سیستم اعلام حریق در داروسازی‌ها – بخش اول

در چنین محیط‌هایی به دلیل حجم بالای تجهیزات الکتریکی، تأمین هوای مداوم، عملکرد فرآیندهای کاملاً خودکار و وجود مواد قابل اشتعال / منفجره، خطر آتش سوزی قابل توجهی وجود دارد.

  علاوه بر خطر آتش سوزی، تشخیص دود توسط حرکت هوا ناشی از تهویه اجباری مورد نیاز برای حفظ محیط استریل دشوارتر می‌شود.

اکثر اتاق‌های تمیز معمولاً در کاربری‌های زیر یافت می‌شوند:

• کارخانه‌های تولید نیمه هادی 
• کارخانه‌های تولید دستگاه الکترونیکی
• کارخانه‌های فرآوری دارویی
• آزمایشگاه‌های تحقیق و توسعه 

۱٫ بخش عمومی

۱-۱. ملاحظات ایمنی در برابر حریق در اتاق‌های تمیز

خطرات عمده آتش سوزی و مشکلات تشخیص حریق در اتاق‌های تمیز در نتیجه موارد زیر بوجود می‌آید:

• خطا تجهیزات پروسه و مصرفی
• خطای الکتریکال در کابل‌کشی یا سایر تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی
• سیستم انتقال OHT
• وجود مقادیر زیادی مواد قابل اشتعال و انفجار
• رشد سریع احتمالی آتش سوزی ناشی از کنترل تأخیر تهویه اجباری
• گسترش سریع حریق در نتیجه گردش هوا مورد استفاده برای فیلتر کردن آلاینده ها
• حرکت هوا و تداخل در پراکندگی طبیعی دود (شکل ۱)، تشخیص آن توسط فن‌آوری‌های معمول را بسیار دشوار می‌کند.

شکل۱. نمونه‌ای از تاثیر سرعت‌های مختلف هوا بر پراکندگی دود

نکته: برای کاربری‌ها در نسل جدید، توصیه می‌شود از تست‌های دود یا مدل‌های دینامیک سیالات محاسباتی(CFD) برای تعیین چینش مطلوب لوله‌های نمونه‌گیر دود، بر اساس مسیرهای حرکت دود پیش بینی شده با توجه به خطرات فوق استفاده شود.

۱-۲. طراحی براساس عملکرد

محیط‌های منحصر به فرد موجود در اتاق‌های تمیز، هم تشخیص زودهنگام و هم قابل اطمینان حریق را به چالش می‌کشد. احتمال زیادی وجود دارد که عملکرد سیستم تشخیص به سرعت تغییر هوا، سرعت هوا در منطقه خاص و هندسه منطقه مورد حفاظت بستگی داشته باشد.

انعطاف‌پذیری طراحی مبتنی بر عملکرد، اگرچه هنوز فرآیندهای دقیق مهندسی را دنبال می‌کند، به سیستم حفاظت از حریق اجازه می‌دهد تا متناسب با نیازهای خاص هر محیط کاربری خاص باشد.

فاصله دتکتور یا برای یک لوله نمونه‌بردار، فاصله حفره نمونه‌برداری به طور متعارف توسط کدها و استانداردهای محلی تجویز می‌شود. در یک رویکرد مبتنی بر عملکرد، هر نصب با توجه به شرایط خاص محیطی ارزیابی می‌شود. فاصله و موقعیت حفره نمونه‌برداری می‌تواند به راحتی متناسب با نیازهای خاص عملکرد تغییر کند.

رویکرد طراحی مبتنی بر عملکرد به طور گسترده  مورد استفاده قرار می‌گیرد به ویژه در مواردی که محدودیت‌های عملی یا نیاز به سطح بالاتری در حفاظت از آتش وجود دارد.

برخی از دستورالعمل‌های خاص برای استفاده از مفاهیم طراحی مبتنی بر عملکرد و مدیریت ریسک وجود دارد.

نمونه هایی از این کدها و استانداردها در زیر ذکر شده است:

•  رهنمودهای بین المللی مهندسی آتش (ویرایش ۲۰۰۵)
• استاندارد انگلیس BS 7974 [3]
• راهنمای مهندسی SFPE برای حفاظت از آتش مبتنی بر عملکرد [۴]
• استاندارد مدیریت ریسک AS / NZ 4360 [5]
• کتابچه راهنمای مهندسی حفاظت از آتش SFPE نسخه سوم [۶]

راهکارهای حفاظت از حریق مبتنی بر عملکرد را می‌توان مطابق با کدها و استانداردهای محلی و بین المللی برای ساختمان‌ها و ایمنی در زندگی ایجاد کرد. ارزیابی خطرات زیست محیطی و نیازهای عملکردی، ویژه اتاق تمیز، به عنوان بخشی از فرایند طراحی انجام می شود.

۳-۱. ملاحظات کلیدی طراحی

در هنگام طراحی سیستم برای یک اتاق تمیز موارد زیر باید در نظر گرفته شود:

1. به چه سطح حفاظتی نیاز است و چگونه ایمنی در برابر حریق کنترل می شود؟
2. آیا کدها و استانداردهای محلی از فناوری تشخیص دود مکنده (ASD) برای محافظت اولیه استفاده می‌کنند یا استفاده از اصول طراحی مبتنی بر عملکرد برای طراحی سیستم با عملکرد معادل دتکتور دود از نوع نقطه ضروری است؟
3. کدام مناطق نیاز به حفاظت دارند (Fab، Under Floor Void (UFV)، Sub-Fab، Dry Coils، Air Handling Unit (AHU)، void سقف و / یا ابزارهای منفرد))؟
4. کدام تجهیزات ، خطرات اولیه آتش سوزی ، ابزارهای فرآیندی (به عنوان مثال نیمکت های مرطوب ، استپرها ، استوکرها ، کاشت های یونی ، تجهیزات نورسنجی و غیره) را نشان می دهد و کجا در اتاق تمیز قرار دارد؟
5. سیستم های AHU ، فیلتر و فیلترهای پیش فیلتر در کجا واقع شده اند؟
6. تأثیری در الگوهای جریان هوا و تشخیص دود از پارامترهایی مانند ارتفاع سقف ، هندسه اتاق و مکان / ابعاد تجهیزات خواهد داشت؟
7. آیا احتمالاً در آینده تغییرات عملیاتی مانند تجهیزات جدید ، تغییر در محل کاشی کف سوراخ شده و غیره وجود دارد؟
8. آیا تجهیزات خاصی به حفاظت اضافی از “اشیا” نیاز دارند؟
9. آیا یکپارچگی شبکه لوله با توجه به هوای محکم کافی است؟
10. در مواردی که مهار آتش نیز نصب شده است ، چگونه می توان از سیستم برای فعال سازی آن استفاده کرد؟
11. سیستم های حفاظت از آتش و امنیت چگونه باید در مرکز کنترل اضطراری سایت ادغام شوند؟
12. آیین نامه های صنعت محلی برای ایمنی در برابر آتش اتاق تمیز چه حکمی دارد؟
13. کد و استانداردهای آتش نشانی صنعت چه پیشنهادی (به عنوان مثال NFPA 318 [8] و BS 5295 [9]) دارند؟
14. اقدامات مربوط به طراحی مبتنی بر عملکرد (به عنوان مثال دستورالعمل های بین المللی مهندسی آتش [۲] ، BS 7974 [3] یا SFPE [4]) چیست؟

    نکته: چیدمان تجهیزات پروسه و سایر تجهیزات بر سرعت و جهت جریان هوا تأثیر می گذارد. بنابراین اکیداً توصیه می شود که پس از نصب سیستم، تست‌های عملکرد انجام شود. همه این آزمایشات باید با همکاری کامل کارشناس ایمنی تأسیسات انجام شود.

    نکته: عملکرد آشکارسازهای دود نوع نقطه‌ای نیز ممکن است توسط سرعت عبور هوا / دود از طریق محفظه تشخیص و  یا دمای آن محدود شود.

    طراحی تشخیص حریق بصورت هشدار بسیار زود هنگام (VEWFD) اجازه می دهد تا خطرات مورد بحث در بخش ۱٫۱ را به حداقل رسانده و با روش‌های زیر با مشکلات تشخیص ناشی از حرکت هوا مقابله کند:

    • آشکارسازها را می‌توان هم به عنوان هشدارهای اولیه و ثانویه و یا به عنوان هشدارهای خیلی زود پیکربندی کرد.
    • آشکارساز باید بتواند حریق را در مراحل اولیه (دود شدن) خیلی زود تشخیص دهد. این کار فرصتی را برای کارکنان فراهم می‌کند تا قبل از اینکه آلودگی دود به ابزارهای فرآیند یا محصولات در حال تولید آسیب برساند‌، اقدامات مناسب را اجرا کنند.
    • قابلیت هشدار خیلی زود سیستم، رشد سریع حریق و گسترش آن را که به دلیل حرکت زیاد هوا تسهیل می‌شود، کاهش می دهد.
    • از آنجا که اقدامات احتیاطی امنیتی لازم برای اطمینان از حفظ محیط استریل در اتاق تمیز نیز پیچیده است، هشدار خیلی زود باعث می شود که زمان برای تخلیه بیشتر باشد.
    • یک سیستم مکنده نسبت به دتکتورهای دود نوع (نقطه ای) معمولی شانس بیشتری برای تشخیص دود رقیق شده دارد.

    این به این دلیل است که هوای جمع شده توسط چندین نمونه بردار، در مکان های مختلف در منطقه حفاظت شده ، به طور همزمان توسط همان آشکارساز در حال تجزیه و تحلیل است (اثر نمونه گیری جمع شده).

    • یک سیستم مکنده به طور فعال هوا را به حفره‌های نمونه برداری خود می کشد که احتمال تشخیص دود را افزایش می دهد. آشکارسازهای دود غیرفعال به دود حاصل از انتشار یا استفاده از انرژی حرارتی حریق اعتماد می کنند. بنابراین تشخیص دود توسط آشکارسازهای غیر فعال در مکان‌هایی که حرکت هوا به صورت مصنوعی

    و همچنین خنک شده است، کمتر امکان پذیر است.

    • میزان آلارم های مزاحم نسبتاً کم در سیستم مکنده وجود دارد، این ویژگی امکان تخلیه غیرضروری را به حداقل می رساند.
    • در صورتی که سیستم اطفاء حریق وجود دارد، دامنه حساسیت آشکارسازها از ۰٫۰۰۵ تا ۲۰%Obs/m (0.0015 تا ۶٪ Obs / ft) به معنای آستانه‌های هشدار مناسب است و می تواند برای تشخیص زودهنگام و در مرحله‌ی حریق، فعال سازی سیستم اطفاء تنظیم شود.

۲. سطح حفاظت

۲-۱. مناطق حفاظت شده

سطح محافظت توصیه شده برای مناطق مختلف در یک اتاق تمیز، در جدول ۱ ارائه شده است.

۲-۲. اثرات جریان هوا

پوشش‌دهی آشکارساز به حرکت هوا در منطقه اتاق تمیز بستگی دارد. به جای استفاده از سرعت تغییر هوا، که تابعی از حجم منطقه است، جریان هوا در اتاق‌های تمیز با یک کمیت نشان داده می‌شود که به عنوان سرعت متوسط هوا شناخته می‌شود. اندازه‌گیری سرعت متوسط هوا معمولاً در موقعیت‌های زیر انجام می‌شود:

• ۰٫۳ متر (۱ فوت) در زیر فیلتر فن‌ها(FFU)

.زیر صفحات وافل

• در طول کویل‌های خشک / منافذ هوای برگشتی

از آنجا که اندازه اتاق‌های تمیز متفاوت است و آرایش‌های مختلفی برای تهویه (FFU ها ، AHU ها یا برج های فن) دارند‌، سرعت متوسط آن‌ها نیز متفاوت خواهد بود. با این حال، دستورالعمل‌های ذکر شده در این راهنمای طراحی برای هر اتاق تمیز قابل استفاده است. سرعت متوسط هوا نیز می‌تواند از منطقه‌ای در داخل اتاق تمیز به منطقه دیگر بسیار متفاوت باشد که باید هنگام طراحی سیستم VEWFD در نظر گرفته شود. جدول ۲ شامل نمونه هایی از یک محدوده معمول برای اندازه گیری سرعت متوسط هوا است.

نکته: متوسط سرعت هوا در مکان‌های ذکر شده را قبل از شروع طراحی سیستم حفاظت از حریق می‌توان از طراحان تاسیسات مکانیکی دریافت کرد.

۲٫۳ پوشش‌دهی آشکارساز

براساس اهداف طراحی، منطقه توصیه شده برای پوشش‌دهی دتکتور براساس عوامل زیر است:

• اندازه حریق باید شناسایی شود.
• سرعت هوا در منطقه حفاظت شده
• حداکثر زمان انتقال مجاز توسط نرم افزار مدل‌سازی شبکه لوله‌ها
• فاصله‌ی بین نمونه‌بردارها

مناطق حیاتی در یک اتاق تمیز به تشخیص حریق با هشدار بسیار زود (VEWFD) احتیاج دارند، در حالی که سایر مناطق ممکن است فقط به تشخیص حریق با هشدار زود (EWFD) نیاز داشته باشند. طراحی را می‌توان برای تهیه VEWFD یا EWFD بسته به منطقه مورد نظر طراحی کرد. هنگامی که EWFD طراحی می‌شود، هزینه‌ی سیستم کاهش می‌یابد.

جدول ۳ ارتباط بین پوشش‌دهی آشکارساز و فاکتورهای ذکر شده برای VEWFD در مقایسه با EWFD را نشان می‌دهد:

از اطلاعات ارائه شده در جدول ۳ کاملاً روشن است که با افزایش سرعت هوا در منطقه حفاظت شده، سایر عوامل برای دستیابی به VEWFD کاهش می یابد.