، وهي مناسبة للتطبيقات ذات مناطق الحماية الكبيرة نسبياً أو التي تتطلب مدة تفريغ طويلة. ووفقاً لنوع الفوهة، يمكن تصنيف أنظمة ضباب الماء المزودة بمضخات إلى: أنظمة ضباب الماء ذات الفوهات المفتوحة وأنظمة ضباب الماء ذات الفوهات التلقائية (المغلقة).

3.1 أنظمة إطفاء الحرائق بضباب الماء ذات الفوهات المفتوحة

تستخدم أنظمة إطفاء الحرائق بضباب الماء ذات الفوهات المفتوحة فوهات ضباب مائي مفتوحة (بدءاً). عند وقوع حريق، يقوم نظام إنذار والتحكم في الحريق بفتح الصمام القطاعي (Section valve) وتشغيل وحدة مضخة ضباب الماء، مما يؤدي إلى إمداد الفوهات داخل المنطقة المحمية أو حول الجسم المحمي بالمياه لتفريغ ضباب الماء [الشكل 1] [الفيديو 1]. وتعتبر هذه الأنظمة مناسبة لتطبيقات الإغمار الكلي (Total flooding) والتطبيقات الموضعية (Local applications).

[الشكل 1] نظام إطفاء الحرائق بضباب الماء ذو الفوهات المفتوحة
[الشكل 1] نظام إطفاء الحرائق بضباب الماء ذو الفوهات المفتوحة
[الفيديو 1] تسلسل تفريغ نظام إطفاء الحرائق بضباب الماء ذو الفوهات المفتوحة

3.2 أنظمة إطفاء الحرائق بضباب الماء ذات الفوهات التلقائية

تستخدم أنظمة إطفاء الحرائق بضباب الماء ذات الفوهات التلقائية فوهات ضباب مائي تلقائية (مزودة بعنصر حراري). في حالة حدوث حريق، تبدأ الفوهات التي تأثرت بالحرارة بتفريغ المياه، ويرسل مفتاح التدفق (Flow switch) إشارة تدفق المياه، ومن ثم يتم تشغيل وحدة مضخة ضباب الماء وفقاً لمنطق التحكم المحدد مسبقاً [الشكل 2] [الفيديو 2]. وبناءً على متطلبات تصميم النظام، يمكن تهيئة أنظمة ضباب الماء ذات الفوهات التلقائية كأنظمة رطبة (Wet systems) أو أنظمة ما قبل العمل (Preaction systems).

[الشكل 2] نظام إطفاء الحرائق بضباب الماء ذو الفوهات التلقائية
[الشكل 2] نظام إطفاء الحرائق بضباب الماء ذو الفوهات التلقائية
[الفيديو 2] تسلسل تفريغ نظام إطفاء الحرائق بضباب الماء ذو الفوهات التلقائية

3.3 المكونات الرئيسية

3.3.1 وحدة المضخة

تشتمل وحدة المضخة على فلاتر (مرشحات)، وخزان لتخزين المياه، ومضخة إطفاء الحريق، ومضخة تعويض الضغط (Jockey pump)، ولوحة تحكم في وحدة المضخة، وصمام أمان، وأجهزة مراقبة الضغط، وصمام تنفيس/تنظيم الضغط، حسب الاقتضاء [الشكل 3] [الشكل 4].

[الشكل 3] وحدة مضخة ضباب الماء ذات الضغط العالي
[الشكل 3] وحدة مضخة ضباب الماء ذات الضغط العالي
[الشكل 4] وحدة مضخة ضباب الماء ذات الضغط المتوسط
[الشكل 4] وحدة مضخة ضباب الماء ذات الضغط المتوسط

3.3.2 صمامات القطاعات (Section Valves)

3.3.2.1 أنظمة إطفاء الحرائق بضباب الماء ذات الفوهات المفتوحة

في أنظمة ضباب الماء ذات الفوهات المفتوحة، يظل صمام القطاع مغلقاً في الظروف العادية. وعند تلقي إشارة التحكم في إطلاق الإنذار، يفتح الصمام، ويدخل الماء إلى أنابيب التوزيع، ويرسل جهاز تغذية الإشارة المرتدة (Signal feedback device) إشارة تشغيل، وبعد ذلك تقوم فوهات ضباب الماء المفتوحة داخل منطقة الحماية المقابلة أو حول الجسم المحمي بتفريغ ضباب الماء في وقت واحد.

في [الشكل 5]، يتم تركيب صمام القطاع، ومقياس الضغط، وجهاز تغذية الإشارة المرتدة، وصمام التصريف والاختبار معاً داخل خزانة الصمام.

[الشكل 5] خزانة صمام القطاع (نظام الفوهات المفتوحة)
[الشكل 5] خزانة صمام القطاع (نظام الفوهات المفتوحة)
3.3.2.2 أنظمة إطفاء الحرائق بضباب الماء ذات الفوهات التلقائية

في أنظمة ضباب الماء ذات الفوهات التلقائية، يظل صمام القطاع مفتوحاً بشكل طبيعي، ويستخدم بشكل أساسي لأغراض الصيانة والعزل. في حالة حدوث حريق، تعمل فوهات ضباب الماء التلقائية بمجرد تنشيطها بالحرارة وتبدأ في تفريغ المياه، ومن ثم يرسل مفتاح التدفق (Flow switch) إشارة تدفق المياه، ويتم تشغيل وحدة مضخة ضباب الماء وفقاً لمنطق التحكم المحدد مسبقاً.

في [الشكل 6]، يتم تركيب صمام القطاع، ومفتاح التدفق، ومقياس الضغط، وصمام التصريف معاً داخل خزانة الصمام.

[الشكل 6] خزانة صمام القطاع (نظام الفوهات التلقائية)
[الشكل 6] خزانة صمام القطاع (نظام الفوهات التلقائية)

3.3.3 فوهات ضباب الماء (Water Mist Nozzles)

تقوم فوهات ضباب الماء بتوليد وتفريغ ضباب الماء عند ضغط التشغيل التصميمي. تستخدم أنظمة إطفاء الحرائق بضباب الماء ذات الفوهات المفتوحة فوهات ضباب مائي مفتوحة [الشكل 7]. بينما تستخدم أنظمة إطفاء الحرائق بضباب الماء ذات الفوهات التلقائية فوهات ضباب مائي تلقائية، حيث يعمل العنصر الحساس للحرارة كمكون لتنشيط النظام [الشكل 8].

[الشكل 7] فوهة ضباب مائي مفتوحة
[الشكل 7] فوهة ضباب مائي مفتوحة
[الشكل 8] فوهة ضباب مائي تلقائية
[الشكل 8] فوهة ضباب مائي تلقائية

3.3.4 وصلة اختبار المفتش (Inspector's Test Connection)

تتكون وصلة اختبار المفتش من صمام اختبار، ومقياس ضغط، وفوهة اختبار [الشكل 9]. يتم تركيبها عادةً عند نهاية شبكة أنابيب القطاع، وتُستخدم لمراقبة الضغط النهائي لنظام إطفاء الحرائق بضباب الماء، بالإضافة إلى التحقق من وظائف بدء تشغيل النظام، والإنذار، والتعشيق (Interlock). يجب أن يكون معامل تدفق التفريغ (K-factor) لفوهة الاختبار متوافقاً مع أصغر معامل تدفق للفوهات الموجودة في ذلك القطاع.

[الشكل 9] وصلة اختبار المفتش (Inspector's Test Connection)
[الشكل 9] وصلة اختبار المفتش (Inspector's Test Connection)

4. أنظمة إطفاء الحرائق بضباب الماء ذات مجموعات الأسطوانات

تتكون أنظمة إطفاء الحرائق بضباب الماء ذات مجموعات الأسطوانات بشكل أساسي من أسطوانات تخزين المياه، وأسطوانات تخزين الغاز، وصمامات القطاعات، وفوهات ضباب الماء، وأنابيب التوزيع [الشكل 10]. تُستخدم أسطوانات الغاز لتخزين الغاز الدافع، بينما تُستخدم أسطوانات المياه لتخزين مياه إطفاء الحريق. في حالة حدوث حريق، يتم تنشيط نظام إنذار الحريق والتحكم، ويقوم الغاز الدافع بدفع المياه عبر الأنابيب إلى الفوهات، حيث يتم تحويلها إلى ضباب مائي (رذاذ).

يتمتع هذا النوع من الأنظمة بقدرة محدودة على إمداد المياه بشكل مستمر، ولذلك فهو مناسب فقط للأنظمة ذات الفوهات المفتوحة (Open nozzle systems).

[الشكل 10] نظام إطفاء الحرائق بضباب الماء ذو مجموعات الأسطوانات
[الشكل 10] نظام إطفاء الحرائق بضباب الماء ذو مجموعات الأسطوانات

5. التطبيقات النموذجية

تعتبر أنظمة إطفاء الحرائق بضباب الماء مثالية للتطبيقات التي تتطلب معايير عالية من حيث كفاءة إخماد الحرائق، والتحكم في أضرار المياه، وحماية المعدات الحساسة. وتشمل التطبيقات النموذجية ما يلي:

غرف توزيع الطاقة، غرف التحكم
غرف الكمبيوتر، غرف الاتصالات السلكية واللاسلكية
فراغات الكابلات، وأنفاق الكابلات
غرف مولدات الديزل، وغرف التوربينات الغازية
الأرشيفات، وغرف تخزين القطع الأثرية
غرف محركات السفن، وغرف المضخات
شفاطات عوادم المطابخ، ومعدات الطهي
المباني والمنشآت الأخرى ذات الحماية الخاصة