تضغيط السلالم، أو «ضغط السلالم» كما يُسمى في السوق (Stair Pressurization)، طريقة للتحكم في الدخان تقوم على ضخ هواء خارجي نقي داخل الدرج حتى يبقى ضغطه أعلى من ضغط الأدوار المحيطة به، فيحد من دخول الدخان أثناء الإخلاء. وهو جزء من استراتيجية أوسع للتحكم في الدخان تُصمم وفق معيار NFPA 92 (أحدث إصداراته 2024) أو أحكام كود البناء المعتمد، ولا يُعتد به إلا بعد أن تثبت اختبارات الاستلام أنه يعمل.
الخلاصة السريعة
- يعمل التحكم في الدخان إما بفروق الضغط عبر الحواجز (الاحتواء) وإما بسحب الدخان (الإدارة)، وتضغيط السلالم من طرق الاحتواء.
- في إصدار 2021 من كود البناء الدولي يجب أن تكون السلالم التي تخدم أدوارًا أعلى من 75 قدمًا (نحو 23 مترًا) فوق مستوى وصول مركبات الإطفاء سلالم محمية من الدخان، والتضغيط أحد الحلول المسموحة في المباني المزودة بالرشاشات بالكامل.
- يحدد كود البناء الدولي ضغط الدرج بين 0.10 و0.35 بوصة عمود ماء (25 إلى 87 باسكال)، والحد الأعلى يحمي قوة فتح الباب.
- من المتطلبات المعتادة: وحدات تحكم مدرجة (Listed) وفق UL 864 بفئة UUKL، ولوحة تحكم للإطفائيين، ومصدر طاقة احتياطي، وأسلاك محمية.
- يشترط NFPA 92 وكود الحريق الدولي (IFC، البندان 909.20.4 و909.20.5) اختبار الأنظمة المخصصة مرتين سنويًا على الأقل، والأنظمة غير المخصصة سنويًا على الأقل، وعلى مصدر الطاقة الاحتياطي متى طلبت الجهة المختصة (AHJ) ذلك.
- في إصدار 2018 من الكود السعودي للحماية من الحرائق (SBC 801) خُصص القسم 909 لأنظمة التحكم بالدخان، وتُراجع المتطلبات في إصدار 2024 ومع الدفاع المدني.
كيف يعمل التحكم في الدخان وتضغيط السلالم؟
قد يجعل الدخان السلالم والممرات غير صالحة للاستخدام قبل أن يصل إليها اللهب بوقت طويل، لذلك تحمي الأكواد مسارات الإخلاء منه. ويغطي NFPA 92 نوعين من الأنظمة: أنظمة احتواء الدخان، مثل تضغيط السلالم وتضغيط آبار المصاعد والتحكم بالدخان حسب المناطق، وتعتمد على فروق الضغط عبر الحواجز لإبقاء الدخان خارج الفراغات المحمية؛ وأنظمة إدارة الدخان، وتُستخدم عادة في الأفنية الداخلية والفراغات الكبيرة لسحب الدخان وإبقاء طبقته فوق رؤوس الناس.
وفي الدرج المضغوط تدفع مراوح مخصصة هواءً خارجيًا إلى بيت الدرج. فإذا كانت الأبواب مغلقة ارتفع ضغط الدرج عن ضغط الدور، وتسرب الهواء من الدرج إلى الدور عبر فتحات الأبواب فيدفع الدخان بعيدًا عنه. وعند فتح الأبواب ينخفض الضغط، وعند إغلاقها قد يرتفع أكثر من اللازم ما لم يُصرَّف الفائض، عادةً بمخمدات تنفيس الضغط (Relief Dampers) أو بتعديل سرعة المروحة. ويؤكد البروفيسور جيمس ميلك أن الهدف هو الحد من دخول الدخان وإبقاء الدرج صالحًا للاستخدام، لا منع الدخان تمامًا.
خيارات أخرى للسلالم المحمية من الدخان
يسمح كود البناء الدولي بتنفيذ الدرج المحمي من الدخان (Smokeproof Enclosure) بردهة فاصلة مهواة طبيعيًا أو ميكانيكيًا، أو بشرفة خارجية مفتوحة بين الدور والدرج، ويأتي تضغيط الدرج بديلًا عنهما في المباني المزودة بالرشاشات بالكامل. وفي أوروبا تُصمم أنظمة فرق الضغط وفق EN 12101-13:2022 التي حلت محل أحكام التصميم والتركيب والاختبار في EN 12101-6:2005، بينما أصبح EN 12101-6:2022 مواصفة لمجموعات أنظمة فرق الضغط، ويغطي نطاقها المباني حتى ارتفاع 60 مترًا، وتحتاج المباني الأعلى إلى حسابات وتحقق إضافي.
أين يُطلب التحكم في الدخان في المشاريع السعودية؟
أصبح كود البناء السعودي بإصدار 2024 إلزاميًا منذ 30 يونيو 2025، ويمكن للمشاريع التي بلغت مراحل اعتماد أساسية بموجب إصدار 2018 أن تستمر عليه. وفي إصدار 2018 من الكود السعودي للحماية من الحرائق جاء القسم 909 بعنوان «أنظمة التحكم بالدخان» والقسم 910 بعنوان «إزالة الدخان والحرارة»، وفق جدول محتوياته المنشور. ولأن كود البناء العام (SBC 201) طُوّر عن كود البناء الدولي، فالمتطلبات التالية دليل مفيد، لكن النص السعودي المعتمد والدفاع المدني يحسمان كل مشروع.
| الفراغ | المتطلب المعتاد في كود البناء الدولي | ملاحظة |
|---|---|---|
| سلالم المباني العالية | سلالم محمية من الدخان إذا خدمت أدوارًا أعلى من 75 قدمًا (نحو 23 مترًا) فوق أدنى مستوى لوصول مركبات الإطفاء | التضغيط أحد الحلول المسموحة |
| الأفنية الداخلية (Atrium) | نظام تحكم في الدخان مصمم هندسيًا يبقي طبقة الدخان على ارتفاع 6 أقدام (نحو 1.8 متر) على الأقل فوق أعلى سطح مشي | الفناء فراغ رأسي يربط دورين أو أكثر في مجموعتي الإشغال I-2 وI-3، أو ثلاثة أدوار أو أكثر في غيرهما |
| المباني تحت الأرض | تحكم في الدخان حين يقع دور على عمق يزيد على 30 قدمًا (نحو 9 أمتار) تحت أدنى مستوى لتصريف المخرج (Exit Discharge) | يُرجع إلى النص المعتمد |
| المواقف والفراغات المغلقة الكبيرة | تهوية الدخان أو التحكم فيه بحسب مسار الكود | الخلط بين المفهومين من أسباب إعادة التصميم، فاتفق عليه مبكرًا |
وللمستشفيات متطلبات خاصة بالحجرات الدخانية، راجعها في دليل السلامة من الحريق في المستشفيات، وللمواقف اعتبارات تهوية خاصة يشرحها دليل حماية مواقف السيارات.
معايير تصميم تضغيط السلالم
| البند | القيمة أو القاعدة | ملاحظة |
|---|---|---|
| الحد الأدنى لفرق الضغط | 0.10 بوصة عمود ماء (25 باسكال) فوق الفراغات المجاورة مع إغلاق أبواب الدرج | كود البناء الدولي، البند 909.20.5 في إصدار 2021 |
| الحد الأعلى لفرق الضغط | 0.35 بوصة عمود ماء (87 باسكال) | لحماية قوة فتح الباب |
| قوة فتح الباب | 30 رطل قوة (نحو 133 نيوتن) لبدء حركة الباب | كود البناء الدولي، البند 1010.1.3؛ ويشتق NFPA 92 حده الأعلى من قوة الفتح أيضًا |
| المراوح | مخصصة لتضغيط الدرج وحده، لا جزءًا من نظام التكييف | مروحة أعلى الدرج أو أسفله، أو عدة مراوح، أو تغذية عبر بئر مجاور بمقاومة الدرج نفسها |
| الأبواب المفتوحة | يفترض NFPA 92 أن الأبواب مغلقة ما لم يفتحها جهاز آلي، وقد يشترط الكود المحلي عددًا من الأبواب المفتوحة | افتراض أبواب مفتوحة يكبّر المراوح كثيرًا |
| طريقة الحساب | معادلات جبرية للحالات البسيطة المتماثلة، ونمذجة شبكية ببرامج متخصصة لغيرها | وفق ميلك |
والسلالم العالية أصعب الحالات. فتأثير المدخنة (Stack Effect)، أي فرق الضغط الناتج عن اختلاف الحرارة بين الداخل والخارج، يتغير على ارتفاع الدرج، وقد لا تحقق نقطة حقن واحدة الحدين في كل الأدوار. ويذكر ميلك أن نحو 20 دورًا حد معتاد للأنظمة البسيطة في مناخ منطقة وسط الساحل الأطلسي الأمريكية. أما في صيف المملكة فالهواء الخارجي أسخن من الداخل المكيف، فينعكس اتجاه تأثير المدخنة، لذلك تُنمذج درجات الحرارة التصميمية المحلية وتسرب الدرج بدل نقل أمثلة أجنبية.
التسرب ومآخذ الهواء
يتوقف الضغط الذي تحافظ عليه المروحة على إحكام الدرج. فالفتحات غير المسدودة والأبواب سيئة التركيب وغياب أجهزة الإغلاق الذاتي تهدر الهواء وتضعف التضغيط. ويُستحسن وضع مآخذ الهواء بعيدًا عن مخارج سحب الدخان وعوادم المواقف وأي مصدر هواء ملوث، حتى لا تسحب المراوح الدخان إلى الدرج.
التحكم والطاقة والتكامل مع إنذار الحريق
- التشغيل: يبدأ تضغيط الدرج عادة آليًا بإشارة من نظام إنذار الحريق، ويجوز أن يشغله أي جهاز بدء، مثل كاشف الدخان ونقطة النداء اليدوية (كاسر الزجاج) ومفتاح تدفق الرشاشات.
- معدات التحكم: يجب إدراج لوحات التحكم في الدخان وواجهاتها وفق UL 864 بفئة UUKL الخاصة بمعدات أنظمة التحكم في الدخان، وليست كل أنظمة إدارة المباني مدرجة بهذه الفئة.
- لوحة تحكم الإطفائيين بالدخان (FSCS): يشترطها NFPA 92 وكود البناء الدولي لعرض حالة النظام وتمكين الإطفائيين من التحكم اليدوي فيه.
- المخمدات: يجب إدراج مخمدات الدخان وفق UL 555S.
- الطاقة والأسلاك: يشترط كود البناء الدولي مصدر طاقة احتياطيًا لمعدات تضغيط الدرج وكشفها، ويشترط إصداره لعام 2024 أن تمر أسلاك التحكم خارج المبنى أو داخل بيت الدرج أو ضمن إنشاء مقاوم لمدة ساعتين؛ وللتفاصيل راجع دليل كابلات إنذار الحريق واستمرارية الدائرة.
- مصفوفة السبب والنتيجة (Cause & Effect Matrix): يُستحسن توثيق تسلسل المراوح والمخمدات وإيقاف التكييف وتحرير الأبواب واستدعاء المصاعد فيها واختبارها معًا، وتفصيل ذلك في دليل تكامل أنظمة إدارة المبنى مع الحريق.
من التصميم إلى التسليم: خطوة بخطوة
- ثبّت مسار الكود مع المصمم والدفاع المدني: الإشغال والارتفاع وإصدار الكود السعودي، وهل التصميم وصفي أم قائم على الأداء.
- حدد أساس التصميم: حدود الضغط، وعدد الأبواب المفترض فتحها، ودرجات الحرارة الخارجية التصميمية، والرياح، وتسرب الدرج.
- نمذج الدرج والمبنى، واستخدم النمذجة الشبكية للسلالم العالية أو المعقدة.
- اختر مراوح مخصصة، وطريقة التنفيس أو تعديل السرعة، ومخمدات مدرجة، ووحدات تحكم مدرجة بفئة UUKL مع لوحة الإطفائيين.
- نسّق الطاقة الاحتياطية وحماية الأسلاك ومواقع مآخذ الهواء مع التصميمين الكهربائي والميكانيكي.
- برمج واجهات الإنذار والتحكم في الدخان وفق مصفوفة السبب والنتيجة.
- أحكم سد بيت الدرج، وافحص الأبواب وأجهزة الإغلاق وموانع التسرب قبل الاختبار.
- نفّذ اختبارات الاستلام: قِس فروق الضغط في كل الأدوار مع إغلاق الأبواب ومع فتح الأبواب المفترضة في التصميم، وقِس قوة فتح الأبواب. وفي كود البناء الدولي يجري الاختبار مفتش خاص، ويحضره مسؤول البناء متى اشترط ذلك.
- احفظ تقرير اختبار الاستلام النهائي داخل المبنى كما يشترط كود البناء الدولي، وسلّم وثائق التشغيل والصيانة ودرّب فريق التشغيل.
أخطاء شائعة في المواقع
- ضغط زائد في الدرج يمنع فتح الأبواب القريبة من المروحة، خصوصًا بعد إغلاق الأبواب الأخرى.
- مخمدات تنفيس مفقودة أو مسدودة أو مضبوطة خطأً.
- مراوح مشتركة مع التكييف العام، أو تحكم عبر نظام إدارة مبنى غير مدرج.
- مآخذ هواء قريبة من مخارج سحب الدخان أو عوادم المواقف.
- درج كثير التسرب بسبب فتحات غير مسدودة وموانع تسرب تالفة وأجهزة إغلاق مفقودة.
- الاختبار مع إغلاق كل الأبواب فقط بينما يفترض التصميم فتح بعضها.
- تعديلات بعد التسليم، مثل أبواب أو فتحات جديدة، دون إعادة الاختبار.
الفحص والاختبار والصيانة
الاختبار الدوري يحفظ موثوقية النظام. ويشترط NFPA 92 والبندان 909.20.4 و909.20.5 من كود الحريق الدولي اختبار الأنظمة المخصصة مرتين سنويًا على الأقل، والأنظمة غير المخصصة سنويًا على الأقل، وعلى مصدر الطاقة الاحتياطي متى طلبت الجهة المختصة ذلك. ويحمّل NFPA 92 مالك المبنى مسؤولية اختبار النظام، ومن الممارسات الجيدة الاحتفاظ بسجلات الاختبار والصيانة كاملة.
ولمخمدات الحريق والدخان برنامج خاص. ووفق NFPA 80 لمخمدات الحريق وNFPA 105 لمخمدات الدخان، يُختبر كل مخمد بعد سنة من تركيبه، ثم كل أربع سنوات، أو كل ست سنوات في المباني التي تضم مستشفى. ولا تصلح قنابل الدخان المرئي أداة للاستلام لأنها لا تحاكي حرارة الحريق الحقيقي وطفوه؛ فالدليل الحقيقي هو فروق الضغط وتدفقات الهواء وقوى فتح الأبواب المقيسة. وتنظم عقود الصيانة السنوية الزيارات الدورية والاختبارات الوظيفية والتقارير ضمن النطاق المتفق عليه.
ما الذي يحدد التكلفة؟
- ارتفاع المبنى وعدد السلالم، وهل تكفي نقطة حقن واحدة أم يلزم أكثر.
- قدرة المراوح، وتزداد كثيرًا عند افتراض أبواب مفتوحة؛ إذ يذكر مقال في مجلة CSE أن فتح باب خارجي واحد قد يرفع حجم المروحة المطلوب إلى الضعف أو ثلاثة أضعاف.
- مخمدات التنفيس ومخمدات الدخان ومحركاتها وأسلاكها.
- وحدات التحكم المدرجة بفئة UUKL ولوحة الإطفائيين والتكامل مع الإنذار وإدارة المبنى.
- الطاقة الاحتياطية والأسلاك المحمية والآبار والمجاري المقاومة للحريق.
- النمذجة وموازنة الهواء والتفتيش الخاص واختبارات الاستلام.
كيف تساعدك أزيدك
تغطي حلول سحب الدخان والتهوية في حالات الطوارئ لدى أزيدك تقييم الموقع، وتوريد مراوح سحب الدخان وتركيبها، وتنسيق مجاري الهواء مع أعمال التكييف والأعمال الكهروميكانيكية، ومكونات التحكم والتشغيل، والتكامل مع إنذار الحريق، والاختبار والتحقق من الجاهزية، والصيانة. وتعد خدمة التصميم والحسابات الهندسية معايير التصميم والحسابات والمواصفات ضمن نطاق المشروع، ويضبط فريق البرمجة وتكامل الأنظمة تسلسلات السبب والنتيجة ويختبرها.
كما ندعم اعتمادات الدفاع المدني بتنظيم المخططات والتقارير الفنية ومعالجة الملاحظات. ونستند في ذلك إلى خبرة تتجاوز 16 عامًا في السوق السعودي وأكثر من 17 فرعًا ومنطقة خدمة.
أسئلة شائعة
ما الضغط المطلوب في الدرج المضغوط؟
في إصدار 2021 من كود البناء الدولي يجب ألا يقل ضغط الدرج عن 0.10 بوصة عمود ماء (25 باسكال) فوق الفراغات المجاورة، وألا يزيد على 0.35 بوصة عمود ماء (87 باسكال)، مع إغلاق أبواب الدرج. ووُضع الحد الأعلى حتى تبقى قوة فتح الباب في حدود 30 رطلًا. وفي المشاريع السعودية تُؤكد القيم من إصدار الكود المعتمد ومع الدفاع المدني.
هل يلزم تضغيط السلالم في كل المباني؟
لا. ففي الأكواد المبنية على كود البناء الدولي يُستخدم أساسًا للسلالم المحمية من الدخان في المباني العالية، حين تخدم السلالم أدوارًا أعلى من 75 قدمًا فوق مستوى وصول مركبات الإطفاء، وهو أحد الحلول المسموحة لا الحل الوحيد. وقد تحتاج المباني الأقل ارتفاعًا إلى حماية أخرى، ويحسم الكود المعتمد والإشغال ومراجعة الدفاع المدني كل حالة.
ما الفرق بين التحكم في الدخان وتهوية الدخان؟
التحكم في الدخان بمفهوم NFPA 92 يحتوي الدخان بفروق الضغط أو يديره بالسحب لإبقاء مسارات الإخلاء صالحة للاستخدام. أما تهوية الدخان في المواقف والفراغات الكبيرة، وإزالة الدخان والحرارة في القسم 910 من إصدار 2018 للكود السعودي للحماية من الحرائق، فتخدمان أغراضًا أخرى أبرزها دعم أعمال الإطفاء. والخلط بينهما سبب متكرر لإعادة التصميم.
لماذا يصعب فتح أبواب الدرج عند تشغيل المراوح؟
لأن الضغط في الدرج تجاوز الحد التصميمي، غالبًا بعد إغلاق الأبواب الأخرى أو بسبب مخمدات تنفيس معطلة أو مضبوطة خطأً. فكل زيادة في فرق الضغط تضيف قوة على سطح الباب، وقد تتجاوز قوة الفتح الحد المسموح، فقد يعجز الأطفال وكبار السن عن الخروج. والعلاج قياس الضغط وقوة الفتح في كل دور وضبط التنفيس أو سرعة المروحة.
كم مرة يُختبر نظام التحكم في الدخان؟
يشترط NFPA 92 والبندان 909.20.4 و909.20.5 من كود الحريق الدولي اختبار الأنظمة المخصصة مرتين سنويًا على الأقل، والأنظمة غير المخصصة سنويًا على الأقل، وعلى مصدر الطاقة الاحتياطي متى طلبت الجهة المختصة ذلك. ووفق NFPA 80 لمخمدات الحريق وNFPA 105 لمخمدات الدخان، يُختبر كل مخمد بعد سنة من تركيبه، ثم كل أربع سنوات، أو كل ست سنوات في المباني التي تضم مستشفى. ويحدد الكود المعتمد والدفاع المدني المتطلبات النهائية.
هل يُطبق NFPA 92 في المملكة؟
يمكن اعتماد NFPA 92 معيارًا لتصميم أنظمة التحكم في الدخان الهندسية متى قبله الكود المعتمد والجهة المختصة، وهي الدفاع المدني عادة. لكن انطباقه على مشروع سعودي يتوقف على ما يقبله كود البناء العام والكود السعودي للحماية من الحرائق لذلك المبنى. لذا اتفق على المعيار وإصداره، وأحدثه إصدار 2024، قبل بدء الحسابات.
تخطط لسحب الدخان أو التحكم فيه؟ شاركنا المخططات ومسار الكود، وسيراجعها فريقنا معك ويحدد ما تغطيه خدماتنا في سحب الدخان والتصميم الهندسي. تواصل مع فريق أزيدك
