عندما ينقطع التيار الكهربائي عن المبنى، تصبح البطاريات المصدر الوحيد الذي يُبقي لوحة الإنذار وكواشفها وأجهزة التنبيه في الخدمة. وحساب بطاريات لوحات إنذار الحريق ليس بنداً شكلياً في ملف التصميم، بل هو الرقم الذي يحدد هل سيعمل الإنذار بعد ساعات من انقطاع الكهرباء أم لا.
يشرح هذا الدليل مدخلات الحساب وطريقته وفق NFPA 72 وطريقة BS 5839-1 للمشروعات التي تعتمد المسار الأوروبي، مع مثال محسوب خطوة بخطوة، ثم ما يُراجع عند اختيار الشاحن وتركيب البطاريات وصيانتها في ظروف المملكة.
الخلاصة السريعة
- يشترط NFPA 72 أن يشغل المصدر الاحتياطي النظام 24 ساعة في وضع المراقبة، ثم 5 دقائق في وضع الإنذار، أو 15 دقيقة لأنظمة الإخلاء الصوتي.
- يُضاف إلى السعة المحسوبة هامش أمان لا يقل عن 20% لتعويض تقادم البطارية، وهو مطلب أُدرج في NFPA 72 منذ إصدار 2010.
- طريقة BS 5839-1 مختلفة: معامل تقادم 1.25، ومعامل خفض للسعة عند تيار الإنذار، وزمن إنذار نصف ساعة عادة.
- تؤخذ تيارات الأجهزة من الداتا شيت للطراز الفعلي، ويُعاد الحساب عند أي إضافة بعد التسليم.
- الحرارة العالية تقصر عمر بطاريات الرصاص الحمضية المغلقة، فمكان اللوحة جزء من القرار.
محتويات المقال
- لماذا يُحسب المصدر الاحتياطي ولا يُقدّر
- متطلبات NFPA 72 للمصدر الاحتياطي
- مدخلات حساب بطاريات لوحات إنذار الحريق
- مثال محسوب: لوحة معنونة بجهد 24 فولت
- طريقة BS 5839-1 للمشروعات على المسار الأوروبي
- الشاحن والجهد والتركيب
- الاستبدال والاختبار في الصيانة
- أخطاء شائعة في حساب بطاريات لوحات إنذار الحريق
- كيف تساعدك أزيدك
- أسئلة شائعة
- خلاصة
لماذا يُحسب المصدر الاحتياطي ولا يُقدّر
تعمل لوحة الإنذار على مصدرين: المصدر الرئيسي من شبكة الكهرباء، والمصدر الاحتياطي (Secondary Power) الذي يكون غالباً بطاريات رصاص حمضية مغلقة منظمة بصمام (VRLA / SLA). وعند انقطاع المصدر الرئيسي يجب أن ينتقل النظام إلى البطاريات دون فقدان أي إشارة، وأن يستمر في المراقبة ثم في الإنذار للمدة المطلوبة.
الخطأ الشائع هو اختيار البطارية بناء على ما يأتي مع اللوحة من المصنع، أو على سعة «معتادة» في مشروعات سابقة. لكن الحمل الفعلي يختلف من مشروع لآخر: عدد الكواشف، وعدد الوحدات المعنونة، وأجهزة التنبيه الصوتية والضوئية التي تستهلك التيار الأكبر عند الإنذار، والوحدات الملحقة كلوحات العرض الفرعية. لذلك يطلب NFPA 72 في فصل التوثيق (الفصل 7) أن تكون حسابات البطاريات وهبوط الجهد ضمن مستندات التصميم، ويطلبها الاستشاري عادة مع المخططات. وتحدد متطلبات الكود السعودي للحماية من الحرائق SBC 801 والدفاع المدني أين يلزم النظام، ومعهما المعيار الفني المعتمد في المشروع.
متطلبات NFPA 72 للمصدر الاحتياطي
يتناول NFPA 72 مصادر الطاقة في فصل الأساسيات (الفصل 10). والقيم المستخدمة في الحساب هي:
- زمن المراقبة: 24 ساعة يعمل فيها النظام في الوضع الطبيعي على البطاريات وحدها.
- زمن الإنذار: بعد انتهاء زمن المراقبة يجب أن يعمل النظام بكامل حمل الإنذار 5 دقائق على الأقل، وترتفع المدة إلى 15 دقيقة بكامل الحمل لأنظمة الاتصال الصوتي للطوارئ والإخلاء داخل المبنى (EVACS).
- هامش الأمان: يُضاف 20% على الأقل إلى السعة المحسوبة، لأن سعة البطارية تتناقص مع العمر.
- إعادة الشحن: يطلب NFPA 72 أن يعيد الشاحن شحن البطاريات خلال 48 ساعة بعد دورة تفريغ كاملة واحدة (المراقبة ثم الإنذار).
وإذا كان المصدر الاحتياطي مولداً كهربائياً، فيسمح NFPA 72 بذلك بشروط، منها أن يتوافق المولد مع NFPA 110، وأن تبقى بطاريات تكفي 4 ساعات على الأقل. ولأن أرقام البنود تتغير بين الإصدارات، يُذكر في مذكرة الحساب الإصدار المعتمد في المشروع وأرقام بنوده، كما ينصح دليلنا عن NFPA 72.
مدخلات حساب بطاريات لوحات إنذار الحريق
تُبنى الحسابات على جدول يضم كل جهاز يتغذى من اللوحة أو من مصدر الطاقة الفرعي، ولكل جهاز رقمان من الداتا شيت:
- تيار المراقبة (Standby / Quiescent Current): ما يستهلكه الجهاز في الوضع الطبيعي، ويشمل اللوحة نفسها والكواشف والوحدات المعنونة ووحدات العزل ولوحات العرض الفرعية.
- تيار الإنذار (Alarm Current): ما يستهلكه الجهاز عند الإنذار، وأكبره في أجهزة التنبيه الصوتية والضوئية ومكبرات الإخلاء الصوتي ومرحلات التحكم.
لا يحدد NFPA 72 نسبة الأجهزة التي تُفترض في حالة إنذار، لذا يعتمد كثير من المصممين أسوأ حالة: كل أجهزة التنبيه تعمل معاً، وهو افتراض محافظ يُذكر صراحة في المذكرة. وتُستخدم قيمة التيار عند جهد التشغيل الفعلي كما يحددها المصنع، ولا تُستخدم أرقام تقريبية من مشروع آخر.
ولكل مصدر طاقة فرعي يغذي دوائر أجهزة التنبيه (NAC Power Supply) بطارياته الخاصة وحسابه المستقل، ولا يُدمج حمله في حساب اللوحة الرئيسية إلا إذا كان يتغذى منها فعلاً.
مثال محسوب: لوحة معنونة بجهد 24 فولت
المثال التالي توضيحي بأرقام افتراضية، والغرض منه شرح الطريقة لا تحديد سعة لمشروع معين:
| البند | طريقة NFPA 72 | طريقة BS 5839-1 (الملحق D) |
|---|---|---|
| تيار المراقبة الكلي | 0.45 أمبير | 0.45 أمبير |
| تيار الإنذار الكلي | 2.1 أمبير | 2.1 أمبير |
| سعة المراقبة | 0.45 × 24 = 10.8 أمبير ساعة | 0.45 × 24 = 10.8 أمبير ساعة |
| سعة الإنذار | 2.1 × 0.083 ساعة (5 دقائق) = 0.175 أمبير ساعة | 1.75 × 2.1 × 0.5 ساعة = 1.84 أمبير ساعة |
| المجموع قبل الهامش | 10.975 أمبير ساعة | 12.64 أمبير ساعة |
| الهامش أو معامل التقادم | × 1.20 = 13.2 أمبير ساعة | × 1.25 = 15.8 أمبير ساعة |
| البطارية المختارة | أقرب سعة قياسية أعلى، مثل 17 أمبير ساعة | أقرب سعة قياسية أعلى، مثل 17 أمبير ساعة |
لو كان النظام إخلاء صوتياً يتطلب 15 دقيقة إنذار وفق NFPA 72، يصبح حمل الإنذار 2.1 × 0.25 = 0.525 أمبير ساعة، والمجموع 11.325، وبعد الهامش 13.6 أمبير ساعة تقريباً. وفي لوحة بجهد 24 فولت تُركب بطاريتان بجهد 12 فولت على التوالي، وكل منهما بالسعة المحسوبة نفسها، لا بنصفها.
طريقة BS 5839-1 للمشروعات على المسار الأوروبي
بعض المشروعات في المملكة تُصمم على المسار الأوروبي والبريطاني، أي معدات وفق أجزاء EN 54 وتصميم وفق BS 5839-1. وفي هذه الحالة يحدد EN 54-4 متطلبات معدات مصادر الطاقة كمنتج، بينما تأتي معادلة السعة من الملحق D في BS 5839-1. وتشرح مواد التدريب الصادرة عن رابطة صناعة الحريق البريطانية (FIA) المعادلة كالتالي:
السعة الدنيا = 1.25 × [(تيار المراقبة × زمن المراقبة) + (معامل الخفض × تيار الإنذار × زمن الإنذار)]
وزمن المراقبة 24 ساعة عادة، وزمن الإنذار نصف ساعة في أغلب الحالات، ومعامل الخفض 1.75 عادة لأن البطارية تعطي سعة أقل عند التفريغ السريع بتيار الإنذار. أما المعامل 1.25 فيعوض تقادم البطارية. ويتضح من المثال أن الطريقة البريطانية تعطي سعة أكبر لأن زمن الإنذار فيها أطول. والقاعدة التي ننصح بها هي اعتماد مسار واحد في المشروع كله، لأن الخلط بين المعادلتين يولد ملاحظات في المراجعة.
الشاحن والجهد والتركيب
قدرة الشاحن
لكل لوحة أقصى سعة بطارية يستطيع شاحنها إعادة شحنها في الزمن المطلوب، وتذكرها الداتا شيت أو دليل التركيب. فإذا تجاوز الحساب هذه السعة، فالحل ليس تركيب بطارية أكبر في الخزانة نفسها، بل إضافة مصدر طاقة فرعي معتمد للنظام أو إعادة توزيع الأحمال.
الجهد الأدنى وهبوط الجهد
يجب أن تعمل المعدات ضمن مدى الجهد الذي يحدده المعيار والمصنع. ومع تفريغ البطاريات ينخفض الجهد في نهاية زمن المراقبة، ثم يأتي حمل الإنذار في أسوأ لحظة. لذلك يُحسب هبوط الجهد في دوائر أجهزة التنبيه على أساس جهد البطارية في نهاية التفريغ لا جهدها الاسمي، ويُراجع مع مقاطع كابلات الإنذار وأطوال الدوائر.
الحرارة ومكان التركيب
تُصنف أعمار بطاريات VRLA عند درجة حرارة مرجعية تبلغ 25 درجة مئوية في الغالب. وتذكر مصادر صناعية، منها مورد البطاريات Valen، أن كل ارتفاع بنحو 8 درجات فوقها يقلل العمر التصميمي إلى النصف تقريباً. وفي المملكة قد تُركب لوحات أو مصادر طاقة فرعية في غرف كهرباء أو غرف حراسة أو ممرات خدمة دون تكييف كافٍ، فتفقد البطاريات جزءاً كبيراً من عمرها قبل موعد استبدالها. لذلك يُختار مكان اللوحة بحيث تبقى درجة الحرارة ضمن مدى المصنع.
الاستبدال والاختبار في الصيانة
كانت إصدارات سابقة من NFPA 72 تشترط استبدال بطاريات الرصاص الحمضية المغلقة خلال 5 سنوات من تاريخ التصنيع، ثم غيّر إصدار 2013 الصياغة لتصبح وفق توصيات مصنع معدات الإنذار، أو عند انخفاض الجهد أو التيار بعد الشحن عن حدود المصنع. وعملياً يُكتب تاريخ التصنيع على كل بطارية، لا تاريخ التركيب، لأن البطارية تبدأ في التقادم منذ تصنيعها.
ويحدد الفصل 14 من NFPA 72 اختبارات البطاريات ومصادر الطاقة ضمن برنامج الفحص والاختبار والصيانة، ومنها تشغيل النظام على المصدر الاحتياطي وحده بعد فصل المصدر الرئيسي. وتُحدد فترات الاختبار وفق الإصدار المعتمد ومتطلبات الدفاع المدني، وتدخل ضمن عقود الصيانة السنوية.
أخطاء شائعة في حساب بطاريات لوحات إنذار الحريق
- استخدام البطارية المرفقة مع اللوحة دون حساب، أو نسخ سعة من مشروع آخر.
- إغفال أحمال اللوحات الفرعية ووحدات التحكم ومرحلات الربط مع الأنظمة الأخرى.
- حساب زمن إنذار 5 دقائق لنظام إخلاء صوتي يتطلب 15 دقيقة.
- نسيان هامش الأمان، أو الخلط بين هامش NFPA ومعاملات BS 5839-1.
- اختيار بطارية تتجاوز قدرة شاحن اللوحة.
- إضافة أجهزة تنبيه بعد التسليم دون إعادة الحساب وتحديث المستندات.
- تركيب بطاريات بتواريخ تصنيع مختلفة على التوالي، أو تخزينها طويلاً قبل التركيب.
كيف تساعدك أزيدك
ضمن خدمة التصميم والحسابات الهندسية نُعد مذكرات حساب البطاريات وهبوط الجهد على أساس الداتا شيت للطرازات المختارة، ونوضح فيها الإصدار المعتمد والافتراضات المستخدمة. ويمكن الاطلاع على حلولنا في أنظمة إنذار الحريق، وعلى معايير اختيار اللوحة نفسها في دليل اختيار لوحة الإنذار.
أسئلة شائعة
كم ساعة يجب أن تعمل بطاريات لوحة الإنذار؟
وفق NFPA 72، 24 ساعة في وضع المراقبة ثم 5 دقائق إنذار، أو 15 دقيقة لأنظمة الإخلاء الصوتي. والمتطلب النهائي يحدده المعيار المعتمد في المشروع والجهة المختصة.
هل يكفي هامش 20%؟
هو الحد الأدنى في NFPA 72. ويمكن للمصمم أو المواصفات طلب هامش أكبر، خاصة إذا كان النظام مرشحاً للتوسع.
لماذا تعطي طريقة BS 5839-1 سعة أكبر؟
لأن زمن الإنذار فيها نصف ساعة عادة، ويُضرب حمل الإنذار في معامل خفض، ثم يُطبق معامل تقادم 1.25 على المجموع.
متى تُستبدل البطاريات؟
وفق توصيات مصنع معدات الإنذار، أو عندما تفشل في اختبار الجهد أو التيار. ويُكتب تاريخ التصنيع على كل بطارية لتسهيل المتابعة.
هل يلغي المولد الحاجة إلى البطاريات؟
لا. يسمح NFPA 72 باستخدام المولد مصدراً احتياطياً بشروط، مع بقاء بطاريات تكفي 4 ساعات على الأقل.
خلاصة
حساب بطاريات لوحات إنذار الحريق عملية قصيرة لكنها تحتاج انضباطاً: جدول أحمال من الداتا شيت، وزمن مراقبة وإنذار من المعيار المعتمد، وهامش تقادم، ثم مراجعة الشاحن والجهد ومكان التركيب. وحين يُحدث الحساب مع كل تعديل في النظام، يبقى الإنذار قادراً على العمل في اللحظة التي ينقطع فيها كل شيء آخر.
هل تحتاج مراجعة حسابات البطاريات في مشروعك؟ أرسل لنا قائمة الأجهزة وطراز اللوحة، ونراجع الأحمال والسعة المطلوبة معك. تواصل مع فريق أزيدك
