วาล์วหัวจ่ายน้ำดับเพลิงแบบควบคุมความดัน (Pressure restricting (hose) valve)

ในการออกแบบระบบดับเพลิงด้วยน้ำสำหรับอาคาร เราจำเป็นต้องเลือกให้เครื่องสูบน้ำดับเพลิงมีความดันด้านส่งสูงเพียงพอที่จะทำให้เมื่อจ่ายน้ำด้วยค่าความต้องการปริมาณน้ำดับเพลิงแล้ว ท่อยืนแรกจะต้องมีความดันใช้งานที่จุดสูงสุดและไกลสุดไม่น้อยกว่า 65 PSI เมื่อจ่ายน้ำดับเพลิงด้วยอัตราการไหลจากท่อยืนแรก 476 GPM (หรือ 500 GPM ตามมาตรฐาน วสท. และ NFPA14) ดังนั้น อาคารที่สูงเกินประมาณ 25 เมตร หรือ ประมาณ 9 ชั้นขึ้นไป (จะมีความดันเนื่องจากความสูงประมาณ 35 PSI) จึงหลีกเลี่ยงไม่ได้ที่จะมีพิกัดความดันของเครื่องสูบน้ำดับเพลิงเกิน 100 PSI ทำให้ความดันในเส้นท่อของชั้นที่เครื่องสูบน้ำดับเพลิงติดตั้งและชั้นถัดขึ้นไป ขณะที่ฉีดน้ำจะมีค่าสูงกว่า 100 PSI เป็นปกติ

ถ้าเราไปพิจารณา กฏกระทรวงฉบับที่ 33 (พ.ศ.2535) ออกตามความในพระราชบัญญัติควบคุมอาคาร พ.ศ.2522

ข้อ 18 (3) อาคารสูงต้องมีที่เก็บน้ำสำรองเพื่อใช้เฉพาะในการดับเพลิงและต้องมีระบบส่งน้ำที่มีความดันต่ำสุดที่หัวต่อสายฉีดน้ำดับเพลิงที่ชั้นสูงสุดไม่น้อยกว่า 0.45 เมกะปาสกาลมาตร แต่ไม่เกิน 0.7 เมกะปาสกาลมาตร ด้วยอัตราการไหล 30 ลิตรต่อวินาที โดยให้มีประตูน้ำปิดเปิดและประตูกันน้ำไหลกลับอัตโนมัติด้วย ประโยคที่บอกว่าความดันต่ำสุดที่หัวต่อสายฉีดน้ำดับเพลิง ไม่น้อยกว่า 0.45 เมกะปาสกาลมาตร (หรือประมาณ 65 PSI) แต่ไม่เกิน 0.7 เมกะปาสกาลมาตร (หรือประมาณ 100 PSI) ทำให้เราต้องควบคุมความดันใช้งานให้อยู่ในช่วงที่กำหนด เพราะมีผลต่อการใช้งานในการดับเพลิงด้วยสายฉีดน้ำของเจ้าหน้าที่ดับเพลิง, ถ้าความดันต่ำเกินไป จะทำให้หัวฉีดน้ำดับเพลิง (Nozzle) ไม่สามารถสร้างลำน้ำ (stream) หรือ ม่านหมอก (fog) ได้ตามที่ต้องการจะมีผลต่อประสิทธิภาพในการดับเพลิง ในทางตรงข้ามถ้าสูงเกินไป ก็อาจทำให้เกิดอันตรายกับ เจ้าหน้าที่ดับเพลิง หรืออาจเกินพิกัดความดันของสายดับเพลิงที่ใช้ทำให้เกิดความเสียหาย เป็นอุปสรรคต่อการดับเพลิงเช่นเดียวกัน

อุปกรณ์ที่มักถูกเลือกใช้ในการลดความดันดังกล่าวสำหรับหัวจ่ายน้ำดับเพลิง (Hose valve) คือ วาล์วหัวจ่ายน้ำดับเพลิงแบบควบคุมความดัน (Pressure Restricting valve หรือ Pressure Restricting Hose valve) ซึ่งจะสามารถตั้งค่าความดันตกคร่อมโดยการปรับตามค่าที่ผู้ผลิตระบุ เพื่อให้ความดันใช้งานหลังผ่านวาล์วมีค่าตามที่ต้องการในขณะที่มีน้ำดับเพลิงไหลผ่าน (ย้ำว่าควบคุมเฉพาะเมื่อมีน้ำดับเพลิงไหลผ่าน ดังนั้นการทดสอบ จึงต้องทำเมื่อมีน้ำดับเพลิงไหลผ่าน)

ยกตัวอย่าง Pressure Restricting valve ของผู้ผลิต GIACOMINI รุ่น A155 ขนาด 2.5 นิ้ว

ความดันตกคร่อม (Delta P) = (GPM/ Cv)^2 ผู้ผลิตจะให้ ค่า Cv ของแต่ละ Set number ตั้งแต่ขีด 1 - Full Open

ในกรณีที่ฉีดน้ำ 250 GPM จะได้ค่า ความดันตกคร่อม เป็น 323.5 - 4 PSI ตามลำดับ เมื่อแทนค่าในสูตร

สมมติถ้านำไปใช้ติดตั้งกับชั้นที่มีความดันใช้งานประมาณ 140 PSI ถ้าตั้งค่าที่ 6 จะได้ความดันตกคร่อม 69.2 PSI เหลือความดันใช้งาน =140-69.2= 70.8 PSI (มากกว่า 65 PSI) และถ้าตั้งค่าที่ 12 จะได้ความดันตกคร่อม 40.2 PSI เหลือความดันใช้งาน =140-40.2 = 99.8 PSI (ไม่เกิน 100 PSI)

ก็สามารถตั้งค่าได้ตั้งแต่ขีด 6 ถึง 12 ขึ้นอยู่กับพิจารณาว่าความดันในระบบท่อจะสูงขึ้นหรือต่ำลงตามการทำงานต่างๆ

ดังนั้นวิศวกรที่ออกแบบระบบดับเพลิงจะต้องทราบว่าความดันใช้งานของแต่ละชั้น (ขณะที่มีน้ำดับเพลิงไหล) จะมีค่าเป็นเท่าไร ซึ่งตามมาตรฐาน วสท. กำหนดว่าอาคารสูงต้องคำนวณด้วยวิธีกลศาสตร์ของไหล ซึ่งจะทำำให้ได้ความดันค่อนข้างแม่นยำ แล้วจึงไปกำหนดว่าถ้าต้องการตั้งค่าเพื่อไปสร้างความดันตกคร่อมให้กับวาล์วหัวจ่ายน้ำให้เหลือความดันที่ขาออกให้อยู่ในช่วง 65-100 PSI ควรใช้ Set number ใดสำหรับแต่ละชั้น

ผู้รับเหมาที่ติดตั้งก็ต้องตั้งค่า Set number ของวาล์วในแต่ละชั้นให้เป็นไปตามที่ออกแบบ (ยกเว้นเลือกใช้หัวจ่ายน้ำดับเพลิงแบบที่ตั้งค่ามาจากโรงงาน ก็ต้องติดตั้งตามที่สั่งมาให้ถูกต้อง)

    

เมื่อติดตั้งระบบท่อและอุปกรณ์เสร็จมีการล้างท่อ (Flushing) และทดสอบความดันด้วยน้ำ (Hydrostatic testing) เรียบร้อย ก็ควรต้องมีการทดสอบการไหล (Flow test) ของหัวจ่ายน้ำดับเพลิงในแต่ละชั้นให้แน่ใจ ว่าได้ความดันใช้งานอยู่ในช่วงที่กำหนดเมื่อจ่ายน้ำดับเพลิงตามที่ออกแบบ (250 GPM สำหรับวาล์ว 2.5 นิ้ว) หรือไม่ เพราะบางครั้งตู้ FHC อาจถูกย้ายตำแหน่งตามสภาพหน้างาน และมีการใช้ท่อที่มีขนาดเล็กเกินไปหรือยาวและคดเคี้ยวเกินไป แต่การทดสอบฉีดน้ำดับเพลิงในปริมาณ 250 GPM อาจทำให้เกิดความเสียหายกับอาคารได้ง่าย และยุ่งยากในการทำความสะอาดหลังจากทดสอบมาก ดังนั้น NFPA14 ข้อ 9.10 จึงระบุให้มีการติดตั้ง Drains and Test riser ที่อยู่ใกล้กับท่อยืนที่มีการติดตั้ง Pressure restricting valve เพื่อใช้สำหรับทดสอบการไหล ซึ่งถ้าอาคารถูกออกแบบให้มีท่อดังกล่าวตามมาตรฐาน จะทำให้การทดสอบทำได้สะดวกทั้งขณะส่งมอบงาน และการทดสอบตามมาตรฐาน NFPA25 ในภายหลัง

ในฐานะวิศวกรทดสอบระบบดับเพลิง ได้มีการทดสอบตู้ FHC ของอาคารใหม่ที่ติดตั้ง Pressure Restricting valve และ ผู้รับเหมาได้ตั้งค่าเรียบร้อยแล้ว กลับพบว่า เมื่อทดสอบฉีดน้ำที่ 250 GPM อ่านค่าความดันใช้งานได้ 120 PSI (เกิน 100 PSI ตามที่กฎหมายกำหนด) จึงมีความเป็นห่วงว่า ระบบดับเพลิงในอาคารสูงส่วนใหญ่ มีการติดตั้งหัวจ่ายน้ำดับเพลิงแบบควบคุมความดัน แต่ไม่เคยมีการทดสอบ ทำให้ไม่สามารถมั่นใจได้ว่าเมื่อต้องการใช้งาน เจ้าหน้าที่ดับเพลิงจะสามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัยหรือไม่ ซึ่งใน NFPA จะมี Case study เรื่องไฟไหม้ที่อาคาร One Meridian Plaza High-Rise ซึ่งในรายงานระบุสาเหตุส่วนหนึ่งที่ทำให้ไฟไหม้รุนแรง 8 ชั้นไหม้วอด จากทั้งหมด 38 ชั้น และมีเจ้าหน้าที่ดับเพลิงเสียชีวิตในขณะปฏิบัติหน้าที่ถึง 3 นาย เป็นเพราะ Pressure Restricting valve มีการตั้งค่าไม่ถูกต้อง ทำให้ได้ความดันใช้งานเพียงเพียง 60 PSI ไม่ว่าจะอัดน้ำเข้าไปในท่อยืนด้วยความดันเท่าไรก็ตาม เจ้าหน้าที่ดับเพลิงจึงไม่สามารถดับเพลิงได้ตามแทคติกที่ต้องการได้

     

ถ้าท่านต้องเกี่ยวข้อง หรือต้องใช้อาคารที่มีการติดตั้งอุปกรณ์ดังกล่าว ลองพิจารณาทบทวนดูว่าควรต้องทำอะไรเพิ่มเติมหรือไม่ เพื่อให้มั่นใจว่ามีความปลอดภัย ในปัจจุบัน NFPA14 กำหนดให้ความดันใช้งานขั้นต่ำเป็น 100 PSI แต่กฎหมายบ้านเรายังไม่ได้ปรับแก้ตาม ดังนั้นท่านที่เลือกใช้อุปกรณ์หัวฉีดน้ำดับเพลิง (Nozzle) ควรตรวจสอบดูว่าอุปกรณ์ที่มีอยู่หรือจะซื้อใหม่เหมาะสมกับระบบดับเพลิงของท่านหรือไม่ เนื่องจากความดันใช้งาน จะมีผลต่อสมรรถนะและประสิทธิภาพของหัวฉีดน้ำดับเพลิงที่น้ำมาใช้ อุปกรณ์ใหม่อาจถูกออกแบบให้ใช้กับ ความดันใช้งานขั้นต่ำ 100 PSI ตามมาตรฐานล่าสุด

รับทดสอบสมรรถนะเครื่องสูบน้ำดับเพลิง และทดสอบการไหล

บริษัท ดับบลิวแอล วิศวกรรมและพลังงาน จำกัด

ติดต่อ นายวีรวุฒิ มือถือ 0815778879

Email: weerawut0312@gmail.com