เหตุเพลิงไหม้ในโรงงานอุตสาหกรรมที่มีถังจัดเก็บเชื้อเพลิงขนาดใหญ่ (Bulk fuel) รวมถึงถังเก็บของเหลวไวไฟและสารเร่งไฟ สามารถลุกลามและสร้างความเสียหายได้อย่างมหาศาล การติดตั้งระบบฉีดน้ำดับเพลิงแบบ Deluge (Deluge water spray system) รอบถังเก็บเหล่านี้จึงเป็นกลยุทธ์สำคัญทางวิศวกรรมความปลอดภัย โดยมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อ:
- จำกัดการส่งผ่านความร้อน (Heat transfer): บล็อกความร้อนที่แผ่รังสีมาจากเพลิงไหม้ของถังหรืออาคารข้างเคียงไม่ให้เข้าสู่ถังเชื้อเพลิง
- ป้องกันโครงสร้างพังทลาย: ควบคุมอุณหภูมิเพื่อป้องกันไม่ให้ตัวถังเกิดความเสียหายและพังถล่ม (Tank collapse) จากความร้อนสูง
- ซื้อเวลาให้ทีมฉุกเฉิน: ยืดระยะเวลาออกไปเพื่อให้เจ้าหน้าที่บรรเทาสาธารณภัยสามารถเข้าควบคุมสถานการณ์ได้อย่างทันท่วงทีและปลอดภัย
กลไกการทำงานและคุณลักษณะของหัวฉีดความเร็วปานกลาง (Medium Velocity Spray Nozzle)
หัวฉีดความเร็วปานกลาง หรือ Medium Velocity (MV) spray nozzle คือหัวใจสำคัญที่ถูกนำมาใช้ในระบบฉีดน้ำดับเพลิงถาวรชนิดนี้ โดยมีคุณลักษณะเชิงโครงสร้างและการทำงานที่ออกแบบมาเฉพาะทาง ดังนี้:
- การกระจายน้ำรูปทรงกรวยทิศทางแม่นยำ: ตัวหัวฉีดมีแผ่นบังคับทิศทางภายนอก (External deflector) ทำหน้าที่เปลี่ยนสายน้ำแรงดันสูงให้กลายเป็นฝอยละอองน้ำขนาดเล็ก และพุ่งออกไปในทิศทางที่เป็นทรงกรวย (Cone shaped pattern)
- เคลือบพื้นผิวได้ทุกรูปทรง: หัวฉีดชนิดนี้สามารถกระจายน้ำได้อย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งพื้นผิว ไม่ว่าจะเป็นพื้นผิวแนวตั้ง แนวนอน ส่วนโค้ง หรือรูปทรงที่ราบเรียบไม่สม่ำเสมอของถังเก็บ เพื่อลดการดูดซับความร้อนจากภายนอกและสกัดกั้นการขยายตัวของไฟ
- จุดสำคัญที่ต้องระวัง (Hot Spots): การคำนวณตำแหน่งและทิศทางของหัวฉีดต้องมั่นใจว่าครอบคลุมพื้นที่ผิวสัมผัสทั้งหมด หากเกิด “พื้นที่แห้ง” (Dry areas) ที่ละอองน้ำไปไม่ถึงแม้เพียงเล็กน้อย ความร้อนจะเข้าไปสะสมจนเกิดเป็นจุดความร้อนสูง (Hot spots) ซึ่งกลายเป็นจุดอ่อนที่ทำให้โครงสร้างถังเสียหายได้
- การเลือกสเปกให้ตอบโจทย์ความเสี่ยง: การออกแบบระบบจะพิจารณาจากพื้นที่ครอบคลุมและความหนาแน่นของน้ำที่ต้องการ โดยวิศวกรสามารถเลือกค่า K-factor และ องศาการฉีด (Spray angle) ที่เหมาะสม พร้อมทั้งต้องมีการทดสอบและสังเกต รูปแบบการฉีดน้ำ (Water discharge patterns) จริง เพื่อปรับตำแหน่งหัวฉีดให้ทำงานได้อย่างสมบูรณ์
สรุปเกณฑ์การออกแบบและข้อกำหนดทางเทคนิคตามมาตรฐาน NFPA 15
การคำนวณปริมาณน้ำในระบบ Deluge จะต้องคิดจากปริมาณน้ำที่ต้องใช้สำหรับหัวฉีด MV ทั้งหมดที่ติดตั้งอยู่รอบถังให้สามารถทำงานพร้อมกันได้ทันที โดยมีเกณฑ์ตัวเลขสำคัญตามมาตรฐาน NFPA 15 (Standard for Water Spray Fixed Systems for Fire Protection) ดังต่อไปนี้:
| หัวข้อข้อกำหนด | ตัวเลขและเกณฑ์ทางเทคนิค (Technical Specifications) |
| ความหนาแน่นของน้ำต่ำสุด (Minimum Water Density) | ไม่น้อยกว่า 0.25 gpm/ft² (หรือ 10.2 lpm/m²) ของพื้นที่ผิวสัมผัสที่รับความร้อน |
| แรงดันใช้งานต่ำสุด (Minimum Operating Pressure) | ไม่น้อยกว่า 20 PSI (1.4 bar) ณ หัวฉีดใช้งาน |
| ระยะห่างในแนวนอน (Horizontal Spacing) | ต้องจัดระยะให้รูปแบบการฉีดน้ำ (Spray patterns) มีการซ้อนทับกัน (Overlap) เสมอ |
| ระยะห่างในแนวตั้ง (Vertical Spacing) | ต้องมีระยะห่างไม่เกิน 12 ฟุต (โดยระบบจะอาศัยการไหลซึมของน้ำลงด้านล่าง หรือ Water run-down ช่วยในการหล่อเย็นพื้นที่ส่วนล่าง) |
| เวลาในการตอบสนองระบบ (Maximum Response Time) | นับตั้งแต่ระบบตรวจจับไฟจนถึงวาล์วจ่ายน้ำเต็มระบบ ต้องใช้เวลาไม่เกิน 40 วินาที |
การควบคุมวาล์วระบบและการเลือกใช้หัวฉีดเฉพาะจุด
การจ่ายน้ำเข้าสู่ระบบหัวฉีดจะถูกปิดกั้นไว้ด้วยวาล์ว Deluge (Deluge valve) ซึ่งจะทำงานเมื่อได้รับสัญญาณสั่งการ โดยระบบสามารถเลือกสั่งการทำงานได้หลากหลายรูปแบบตามความเหมาะสมของหน้างาน:
- สั่งการผ่านวาล์วโซลินอยด์ไฟฟ้า (Electrically actuated solenoid valve)
- สั่งการผ่านระบบตรวจจับสัญญาณแบบใช้แรงดันน้ำ/ลม (Wet-pilot หรือ Dry-pilot detection)
- สั่งการด้วยระบบผสมผสานร่วมกัน (Combination of systems)
เทคนิคการปกป้องหลังคาถัง (Tank Tops):
สำหรับพื้นที่ส่วนบนสุดของถังเก็บเชื้อเพลิงซึ่งมักจะจำกัดการเข้าถึงและต้องการวงกระจายน้ำที่กว้างเป็นพิเศษ จะมีการเลือกใช้หัวฉีดรุ่นเฉพาะที่เรียกว่า Reverse Action MV-Nozzles โดยหัวฉีดรุ่นนี้จะถูกออกแบบมาให้ติดตั้งในลักษณะหงายขึ้น (Upright position) เพื่อสร้างรูปแบบการฉีดน้ำที่เป็นทรงครึ่งวงกลม (Hemi-spherical spray pattern) ทำให้สามารถเคลือบผิวและปกป้องบริเวณหลังคาถังได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด