วาล์วปิดกั้นไฟ: ป้องกันการแพร่กระจายของควันในกรณีเกิดเพลิงไหม้

หลักการทำงานของวาล์วป้องกันไฟ: การกระตุ้นด้วยความร้อนและกลไกการปิดผนึก

การกระตุ้นด้วยลิงก์หลอมละลายที่อุณหภูมิวิกฤต

อุปกรณ์กั้นไฟทำงานผ่านส่วนประกอบที่เรียกว่า 'ฟิวซิเบิลลิงก์' (fusible links) ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วคือชิ้นส่วนโลหะที่ออกแบบมาให้ขาดออกเมื่อถึงอุณหภูมิที่กำหนดไว้ โดยทั่วไปอาคารส่วนใหญ่จะตั้งค่าให้ฟิวซิเบิลลิงก์ละลายที่ประมาณ 165 องศาฟาเรนไฮต์ (เท่ากับประมาณ 74 องศาเซลเซียส) หรือบางครั้งอาจสูงกว่านั้นที่ 212 องศาฟาเรนไฮต์ (100 องศาเซลเซียส) ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดด้านการก่อสร้างของท้องถิ่น ในสถานการณ์เกิดเพลิงไหม้ หากอากาศภายในท่อระบายอากาศร้อนจัดเกินไป ส่วนประกอบโลหะนี้จะขาดออกทันที ส่งผลให้ส่วนยึดใบกั้น (damper blades) ที่อยู่ในตำแหน่งเปิดหลุดออก ผลที่ตามมาก็เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วมาก — คอยล์สปริงที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้จะทำงานทันทีและดันใบกั้นให้ปิดสนิทภายในไม่กี่วินาที การกระทำนี้สร้างสิ่งกีดขวางที่สามารถหยุดยั้งการลุกลามของเปลวเพลิงและกระแสความร้อนไม่ให้แพร่กระจายจากส่วนหนึ่งของอาคารไปยังอีกส่วนหนึ่ง รายงานการศึกษาชี้ว่า อุปกรณ์กั้นไฟที่ติดตั้งอย่างเหมาะสมสามารถเพิ่มเวลาให้ผู้คนอพยพออกจากอาคารได้อย่างปลอดภัยเป็นเวลาประมาณสองเท่า เมื่อเทียบกับอาคารที่ไม่มีการดำเนินการใดๆ เพื่อเสริมความมั่นคงให้ระบบทำความร้อนและระบายอากาศ ตามรายงานความปลอดภัยล่าสุดจาก Life Safety Digest ประจำปี ค.ศ. 2023

ซีลแบบพองตัวและระบบปิดผนึกที่มิดชิดเพื่อควบคุมการแพร่กระจายของควัน

เมื่อถูกกระตุ้น ซีลแบบพองตัวที่ติดตั้งอยู่ตามโครงของวาล์วควบคุมไฟจะเริ่มขยายตัวที่อุณหภูมิประมาณ 248 องศาฟาเรนไฮต์ (หรือประมาณ 120 องศาเซลเซียส) สิ่งที่เกิดขึ้นต่อไปนั้นน่าทึ่งมาก — วัสดุเหล่านี้จะเกิดปฏิกิริยาเคมีที่ทำให้เกิดชั้นคาร์บอนที่แข็งแรง ซึ่งเติมเต็มช่องว่างเล็กๆ ระหว่างชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ได้อย่างสมบูรณ์ ผลลัพธ์ที่ได้คือ กำแพงกั้นที่มิดชิดสนิทและผ่านการรับรองตามมาตรฐานของ NFPA ซึ่งสามารถหยุดยั้งอนุภาคควันเกือบทั้งหมดไม่ให้ลอดผ่านได้ นอกจากนี้ ผลการทดสอบยังแสดงให้เห็นสิ่งที่น่าสนใจอีกด้วย: เมื่อซีลเหล่านี้ผสมสารกราไฟต์พิเศษเข้าไป จะสามารถลดการรั่วไหลของก๊าซอันตรายได้มากถึงร้อยละ 88 เมื่อเปรียบเทียบกับซีลรุ่นทั่วไป ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่ง เพราะช่วยรักษาทางเดินขึ้นลงบันไดและทางเดินให้ปลอดควันในระหว่างเกิดเพลิงไหม้ — พื้นที่ดังกล่าวเป็นส่วนสำคัญที่ผู้คนจำเป็นต้องเข้าถึงอากาศบริสุทธิ์ได้ในสถานการณ์ฉุกเฉิน

วาล์วควบคุมไฟ (Fire Damper) กับวาล์วควบคุมไฟ/ควัน (Fire/Smoke Damper): ความแตกต่างด้านฟังก์ชันหลัก

เมื่อใดที่ใช้เฉพาะวาล์วควบคุมไฟได้เพียงพอ และเมื่อใดที่จำเป็นต้องใช้ฟังก์ชันคู่ (ควบคุมทั้งไฟและควัน)

วาล์วปิดกั้นไฟถูกออกแบบมาให้ทำงานเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นอย่างมาก โดยทั่วไปที่ประมาณ 165 องศาฟาเรนไฮต์ (ซึ่งเท่ากับประมาณ 74 องศาเซลเซียส) เมื่อชิ้นส่วนฟิวซิเบิลลิงค์ละลายลง อุปกรณ์เหล่านี้มีประสิทธิภาพดีมากในการหยุดการลุกลามของเปลวเพลิงและอากาศร้อนจัดผ่านระบบระบายอากาศของอาคาร โดยทั่วไปแล้ว วาล์วเหล่านี้เพียงพอสำหรับสถานที่ที่ไม่มีความสำคัญสูงนักในแง่ความปลอดภัย เช่น ห้องเครื่องจักรที่ไม่มีใครเข้าไปใช้งานเลย หรือพื้นที่เก็บของที่ไม่มีสิ่งของมีค่ามากนัก ทั้งนี้ ระบบควบคุมควันมักไม่จำเป็นในสถานที่ดังกล่าวอยู่แล้ว และผนังกันเพลิงแบบมาตรฐานมักสามารถทำหน้าที่ได้ดีเพียงพอโดยไม่จำเป็นต้องใช้มาตรการป้องกันเพิ่มเติม

แผงกั้นแบบรวม (Combination fire and smoke dampers) ผสานการตรวจจับความร้อนและการตรวจจับควันไว้ในอุปกรณ์ชิ้นเดียวกัน เพื่อปิดกั้นท่อระบายอากาศทั้งจากการลุกลามของเปลวไฟและไอพิษอันตราย รหัสอาคารกำหนดให้ติดตั้งอุปกรณ์เหล่านี้ตามเส้นทางหนีไฟที่สำคัญ เช่น บันไดหนีไฟและทางออกของทางเดิน ซึ่งเป็นจุดที่ผู้คนมีความเสี่ยงสูงสุดจากการสูดดมควันในภาวะฉุกเฉิน สิ่งที่ทำให้อุปกรณ์เหล่านี้โดดเด่นคือแนวทางแบบสองด้านนี้ ซึ่งช่วยให้สามารถปิดระบบได้อย่างรวดเร็วและทำงานร่วมกันอย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อรักษาพื้นที่หนีไฟให้ปลอดภัยเพียงพอสำหรับผู้ใช้อาคารในการอพยพออกจากอาคาร ทั้งนี้สอดคล้องตามมาตรฐานที่กำหนดโดย NFPA 105 และ International Building Code สำหรับการจัดการควันอย่างแข้งขันภายในอาคาร

การจัดวางแผงกั้นไฟอย่างมีกลยุทธ์เพื่อปกป้องเส้นทางอพยพ

สถานที่สำคัญ: บันไดหนีไฟ ทางเดิน และช่องเจาะระบบปรับอากาศ (HVAC Penetrations)

การจัดวางแผงกั้นไฟอย่างมีกลยุทธ์เป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งต่อการแบ่งส่วนอาคารอย่างมีประสิทธิภาพและการปกป้องเส้นทางอพยพ วิศวกรจะให้ความสำคัญกับสามเขตที่มีความเสี่ยงสูง ได้แก่

• บันไดหนีไฟและทางเดิน : เป็นทางหนีไฟหลัก ซึ่งต้องติดตั้งแผ่นกั้น (dampers) ที่จุดเจาะผ่านผนังและพื้น เพื่อป้องกันไม่ให้ควันรั่วซึมเข้ามาในช่วงเหตุฉุกเฉิน
• การเจาะผ่านท่อระบบปรับอากาศ (HVAC duct penetrations) : แผ่นกั้น (dampers) ที่ติดตั้งบริเวณที่ท่อผ่านโครงสร้างที่มีค่าความต้านทานไฟ (fire-rated assemblies) จะหยุดยั้งการลุกลามของเปลวไฟและควันผ่านระบบระบายอากาศ — ป้องกันการแพร่กระจายแนวตั้งระหว่างชั้น

การติดตั้งอุปกรณ์ให้ถูกต้องหมายถึงการจัดวางตัวกั้นควัน (damper) ทุกชิ้นให้สอดคล้องกับขอบเขตของช่องกั้นไฟอย่างแม่นยำ ตัวอย่างเช่น ตัวกั้นควันที่ติดตั้งบนเพดานทางเดิน ซึ่งมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในการรักษาทัศนวิสัยให้ชัดเจน เนื่องจากสามารถลดความร้อนแผ่รังสีที่รุนแรงลงได้ ขณะที่ตัวกั้นควันอีกประเภทหนึ่งทำหน้าที่ปิดผนึกช่องแนวตั้งของระบบปรับอากาศและระบายอากาศ (HVAC shafts) ซึ่งตัวกั้นเหล่านี้จะช่วยป้องกันไม่ให้ไอพิษแพร่กระจายขึ้นหรือลงระหว่างชั้นต่าง ๆ ของอาคารอย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อนำมาตรการทั้งหมดนี้มารวมเข้ากับผนังกันไฟที่เหมาะสม ระบบตรวจจับเพลิงที่มีประสิทธิภาพ และกลยุทธ์การจัดการควันที่ดีแล้ว เราจะได้ระบบรักษาความปลอดภัยแบบพาสซีฟ (passive defense system) ที่แข็งแกร่ง ซึ่งช่วยเพิ่มเวลาให้ผู้คนสามารถอพยพออกนอกอาคารได้อย่างปลอดภัยมากยิ่งขึ้น ผลการทดสอบเพลิงแสดงให้เห็นว่า ระบบนี้สามารถรักษาสภาพแวดล้อมให้อยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับได้นานกว่า 90 นาทีในพื้นที่ที่ได้รับการป้องกันอย่างเหมาะสม ซึ่งถือว่าน่าประทับใจมากเมื่อเปรียบเทียบกับข้อกำหนดด้านความปลอดภัยมาตรฐาน

คำถามที่พบบ่อย

ลิงก์หลอมละลาย (fusible link) ในตัวกั้นควันคืออะไร

ลิงก์แบบฟิวซิเบิลคือชิ้นส่วนโลหะที่ออกแบบมาให้ขาดออกที่อุณหภูมิเฉพาะ เพื่อปล่อยใบพัดตัวควบคุมการไหลให้ปิดลงและป้องกันไม่ให้เปลวไฟและความร้อนแพร่กระจายผ่านท่อระบายอากาศ

ซีลแบบอินทิวเมสเซนต์ทำงานอย่างไร?

ซีลแบบอินทิวเมสเซนต์จะขยายตัวและเกิดปฏิกิริยาเคมีที่อุณหภูมิสูง สร้างเป็นอุปสรรคที่ปิดสนิทไม่ให้อากาศผ่าน ซึ่งช่วยหยุดยั้งการลุกลามของควันและก๊าซผ่านโครงของตัวควบคุมการไหล

ความแตกต่างระหว่างตัวควบคุมการไหลแบบกันเพลิง (fire dampers) กับตัวควบคุมการไหลแบบกันเพลิง/กันควัน (fire/smoke dampers) คืออะไร?

ตัวควบคุมการไหลแบบกันเพลิงใช้หลักเพื่อหยุดยั้งการลุกลามของเปลวไฟและความร้อน ในขณะที่ตัวควบคุมการไหลแบบรวมกันกันเพลิง/กันควัน (combination fire/smoke dampers) จะสามารถป้องกันทั้งเปลวไฟและควันได้ จึงช่วยปกป้องเส้นทางหนีไฟที่สำคัญในช่วงเหตุฉุกเฉิน