Article Water Mist Fire Suppression System

โครงสร้างของระบบ Water mist fire suppression system

Water mist fire suppression system เป็นระบบที่ใช้น้ำความดันสูง (High pressure water) ฉีดเป็นฝอย (Droplet) เล็กๆ เพื่อให้ปกคลุมเปลวเพลิง เป็นการแยกออกซิเจนออกจากเปลวเพลิง และทำการลดอุณหภูมิของไฟลด

ความจำเป็นของระบบดับเพลิง

ระบบดับเพลิงเป็นระบบรักษาความปลอดภัยจากเพลิงไหม้ (Fire security) ที่สำคัญมาก มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความปลอดภัยของทรัพย์สิน (Asset) ธุรกิจ (Business) และบุคคล (Personal) การออกแบบ การเลือกใช้อุปกรณ์ การตรวจสอบ การดูแลบำรุงรักษา และการปรับปรุงระบบป้องกันเพลิงไหม้ จำเป็นต้องทำโดยผู้รู้ มีทักษะ และมีประสบการณ์ เพราะถ้าเกิดความผิดพลาด อุปกรณ์ไม่ทำงานหรือทำงานผิดพลาด อาจจะเกิดไฟไหม้ลุกลามใหญ่โต หรือเกิดระเบิด ความเสียหายที่เกิดขึ้นนั้นยากที่จะประเมินมูลค่าได้

กระบวนการบริหารการเกิดเพลิงไหม้ 

Fire security prevention management system-> Fire detection system-> Fire alarm system-> Fire suppression system

ไฟไหม้ (Fire or flame) เกิดจากกระบวนการทางเคมี (Chemical process) ที่ไอระเหย (Vapor or gas) ของเชื้อเพลิง (Fuel) ถูกความร้อน (Heat) และมีออกซิเจนในอากาศ (Air ซึ่งมีออกซิเจน ประมาณ 28%) เข้าไปผสมกันที่จุดวาบไฟ (Flash point temperature) จนเกิดเพลิงไหม้ (Fire) ขึ้นมา

• กระแสลม การกรรโชกของลมจะทำให้การเกิดขันรวดเร็วขึ้น
• เกิดเพลิงไหม้แล้ว อุณหภูมิของเปลวไฟจะสูงขึ้น การเกิดไฟจะลุกลามได้ง่าย
• การเกิดไฟใหม้ จะเกิดจนกว่าเชื้อเพลิงจะหมด

ปัจจัยในการเกิดเพลิงไหม้ 

1. เชื้อเพลิง
2. ออกซิเจน (ออกซิเจนในอากาศ)
3. ความร้อน หรืออุณหภูมิ

ถ้าสามารถคุมให้ปัจจัยข้างต้นตัวไดตัวหนึ่งให้ลดลงไป หรือไม่สมดุลย์ ไฟก็จะสงบหรือดับลง นี้คือหลักการของการดับไฟ หรือป้องกันไฟ (Fire suppression) คือต้องป้องกัน(Prevent) ไม่ให้มีปัจจัยในการเกิดเพลิงไหม้ครบถ้วน หรือสมดุลย์

Fire terms

• Fire prevention คือการให้การศึกษาแก่สาธารณะชนในการป้องกันและการเอาตัวรอดจากการเกิดเพลิงไหม้
• Fire protection คือการศึกษาและการปฏิบัติในการลดความเสียหาย ความรุนแรงจากเพลิงไหม้ที่จะเกิดขึ้น
• Fire suppression คือวิธีการหรือกิจกรรมที่จะดับไฟ หรือหนีจาก หรือลดความเสียหายจากไฟที่เกิดขึ้นแล้ว

การดับไฟ Fire suppression

ขั้นตอนการลุกลามของไฟ การรับรู้ ความเสียหาย การป้องกัน

ผังขั้นตอนการป้องกันไฟ

การป้องกันไฟทำได้โดย 3 วิธี คือ 

1. สร้างระบบบริหารที่มีการปฎิบัติในการป้องกันและควบคุมเพลิง (Fire security management)

2. สร้างระบบ Active fire protection (AFP)

    คือการใช้เครื่องมือ อุปกรณ์ดับเพลิงต่าง ในการหยุดยั้งเปลวไฟไม่ให้ขยายตัวออกไป เช่นไช้น้ำฉีด ไช้สารเคมี ใช้โฟม เป็นต้น

 3. สร้างระบบ Passive fire protection (PFP)

คือการใช้อุปกรณ์ในการป้องกันไม่ให้เปลวไฟขยายออกไปได้ เช่น ใช้ประตูกั้นระหว่างห้อง (Fire door) ใช้การควบคุมไฟให้อยู่ในที่จำกัด (Fire containment duct) ใช้การควบคุมไฟไม่ไห้ขยายไปที่อื่น (Fire damper) ใช้การควบคุมไฟด้วยการเครือบ (Coating) ด้วยสารป้องกันไฟ (Fire retardment material) ใช้การควบคุมไฟด้วยแจ้งเตือนล่วงหน้า (Fire alarm)

ชนิดของระบบอุปกรณ์ดับเพลิง (Fire suppression type)

คือระบบที่ออกแบบมาเพื่อดับไฟ ควบคุม และป้องกันการลุกลามของไฟซึ่งเกิดจากสารเคมีชนิดต่างๆ มีหลายระบบ คือ

1. ระบบดับเพลิงด้วยน้ำ (Fire water)

 1.1 แบบสายฉีด (Standpipe - Hoses, nozzle, monitor, …,etc.)

1.2 แบบสปริงเคลอร์ (Sprinkler system)

1.3 แบบสเปรย์หยดน้ำ หรือแบบหมอกน้ำ (Water mist system)

2 ระบบดับเพลิงด้ายแก๊ซเฉื่อย (Inert gas)

 2.1 ระบบแก๊ซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 system)

2.2 ระบบแก๊ซไนโตรเจน (N2 system)

2.3 ระบบแก๊ซแบบผสม (Mixed gas)

2.4 ระบบ Inergen

โดยการใช้อุปกรณ์ผลิตไนโตรเจนจากอากาศ (N2 generator) แล้วฉีดเข้าในเปลวไฟ จะทำให้ปริมาณออกซิเจนในอากาศลดลง ทำให้ไฟดับลง

3 ระบบดับเพลิงด้ายสารเคมี (Chemical system)

 3.1 ระบบเคมีแบบเปียก (Wet chemical)

3.2 ระบบเคมีแบบแห้ง (Dry chemical)

3.2.1 ระบบ FM 200

3.2.2 ระบบ Novec 1230

3.3 ระบบ HFCs อื่นๆ

4. ระบบดับเพลิงด้วยน้ำโฟม (Foam water system)

5 ระบบดับเพลิงแบบเคลื่อนที่ (Mobile fire extinguisher)

 5.1 ระบบดับเพลิงแบบเคลื่อนที่ได้แบบแก๊ซเฉื่อย (Inert gas)

5.2 ระบบดับเพลิงแบบเคลื่อนที่แบบสารเคมี

5.3 ระบบดับเพลิงแบบเคลื่อนที่แบบโฟม

5.4 แบบอื่นๆ

6 ระบบดับเพลิงแบบพกพาได้ (Portable extinguisher)

 6.1 ระบบดับเพลิงแบบเคลื่อนที่ได้แบบแก๊ซเฉื่อย

6.2 ระบบดับเพลิงแบบเคลื่อนที่แบบสารเคมี

6.3 ระบบดับเพลิงแบบเคลื่อนที่แบบโฟม

6.4 แบบอื่นๆ

การเลือกใช้ระบบดับเพลิงที่เหมาะสม ต้องขึ้นกับสถานที่จะใช้งาน ชนิดของเชื้อเพลิงหรือชนิดของไฟ (Fuel type) ความต้องการความปลอดภัย (Degree of safety requirements) ความหาได้ (Availability) การเคลื่อนย้ายอุปกรณ์ และราคา เป็นต้น

การออกแบบ ติดตั้ว ตรวจสอบ และการบำรุงรักษา ของระบบดับพลิง ซึ่งเป็นอุปกร์สำคัญอย่างยิ่ง (Critical equipment) จะต้องทำอย่างถูกต้อง ควบคุมมาตรฐาน (Design code and standard) ด้านความปลอดภัยในการป้องกันอัคคีภัย คือตามมาตรฐานของ National Fire Protection Association (NFPA). และในประเทศไทย โดย วศท. ก็ได้ประยุกติ์มาใช้เช่นกัน

NFPA 750 Standard on Water Mist Fire Protection System

NFPA 25: Standard for the Inspection, Testing, and Maintenance of Water-Based Fire Protection Systems.

ระบบดับเพลิงแบบหมอกน้ำ

ระบบดับเพลิงแบบหมอกน้ำ (Water Mist System) ชนิดแรงดันสูงที่จะมาทดแทนระบบดับเพลิงอื่นๆ ที่มีใช้อยู่ในปัจจุบัน เช่น ระบบหัวกระจายน้ำดับเพลิงอัตโนมัติ (Sprinkler system), ระบบสารสะอาดดังเพลิง FM 200, IG100, IG55, NOVEC 1230 เป็นต้น โดยที่ไม่เป็นอันตรายต่อชีวิตและทรัพย์สินรวมทั้งยังเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

หลักการดับไฟก็คือการลดอุณหภูมิของเปลวเพลิงโดยใช้พื้นที่ผิวของหยดน้ำที่ฉีดเป็นฝอยเล็ก เพื่อเพิ่มพื้นที่สัมผัสกับเปลวไฟมีปริมาณมากขึ้น อนุภาคของน้ำที่เล็กลง หรือที่เรียกว่าหมอกน้ำ (Mist) ทำให้พื้นที่สัมผัสกับเปลวไฟมีมากขึ้น จึงสามารถทำหน้าที่เป็นตัวดูดพลังงานความร้อน (Cooling energy) ทำให้เปลวเพลิงเย็นลง ควบคุมและลดอุณหภูมิในการดับเพลิงได้ดีมาก และเนื่องจากหยดน้ำมีขนาดเล็กมาก จึงทำให้หยดน้ำมีความสามารถในการเปลี่ยนสถานะเป็นไอน้ำได้ง่ายขึ้น ส่งผลให้สามารถดึงดูดพลังงานความร้อนจากจุดกำเนิดเพลิงได้เร็วขึ้นไปอีก จึงทำให้อัตราการเผาไหม้ลดลง สามารถดับเพลิงได้อย่างรวดเร็วในที่สุด ไอน้ำที่เกิดจากการรวมตัวของหยดน้ำยังเข้าไปแทนที่อากาศในบริเวณนั้น ส่งผลทำให้ออกซิเจนในอากาศบริเวณที่เกิดเพลิงไหม้ลดลง (Local Inert) ทำให้กระบวนการสันดาบไม่สมบูรณ์ จึงช่วยในเรื่องประสิทธิภาพการดับเพลิงมากขึ้นไปอีก นอกจากดับเพลิงได้แล้ว หยดน้ำยังทำหน้าที่ลดอุณหภูมิของเชื้อเพลิงเช่นพลาสติก, ไม้, กระดาษ, และอื่นๆ เพื่อป้องกันไม่ให้ลุกไหม้อีกทางหนึ่งด้วย

ปัจจุบันระบบหมอกน้ำได้ใช้งานอย่างแพร่หลายในพื้นที่แถบยุโรป ไม่ว่าจะเป็นอาคารสาธารณะ เช่น อาคารสำนักงาน, ศูนย์การค้า, โรงหนัง, โรงแรมร้านอาหารและสถานที่อื่นๆที่มีวัสดุที่เป็นเชื้อเพลิงก่อให้เกิดไฟไหม้ เช่นกระดาษและพลาสติกเป็นต้น ยังเหมาะสำหรับพื้นที่ที่ผู้อยู่อาศัยไม่ชินกับเส้นทางการหนีไฟ อาทิ พิพิธภัณฑ์หรือสถานบันเทิง เพราะเนื่องจากระบบดับเพลิงแบบหมอกน้ำแรงดันสูง ละอองน้ำที่ฉีดออกมา สามารถป้องกันและลดรังสีความร้อนได้อย่างดีทำให้ผู้อยู่อาศัยสามารถหลบหนีเพลิงได้โดยง่ายโดย ระบบได้รับการรับรองจากสถาบันด้านความปลอดภัยหลักๆ เช่น FM Approvals, VdS, UL, BSI, เป็นต้นรวมถึงมาตรฐาน NFPA 750 (Standard on Water Fire Protection System), CEA 4001 (Sprinkler System : Planning and Installation) และมาตรฐานการป้องกันอัคคีภัย วิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ์ (EIT Standard 3002-51)

พื้นที่ที่มีความสำคัญ เช่นห้องศูนย์คอมพิวเตอร์, Machinery space, Generator room, Industrial application, Petrochemical industries, Refinery industries, Chemical industries, Power industries, Pulse and Paper industries, Steel industries, อุตสาหกรรมขุดเจาะน้ำมัน, ห้องศูนย์โทรคมนาคมขนาดใหญ่ , อุโมงค์สายไฟขนาดใหญ่, ห้องหม้อแปลง, อาคารขนาดใหญ่, โรงแรมก็ยังนิยมใช้ระบบดับเพลิงประเภทนี้ จึงกล่าวได้ว่าระบบดับเพลิงแบบหมอกน้ำ (Water Mist System) จะได้ชื่อว่าเป็น “ระบบดับเพลิงแห่งอนาคต”

Water mist suppression systems principle

การสอดแทรกของไอน้ำเพื่อปกคลุม ตัดแยกไฟ และการทำให้บริเวณเปลวเพลิงเย็นลงโดย Evaporation effect

ขั้นตอนการทำงานของ Water mist system

กระบวนการทำงานของ Water mist system

• การทำให้เย็นลง (Cooling) ของเปลวไฟ (Flame) และแก๊ซที่อยู่รอบๆ (Surrounding gasses) โดยการดูดความร้อนจากหยดน้ำเพื่อกลายเป็นไอน้ำ (Evaporation)
• Displacing oxygen by evaporation
• ไอน้าจะเข้าแทนที่ออกซิเจน (Displacement) ในระหว่างการดูดความร้อนจากหยดน้ำเพื่อกลายเป็นไอน้ำ
• Diminishing radiant heat by the small water droplets themselves
• การลดความร้อนโดยตรง (Radiant heat) โดยใช้หยดน้ำขวางกั้น

Each water mist system is designed with one or more of the following objectives:

• Extinguishing fires (leaving no burning combustibles)
• Suppressing fires (reducing the rate of heat release)
• Controlling fires (limiting the fire’s size and ceiling temperatures)
• Controlling temperatures
• Protecting against exposure to fire

Water mist ใช้เพื่อเหตุผลหนึ่งในสี่ คือ

Water mist systems have one of four applications:

• Local-application water mist systems, which spray directly on a specific object or hazard.
• Occupancy protection systems, which are installed throughout a building or a portion of a building.
• Total compartment application water mist systems.All nozzles (sprinkler heads) activate at the same time, providing complete protection of an enclosure or space.
• Zoned application systems, a variation on total compartment application systems, activate throughout a given zone or region within a given space.

Water mist system แบ่งเป็น 3 ระบบ คือ

Even these systems can be roughly divided into three more types:

1. Low-pressure systems (Sprinkler system, 175 PSI or less)
2. Intermediate-pressure systems (175-500 PSI)
3. High-pressure systems (< 500 PSI)

For pre-engineered water mist systems, testing laboratories and manufacturers prescribe the number and type of pipes, fittings, and sprinkler heads required.

On the other hand, engineered water mist systems require designers to account for flow rates, nozzle pressures, and other factors to create a specially-designed set-up suitable for the hazards of a particular environment.

Fine Spray and Water Mist Fire Suppression

Fine spray or water mist fire suppression is a relatively new technology that is gaining popularity in the field of fire safety. This system works by releasing a fine spray of water droplets that effectively extinguishes fires, making it an effective alternative to traditional fire suppression systems like sprinklers.

Fine Spray and Water Mist Fire Suppression Working principle

Fine spray / water mist fire suppression systems work by releasing a fine mist of water droplets that are smaller than those produced by traditional sprinklers. These water droplets are so small that they can effectively cool the surrounding area and absorb the heat generated by the fire, without causing any damage to the property or the people in the area.

The mist is produced by a series of nozzles that are strategically placed throughout the protected area. The nozzles are designed to produce a fine mist of water droplets that quickly extinguish fires by cooling the flames and reducing the oxygen supply to the fire.
Fine Spray

Fine spray is a ready-to-use liquid special extinguishing agent without the addition of fluorochemicals for highly effective extinguishing of solid fires (class A fire), liquids, non-polar hydrocarbons (class B fire) and edible fats and oils (class F). The special formulation, whose main components are also used as food additives, ensures exceptional extinguishing performance with unprecedented environmental protection.

• Special Liquid extinguishing agent
• Cooling Effect 10x greater than water
• Fine Spray Droplets that penetrate fire very fast.
• Fine spray produce very fine droplets, smaller than100μm.
• Oxygen Suffocation by evaporation.
• Due to the required enthalpy of evaporation of 2.26 MJ/kg (equivalent to 1 litre of water)energy is extracted from the burning object in a minimum of time and it cools down substantially.
• Ultra Cooling through Sublimation.
• Layering with solid crystals that convert to gas.

Fine spray main components form crystalline structures. With the still existing combustion temperature, these solid structures change from the crystalline phase to a gaseous phase. The enormous enthalpy of evaporation (heat) required for the amounts to 7.23 MJ/kg.

โครงสร้างของระบบ Water mist system

ความแตกต่างระหว่าง Sprinkler และ Water mist system

ขนาดของหยดน้ำ (Droplet size)

ขนาดของหยดน้ำกับปริมาณความสามารถในการดูดความร้อน

The graph shows the relationship of droplet size to heat absorption surface: the heat absorption surface of 1 liter of water is inversely proportional to the diameter of the droplets it produces.

If you spray 1 l of water into different droplet sizes the following happens:

Example

• 1 mm diameter > heat absorption surface of 6 m²
• 0.1 mm diameter > heat absorption surface of 60 m²
• 0.01 mm diameter > heat absorption surface of 600 m²

ขนาดของหยดน้ำกับการใช้งานในระบบต่างๆ

แสดงการทำงานของระบบ Water mist

รูปร่างแบบต่างๆของ Water mist system nozzle

หลักการทำงานของหัวฉีดแบบ Water mist

ระบบ Water mist system

Benefits of Fine Spray and Water Mist Fire Suppression

1. Effective Fire Suppression: Fine spray and water mist fire suppression systems are very effective at suppressing fires. The fine mist produced by the system quickly cools the surrounding area and reduces the oxygen supply to the fire, extinguishing the flames quickly and effectively.
2. Less Water Damage: Unlike traditional sprinklers that use a lot of water to extinguish fires, fine spray / water mist fire suppression systems use a smaller amount of water. This reduces the amount of water damage that can be caused by traditional fire suppression systems.
3. Safe for People: Fine spray and water mist fire suppression systems are safe for people. The mist produced by the system is non-toxic and does not pose a risk to the health of people in the area.
4. Low Maintenance: Fine spray and water mist fire suppression systems require very little maintenance. The system only needs to be inspected and tested periodically to ensure that it is functioning properly.
5. Environmentally Friendly: Fine spray and water mist fire suppression systems are environmentally friendly. The system uses a smaller amount of water and does not use any harmful chemicals, making it a safer option for the environment.

Applications of Fine Spray / Water Mist Fire Suppression:

• Engine Compartments / vehicles: This is the best way to reduce the temperature on a running engine compartment. Powder or gas will not cool the areas and can eventually escape from the engine compartment. Liquid form agents will reduce the temperature by being sprayed and when touching the engine.
• Data Centers: Fine spray / water mist fire suppression systems are ideal for protecting data centers. The system can quickly extinguish fires without damaging the expensive equipment and electronics housed in the data center.
• Hospitals: Fine spray and water mist fire suppression systems are also suitable for hospitals. The system can quickly extinguish fires without posing a risk to the health of patients and staff in the hospital.
• Industrial Facilities: Fine spray and water mist fire suppression systems are effective at protecting industrial facilities. The system can quickly extinguish fires in areas where flammable liquids or gases are present.
• Museums: Fine spray and water mist fire suppression systems are also suitable for protecting museums. The system can quickly extinguish fires without damaging the valuable art and artifacts housed in the museum.

Application of Water mist system - การใช้งาน (Application)

1. Chemical industries and refinery
2. Power plant
3. Substation and transformer
4. Gas turbine plant
5. Tunnel and Metro shaft
6. Forest fire
7. Airport
8. Recycle plant

1. Water mist systems shall not be used for direct application to materials that react with water to produce violent reactions or significant amounts of hazardous products. Such materials include the following.

(1) Reactive metals, such as lithium, sodium, potassium, magnesium, titanium, zirconium, uranium, and plutonium.
(2) Metal alkoxides, such as sodium methoxide
(3) Metal amides, such as sodium amide
(4) Carbides, such as calcium carbide
(5) Halides, such as benzoyl chloride and aluminum chloride
(6) Hydrides, such as lithium aluminum hydride
(7) Oxyhalides, such as phosphorus oxy bromide
(8) Silanes, such as trichloro methyl silane
(9) Sulfides, such as phosphorus pentasulfide
(10) Cyanates, such as methylisocyanate

2. Water mist systems shall not be used for direct application to liquified gases as cryogenic temperatures (such as liquefied natural gas), which boil violently when heated by water.

บริษัทไอดีล มีวิศกรที่มีความรู้ ทักษะ และประสบการณ์ ที่จะให้บริการอย่างครบวงจร (Total solutions service) ได้แก่การออกแบบ เลือกอุปกรณ์ ติดตั้ง ทดสอบระบบ บำรุงรักษา ตรวจสอบแก้ปัญหา (Trouble shooting) และปรับปรุงระบบใหม่ (Modify and upgrade) ของระบบป้องกันอัคคีภัย การทำงานจะทำตามมาตรฐาน (Code and standard) ด้านความปลอดภัยที่ทั่วโลกให้การยอมรับ (NFPA, OSHA, ASME, ANSI,…เป็นต้น) และตามความต้องการของผู้ใช้งาน

บริษัทไอดีล เป็นตัวแทนจำหน่ายสินค้าโดยตรง และพันธมิตรทางการค้ากับแบรนด์ที่มีชื่อเสียงระดับโลก คุณภาพและความชื่อถือได้ มีใช้งานกันอยู่อย่างแพร่หลายทั่วโลก เช่นแบรนด์ Honeywell, Bosch, Notifier, Kidde, Johnson Control, Siemens, Tyco, Shilla Fire, Raphael, …etc. การเลือกใช้จะสอดคล้องกับคุณสมบัติที่ให้ลูกค้าต้องการ

บริษัทไอดีลได้รับการสนับสนุนด้านเทคนิคจากบริษัทผู้ผลิตเป็นอย่างดี จึงสามารถรับประกันได้ว่าจะสร้างความประทับใจในการบริการให้กับลูกค้า

สนใจสินค้าและระบบ ต้องการที่ปรึกษา ติดต่อ บ. ไอดีล ควอลิตี้ โซลูชั่นส์ จำกัด