النار والإطفاء Fire extinguishing

 النار والإطفاء Fire extinguishing

تعتبر الحرائق العدو الأول اللدود للبشرية جمعاء، واللهب  flame والشرر spark  من أهم مسببات الحرائق فمعظم النار من مستصغر الشرر first fire begin with little spark   ولهذا يجب الاهتمام بتطبيق مبدأ " الوقاية خير من العلاج "  Prevention is better than cure  

بمعنى أن الإقلال بقدر الإمكان من فرص قيام الحرائق واندلاعها ، وإذا ما اندلعت النار وجب إطفائها قبل انتشارها للإقلال من أخطارها واهم أخطارها هي : الخطر على الأفراد    Personal hazard  ويهدد الأرواح البشرية الموجودة بالمكان ، أما الخطر الثاني فهو الخطر المادي Damage hazard  ويهدد المواد والآلات والمنشآت أما الخطر الثالث فهو الخطر التعرضى  Exposure hazard فيهدد الأماكن المجاورة والمخازن ويحدث فى حالة عدم السيطرة الكاملة على النيران وبالتالي امتدادها للاماكن المجاورة.

و تتوقف أنواع الأخطار علي الآتي:

1-  الخطر الشخصي  ( ضد الأفراد)  ويعتمد على العوامل الآتية :

ا- عدد الأرواح الموجودة بالمكان

ب- مواد الإنشاء- أي نوعيتـها- ( حديد  ، خشب ، مواد بناء عادية )

ج- طبيعة استغلال المكان ( مخازن ، وحدات إنتاج ) و أخيرا المخارج .

2-  الخطر المادي ويعتمد على :

ا-  المواد  الموجودة بها ومدى قابلية هذه المواد للاحتراق

ب- طريقة التخزين وكمية المعدات بالمكان

3-  الخطر التعرضى ويعتمد على:

طبيعة المنشأة التي اندلعت فيها النيران والمجاورات من حيث نوعية المواد الموجودة بها وكميتها ولهذا نصت قوانين التراخيص على ضرورة إقامة مستودعات البترول ومخازن المفرقعات والمتفجرات والذخائر خارج كردون المدينة .

 

كيمياء النار Chemistry of fire

يمكن تفسير ما يحدث أمامنا من ظواهر في الحياة اليومية على أساس كيميائي وذلك لان المواد الموجودة أمامنا تتركب في الأصل من عناصر كيميائية وحتى النار فإنها تندلع من جراء تضافر ثلاث عوامل هي :

1-  مادة قابلة للاشتعال .

2-  أكسجين الهواء الجوى بدرجة كافية لا تقل عن 16 % .

3-  درجة حرارة تساوى درجة اشتعال المادة او اكبر منها .

ونظرا لاشتراك الأكسجين في هذا التفاعل  ( الحريق ) فمن الممكن أن نسميه تفاعل الأكسدة ولذا يعرف الاشتعال انه عملية تفاعل أو أكسدة بين المادة أو أبخرتها من ناحية وبين الأكسجين وفق نسب خاصة وعموما ينتج عن عملية الأكسدة دائما حرارة وغالبا ضوء .

أنواع التأكسد :   Types of oxidation

ذكرنا من قبل أن عملية الاشتعال هي في الواقع عملية تأكسد بين المادة أو أبخرتها وبين الأكسجين وفق نسب خاصة ومن الممكن تصنيف تفاعلات الأكسدة ( الاشتعال ) على النحو التالي :

1- تأكسد بطئ  Slow oxidation   مثل صدأ الحديد .

2- تأكسد متوسط Intermediate oxidation   مثل عملية اشتعال الورق والخشب والأقمشة او ما تعرف باسم المواد الكربونية وهى دائما مواد عضوية يشترك في تركيبها الكربون .

3- تأكسد سريع  Rapid oxidation   مثل ما يحدث في الحرائق الوميضية مثل حرائق البوتاجاز وأبخرة الأثير والسوائل العضوية الملتهبة مع ملاحظة أن جميع المواد العضوية قابلة للالتهاب دائما عدا قلة محدودة منها مثل رابع كلوريد الكربون ومركبات الهالوايثان .

هذا النوع من التأكسد او الاشتعال يطلق عليه اسم الحرائق الوميضية  flash fires  لان عملية الاحتراق تستغرق ثوان معدودة كما أن العين المجردة لا يمكنها متابعة عملية الاحتراق وينجم عن هذا النوع من الحرائق دائما حرارة و ضوء .

نظرية الاشتعال     Theory of combustion

تنص نظرية الاشتعال على انه لاشتعال أي حريق ينبغي توافر العوامل الثلاث وتكوين ما يسمى "مثلث الحريق"

1-    مادة قابلة للاشتعال  Flammable Material  

2-    أكسجين الهواء الجوى بدرجة كافية   Oxygen

3-    درجة حرارة = درجة اشتعال المادة أو أعلى منها Ignition point   

 

1-    المادة القابلة للاشتعال  MATERIAL   :

توجد المادة القابلة للاشتعال على حالات ثلاثة هي الصلبة مثل الخشب والسائلة مثل البترول والغازية مثل الميثان كما توجد حالة رابعة هي حالة البلازما انوية الذرات وتوجد عند درجة عدة ملايين درجة مئوية في قلب المفاعل النووي .

وجميع المواد قابلة للاشتعال بما في ذلك الرمل ( ثاني أكسيد السليكون ) حيث أن الأرض قد انفصلت من الام الشمس والأخيرة توجد بها انفجارات هيدروجينية تبلغ درجة حرارتها عدة ملايين درجة مئوية .

2-    أكسجين الهواء الجوى :

اكتشفه شيل عام   1771 عندما سخن نترات البوتاسيوم وعرفه برستيلى عام 1774 بعد تسخين أكسيد الزئبق الأحمر وأثبت لافوا زييه أهميته للتنفس والاحتراق و تكليس الفلزات وأثبت وجوده في الهواء وأطلق عليه اسم أكسجين ومعناه مكون الأحماض ومعروف الآن أحماض لا يشترك في تركيبها الأكسجين مثل الأحماض الهالوجينية.

وجوده :

الأكسيجين  من اكثر العناصر وجودا في الطبيعة إذ يكون 21 % بالحجم او 23 % بالوزن من الهواء الجوى ويحتوى الماء على 88.1 من وزنه أكسجين والباقي هيدروجين وتحتوى القشرة الأرضية على حوالي 47.3 من الأكسجين على صورة اكاسيد  و أملاح أكسجينية والرمل والحجر الجيري والطفل مركبات يشترك الأكسجين في تركيبها مع عناصر أخرى وثلثا جسم الإنسان من الأكسجين.

 ويتضح مما تقدم أن الأكسجين يشترك في تكوين اكثر من نصف ما نعرفه من المواد.

وقد أمكن تحضيره معمليا بتسخين كلورات البوتاسيوم التي تتحلل عند درجة 600 ⁵  م لكلور يد البوتاسيوم والأكسيجين وإذا أضيف إلى الكلورات قدر وزنها من فوق أكسيد المنجنيز كعامل حفاز  يتم التحلل عند درجة 240 ⁵  م تقريبا والعامل الحفاز  يبقى كما هو دون تحلل .

الخواص الطبيعية للأكسيجين :

غاز عديم اللون والطعم والرائحة في درجات الحرارة العادية ، كثافته اقل بالنسبة إلى الهواء قليل الذوبان في الماء إذ يذيب كل 100 لتر من الماء حوالي 3 لتر منه في معدل الضغط ودرجة الحرارة وهذا القدر الذائب من الأكسجين تعيش عليه الكائنات البحرية ويحول الكثير من المواد العضوية الضارة في المياه إلى غير ضارة ويتحول الأكسجين إلى سائل ازرق باهت عند درجة  ( - 180 م⁵  ) وضغط 735 رطل / بوصة مربعة وعند درجة- 281.7 م⁵ يتحول لجسم صلب أبيض ثلجي .

للأكسجين ثلاث نظائر وأمكن التعرف عليها باستخدام مطياف الكتلة  ( أكسجين 16 ، 17 ، 18 ) ونسبة وجودهم في الطبيعة 99.7 % ، 0.04 % ، 0.2 % على الترتيب وعموما فالأكسجين لا يشتعل ولكن يساعد على الاشتعال .

الخواص الكيماوية للأكسجين :

الأكسجين غاز نشط يتحد مع غالبية العناصر إما مباشرة أو بطريقة غير مباشرة وتحترق فيه أو في الهواء كثير من العناصر مثل الصوديوم والماغنسيوم والفوسفور والكبريت والكربون ويتكون فوق أكسيد الصوديوم وأكسيد الماغنسيوم وخامس أكسيد الفوسفور وثاني أكسيد الكربون على الترتيب وفى كثير من الحالات يصاحب اتحاد الأكسيجين مع العناصر والمركبات حرارة ويسمى هذا التفاعل الاشتعال ويلزم لحدوث ذلك رفع درجة حرارة هذه المواد لكي يبدأ الاشتعال وتعرف هذه الدرجة باسم " درجة الاشتعال " وتختلف باختلاف المادة .

3- الحرارة   Heat   

وهي الضلع الثالث في مثلث الحريق ومنها نتعرف علي:

درجة الاشتعال      Ignition point

وسوف نتكلم عن درجة الاشتعال لأهميتها القصوى لقيام الحريق وتعرف بأنها درجة الحرارة التي إذا ما وصلت إليها المادة بدأت الاشتعال وتستمر مشتعلة حتى إذا ما أبعدنا مصدر النار وتختلف درجة الاشتعال باختلاف شكل المادة بمعنى ان درجة اشتعال الخشب تختلف عن درجة اشتعال نشارته كما إن درجة الاشتعال لكتلة خشب ذا مقطع معين تختلف عن درجة اشتعال كتلة ذات مقطع آخر اكبر .

والمهتمين بعلم الإطفاء يميزون درجة حرارة اشتعال ونقطة وميض لكل مادة وتختلف عن غيرها ويستفاد من ذلك في عمليات إطفاء حرائق المخازن وصهاريج البترول ومستودعات المواد الملتهبة والكيماويات والغازات القابلة للاشتعال .

نقطة الوميض :    Flash point  

هي اقل درجة حرارة يتصاعد عندها بخار المادة او الوقود ويكون مع الهواء مخلوط قابل للاشتعال ولكن لكي يشتعل يجب أن يكون مصدر الاشتعال مستمر.

مع ملاحظة أن معدل البخر يزداد بزيادة درجة الحرارة وعموما فان نقطة الوميض اقل من درجة اشتعال  أي مادة

 ملحوظة عامة:  هناك تفاعلات كيمائية تكون مصحوبة بحرارة و ضوء لا يشترك فيها الأكسجين مثل تفاعل الصوديوم والكلور و يمكن توضيح هذا التفاعل كما يلي:

شرح التفاعل : Explanation of the reaction  

تحتوى ذرة الصوديوم على إلكترون في المدار الخارجي بينما تحتوى ذرة الكلور على 7 إلكترونات بالمدار الخارجي وتميل ذرة الصوديوم لفقد الكترونها الوحيد لكي تكتسبه ذرة الكلور فتصل لحالة الثبات كلتا الذرتين وينبعث قدر من الحرارة يسمى " حرارة التفاعل " . وعليه يمكن تعريف الآتي :

عملية التأكسد Oxidation:  تصاحبها فقد إلكترونات وزيادة في التكافؤ وهذا هو المفهوم الحديث للاشتعال في ضوء النظرية الإلكترونية للتكافؤ .

عملية الاختزال Reduction: تصاحبها اكتساب إلكترونات ونقص في التكافؤ مع ملاحظة أن العمليتين تحدثان في نفس الوقت وهما متلازمتان .  بالرغم من أهمية الشرر واللهب لحدوث الحريق إلا أن هناك تفاعلات أكسدة بطيئة تتم بلا لهب وتسمى الاحتراق الذاتي .

الاحتراق الذاتي   Spontaneous combustion

تلعب الحرارة المتولدة عن الأكسدة البطيئة دورا هاما فيما يسمى الاحتراق الذاتي ومثال ذلك زيت بذرة الكتان المستخدم في أعمال الدهان فانه يجف بفعل الأكسدة لا عن طريق تبخير أي جزء من أجزائه وتتولد عندئذ حرارة تتوزع في الهواء الجوى ولكن إذا وضعت خرقة مبللة بالزيت oily rag  في صندوق خشبي محكم الإغلاق بحيث لا يتسرب الهواء لداخله فان الحرارة المتكونة عن الأكسدة البطيئة لا تتسرب لخارج الصندوق فترتفع درجة  حرارة الخرقة شيئا فشيئا حتى تصل إلى نقطة الاشتعال وتشتعل بلهب واضح وإذا تكرر العمل باستخدام صندوق معدني لا يحدث اشتعال  لان الحرارة المتولدة من الاحتراق الذاتي تتسرب من الإناء المعدني لان المعادن جيدة التوصيل للحرارة وبذلك لا تصل محتويات الصندوق لدرجة الاشتعال وتلاحظ عملية الاحتراق الذاتي بكثرة في أكوام القش ومواد أخرى كثيرة سيئة التخزين رديئة التهوية ومن الملاحظ أن عملية الاحتراق هذه تحدث دون تدخل مؤثر خارجي وتتوقف على عاملين رئيسيين هما:

1-      قابلية المواد للاتحاد بالأكسجين  (التأكسد ويطلق علي ذلك درجة الامتصاص أو درجة التشبع).

2-      كمية الحرارة المختزنة دون تسرب .

ودرجة الحرارة المتولدة من عمليات التأكسد يختلف مقدارها باختلاف كمية المادة ، فكلما زادت الكمية كانت هناك فرص لتولد كميات كثيرة من الوحدات الحرارية ، فإذا لم تتسرب هذه الوحدات إلي الخارج فسوف تختزن وتتزايد بالدرجة التي تسمح باشتعال المادة.

ورغم أن الاحتراق الذاتي يحدث من ذات المادة إلا أن المصادر والمؤثرات الحرارية الخارجية قد تساعد علي سرعة حدوثه بطريق غير مباشر. إذ أن ارتفاع درجة حرارة الجو المحيط يساعد في عمليات التأكسد كما أنه يمنع تسرب الحرارة إلي خارج المادة مما قد يعجل في حدوث الاحتراق الذاتي.

أنواع المواد المتوقع احتراقها ذاتيا:

يمكن تقسيم هذه المواد إلي أربعة مجموعات وهي:

‌أ-       المجموعة الأولي:

وهي مواد غير قابلة للحريق يتوقع فيها ارتفاع درجة حرارتها عند اتصالها بالماء بالدرجة التي تشتعل عندها المواد القابلة للحريق المجاورة.

ومن هذه الأمثلة ما يحدث للجير الحي أو كربونات الكالسيوم المستعمل في إنتاج غاز الاستيلين عند اتصالها بالماء فإنه يتولد منها حرارة قد تكفي لاشتعال الخشب أو الأقطان وغيرها من المواد القابلة للاحتراق الموجودة بالمكان. وقد تكفي الرطوبة العالية المشبع بها الهواء لإحداث هذا التفاعل وقد دلت التجارب علي أن الرطل من الجير الحي يصدر عنه عند اتصاله بالماء 495 وحدة حرارية (كالورى Calorie).

-وتعرف الوحدة الحرارية (كالورى Calorie) بأنها كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 1سم³ من الماء درجة واحة مئوية.  

‌ب-     المجموعة الثانية:

وهي مواد تشتعل تلقائيا في درجة حرارة أقل من درجة حرارة الجو المحيط العادية عند تعرضها للهواء.

وأمثلة ذلك: مادة الصوديوم ، البوتاسيوم ، الكالسيوم ، الفسفور الأصفر وأن هذه المواد تحترق ذاتيا بمجرد تعرضها للهواء ولذلك تحفظ تحت أسطح السوائل. (الفسفور يحفظ تحت سطح الماء والصوديوم يحفظ تحت سطح زيت البرافين)

‌ج-      المجموعة الثالثة:

وهي مواد قابلة للاحتراق ومن خواصها قابليتها للاتحاد بأكسجين الهواء (تتأكسد) في درجات الحرارة العادية.

ومن أمثلة ذلك: أعشاب النباتات والزيوت النباتية والحيوانية والدهون والمساحيق المطحونة لبعض المواد كالفحم النباتي.

‌د-       المجموعة الرابعة:

وهي المواد العضوية المعرضة لتوالد البكتريا.

ومن أمثلة ذلك: الجوت والقش والحطب والقطن وغيرها من الألياف النباتية والحشائش الجافة. ويحتمل توالد البكتريا بهذه المواد وعندما تتعرض أجسام البكتريا لأكسجين الهواء تتم عملية تأكسد ترتفع نتيجة ذلك درجة حرارة المواد ويتوقع احتراقها.

الاحتراق الذاتي بالمواد الملوثة بالزيوت:

فضلات الأقطان وما شابه ذلك من فضلات الألياف الأخرى عند تلوثها بزيوت قابلة للتأكسد يتوقع حدوث احتراق ذاتي بها ، إذ أنه يحدث تسخين تلقائي نتيجة لتأكسد الزيوت ويحتمل تزايد الحرارة نتيجة لاختزانها وعدم تسربها إلي الخارج بالدرجة التي تشتعل عندها المواد الملوثة إذ قد تصل درجة الحرارة هذه إلي 200 درجة مئوية وهي الدرجة التي يبدأ فيها عادة اشتعال المواد سهلة الاحتراق.

ويمكن تفسير المراحل التي تسبق حدوث الاحتراق الذاتي بالفضلات الملوثة كالآتي:

1-      يمتص الأكسجين الموجود في الهواء داخل مسام فضلات الأقطان أو الألياف الأخرى الملوثة بالزيوت.

2-      أثناء امتصاص الأكسجين تبدأ عملية تأكسد الزيت.

3-      يصاحب عملية التأكسد ارتفاع في درجة الحرارة ويستمر هذا الارتفاع طالما أن الحرارة لا تتسرب إلي الخارج.

4-      يكفي مرور تيار هوائي لكي يحدث الاشتعال.

 

مصادر الطاقة الحرارية  Sources of thermal energy

1-    الطاقة الكيماوية :

وهى الطاقة الناجمة عن التفاعلات الكيماوية والتغيرات الطارئة على المادة أما تغيرات طبيعية أو كيمائية وكليهما مصاحب بحدوث تغير في الطاقة وغالبا ما تكون في صورة طاقة حرارية وتحكم هذه الطاقة مجموعة من القوانين والتعاريف وهى :

-   قانون بقاء الطاقة :

الطاقة لا تفنى ولا تخلق من عدم ولكنها تتحول من صورة إلى أخرى بمعنى انه إذا اختفت كمية معينة من إحدى صور الطاقة فستنتج كمية مساوية لها تماما من الطاقة في صورة أخرى :

التفاعلات الطاردة للحرارة  Exothermic  والماصة للحرارة    Endothermic    

هناك تفاعلات كيماوية ينتج عنها انبعاث قدر من الحرارة وهناك تفاعلات أخرى يصاحبها امتصاص في  الحرارة والأولى هي التفاعلات الطاردة للحرارة والثانية هي الماصة للحرارة .

- التغيرات الحرارية التي تصاحب التغيرات الفيزيائية :

ا-  حرارة الذوبان : Heat of solution

هي كمية الحرارة المنطلقة أو المنبعثة من جراء ذوبان مادة ذوبانا طبيعيا في الماء ( جزئ جرامى واحد في الماء أو كمية من المذيب ) تكفى للحصول على محلول مشبع .

ب-  حرارة التخفيف : Heat of dilution

هي كمية الحرارة المنطلقة أو الممتصة عند  تخفيف محلول مشبع تقريبا يحتوى على الجزيء الجرامى للمذاب .

- التغيرات الحرارية المصاحبة للتفاعلات الكيماوية:

ا- حرارة التعادل Heat of neutralization

هي كمية الحرارة مقدرة بالسعر المنطلقة عند تعادل محلول مخفف جدا يحتوى على المكافئ الجرامى لحمض مع محلول مخفف جدا يحتوى على المكافئ الجرامى للقلوي .

ب- حرارة الاحتراق Heat of formation

  كمية الحرارة المنطلقة أو الممتصة عندما يتكون جزئ جرامى واحد من المادة أو المركب من عناصر أولية وهى ثابتة مهما اختلفت طرق تحضير المركب .

-قانون هس لمجموعة الحرارة الثابتة : Hess's Law   

تتوقف حرارة التفاعل على طبيعة المواد المتفاعلة والمواد الناتجة وليس على الخطوات التي تم فيها التفاعل .

2- الطاقة الكهربائية :  Electrical energy  

الطاقة الكهربائية مصدر سهل النقل والتحويل والتوزيع وتتميز الأجهزة الكهربائية بعدم شغلها حيز كبير ولا تحتاج صيانة صعبة واقل خطورة من اى مصدر طاقة أخر وهناك نوعان من الكهرباء:

1-      الكهرباء التيارية المتولدة من المولدات الكهربية أو البطاريات على شكل تيار أما متردد أو مستمر .

2-      الكهرباء الاستاتيكية وتزداد نتيجة احتكاك بعض المواد وهى ذات شحنات سالبة وموجبة .

والبرق نوع من أنواع الكهربية الاستاتيكية حدث نتيجة انجذاب السحب الموجبة والسالبة الشحنة ولذا يعرف بأنه القوس الكهربي الإلهي والصواعق هي النتيجة الطبيعية لهذا النوع شأنها في ذلك شأن انجذاب الموصلات التي تحمل شحنات موجبة وسالبة .

3- الطاقة الميكانيكية : Mechanical energy  

    وتولد نتيجة احتكاك الأجزاء الصلبة مثل تروس الآلات أو نتيجة ضغط الغازات كما في عملية تشغيل الموتورات الجاز وضغط الهواء داخل السلندر يحدث ارتفاعا في درجة الحرارة وبوصول السولار على هيئة أبخرة تبدأ عملية الاشتعال .

4- الطاقة النووية Nuclear energy  

هي الطاقة الناجمة من اقتناص نواة ذرة ثقيلة لجسيم وينجم عن ذلك انقسام النواة لنوى عناصر أخرى وهذه العملية تتبع قانون بقاء الطاقة لاينشتين ونصه "الطاقة والكتلة صورتان مختلفتان لشيء واحد هو المادة " ومن الممكن تحويل كل منهما للأخرى أي أن الطاقة = الكتلة × مربع سرعة الضوء .

5- الطاقة الهيدروجينية : Hydrogen energy  

وهى الطاقة الناتجة من إنتاج الديوتيريم للهليوم عن طريق الاندماج حيث تتكون القنبلة الهيدروجينية من وعاء متين بداخله قنبلة ذرية تقوم مقام الزناد لبدء التفاعل النووي الحراري ووعاء أخر مملوء بالديوتيريوم وهو نظير ذرة الهيدروجين .

6- الطاقة الشمسية :  Solar energy  

من ارخص أنواع الطاقة وما يصل منها لسطح الأرض اقل مما يتصوره المرء .وهناك انواع أخرى من الطاقة مثل الطاقة الجيوحرارية وطاقة الريح والطاقة الناتجة عن حركة المد والجزر والطاقة الناتجة عن سقوط المياه من الشلالات ( الفحم الأبيض ) .

طرق انتقال الحرارة  Methods of heat transfer   

1-      تنتقل الحرارة من جسم لاخر عن طريق التوصيل conduction ولا يحدث فقد في الطاقة وكمية الحرارة المكتسبة = كمية الحرارة المفقودة وكليهما = كتلة الجسم × حرارته النوعية × درجات الحرارة .

2-      تيارات الحمل Convection currents  وتحدث في الموائع ( السوائل والغازات ) عند تسخينها فعند تسخين كأس به كمية من الماء فان كمية الماء الموجودة بالقرب من اللهب ترتفع درجة حرارتها وبالتالي يزداد حجمها فتقل كثافتها وتصعد لأعلى وتحل محلها الطبقة العلوية الباردة وانتقال الحرارة يتم في خطوط مستقيمة .

3-      الإشعاع : Radiation  هو انتقال الحرارة في الهواء أو الفراغ ومن المعروف أن كل جسم يشع حرارة في جميع الاتجاهات وفى خطوط مستقيمة ولهذا تصنع خوذ رجال المطافئ من نحاس لامع بحيث تعكس الحرارة الناتجة عن الحرائق وكذا ملابس سكان المناطق الحارة فضفاضة بيضاء لامكان عكس الحرارة .

أنواع المواد القابلة للاشتعال Types of combustible material    

سبق أن ذكرنا أن نظرية الاشتعال تقوم على ثلاث ركائز :

• مادة قابلة للاشتعال  inflammable material

• أكسجين الهواء الجوى بنسبة لاتقل عن 16 % .
• درجة حرارة اشتعال المادة أو اكبر منها .

ولقيام الحريق ينبغي توافر العوامل الثلاث السابقة ولكن من أهم هذه العوامل مجتمعة وجود مادة قابلة للاشتعال وعلمنا أيضا أن هناك بعض المواد تحترق ذاتيا مثل القش والقطن وخلافه وتتنوع المواد القابلة للاشتعال من حيث الحالة التي توجد عليها كما يلى:

1-      مادة صلبة حيث تترابط الجزئيات بقوى جذب كبيرة مثل الخشب .

2-      مواد سائلة حيث تترابط الجزئيات بقوى جذب كبيرة نسبيا ولكنها اقل من السابقة مثل الأثير وثاني كبريتيد الكربون .

3-      مواد غازية حيث تترابط جزئيات الغاز بقوى جذب صغيرة واقل من الحالتين مثل غاز البوتاجاز .

4-      حالة البوزما وهى الحالة التي تتجرد فيها الذرة من الإلكترونات وهذه الحالة موجودة في التفاعلات النووية .

ملحوظة هامة:

                  يقال للمادة أنها قابلة للاشتعال إذا اشتعلت عندما ترتفع درجة حرارتها ما بين 1 : 750 درجة مئوية أما إذا احتاجت المادة إلى اكثر من 750 درجة مئوية لكي تشتعل فيقال عن  المادة أنها غير قابلة للاشتعال.

أنواع المواد القابلة للاشتعال :

1-      مواد كربونية (مواد عادية ) مثل الخشب ،الورق ، القماش ، ويتم إطفاء هذه المواد باستخدام خاصية التبريد ومن الواضح أن رخص أثمان هذه المواد يشجع على استخدام المياه كوسيلة تبريد باعتبارها ارخص الوسائل المعروفة واستخدام كمية المياه المناسبة ستطفئ المادة المشتعلة بدون تلف ويمكن استخدام الماء المرزز ( ماء على شكل رزاز ) من قواذف خاصة .

2-      المواد الملتهبة ( الكربونية ) وتشمل المواد البترولية والكحوليات والدهنيات بنوعيها النباتي والحيواني والدهون النباتية مثل زيت السمسم وزيت بذرة القطن والكتان أما الدهون الحيوانية مثل شحوم الضأن والبقر والجاموس والخنازير وخلافه 

   أنواع الحرائق Classification of Fire

    

تصنف الحرائق آلي أربعة أنواع أساسية:

النوع (أ)   : Class(A)

يختص النوع (أ) بحرائق المواد الصلبة العادية الخشب – الورق – البلاستيك ..الخ

النوع (ب)  : Class (B)

يختص بحرائق السوائل والغازات القابلة للاشتعال

عادة ما توجد هذه السوائل في غرفة الماكينات متمثلة في الوقود والزيوت وكما توجد أيضا بمخزن البويات و أحواض الطفلة.

النوع (ج)            : Class(C)

يختص بحرائق الكهرباء والحرائق التي تحدث في الأجهزة الكهربية. وكما نعلم فإن الكهرباء موجودة بكل جزء على الجهاز سواء من شبكة الإنارة والأجهزة الكهربية وكذا المواتير والمولدات سواء بأماكن الإعاشة أو أماكن العمل.

والكهرباء نوعان :

1-  كهرباء تياريه ( ديناميكية ) Dynamic Electricity  

تتولد الكهرباء من مولدات خاصة تدار بالات الاحتراق الداخلي أو آلات بخارية أو توربينات تعمل بالبخار أو الغاز او مساقط المياه ( الفحم الأبيض ) كما يمكن الحصول على الكهرباء التيارية المستمرة من بطاريات جافة أو سائلة ويتم نقل الكهرباء لاماكن استخدامها بواسطة أسلاك او كوابل .

الكهرباء التيارية نوعان :

-            ثابتة DC مثل تلك التي نحصل عليها من المولدات الكهربائية والبطاريات .

-            متغيرة AC مثل تلك التي تحصل عليها المنازل لادارة الأجهزة المختلفة وكذلك في المصانع والورش المختلفة لادارة الآلات والمحركات .

2-  كهرباء ساكنة (استاتيكية)    Static Electricity:

تتولد نتيجة احتكاك بعض المواد وتتولد على شحنات مختلفة الإشارة تتراكم على أسطح هذه المواد وتتولد حتى إذا زاد قدرها ولامست موصلا كهربائيا فإنها تفرغ شحنتها وإذا كان هناك فاصل بين جسمين يحملان شحنتين كهربيتين ساكنتين حدثت شرارة كهربية تتناسب شدتها مع :

ا- كمية الشحنة quantity of charge  

ب- المسافة بين الموصلين Distance

النوع (د ) : Class (D) Fires

 يختص بالمعادن القابلة للاشتعال مثل الماغنسيوم والصوديوم

ويمكن إضافة أنواع أخري عند تحديد نوع مادة الإطفاء وهي الحرائق التي تنتج من وجود نوعين معا في مكان واحد مثل:

1-      حريق من نوع أ،ب   : Combined Class A & B

تحدث هذه الحرائق عند تواجد مادة صلبة مع سائل قابل للاشتعال مثل حدوث حريق في حاوية بلاستيكية تحتوى على سائل قابل للاشتعال مثل الزيوت والبويات.

2-     حريق من نوع أ،ج    Combined Class A & C :

تحدث في الأجهزة الكهربائية او الأسلاك حيث مواد العزل او مادة الصنع الجهاز تعتبر نوع (أ) مع وجود الكهرباء، وفى هذه الحالة يجب استخدام وسيلة غير موصلة للكهرباء

3-      حريق من نوع ب،ج     : Combined Class B&& C

تحدث هذه الحرائق مثلا عند مرور أسلاك في صهاريج  زيوت أو داخل مخزن بويات.

مما سبق نستنتج انه عند حدوث الحريق يجب اختيار المادة التي ستستخدم في الإطفاء طبقا لنوع الحريق حتى لا تحدث أضرار من استخدام الوسيلة الخاطئة. ومن ثم يجب تعليم كل فرد على الجهاز  بأنواع الحرائق المختلفة وكذا وسيلة الإطفاء المناسبة لكل منها.

 

نظرية الإطفاء Theory of extinguishing 

سبق أن ذكرنا أن نظرية الاشتعال تقوم على ثلاث ركائز :

• مادة قابلة للاشتعال  Flammable material

• أكسجين الهواء الجوى بنسبة لاتقل عن 16 % .

• درجة حرارة اشتعال المادة أو اكبر منها .

ولكي يشب الحريق ويستمر يجب أن ترتبط هذه الحلقات الثلاث لكي تكون السلسلة القاتلة المسماة الحريق والتي تحيط برقاب البشر لكي تهدد أرواحهم وتحطم ممتلكاتهم وتعرض المجاورات للدمار وهو ما يعرف باسم الخطر المادي والشخصي والتعرض .

ولكي يتم إطفاء أي حريق يجب أن نكسر هذه السلسلة ويتم ذلك بإحدى الطرق الآتية :

1- عزل المادة أو تفتيتها Segregation   أو تجويع الحريق   Starvation    بمنع وصول المادة الملتهبة إلى الحريق .

1-      إفقار  (منع ) smoldering  أو تقليل Smothering نسبة الأكسجين في الوسط المحترق  

2-      أما العامل الثالث وهو الحرارة وهو العامل الحيوي فيتم كسره باستخدام عامل التبريد  cooling  ويجب ان تنخفض درجة حرارة الوسط المحترق لدرجة الاشتعال بل أن بعض المواد مثل البترول ومشتقاته فيجب استمرار عملية التبريد حتى بعد إخماد النيران لضمان عدم عودة الحريق مرة ثانية .

أنواع المواد المخمدة للحريق :

تتكون المواد المستخدمة لإطفاء الحريق من عدة وسائط من أهمها :

1-      الماء Water .

2-      الرغاوى Foam .

3-      المساحيق الكيماوية الجافة Dry Powder .

4-      الغازات المخمدة وأهمها غاز ثاني أكسيد الكربون CO₂ .

يراعى عند استخدام وسيلة الإطفاء وضع النقط الثلاث الآتية في الاعتبار :

1-      أن تتبخر المادة المطفئة (إذا كانت سائلة مثل الماء) في درجات الحرارة العادية .

2-      أن تكون كثافتها اقل من كثافة الماء والتي تساوى الواحد الصحيح عند درجة 4 ⁵ م .

3-      قابلية هذه المواد للالتهاب السريع ولذا يعتبر الخنق هو افضل طرق الإطفاء ويتم الخنق باستخدام جميع أنواع الطفايات عدا النوع المائي – الطفايات الرغوية و ثاني أكسيد  الكربون والمسحوق الجاف علما بان بعض المساحيق الجافة تتعجن وتختلط بالسوائل ولذا يجب استخدام النوع المناسب .

الماء كوسيلة إطفاء

لا زال الماء الوسيلة الأكثر فاعلية والأقل تكاليف ومن السهل الحصول عليه لمواجهة الحرائق بصفة عامة ، وقد تطورت استخداماته في الوقت الراهن واصبح يستخدم في غالبية الحرائق.

ويترتب عند استخدام المياه بأكثر من اللازم لمواجهة الحرائق تخلف كميات كبيرة منها تؤثر بالضرر على البضائع وغيرها من الممتلكات ومكونات المباني وقد تكون قيمة ما تتلفه المياه يفوق قيمة خسائر النيران ،  لذلك ينبغي أن تتناسب كميات المياه مع حجم الحريق .

وهناك صورا مختلفة عند استخدام الماء لإطفاء الحريق ، وهذه الصور تشكلها فوهات القواذف، فقد يكون اندفاع الماء على هيئة تيار متماسك من المياهJet      أو على هيئة رشاش لقطرات مياه Fog   يختلف حجمها إلى أن تصل إلى قطرات دقيقة بهدف الحصول على أعلى قدر من الاستفادة من المياه.

 ولتفادى الأضرار التي تسببها المياه المختلفة تستخدم لتبريد المادة المشتعلة حيث تعمل المياه على امتصاص الحرارة من المادة لتخفيض درجة حرارتها إلى اقل من درجة حرارة الاشتعال وبالتالي تعمل على إخماد الحريق بينما تتحول المياه إلى بخار فيزداد حجمها حوالي 1700 مرة عن حجمها في الصورة السائلة مكونة ما يشبه السحابة الضخمة فوق الحريق وبالتالي تعمل على منع وصول الهواء الجوى إلى الحريق. أي أن للمياه تأثيران هما التبريد ومنع الأكسجين عن الحريق. مع الوضع في الاعتبار أن تأثير كل من المياه العذبة ومياه البحر متساوي على الحرائق خاصة نوع (أ).

ومصادر مياه مكافحة الحرائق متعددة أهمها ما يلى :

-                        شبكة أنابيب مياه ذات الأقطار المناسبة والتي تسمح بتركيب حنفيات حريق عليها بالمواقع التي تحددها إجراءات السلامة المعتمدة.

-                        المصادر الطبيعية كالبحار والأنهار والترع والقنوات والبحيرات وتتطلب هذه المصادر استخدام طلمبات الإطفاء لسحب المياه من هذه المصادر وضخها داخل خراطيم الإطفاء أو بأنابيب شبكة مياه الإطفاء.

-                        خزانات للمياه مختلفة السعات محمولة على سيارات أو مقطورات.

وللمياه عدة تأثيرات على الحريق أهمها :

1- التأثير بالتبريد :

يكون التأثير بالتبريد على المواد المشتعلة فيها النار إلى درجة حرارة اقل من الدرجة التي تعطى عندها هذه المواد أبخرة أو غازات تساعد في استمرار الاشتعال.

والكميات المطلوبة لعمليات الإطفاء تعتمد على كمية الحرارة المطلوبة امتصاصها كما وان الوقت اللازم لاتمام عمليات الإطفاء يعتمد على كمية المياه القادرة على امتصاص أكبر قدر من حرارة الحريق ، وهذا يتوقف أيضا على أسلوب إلقاء المياه على سطح الحريق ، لذلك يفضل في كثير من الأحوال توجيه المياه على شكل رشاش تتراوح حجم قطراته بين 0.3 إلى 1 ملليمتر وكلما تناقص حجم القطرات فإنها تعطى نتائج للتبريد افضل ، مع مراعاة إن تكون للقطرات القدرة على الوصول لمكان الحريق والتغلب على تأثيرات تيارات الريح وقوة الجاذبية الأرضية.

2- التأثير بالخنق:

عند اتصال قطرات المياه بحرارة ولهب الحريق فإنها تتحول إلي بخار يغطى سطح الحريق ويتناقص نتيجة لذلك الأكسجين مما يؤثر في إطفاء الحريق. 

3- التأثير بالاستحلاب :

الاستحلاب هو ربط جزئيات السوائل الغير قابلة للذوبان بجزئيات الماء تحت تأثير حركة الدفع الميكانيكي ، وهذا المزج يكون مستحلبا غير قابل للاشتعال ويمكن بهذه الوسيلة دفع قطرات المياه الدقيقة على أسطح الزيت مكونة مستحلب يكفى لوقف الاشتعال ومنع تصاعد الأبخرة بالإضافة إلى تأثير المياه في تبريد الحريق.

4- التأثير بتخفيف التركيز :

بالنسبة للسوائل القابلة للالتهاب والتي لها قابلية المزج مع الماء ، فانه يمكن إطفاء حرائقها بتخفيف تركيزها بإلقاء رشاشات المياه برفق على الحريق ، ومثال ذلك حرائق الكحوليات.

نظام استخدام رذاذ المياه لإطفاء الحرائق البترولية

تعتبر حرائق البترول ذات طابع خاص فالبترول سائل سريع الاشتعال وكثافته اقل من كثافة الماء ويطفو عليه مشتعلا وقد يتعذر الحصول على طفايات ثانى اكسيد الكربون او المسحوق الجاف او ابخرة السوائل المخمدة لذا يستخدم رذاذ الماء وفوائده متعددة وهى :

1- التبريد ذرات المياه تمتص الحرارة عند ملامستها لذرات البترول المشتعلة فتنخفض درجة حرارة السوائل وبالتالي يتناقص معدل تصاعد الأبخرة وبالإضافة لذلك فان ذرات الماء بامتصاصها الحرارة تتحول لبخار يعلو سطح الزيت ويساعد على تكوين طبقة خاملة تفصل بين ابخرة السوائل المشتعلة عند سطح الزيت .

2- تخفيض نسبة أكسجين الهواء اللازم للاحتراق : انتشار ذرات الماء فوق اسطح السوائل الملتهبة يكون طبقة سميكة من بخار الماء تعمل على إقلال نسبة الأكسجين اللازم لاستمرار الحريق فتساعد على إطفائه .

3- تخفيف السائل المستعمل بخلطه بالماء : بعض السوائل الملتهبة مثل الكحول والأثير تختلط باى نسبة الماء وبالتالي يتخفف تركيزها ويسهل إطفاؤها وبالرغم من ان البترول ليست له هذه الخاصية إلا إن قذف ذرات الماء تحت ضغط قوى على سطح السائل البترولى يؤدى لتكوين مستحلب يسهل اطفاؤه .

مكونات نظام رذاذ الماء لإطفاء الحرائق البترولية :

1-        شبكة مواسير أعلى وحول عبوات السوائل البترولية وخزاناتها .

2-        رشاشات على مسافات مناسبة لقذف المياه على هيئة ذرات ذات ضغط قوى .

3-        ضاغط هوائي .

Jet/Spray Nozzle

البشبورى Nozzle :

-            هناك عدة أنواع منها:

ا- قاذف المياه / رذاذ  Jet / Spray(Fog)

jet

هذا النوع هو الأكثر شيوعا على الأجهزة حيث يمكن الحصول

 منه على المياه أما على شكل قاذف Jet  او على شكل رذاذ

Spray

 Spray(Fog) حيث انه يحتوى على يد تحكم بها ثلاثة أوضاع،

 وضع غلق Off ، والثاني وضع للحصول على المياه على شكل قاذف

d

 Jet والثالث للحصول على المياه على شكل رذاذ .Spray(Fog)

يجب إجراء الصيانة اللازمة  بصفة دورية لهذا النوع حيث انه قد يعلوه

 الصدا و نجد صعوبة في تحريك يد التشغيل.

ب- يوجد بهذا النوع الثاني  أربعة أوضاع غلق Off وقاذف للمياه

Jet،، ورذاذ  Spray(Fog)  بالإضافة إلى الوضع الرابع وفيه تخرج

المياه على شكل رذاذ وبها قاذف في نفس الوقت، وهذا النوع قليل

الوجود على الأجهزة.

عيوب الإطفاء بالمياه هي:

1- قدرة المياه على توصيل التيار الكهربائي :

الماء في حالته الطبيعية يحوى شوائب تجعله موصلا للكهرباء ، لذلك يتعرض رجال الإطفاء لمخاطر الصدمات الكهربائية عند إلقاء مياه على حرائق تحوى موصلات حية خاصة اذا كانت هذه الموصلات ذات ضغط عالى . وذلك يتوقف على عدة عوامل هي :

-          جهد وكمية التيار بالموصل .

-          شكل تيار المياه وتكسره نتيجة خروجه من فوهة القاذف ويؤثر هذا التكسير على قدرة توصيل الكهرباء فى تيار المياه بسبب عدم تماسك قطرات المياه ببعضها ، لذلك تستخدم فوهات القواذف التى يخرج منها المياه مشتت على هيئة ذرات مما يقلل من أخطار التوصيل الكهربائي.

-          درجة مقاومة المياه وقدرتها فى مقاومة التوصيل الكهربائي.

-          طول ومساحة المقطع المستعرض لتيار المياه.

-          حالة وموقف الشخص القائم بعمليات إلقاء المياه ، وعما إذا جسمه مبلل بالمياه او واقفا على ارض رطبة من عدمه.

الرغاوى كوسيلة إطفاء

الرغاوى عبارة عن فقاقيع غازية تتكون بطرق مختلفة من سوائل مائية لعوامل مولدة للرغوة ولها أربعة خصائص أساسية.

1-     التأثير العازل :

تأثيرها بعزل أسطح السوائل المشتعلة فيها النار عن نطاق اللهب والحرارة الخارجية لكونها ذات مقاومة عالية النيران.

2-     التأثير بالحجب:

تأثيرها يمنع أبخرة السوائل من التصاعد واستمرار الاشتعال بالاضافة الى حجب اكسجين الهواء اللازم لاستمرار الاشتعال.

3-     التأثير بالتبريد :

تأثيرها بخفض درجة حرارة منطقة الاشتعال مما يقلل من معدل الاحتراق نتيجة احتواء الرغوة للمياه.

4-     التأثير بالاستحلاب:

تؤثر عمليات إلقاء الطبقات الأولى من الرغاوى على أسطح السوائل المشتعلة بحدوث تقليب ومزج ميكانيكي مع مكونات الرغوة ( استحلاب) مما يقلل من حدة الاشتعال.

وتتعرض الرغاوى عند إلقائها على النيران الى تهدمها نتيجة لتبخر المياه التي تحويها، لذلك ينبغي أن يكون إلقائها بكميات وفيرة حتى تعوض ما تفقده من خواص بما يضمن تكوين طبقة كافية ومستقرة أعلى أسطح السوائل المشتعلة. كما وان أبخرة بعض السوائل تعجل فى تحطيم الرغوة ، كذلك قد يكون فى استخدام وسائل أخرى للإطفاء تأثير فى تهدم الرغوة و الخواص الأساسية للرغاوى أن تقاوم الحرارة وأبخرة السوائل القابلة للالتهاب، وأيضا أن يكون لها مقاومة فقد للمياه التي تتكون منها. وهناك أيضا خاصتين تحدد جودة الرغوة وهما : نسبة تمددها ومقاومتها للتكسر ونسبة التمدد هو حجم الرغاوى المنتج من وحدة حجم من خليط المياه مع السائل المركز للرغوة وهذه النسبة هى 1 : 8 للرغاوى العادية و 1 : 1000 للرغاوى عالية الانتشار.

والمعايير لتحديد كفاءة الرغوة في إطفاء الحرائق تقدر بأقل كمية منها تكفى لإطفاء الحريق ، وعامة يمكن تحديد هذه الكمية بجالون واحد من الرغوة لكل قدم  ² من سطح السائل في كل دقيقة غير انه في بعض الآلات تكون هذه  النسبة اقل من ذلك.

وتتولد الرغاوى الميكانيكية نتيجة لتقليب محاليل الرغاوى المركزة عند تخفيضها بالماء في مصدر للهواء ولذلك يطلق عليها أحيانا الرغاوى الهوائية للتمييز بينها وبين الرغاوى الكيماوية التي يعتمد في إنتاجها على تفاعل كيماوي بين محلولين.

أنواع الرغوة

1- الرغوة الكيمائية :  Chemical Foam

يتم إنتاجها من اتحاد محلول مادة قلوية مع مادة حمضية وعادة ما تكون المواد المستخدمة هى بيكربونات الصوديوم مع سلفات الالمنيوم ويحتفظ بكل منها فى حاوية مستقلة لحين الاستخدام اما على صورة ملح وذلك مثلما يحدث فى محطات الاطفاء الثابتة، او على شكل محلول كما يحدث فى مضخات الحريق المتنقلة حيث يحتفظ بحلول كل ملح فى حاوية خاصة وعند الاستخدام يتم المزج بينهما لانتاج الرغوة.

2- الرغوة الميكانيكية :Mechanical Foam

يتم إنتاج الرغوة الميكانيكية كخليط من محلول مركز للرغوي مع الماء وفى وجود الهواء او ثاني أكسيد الكربون لانتاج الرغوة. وهناك عدة أنواع من المواد المستخدمة اشهرها المواد البروتينية.

ملاحظات:

1-    تعتمد كفاءة الرغوة المنتجة على النسب التى يتم بها خلط المزيج او المواد المركزة قبل الخلط، اى انها تعتمد على كفاءة القائم بعملية الخلط.

2-  يجب التأكد من وجود كمية الرغوة (كافية لإطفاء الحريق) قبل استخدامها. وفى حالة عدم توافر الكمية المناسبة للإطفاء لا يفضل استخدامها حيث إطفاء نصف الحريق فقط لن يكون مؤثرا، لأن الحريق سوف يستمر حول الرغوة ثم ينتقل ألي المكان الذي تم إطفائه مسبقا، لذا يجب في هذه الحالة استخدام مادة أخرى مناسبة.

3-  إنتاج الرغوة لا يستهلك مياه كثيرة، كما يمكن استخدام مياه البحر في إنتاجه ووزنه خفيف مما لا يؤثر على اتزان الأجهزة البحرية عند استخدامه.

أنواع  الرغوة الميكانيكية

الرغاوى البروتينية:

تتكون السوائل المركزة لانتاج الرغاوى البروتينية من البروتين الطبيعي المنتج من حوافر وقرون أو دم الحيوانات وهو يتميز بالجزئيات الثقيلة المرنة والمترابطة مضاف إليها أملاح معدنية قابلة للذوبان في الماء للمساهمة في القدرة على تحمل الحرارة.

والمحاليل المركزة لها قدرة على إنتاج الرغاوى مع الماء بنسبة تتراوح بين 3% الى 6 % بالحجم سواء استخدام الماء العذب أو مياه البحر وبصفة عامة تتميز الرغاوى البروتينية بالكثافة والانسيابية والقدرة العلية على الاستقرار والمقاومة للحرارة اكثر من اى نوع آخر من الرغاوى.

الرغاوى الفلور بروتينية :

تتكون السوائل المركزة لهذه الرغاوى من قاعدة بروتينية يضاف اليها عناصر فلورونية نشطة تزيد من تماسك الرغاوى أعلى سطح السوائل المشتعلة والمحاليل المركزة لها قدرة على انتاج الرغاوى بنسبة تتراوح بين 3% الى 6% بالحجم عند استخدام الماء العذب او ماء البحر.

الماء الخفيف :

وهذا النوع من الرغاوى يتكون من هيدروكربون فلورينى مذابا فى الماء و له درجة لزوجة اقل من أنواع الرغاوى الأخرى مما يجعلها تنساب سريعا على الأسطح مكونة غطاء محكم في حجب الهواء ومنع تصاعد الأبخرة.

ويستخدم هذا النوع من الرغاوى أيضا لتغطية أسطح السوائل القابلة للالتهاب لحمايتها من الاشتعال عند تعرضها لمصادر حرارية.   كما وانه لانخفاض درجة لزوجتها فانه يمكن استخدامها لإطفاء حرائق المواد الصلبة المسامية لامكانية تشرب هذه المواد بمحلول المياه والرغوة.

الرغاوى المقاومة للكحوليات :

تتعرض الرغاوى بمختلف أنواعها للتهدم عند تعرضها للمذيبات القطبية مثل الكحوليات والكيتونات (مثل الأسيتون)، مما يتطلب إلقاء كميات كبيرة منها على أسطح هذه السوائل فى حالة حدوث حرائق بها تقدر بحوالي خمسة أضعاف الكمية المطلوبة لأسطح السوائل البترولية. وقد أنتجت أنواع من الرغاوى المقاومة للكحول يطلق علي بعضها الرغاوى المتعددة الأغراض ويحوى هذا النوع من الرغاوى عناصر إضافية خاصة قادرة على تشكيل حاجز في جدران الفقاعات للتأخير في تحطيم الرغاوى.

وعند استخدامها تلقى برفق على أسطح السوائل ولا سيما عندما تكون طبقة السوائل عميقة.

الرغاوى عالية الانتشار:

تتكون الرغوة العالية الانتشار من فقاعات كبيرة الحجم اذا ما قورنت بفقاعات الرغوة العادية ويوجد بداخل الفقاعات هواء او غاز خامل. كما يتكون جدارها من غلاف رقيق من محلول مائى له خاصية الثبات بقصد تكوين الرغوة ( يتكون المحلول أساسا من الماء المذاب فيه أملاح كبريتات النشادر).

ويتلخص تأثير الرغوة في اخماد الحريق فى انه عندما تصل فقاعات الرغوة الى منطقة الحريق فان الهواء أو الغاز الخامل داخل الفقاعات يتمدد نتيجة لتزايد الحرارة ، ويزداد تبعا لذلك حجم الهواء بما يوازى 30 % من حجمه الأصلي . وفى ذات الوقت يتعرض الغلاف المائى المحيط بالفقاعات للحرارة ، وعندما يصل الارتفاع في درجة

الحرارة إلى 100 ⁵ م وهى درجة غليان الماء فان هذا الغلاف يتحول إلى بخار ويزداد بما يعادل 1700 مرة.

وبذلك تتحول نسبة الهواء الى الماء التي تتكون منها فقاعات الرغاوى والتى سبق تقديرها بما يوازى 1000 جزء من الهواء إلى جزء واحد ماء الى نسبة أخرى لصالح بخار الماء فتقدر هذه النسبة بعد تعرض فقاعة الرغوة لحرارة الحريق ما يعادل 1300 جزء من الهواء الى 1700 جزء بخار ماء.

وبذلك يمكن تقليل نسبة الأكسجين فى الهواء المحيط بنيران الحريق من 21 % وهى نسبة الأكسجين المعتاد وجودها فى الهواء الى أقل من 9 % ، هذا بالإضافة إلى ما تقدمه الرغوة من عمليات تبريد للحريق نتيجة فقدان بعض حرارة الحريق خلال تحويل المحلول المائي بالرغاوى الى بخار .

لذلك كان للرغاوى العالية الانتشار تأثير فى مكافحة حرائق المواد الصلبة التى يستمر احتراقها ببطء حتى فى حالة انخفاض نسبة الأكسجين في الهواء الأمر الذي يتطلب تبريدها.

وبذلك يمكن القول : أن تأثير الرغاوى عالية الانتشار فى إطفاء الحريق يرجع إلى عاملين هما : إنقاص نسبة الأكسجين في الهواء المحيط إلى أقل من 9% وأيضا إلى تبريد المواد و إطفاؤها.

والمشاكل التي تعيب استخدام الرغوة عالية الانتشار:

1-     مشكلة تعذر الرؤية :

عند انتشار الرغاوى داخل الحيز فأنها تخفى الرؤية تماما ، ويصعب تمميز مواقع الأبواب أو درج السلام او المعوقات مما يجعل السير والوصول لمحل الحريق امرا صعبا.

2-     مشكلة استخدام الرغوة خارج المباني :

تتعرض الرغوة عند استخدامها خارج المباني في الهواء الطلق إلى عدم استقرارها على سطح الحريق في حالة وجود ريح او تيارات هوائية شديدة غير انه فى حالة هدوء الريح واستقرار الهواء يمكن القاء الرغاوى على سطح الحريق بسهولة طالما كانت هناك حواجز حول موقع الحريق لحجز الرغوة ومنع تسربها على الأرض خارج الموقع ، بما يضمن غمر الموجودات المشتعلة فيها النار داخل الرغاوى.

3-     مشكلة إزالة الرغوة عقب استخدامها :

يلاحظ عقب إطفاء الحريق بقاء الرغاوى داخل الفراغان لفترات زمنية حتى يتم تفككها وتكسرها، وقد يلجأ الى إزالة الرغوة من داخل الفراغان باستخدام مغارف أو قطع خشبية و أحيانا تستخدم مراوح لطرد الرغوة وقد أثبتت الأبحاث انه عند إلقاء الطفل الصيني على الرغوة فانه يلاحظ سرعة تفككها وتهدمها ، غير أنه يعيب ذلك تخلف رواسب لا يمكن التغاضي عنها .

وتجتهد جهات الصنع في إنتاج أجهزة توليد الرغوة تصلح لسحبها من داخل الفراغان عقب الانتهاء من إطفاء الحريق.

المساحيق الكيماوية الجافة كوسيلة إطفاء

عرفت المساحيق الجافة منذ أمد بعيد كوسيلة من وسائل إطفاء الحريق وربما يرجع ذلك إلى سهولة توافرها ورخصها وفاعليتها وقد ازداد انتشارها بعد الحرب العالمية الثانية مما دفع مراكز بحوث الإطفاء العالمية ألي إجراء بحوث عديدة لانتاج أنواع متعددة من هذه المساحيق نجحت في إطفاء حرائق السوائل القابلة للالتهاب وحرائق المعادن والمواد الصلبة السهلة الاحتراق.

أنواع المساحيق الجافة:

هناك أنواع عديدة من المساحيق الجافة المستخدمة بنجاح في إطفاء الحرائق وكثير من هذه المساحيق معروف ومتيسر في أماكن كثيرة كالرمال والتراب وملح الطعام " كلوريد الصوديوم " والحجر الجيري والاسبستوس.

ولكن الى جانب هذه الأنواع هناك أنواع عديدة تحضر وتجهز خصيصا لهذا الغرض. ومن أشهر هذه المساحيق مسحوق بيكربونات  الصوديوم الذي له تأثير فعال فى إخماد حرائق السوائل القابلة للالتهاب وبرغم أن البحوث في الولايات المتحدة الأمريكية أثبتت أن مسحوق بيكربونات البوتاسيوم أكثر فعالية من بيكربونات الصوديوم إلا أن الأول اقل استخداما نظرا لارتفاع تكاليف تحضيره، ويعرف تجاريا باسم " مسحوق البوتاسيوم الأرجواني ".

وهناك نوع آخر من المساحيق اقل استخداما من البيكربونات، ولكنه يستخدم ويلائم جميع أنواع الحرائق سواء حرائق السوائل أو المواد الصلبة أو تلك التي تحدث بالمناطق الكهربائية، ويعرف هذا النوع باسم المسحوق المتعدد الأغراض وان كان هذا المسحوق غير معروف تركيبه الكيميائي الحقيقي فهو سر صناعي – فان تركيبه يعتمد أساسا على فوسفات الأمونيوم.

إلى جانب ذلك هناك مساحيق تستخدم خصيصا لإطفاء حرائق المعادن بعضها ينجح في إطفاء حرائق أنواع عديدة من المعادن، والبعض الآخر يختص بمعدن معين وتركيبات بعض هذه الأنواع معروف ، فمثلا مسحوق الكلور يد الثلاثي يتكون من : كلوريد الباريوم – كلوريد البوتاسيوم – كلوريد الصوديوم ، وقد نجح هذا المسحوق في إطفاء حرائق الفلزات مثل الماغنسيوم والصوديوم والبوتاسيوم.

وأيضا مسحوق البور ون الذي أصبح الآن واسع الانتشار والذي يستخدم بنجاح في إطفاء حرائق الماغنسيوم ، يتكون أساسا من ثالث أكسيد البور ون.

ولقد أمكن الاستفادة من ملح الطعام " كلوريد الصوديوم " في إنتاج مسحوق تجارى لإطفاء حريق الماغنسيوم. وذلك بأن يضاف إليه مسحوق فوسفات ثلاثي الكالسيوم.

تأثير المسحوق الجاف في إخماد الحريق :

إلى عهد قريب لم يكن معروفا بالتحديد الدور الآلي أو الكيميائي الذي يقوم به المسحوق الجاف فى إخماد الحريق، ولقد كان من المعتقد لسنوات عديدة أن مساحيق البيكربونات تتحلل عند إلقائها على مصدر الحريق إلى ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء اللذين يقومان بعمل غلاف حاجز  يحجب مصدر الحريق عن أكسجين الجو مما يؤدى إلى إخماد الحريق في أسرع وقت. إلا إن هناك كثيرا من المساحيق المستخدمة في إطفاء الحريق لا تتحلل أو لا ينتج عن تحللها ثاني أكسيد الكربون أو لا يدخل ضمن تركيبها ثاني أكسيد الكربون إطلاقا، مثال ذلك ملح الطعام " كلوريد الصوديوم" والرمل الجاف " ثاني أكسيد السيليكون ".

كما ثبت أن تفكك مساحيق البيكربونات لا يكون تفككا كاملا بمعنى أن كمية غاز ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء لا تكون كافية لإخماد حريق.

كل هذا أدى إلى ظهور نظرية حديثة ترجع تأثير المسحوق الجاف إلى إيجاده لمساحة سطحية كبيرة تمكن الشقوق الطليقة التي تتكون في درجات الحرارة العالية وتكون في حالة نشاط شديدة من الارتباط ببعضها البعض ثانية بدلا من مهاجمتها للعناصر الأخرى والتفاعل معها مما يزيد من حدة الحريق ، وهذا ما يعرف بكسر سلسلة التفاعل.

أما بالنسبة لما يقال من أن المساحيق الجافة تقوم بعملية تبريد للحريق فان فى ذلك مغالاة بلا شك إذ أن التجارب أثبتت أن التبريد الناتج من إلقاء المسحوق الجاف على مصدر الحريق محدود ولا أهمية له، وذلك لأن المسحوق الجاف الساخن ( فى درجات حرارة تتراوح ما بين 18 و 300 ⁵  م ) لا تنقص فاعليته شيئا.

هذا وقد يكون لحجب الإشعاع الحراري بواسطة سحب المسحوق واكثر دلالة من غيره في التعبير عن فاعليه المسحوق وإخماده اللهب، إذ أن السحب تكون حاجزا بين اللهب ومصدر الحريق مما يؤدى إلى الإقلال من معدل الأبخرة المتصاعدة من المادة المشتعلة بتأثير الإشعاع الحراري للهب، ويظهر ذلك بوضوح عند استخدام المسحوق المتعدد الأغراض فانه يلاحظ عقب استخدامه في حرائق المواد الصلبة أن المسحوق يترك غشاء رقيقا فوق سطح المادة.

يحدث ذلك أيضا عند استخدام مساحيق أخرى كالرمل حيث تقوم بحماية المواد المشتعلة من أثر الإشعاع الحراري المتولد من لهب الحريق.

وعلى الرغم من أن المسحوق الجاف له القدرة على إخماد اللهب إلا انه يحتمل عودة اشتعال الحريق ، وذلك بالنسبة لارتفاع درجة حرارة المادة المشتعلة ، لذلك يجب أن تكون أجهزة توليد الرغاوى ووسائل التبريد الأخرى تحت الطلب لامكان استخدامها إذا استدعت الضرورة لذلك.

طرق حفظ واستخدام المساحيق الجافة:

يظهر بوضوح من اسم المساحيق الجافة أنها لابد أن تكون دائما فى حالة جافة حتى تستطيع ان تقوم بعملها على الوجه الأكمل ، وعلى ذلك فان هناك طرقا عديدة لحفظ هذه المساحيق بحيث تكون دائما على درجة عالية من الكفاءة وتختلف هذه الطرق باختلاف نوع المسحوق ومكان حفظه وطريقة استخدامه.

ولحماية المساحيق الجافة عند تخزينها وللمحافظة على كفاءتها لمدد طويلة فانه يضاف إليها بعض الكيماويات التي تعمل على الإقلال من كمية الرطوبة الممتصة التي قد تؤدى إلى تحويل المسحوق إلى عجائن . ومن أمثلة هذه الكيماويات الاستيرات الفلزية وفوسفات ثلاثي الكالسيوم.

وتختلف سعة الأجهزة اليدوية التي تعبأ بالمسحوق فهي تتراوح بين رطلين وثلاثين رطلا. كما انه توجد أجهزة ذات سعات اكبر تركب فوق عجلات لسهولة نقلها من مكان إلى آخر، ويكثر استخدام مثل هذه الأجهزة عند أماكن تخزين السوائل السريعة الالتهاب، حيث يتطلب الأمر إخماد الحريق فى أسرع وقت.

وهناك اتجاه حديث الى استخدام المسحوق الجاف داخل تركيبات ثابتة وذلك لوقاية الأماكن التي تحوى سوائل أو غازات سريعة الالتهاب، وقد تعمل هذه الأجهزة يدويا أو تلقائيا.

الحجم المناسب لحبيبات المسحوق الجاف:

قبل أن نتكلم عن الحجم المناسب لحبيبات المسحوق الجاف يجدر بنا أن نشير إلى أن اندفاع المسحوق من أجهزته في أثناء عملية الإطفاء يستلزم وجود غاز مضغوط مع المسحوق الجاف، فإذا كانت حبيبات المسحوق خشنة فان الغاز المضغوط سوف يميل إلى المرور خلال الحبيبات دون أن يقوم بدفعها خارج الجهاز، أما إذا كانت حبيبات المسحوق متناهية الصغر فإنها تتجمع مع بعضها تاركة قنوات دقيقة تسمح بمرور الغاز دون أن يدفع المسحوق معها إلى الخارج.

ومن ذلك نرى أن لحجم الحبيبات أهمية كبرى في سهولة استخدامها وقد وجد أن الحجم المثالي الذي يستطيع الغاز دفعه إلى الخارج يتراوح بين 10 و 75 مبكرون (1/ 100 مليمتر) .

وكمبدأ عام يجب ان يتم خروج 85% على الأقل من كمية المسحوق الموجودة داخل العبوة بمجرد بدء تشغيله.

استخدام المسحوق الجاف في  إطفاء الحرائق:

تقدر فاعلية المسحوق الجاف بالمعدل الحرج لاستخدامه وهو اقل وزن من المسحوق يلزم لإطفاء حجم معين من النيران.

ولقد أثبتت التجارب العديدة التي أجريت بمراكز البحوث العالمية أن المعدل الحرج للمساحيق الجافة تتوقف قيمته على المسطح القياسي لحبيبات تلك المساحيق.

وعلى ذلك نستطيع أن نقول انه كلما صغرت حبيبات المسحوق، قلت كمية المسحوق اللازمة لإطفاء حريق معين . وبصفة عامة يتراوح هذا المعدل الحرج بين 1|10 أو 3|10 رطل من المسحوق الجاف لكل قدم² من سطح الحريق.

وأصلح الطرق لاستخدام المسحوق الجاف لإخماد الحرائق ، خاصة حرائق السوائل السريعة الالتهاب هو التغطية السريعة الشاملة لسطح الحريق.

و فيما يلى جدول يوضح زمن التفريغ للأجهزة بكامل عبوتها

سعة الجهاز الاسمية كجم	زمن التفريغ دون انقطاع (ثانية)
	حد أدنى	حد أقصى
1	6	10
2	7	12
3	8	14
6	10	18
9	12	20
12	15	22
25	17	25
50	45	60
75	70	90
100	90	120

أجهزة إطفاء الحريق المتنقلة

تبدأ الحرائق عادة صغيرة ثم تمتد وتكبر تدريجيا، وعند اكتشاف الحريق مبكرا فانه يمكن مكافحته بوسائل الإطفاء المتنقلة (طفايات الحريق ) ورغم أنها تحتوى على كمية محدودة من مادة الإطفاء إلا انه يسهل الوصول إليها ونقلها إلى مكان الحريق سريعا، وبها قد نتمكن من السيطرة على الحريق أو على الأقل الحد منه لحين وصول فريق الإطفاء.يجب استخدام طفاية الحريق بالطريقة الصحيحة، ومن هنا تظهر أهمية تدريب كل أفراد الجهاز على استخدام الطفايات بجميع أنواعها، حيث أن استخدامها بطريقة خاطئة لن يعطى نتيجة في إطفاء الحرائق، ومن الممكن أن يؤدى إلى إصابة الشخص بأضرار جسيمة. وعادة ما تتوافر الطفاية المناسبة للحريق في اقرب مكان للحريق.

ثاني أكسيد الكربون  CO₂   كوسيلة إطفاء

  يعتبر ثاني أكسيد الكربون من أهم مواد الإطفاء المعتمدة  يستخدم لإطفاء الحرائق في الأماكن المفتوحة  كما يستخدم لإطفاء الحرائق داخل غرفة الماكينات وهو يستخدم أما في صورة طفايات حريق او كمحطات ثابتة للإطفاء حيث أن ثاني أكسيد الكربون اثقل من الهواء لذا عند استخدامه فانه يهبط الى قاعدة الحريق مما يعمل على إخمادها كما انه عديم التوصيل للكهرباء وبالتالي يمكن استخدامه في حرائق النوع (ج). يعمل ثاني أكسيد الكربون على منع الأكسجين عن الحريق وبالتالي يمكن استخدامه في حرائق النوع (ب) ولكنه لا يستخدم فى حرائق النوع (د)، نظرا لانه قد يتفاعل مع بعض هذه المعادن منتجا الأكسجين وبالتالي لن يكون له أي تأثير في إخماد الحرائق، بل قد يعمل على زيادة اشتعالها.

تأثير ثاني أكسيد الكربون ضعيف جدا كمادة تبريد ولذلك فانه لا يعمل على تخفيض درجة الحرارة لبعض المواد الى اقل من درجة حرارة الاشتعال مما قد يعمل على اعادة اشتعالها مرة اخرى، لذا ينصح باستخدام مادة إطفاء أخرى مناسبة للتبريد لضمان عدم اشتعالها مرة أخرى.

يجب على الشخص الذي يستخدم غاز ثاني أكسيد الكربون في الإطفاء داخل مكان مغلق أن يرتدى جهاز تنفس حيث أن للغاز تأثير خانق على الإنسان وأيضا إن كان في مكان مفتوح أن يكون فوق ريح الحريق ليتمكن من الحصول على هواء نقى وعادة لا يتم استخدام غاز ثاني أكسيد الكربون كأجهزة ثابتة أوتوماتيكية ولكن يجب تشغيله يدويا لضمان عدم الخطأ فى الاستخدام نظرا لتأثير الغاز الخانق وخاصة في الأماكن المغلقة.

·    مميزات الإطفاء بغاز ثاني أكسيد الكربون :

1-      لا يعمل على تلف البضائع الثمينة أو الآلات.

2-      لا يترك أي آثار يصعب إزالتها او تنظيفها بعد الاستخدام سواء على الأسطح او الآلات.

3-      غير موصل للكهرباء وبالتالي يمكن استخدامه في حرائق الكهرباء حتى لو تعذر فصل الكهرباء.

4-      يخزن كغاز مضغوط وبالتالى لا يحتاج الى مساحة كبيرة فى التخزين بينما عند الاستخدام يتمدد لتحوله الى الصورة الغازية ليغطى مساحة كبيرة.

ويمكن إسالة غاز ثاني أكسيد الكربون داخل اسطوانات تحت ضغط 750 رطل على البوصة المربعة في درجة حرارة 15 ⁵ م . والرطل الواحد من الغاز المسال يعطى 8.5 قدم مكعب من الغاز في درجة الحرارة العادية. وتبلغ نسبة انتشار الغاز من حالة السيولة إلى الغازية بما يقدر بحوالي 450 مرة.

والغاز أثقل مرة ونصف من الهواء ( الكثافة البخارية = 1.52 بينما الهواء = 1 )، ولذلك يمكن للغاز ان يحل محل الهواء المحيط بالحريق لفترة زمنية قد تكفى لحجب أكسجين الهواء المغذى للنار.

وتأثير ثاني أكسيد الكربون في إطفاء الحرائق ناتج من أنه يقوم بتخفيف نسبة الأكسجين فى الهواء المحيط الى نسبة تكون غير كافية لاستمرار اشتعال معظم أبخرة السوائل القابلة للالتهاب.

·                    عيوب الإطفاء بغاز ثاني أكسيد الكربون

1- نحصل منه على كمية محددة طبقا لعدد الاسطوانات المملوءة على الجهاز.

2- ليس له تأثير تبريد على المواد عند إطفائها ولكنه يعمل على منع أو تقليل نسبة الأكسجين عن المادةsmothering ، وبالتالي لن يكون له تأثير مع المواد التي لها درجة حرارة اشتعال ذاتي، والتي ستكون محتفظة بدرجة حرارتها ويمكن أن تشتعل مرة أخري بعد التهوية وعودة نسبة الأكسجين إلى النسبة اللازمة للاشتعال (لذا يجب التبريد).

3- له تأثير ضار (غاز خانق ) على الأشخاص وبالتالي لا يمكن دخول أو التواجد في أي مكان به الغاز إلا بعد ارتداء جهاز التنفس.

التسليط الموضعي للغاز على موطن خطورة معين.

وتعتمد أساسا صلاحية استخدام غاز ثاني أكسيد الكربون على مقدار كمية الغاز التي تتناسب مع حجم الحريق. وبصفة عامة يجب ان يتم تسليط الغاز فى اسرع وقت ممكن عقب وقوع الحريق وقبل أن يزداد الارتفاع في درجة حرارة المادة المشتعلة فيها النار بالدرجة التي يحتمل فيها عودة الاشتعال، وذلك نظرا لأن للغاز تأثير محدود في تبريد الحريق ومن ثم كانت تركيبات الإطفاء بالغاز الثابتة (Sprinkler System) مزودة بوسيلة تخرج الغاز بمجرد وقوع الحريق.

وكما سبق ذكره بأنه يكفى إنقاص نسبة الأكسجين في الهواء إلى 16% حتى لا يستمر اشتعال معظم أبخرة السوائل القابلة للالتهاب غير أن هناك بعض المواد التي يتطلب الأمر لإطفائها إنقاص الأكسجين إلى معدل منخفض قد يصل إلى 2% حتى يتم إخماد الحريق، كحالات المواد الصلبة المتوهجة أو أسطح المعادن الساخنة، لذلك يقتضي الأمر في مثل هذه الحالات تسليط الغاز بكميات وفيرة ولفترات زمنية كافية حتى يضمن عدم الاشتعال.

وقدرة ثاني أكسيد الكربون تكون محدودة وتقريبا غير مؤثرة في حالات الحرائق التي تحدث بالمواد المؤكسدة والغنية بالأكسجين، كأملاح النترات والمواد الأخرى المفجرة أو التي تشتعل بقوة كالماغنسيوم والبلاستيك. كذلك الحال بالنسبة لبالات المواد المضغوطة كالأقطان أو الألياف النباتية الأخرى والتي يتعذر على الغاز النفاذ الى قلبها، ففي هذه الأحوال تنحصر قدرة الغاز في تأخير الاشتعال ويستلزم الأمر ضرورة استخدام وسائل إطفاء أخرى كالماء.

والشائع الحدوث أن الغاز مفضل استخدامه لإطفاء حرائق التجهيزات الكهربائية وأحيانا السوائل القابلة للالتهاب . غير أنه رغم تأثير الغاز الضئيل والمحدود في تبريد الحريق مما يستوجب استبعاد استخدامه في الحالات التي يكون استخدام الماء أو الرغاوى غير مرغوب فيه كالحرائق التي تحدث بأوراق أو مستندات أو تحف ثمينة، ويجب في هذه الحالات أن يكون تسليط الغاز بكمية كافية للتغلب على الحريق.

- ملئ الحيز المغلق بالغاز: ويستخدم عادة لذلك نظام التركيبات المثبتة والمنتجة للغاز وتتكون هذه التركيبات من اسطوانة أو أكثر تحوى غاز ثاني أكسيد الكربون المسال متصلة بأنابيب معدنية مثبت عليها فوهات عن طريقها يمكن توصيل الغاز وتوزيعه داخل الحيز المغلق ومثال لذلك أجهزة الحفر البحرية .

ويستخدم عادة لذلك نظام التركيبات المثبتة يدويا أو تلقائيا، ووسيلة التشغيل التلقائي قد تكون مكشفات حساسة كهربائية تتأثر بمجرد حدوث الحريق أو أن تكون نتيجة انصهار سبيكة معدنية بسبب ارتفاع درجة حرارة الحريق ويؤدى ذلك الى تشغيل النظام واندفاع الغاز.

وكمية الغاز المطلوبة لملئ الفراغ تتحدد وفق حجم الفراغ وطبيعة الموجودات بحيث يمكن إنقاص الأكسجين الى المعدل الذي لا يستمر معه اشتعال الموجودات، وهناك معايير قياسية لكميات الغاز المطلوبة لملئ الفراغان قامت بإعدادها جهات الأبحاث المعملية.

- يتم تسليط الغاز المباشر على موطن خطورة معين غير مغلق باستخدام أجهزة مثبتة أو متنقلة، والتجهيزات المثبتة الخاصة بالتسليط المباشر للغاز تستخدم عادة لوقاية الأوعية التي تحوى سوائل قابلة للالتهاب ، أو أجهزة تصدر عنها أتربة أو أبخرة أو غازات قابلة للالتهاب ، وأيضا الأفران وأجهزة التجفيف الحرارية والأجهزة والماكينات الكهربائية. وعادة تحدد الكمية المناسبة من الغاز المطلوب تسليطه لإطفاء حرائق السوائل القابلة للالتهاب بمساحة سطح السائل فيخصص رطل واحد من الغاز لكل 0.6  قدم² من سطح السائل. ويجب أن يكون تسليط الغاز بكمية وفيرة ولمدة مناسبة لمقاومة تيارات الهواء التى قد تضعف من تأثير الغاز وايضا لضمان عدم عودة الاشتعال.

مواطن الخطورة التي يناسبها غاز ثاني أكسيد الكربون:

الأوعية التي تحوى سوائل قابلة للالتهابات والتي لا يتعدى مساحة سطحها عن 250 قدم  ² أفران الطلاء والتجفيف- الماكينات والأجهزة الكهربائية وتتضمن المولدات والمحولات- العمليات التي ينتج عنها أتربة أو أبخرة أو غازات قابلة للالتهاب كعمليات رش البويات أو صناعة الكاوتش  – الخزائن والأقبية وأماكن حفظ المستندات والكتب وغيرها من المواد التي يخشى من تأثير الماء الضار عليها مثل وحدات التحكم فى الكهرباء (SCR) -حجرات الغلايات وعنابر السفن- آلات تشغيل الطائرات.

- فيما يلى نموذج لطفاية ثاني أكسيد الكربون ويتراوح وزن الطفاية من 2.3 – 9.1 كجم وزن السائل فقط دون الاسطوانة، وبالطبع فان الغاز  داخل الطفاية موجود تحت ضغط. مدة تفريغ محتويات الاسطوانة من 8-30 ثانية تبعا لحجم الاسطوانة، مسافة انطلاق الغاز تتراوح من 1.8 – 2.4 متر.

PASS يتم استخدام الأحرف الأولى من الكلمة الإنجليزية

	PULL the pin, this unlocks the lever and allows you to discharge the extinguisher أسحب مسمار الأمان	P
	AIM  low: point the extinguisher nozzle (or hose) at the base of the fire وجه الخرطوم  إلى قاعدة الحريق	A
	SQUEEZE the lever above the handle: this discharges the extinguishing agent أضغط على المفتاح	S
	SWEEP from side to side moving carefully toward the fire حرك الطفاية من جانب لآخر	S

أجهزة الاستشعار والإنذار التلقائية Automatic Detectors and Alarm Systems

تعتبر الحرائق العدو اللدود للإنسان سواء ضد الأرواح أو ضد الممتلكات بأنواعها المختلفة لذا كان من الواجب الوقاية منها وأسس الوقاية هي :

-          منع وقوع الحريق أو الإقلال من وقوعه .

-          منع انتشار الحريق ومنع تزايده عند وقوعه .

-          توفير تدابير النجاة الكفيلة بإنقاذ الأرواح والمواد والآلات من خطر الحريق .

وأجهزة الإطفاء والإنذار التلقائية هي أحد تدابير النجاة بإنقاذ الأرواح والآلات من خطر الحريق . وهذا يعتمد على نظام إنذار سريع لبدء اندلاع النار وهذا لاعطاء تنبيه سريع للمسئولين يمكنهم من مجابهة خطر النار.

ويمكنهم أيضا من إخلاء الجهاز وإنقاذ الأرواح قبل تفاقم خطر النيران وهناك أماكن قد تندلع فيها النيران وتضطرم وتزداد اتقادا دون أن يكون هناك إنذار من جانب الموجودين .

ويتكون نظام الإنذار التلقائي من عدد الرؤوس الحاسة المكتشفة بالإضافة الى لوحة توضيحية تبين موقع الحريق (و هذه اللوحة التوضيحية غالبا ما تكون علي  الأجهزة البحرية فقط).

- أنواع المكتشفات  Detectors :

·         الرؤوس المكتشفة الحرارية  Heat detectors

·         الرؤوس المكتشفة للدخان  Smoke detectors

مكتشفات الحريق الحرارية  Heat - actuator fire detector

يعمل هذا النوع من مكتشفات الحريق على استشعار الحرارة الناتجة عن الحريق وهناك عدة أنواع من هذه المكتشفات وهى:

ا- مكتشفات تعمل عند درجة حرارة معينة ثابتة.

ب- مكتشفات تعمل بقياس معدل الارتفاع في درجة الحرارة.

ج- مكتشفات تجمع بين النوعين السابقين.

ا- مكتشفات تعمل عند درجة حرارة معينة  Fixed - temperature detectors

تعمل هذه المكتشفات عندما تصل درجة حرارتها الى درجة حرارة معينة ومحدودة لكل جهاز، مع الوضع في الاعتبار أن درجة حرارة الجهاز ليست هي درجة حرارة الهواء المحيط بالجهاز والتي ترتفع عن درجة حرارة الجهاز حيث تستغرق درجة الحرارة فترة لكي تنتقل من درجة حرارة الهواء المحيط الى درجة حرارة الجهاز لاعطاء إنذار الحريق وهذه الفترة تسمى فترة التأخير الحراري  Thermal lag .

أنواع المكتشفات التي تعمل عند درجة حرارة معينة

١ - المكتشف  ذو الشريحة المعدنية المزدوجة   Bi - metallic strip detector

يتكون الجزء الحساس فى هذا النوع من المكتشفات من شريحتين من معدنين يتم لحامهما معا، وهاتان الشريحتان مختلفتان في معامل التمدد بحيث تتمدد إحداهما أسرع من الأخرى عند ارتفاع درجة الحرارة.

في درجات الحرارة العادية تكون كلا الشريحتين مستقيمتين، وبالتالي تظل دائرة مفتوحة كما بالرسم، عند ارتفاع درجة الحرارة فان الشريحة السفلي ذات معدل التمدد الأكبر تتمدد بشكل اكبر من الشريحة العلوية وبالتالي تميل الشريحتين معا لاعلى ليلامسا طرف الدائرة الكهربية المتصلة بجهاز الإنذار، وبالتالي تغلق الدائرة ويبدأ جهاز الإنذار في العمل.

من مميزات هذا النوع ان الشريحة المعدنية تعود الى وضعها الطبيعي وتفتح الدائرة بمجرد عودة درجة الحرارة الى الدرجة العادية حيث تعود الشريحة الى الوضع المستقيم وبالتالي يمكن ان تستخدم مرة أخرى إن لم تتلف من الحريق.

ومن عيوب هذا النوع إمكانية حدوث تلامس نتيجة للاهتزازات دون وجود حريق أو ارتفاع فعلى في درجة الحرارة.

٢ - المكتشف ذو الشريحة المعدنية الدائرية Snap - action Bi-metallic disk

يتكون هذا المكتشف أيضا من شريحتين من معدنين مختلفين في معامل التمدد وملحومتين معا بحيث يأخذا شكل انحناء الى اسفل في مواجهة طرفي دائرة جهاز الإنذار ويستمرا في هذا الشكل طالما درجة الحرارة عادية، بمجرد ارتفاع درجة الحرارة فان تمدد المعدن العلوي يكون اكبر من الشريحة السفلي وبالتالي ينحني المعدنان (الشريحتان) الى أعلى فيسببان تماس طرفي جهاز الإنذار فتغلق الدائرة.

تم فى هذا النوع التغلب على العيب الموجود بالنوع السابق حيث أن الاهتزازات لن تؤثر على طرفي الدائرة، وبالتالي تم التغلب على مشكلة حدوث الإنذار الكاذب.

المكتشف ذو الشريحة المعدنية الدائرية

٣ - المكتشف ذو السلك الحراري  Thermostatic cable

يتكون هذا المكتشف من سلكين معزولين من بعضهما وعليهما مادة عازلة ويمر هذا السلك خلال المنطقة المغطاة بالنظام، عند ارتفاع درجة الحرارة الى درجة حرارة معينة ينصهر العزل من على الأسلاك، وبالتالي يتلامس السلكان فتغلق دائرة جهاز الإنذار ويعطى إنذار بوجود الحريق.

من عيوب هذا المكتشف انه يجب تغييره بعد الاستخدام حيث سيكون العزل على السلكين قد انصهر ولا يصلح للاستخدام بعد ذلك.

٤ - المكتشف ذو المعدن المنصهر  Fusible metal  

فكرة عمل هذا المكتشف هي وجود معدن ينصهر عند درجة حرارة معينة يستخدم في لحام جزئين أحدهما متصل بطرف دائرة جهاز الإنذار فتعمل على جذبها بعيدا عن الطرف الآخر لجهاز الإنذار فتصبح الدائرة مفتوحة، والجزء الآخر مثبت تثبيتا دائما. عند ارتفاع درجة الحرارة بالمكان المحمى بهذا النظام الى درجة حرارة الانصهار لهذا المعدن فينصهر، وبالتالي يرتد الجزءان المثبتان بها فيعمل الجزء المثبت بطرف الدائرة على غلق دائرة جهاز الإنذار فيعمل معطيا جهاز الإنذار.

من عيوب هذا الجهاز انه لابد من تغييره بعد الاستخدام.

٥ - المكتشف ذو السائل المتمدد Liquid expansion

فكرة عمل هذا المكتشف هي وجود سائل ذو معامل تمدد كبير داخل وعاء زجاجي قابل للكسر مع وجود فقاعة هوائية داخل السائل. عند ارتفاع درجة الحرارة يبدأ السائل في التمدد ومع زيادة الارتفاع فى درجة الحرارة يملئ السائل الحيز بالكامل حتى لا يتوفر حيز للحجم الزائد فينكسر الوعاء الزجاجي (فيرتد الزنبرك الموجود بأعلى المكتشف ليلامس طرفى الدائرة فتغلق دائرة جهاز الإنذار فيعمل الجهاز معطيا إنذار بالحريق). فائدة الفقاعة الهوائية تأخير فى الوقت لحدوث الانكسار في الوعاء الزجاجي، وذلك لتلافى الكسر في حالة الارتفاع فى درجة الحرارة فى حالات غير الحريق (يمكن استخدام هذا المكتشف أيضا مع نظام الإطفاء بواسطة الرشاشات ومن عيوبه انه يجب تغيير المكتشف بعد الاستخدام.

ب- مكتشفات الحريق التي تعمل بقياس معدل الارتفاع في درجة الحرارة Rate-of-rise detectors

في هذا النوع من المكتشفات يتم استشعار معدل الارتفاع في درجة الحرارة وليس درجة الحرارة نفسها، بمعنى انه يتم ضبطه على معدل معين للارتفاع في درجة الحرارة، وبالتالي إذا زاد معدل الارتفاع عن هذا المعدل المصمم عليه فانه يستشعر ذلك بغض النظر عن قيمة الحرارة نفسها.

مثال :

إذا تم ضبط المكتشف على معدل ارتفاع 10 ^o م في الدقيقة وكانت درجة الحرارة 30 ^o م فإذا وصلت درجة الحرارة في خلال دقيقة إلى 40 ^o م في الدقيقة فان المكتشف يعمل ويعطى إنذار بذلك.

المميزات:

1-      يمكن استخدامه في الأماكن ذات درجات الحرارة المنخفضة (مثل غرف الثلاجات) كما يمكن استخدامه في الأماكن ذات درجات الحرارة المرتفعة جدا (مثل غرفة الغلايات).

2-      درجة استجابته سريعة في اكتشاف معدل الارتفاع في درجة الحرارة بالنسبة للمكتشف عند درجة حرارة ثابتة.

3-      يمكن إعادة استخدامه بسرعة مرة أخرى إذا لم يتلف بسبب الحريق.

العيوب:

من الممكن إعطاء إنذار خاطئ في حالة زيادة معدل الارتفاع في درجة الحرارة بسبب غير الحريق مثل القيام بعمليات اللحام او القطع داخل المكان المحمى بالنظام.

لن يعمل في حالة الحرائق التي يزداد معدل الارتفاع في درجة حرارتها ببطء مثل حريق بالات القطن.

مكتشف الحرائق بقياس معدل ارتفاع الحرارة الأنبوبي                  Rate-of-rise detector

يتكون هذا النوع من المكتشفات من خط أنابيب داخل المكان المحمى بالنظام ويوجد على هذا الخط فتحة تهوية مصممة بحيث تسمح بانسياب الهواء خلالها طبقا لمعدل ارتفاع معين في درجات الحرارة. إذا زاد معدل الارتفاع في درجة الحرارة عن المعدل المصمم عليه النظام يزداد ضغط الهواء، وبالتالي تتجه الزيادة في كمية الهواء خلال خط الأنابيب حتى الغشاء المطاطي فيتمدد نتيجة لضغط الهواء حتى يلامس طرف دائرة  جهاز  الإنذار فتغلق الدائرة ويعطى إنذار الحريق.

مكتشف الحرائق بقياس معدل ارتفاع الحرارة الأنبوبي

أيضا بنفس الفكرة يعمل مكتشف Spot detector  في الأماكن الصغيرة، وهو عبارة عن جزء حساس يثبت بالمكان المحمى بالنظام وبه أنبوب عليه فتحة تهوية ومتصل بغشاء مطاطي، فإذا زاد معدل الارتفاع في درجة الحرارة يزداد تمدد الهواء، ومن ثم يندفع الغشاء المطاطي فيعمل على غلق دائرة جهاز الإنذار فيعمل.

المكتشفات التي تجمع بين النوعين السابقين

The combined fixed-temperature & Rate-of-rise detector

نظرا لوجود بعض المميزات والعيوب لكل نوع من المكتشفات عندما يعمل منفردا وللتغلب على تلك العيوب يتم استخدام المكتشف الذي يعمل بكل من النظامين، حيث يعمل بقياس معدل الارتفاع فى درجة الحرارة، ولكن اذا كان هذا المعدل ضعيف ومن الصعب استشعاره مثل حريق القطن ارتفعت درجة الحرارة لقيمة معينة فانه يقوم ايضا باكتشافها وينذر بحدوث حريق.

أ‌-           المكتشف الدائري مزدوج الوظيفة   A combination spot type detector

يتكون هذا المكتشف من حاوية نصف كروية وبها طرفي دائرة جهاز الإنذار وأمامها يوجد غشاء مطاطي، وتوجد فتحة تهوية تسمح بانسياب الهواء طبقا لمعدل الارتفاع في درجة الحرارة، كما يوجد زنبرك مثبت إلى جانب الحاوية بمادة لها درجة انصهار تساوى درجة الحرارة المطلوبة حماية المكان عندها.

إذا زاد معدل الارتفاع فى درجة الحرارة عن المعدل المصمم عليه الجهاز، فان الحرارة الزائدة تعمل على تمدد الهواء بقيمة اكبر من القيمة التي تخرج من الهواية فيعمل ذلك الضغط الزائد على دفع الغشاء المطاطي إلى أعلي فيعمل على تلامس طرفي دائرة جهاز الإنذار فيعمل. أما إذا زادت درجة الحرارة بمعدل بطئ ولكن وصلت الى درجة حرارة معينة وكافية لصهر مادة لحام الزنبرك المثبت داخل المكتشف والمثبت دائما من طرفه الآخر فيصبح هذا الزنبرك حرا فيعمل على دفع الغشاء المطاطي لاعلى حتى تتلامس طرفي دائرة جهاز الإنذار فيعمل إنذار الحريق.

المكتشف الدائري مزدوج الوظيفة

أنظمة اكتشاف الدخان Smoke detection system

هي أنظمة متكاملة لاكتشاف الدخان داخل المكان المحمى بالنظام وهو يتكون من وسيلة لأخذ عينة من الدخان، وعادة تكون خلال نظام أنابيب او مواسير من هذا المكان وحتى وحدة البيان، وعادة تكون بغرفة القيادة حتى يوجد جزء زجاجي بوحدة البيان على خط الأنابيب بحيث يسمح لضابط الوردية بملاحظة أي دخان من هذا الجزء المكشوف، كما يجب وجود هواية لخروج الأدخنة عادة تكون أعلى غرفة القيادة يمكن اكتشاف الدخان منها أيضا أثناء خروجه.

أنواع مكتشفات الدخان  Types of smoke detection system

 

ا- النوع المتوازي The beam type  

يتكون من وحدتين الأولى تعمل على إصدار ضوء ذو شدة إضاءة معينة، والوحدة الثانية تحتوى على سطح حساس ومصمم بحيث يظل ساكنا لشدة الإضاءة المنبعثة من الوحدة الأولى (وهذه الوحدة متصلة بجهاز الإنذار)  أي إنها لا تنشط إلا في حالة اختلاف شدة الإضاءة الساقطة عليها، وهذا لا يحدث إلا عند تصاعد الأدخنة وعبورها داخل وحدة البيان فتعمل ذرات الأدخنة على تشتيت عدد من الفوتونات ، وبالتالي تقل شدة الإضاءة  (عدد الفوتونات) الساقطة على سطح الوحدة الثانية (السطح الحساس) فتنشط هذه الوحدة فتعمل على تنشيط دائرة جهاز الإنذار فيعمل الجهاز معطيا إنذارا بالدخان.

ب- النوع العاكس Refraction type

يتكون من وحدتين الأولي تعمل على إصدار ضوء بأي شدة إضاءة (قد يكونا مصدرين للضوء متقابلين)، والوحدة الثانية تحتوى على سطح حساس يظل ساكنا إذا لم تصطدم به أي فوتونات وينشط فقط عند سقوط أي فوتونات عليه، وهذه الوحدة تتصل بجهاز الإنذار. عند تصاعد الأدخنة ومرورها داخل وحدة البيان تعمل ذرات الأدخنة على انعكاس عدد من الفوتونات فيسقط بعض منها على السطح الحساس فينشط هذه الوحدة وتعمل على غلق دائرة جهاز الإنذار فيعطى إنذارا باكتشاف الدخان.

معدات رجال الإطفاء

·         جهاز التنفس ذو اسطوانة الهواء   Self contained breathing apparatus (SCBA)

مكونات الجهاز

1-   قناع الوجه Face mask (face piece) -  وملحقات قناع الوجه هى:

·   الأنبوبة المرنة  Flexible tube                                 · صمام ضغط  Pressure-relief valve

·   صمام خروج الهواء Exhalation valve    · واقي الأنف Nose cup  

·   العدسات  Lenses                                              · غشاء مطاطي Speaking diaphragm  

2- المنظم Regulator

3- اسطوانة الهواء المضغوط Compressed-air cylinder

4- أحزمة الظهر Back pack (Sling pack)  

جهاز التنفس ذو اسطوانة الهواء   

·  بدلة الحريق وملحقاتها

يوجد عدة أنواع من بدل الحريق سنتناول ثلاثة منها باختصار:

ا- البدلة الأساسية لرجل الإطفاء وملحقاته اFireman’s outfit

تتكون من

1-            حذاء طويل Boots  

2-            قفاز (جوانتى) Gloves  

3-            خوذة A Helmet  

4-            بدلة الحريق A set of outer protective clothing  

5-            جهاز تنفس A self-contained breathing apparatus  

6-            حبل أمان بلوحة إشارات A life line with signal card  

7-            بلطة حريق بيد معزولة A fire axe  

-    يجب أن يكون على كل جهاز بدلة كاملة من هذا النوع.

-    يجب أن تكون البدلة مصنوعة من مادة تقي مرتديها من الحرارة والدخان.

-    يجب أن تكون الخوذة معتمدة بحيث تحمى الرأس من الصدمات.

-   يجب أن يصنع كل من القفاز (الجوانتى) والحذاء من المطاط او أي مادة  مشابهة غير موصلة للكهرباء.

ملحوظة هامة :

يجب أن يكون ذراع الجاكيت خارج القفاز (الجوانتى)، وأيضا رجل البنطلون خارج الحذاء الطويل، وذلك لتجنب دخول أي شعلة متطايرة داخل القفاز أو الحذاء، وذلك لتجنب حدوث احتراق لمنطقة الكفين والقدمين.

ب- بدلة الاقتراب من الحريق  Proximity suit

تتكون من أوفر ول يغطى الرجلين والجسم والأذرع بالكامل قطعة واحدة وغطاء للرأس والوجه والرقبة وحتى الكتفين Hood  وقفاز (جوانتى) طويل وحذاء من نفس المادة ويكون الحذاء أيضا طويلBoots  .

تغطى الطبقة الخارجية للبدلة بمادة عاكسة للحرارة (تعكس حوالي 90% من الحرارة)، وتصمم هذه البدلة بحيث تسمح لمرتديها بالاقتراب من الحريق الى مسافة قريبة وليس بالمرور داخل الحريق، ويجب ارتداء جهاز التنفس تحت هذه البدلة.

عادة يستخدم هذا النوع من البدل مع حرائق السوائل المشتعلة وكذا الغازات والتي ينتج عنها حرارة عالية جدا مع الحاجة للاقتراب من الحريق.

ج- بدلة المرور خلال الحريق Entry suit  

تتكون هذه البدلة من حذاء طويل – جاكيت- بنطلون- غطاء للرأس وحتى الكتفين، ويتم صنع كل منهم من 9 طبقات من مادة مصنعة من الفايبر جلاس المعزول وبين كل طبقتين مادة من الألومنيوم العاكس للحرارة والذي يصنع منها أيضا الطبقة الأخيرة للبدلة.

كما أن العدسة مصنوعة من مادة خاصة عاكسة للحرارة ومانعة لنفاذ الدخان، ويجب ارتداء جهاز التنفس تحت هذه البلة وتثبيت  Hood  غطاء الرأس مع الجاكيت بشرائط لاصقة لضمان عدم سقوطها من على الرأس أثناء الاستخدام (أو بأي وسيلة تثبيت أخري).

تعمل هذه البدلة على حماية مرتديها ضد الحريق لدرجة حرارة كبيرة (قد تصل الى 815 ^o م) لفترة قصيرة (تحدد المدة طبقا لتعليمات الصانع) بحيث تسمح لمرتديها بالقيام فقط بعملية إنقاذ شخص أو غلق صمام وقود أو ما شابه ذلك من الأعمال الاضطرارية بحيث يمر الشخص خلال النيران بسرعة بقدر الإمكان.

 

• بلطة الحريق Fire axe

يجب أن يحمل كل جهاز على الأقل عدد 2 بلطة لها القدرة على قطع بعض المعادن الخفيفة، حيث إنها تستخدم لعمل فتحة سريعة خلال قاطوع حريق معين أو حائط أو خشب، وأيضا لها القدرة على تحطيم الزجاج السميك مع الحرص عند الاستخدام، إذ يجب ارتداء قفاز وخوذة عند استخدامها.

يجب المرور بصفة دورية على بلطة الحريق والتأكد من أن أطرافها سليمة وليس بها أي صدأ وأيضا التأكد من ثبات يد البلطة بسلاح البلطة.

• حبل أمان Life line  

ينبغى توفير حبل أمان لكل جهاز تنفس بحيث يكون مقاوم للنيران، وذو طول ومتانة مناسبين ويمكن وصله بحزام الجهاز أو بحزام منفصل بواسطة خطاف ذاتي الإغلاق.

التدريب على أعمال الإطفاء

1- تدريب عام يشمل جميع الأفراد من مسببات الحريق المذكورة آنفا وأنواع الحرائق وطرق مكافحتها باستخدام أجهزة الإطفاء اليدوية المختلفة ( مائية – مسحوق جاف – رغوي – ثاني أكسيد الكربون ) .

2- تدريب تخصصي وراقي لأفراد فريق الإطفاء ومستوى الأمن الصناعي على التدريب لمواجهة الحرائق والتقليل من خسائرها وخاصة استخدام الماء في أعمال المكافحة ( الماء يتكفل خسارة جسيمة بالنسبة للأقمشة والخشب أو الكيماويات أو الأغذية التي تذوب في الماء وتتغير خواصها نتيجة الذوبان مثل السكر والدقيق فلا يجوز استعمال طفايات الماء أو الرغوي .

3- أجراء تجارب أسبوعية أو نصف شهرية على جميع الأجهزة للتأكد من :

-      درجة كفاءة وكفاية أجهزة الإنذار المحلية .

-      مدى مقدرة فريق الإطفاء المحلية على القيام بواجبها عند رفع أقصى درجة استعداد لها .

-      مدى قدرة وكفاءة بقية الفرق ( الإنقاذ والإسعاف ) على القيام بواجبها عند الغارة الوهمية توطئة للقيام بهذا الواجب في حالة حريق حقيقي .