تعتبر BIM طريقة رقمية جديدة لمكافحة التحديات التي تواجهها مشاريع البناء المعقدة، وبما أن الوقاية من الحرائق هي احدى التحديات المركزية التي تواجهنا في المشاريع، فإن طريقة BIM توفر أيضًا الكثير من الفرص للحماية من الحريق. سيتم عرض أهمية ال BIM في مجال الحماية من الحريق، وكيف أن التحسينات التي يجريها البيم تحسن من نظام مكافحة الحريق.
تعرف الجمعية الألمانية للحوسبة في الهندسة المدنية ( هي جمعية تضم أساتذة في المقام الأول يقومون بالتدريس وإجراء الأبحاث في الجامعات في البلدان الناطقة بالألمانية في مجال الحوسبة في الهندسة المدنية )الBIM على النحو التالي :
“نموذج معلومات البناء: نموذج رقمي للمبنى يشتمل على معلومات هندسية ودلالية ذات صلة بجميع مكونات المبنى والتجمعات والمساحات، ويجب أن تكون المعلومات الواردة في النموذج صالحة طوال دورة حياة المبنى.
كائن BIM هو مزيج من العديد من الأشياء (معلومات تعريف المنتج، وخصائص المنتج، والبيانات الهندسية والبيانات الوظيفية), تشمل نماذج BIM الخاصة بنا الخصائص المشتقة من COBie-UK-2012 والمتطلبات التي تتطلبها معايير كائن BIM، وهي متوفرة في كل من صيغتي Revit و IFC، وتوفر تمثيلًا رقميًا دقيقًا للمنتج.
وتعتبر جمعية المهندسين للحماية من الحرائق SFPE – the Society of Fire Protection Engineers البيم أداة ديناميكية قوية يمكن استخدامها في جميع مراحل دورة حياة المبنى وتحدد SFPE بعض المناطق الأساسية التي يمكن دمج الحماية من الحريق مع BIM. وأشارت SFPE بشكل خاص إلى أنه يمكن إضافة المعلومات التي تظهر تقليديًا على رسوم الحماية من الحرائق إلى النموذج على سبيل المثال ( مسارات الإخلاء، وإضاءة الطوارئ، وطفايات الحريق، إلخ). ويمكن استخدام النموذج لتلافي التعارضات ولتحديث المعلومات في الوقت الحقيقي
الكلمات الدلالية : Fire protection, BIM, work process, control, quality, design, work process.
فوائد البيم في مجال مكافحة الحريق
فوائد BIM واضحة ، مع الكثير من ردود الفعل النادرة التي نتلقاها إيجابية بشكل كبير، واحدة من المزايا الرئيسية لاستخدامها في أنظمة الكشف عن الحريق هو الدور الذي تلعبه في إدارة الأنظمة المتكاملة التي غالباً ما تنطوي على شركاء مختلفين، على سبيل المثال مقاول لنظام إخماد الحرائق، وآخر لإستراتيجية الإخلاء وأخر لتصميم الكشف بشكل مستقل. قد لا يتم الجمع بين الثلاثة بشكل دائم، ولكن BIM توفر المرونة للمهندسين المعماريين ومصممي النظام ليتمكنوا من تصور المنتج ونماذج النظام لعدد من المقاولين رقميًا وكيف تتناسب مع الخطة، هذا مفيد بشكل خاص في الظروف التي تتطلب التعديلات.
فائدة أخرى هي قدرة BIM على مساعدة أصحاب المبنى (الملاك) على فهم دورة حياة المبنى، وهذا أمر وثيق الصلة بشكل خاص في الظروف التي قد يكون قد تم فيها شراء مبنى ولم يشارك المالك الجديد في تصميمه الأصلي وبنائه ، أو لمالكي العقارات الذين قد يكون لديهم حاليًا العديد من تفاصيل الخطة الورقية. يوفر BIM الفرصة لهذه المجموعات لتحقيق فهم أفضل لما تم تثبيته وأين ، والمساعدة في تقديم النصح لهم بشأن المنتجات التي تصل إلى نهاية دورة حياة المبنى ومتى، ومن الواضح أن هذه ميزة كبيرة لضمان موثوقية أنظمة الكشف عن الحريق.
يمكن تطبيق نفس المنهج على صيانة النظام، إن معرفة الوقت الذي تم فيه تثبيت جهاز أو نظام وموقعه, خاصة في المشروعات الكبيرة التي ترى المئات من أجهزة الكشف هو أداة قيمة, ويساعد ذلك في ضمان الحفاظ على أنظمة الكشف بانتظام والحفاظ على فعاليتها والسماح للعملاء بجدولة برنامج صيانة فعالة لجميع أجهزتهم.
لقد تم إخبارنا جميعًا بأن BIM هي تقنية فعالة لتصميم وتخطيط المبنى، تسمح BIM لفريق التصميم بتصور جميع مكونات وأنظمة المبنى قبل البدء في الإنشاء، مع الكشف عن MEP clash، يسمح BIM للمصممين برؤية مناطق المشاكل المحتملة والعمل على تفاديها للوصول للنموذج المثالي حيث أن جميع المشاكل تم الوصول لها في مرحلة التصميم و حلها قبل الوصول لمرحلة التنفيذ في الواقع .
كيف يمكننا حساب أو محاولة تفسير تأثير BIM في تصميم و تركيب مشاريعنا؟
يواجه مقاولوا أنظمة الحريق اليوم تحدي الاضطرار إلى تصميم المشاريع والمشاركة في عملية BIM، كل ذلك أثناء محاولة الحفاظ على الموازنات العامة للمشروعات وجداولها. لقد تغيرت عملية تصميم أنظمة رشاشات الحريق بشكل كبير خلال السنوات القليلة الماضية, أما اليوم فهناك العديد من البرامج المتاحة التي توفر خيارات تصميم متوافقة مع أوتوكاد و العمل بال BIM.
إن التكلفة العالية لبرامج التصميم، بغض النظر عن حبك لها، هي التكلفة التي أصبحنا نتقبلها جميعًا، يعتبر البرنامج الإضافي المطلوب للتصميم والمشاركة في عملية BIM Navis و / أو Revit إضافات مكلفة، ثم إن تكلفة تدريب وتثقيف مصممي رشاشات إطفاء الحريق لدينا هو أمر نتعامل معه كذلك فمن الصعب قياس تكاليف تعلم البرمجيات الجديدة والوقت اللازم للتدريب، نادرا ما يتوقف عالم البناء حتى نتمكن من التكيف أو اللحاق بالركب.
كلنا نتعامل مع تأثير هذا التدريب على عبء العمل الكلي لدينا، عادة نجد التدريبات المتداخلة مع تلبية متطلبات المشروع جزء من عبء العمل لدينا، على سبيل المثال ، إذا قام أحد المخططين المتخصصين بتصميم فتحة في جدار تم تصميمه على هيئة جدار مقاوم للحريق في نموذج BIM فيمكن ملاحظة ذلك في نموذج BIM الذي قد يؤدي إلى مشاكل في الحماية من الحريق، يتم تعريف الاستراتيجية ذات الصلة المستخدمة في BIM لحل هذه الصراعات في استراتيجية متعددة لمستخدمين النظام BIM،( يجب أن يتم تعريف ذلك بشكل عام في بعض تصميمات التخطيط والتصميم لكل المخططين المتخصصين).
أنسب السبل لضمان سلامة الحياة في مبنى فيما يتعلق بالحريق، هو مراعاة مجموعة من ميزات السلامة من الحرائق ووضع خطة لتقييم الخطر و طرق تجنبه .
يمكن تقسيم المكونات الأساسية لخطة تقييم المخاطر والخطط المتعلقة بالحرائق لمبنى إلى أربع خطوات: التحضير والوقاية والحماية والإدارة، حيث لا يوجد نموذج موحد لتسجيل أوعرض نتائج تقييم المخاطر أو خطة السلامة، ولكن في كل الحالات يجب أن يكون الهدف هو إنتاج وثائق واضحة وشاملة يتم مراجعتها بانتظام.
التحضير قبل إجراء تقييم الموارد الحرجة : من الضروري الحصول على خطط دقيقة للمبنى، حيث أن ذلك لن يوفر الوقت والجهد على المدى الطويل فحسب، بل يمكن أن يكون مفيدًا عند إعداد خطط الأعمال المستمرة وجرد المصنوعات اليدوية وأنظمة التنظيف والأمن.
في نهاية المطاف ستكون خطط البناء مع المعلومات ذات الصلة بالمخاطر، ومعدات مكافحة الحرائق واستراتيجيات الإنقاذ هى التي سوف تشكل الأساس لكيفية استجابة إطفاء الحريق وخدمة الإنقاذ في حالة نشوب حريق.
الوقاية ومنع حدوث حريق في المقام الأول هو الوضع المثالي الواضح وهي المرحلة الأولى من التقييم المادي لخطر الحريق داخل أي مبنى من خلال( تحديد مصادر الاشتعال والمواد القابلة للاشتعال وإزالتها أو إدخال وسائل بديلة للتخزين)، وبذلك سيقل خطر الحريق إلى حد كبير.
إن تحديد التدابير لتقليل خطر نشوب حرائق في المباني أمر منطقي، حيث يمكن في الغالب وضع تدابير علاجية على الفور، قد تكون بعض الطرق غير مكلفة نسبيًا وتتضمن الحد الأدنى من التدخل في نسيج المبنى.
يمكن أن تتضمن الأسئلة ذات الصلة التي يجب طرحها عند النظر في منع الحريق داخل مبنى تاريخي ما يلي (على سبيل المثال لا الحصر):
- متى تم اختبار الدوائر الكهربائية، اختبار جميع الأجهزة الثابتة والمحمولة بحثًا عن أي مشاكل لحلها.
- هل جميع الستائر / المفروشات على مسافة مناسبة من مصادر الإشعال المحتملة (مثل مصابيح الهالوجين”ويعرف أيضًا بالمصباح الكوارتز وهو نوع من المصابيح المتوهجة التي تحتوي على غاز الهالوجين مثل اليود أو البروم”)؟
- إذا سمح بالتدخين خارج المبنى، فلابد من اتخاذ احتياطات كافية ,على سبيل المثال، ملاجئ مخصصة للتدخين تقع بعيدا عن المبنى؟
- هل يتم تخزين النفايات و / أو المواد القابلة للاشتعال بشكل مناسب؟
- هل هناك تهديدات كبيرة من الحرق العمد وهل يمكن ردعها؟
- الحماية : تخفيف مخاطر الحريق بقدر الإمكان( يجب اتخاذ إجراءات حماية لحماية المقيمين والممتلكات الهامة في حالة نشوب حريق).
إذا قام المستخدم باختيار مضخة حريق في النظام يمكن لملف BIM قوي أن يزود المستخدم بجميع المعلومات ذات الصلة، إذا كان الإدخال صحيحًا فيمكن أن يحدد النموذج عملية صنع المضخة وطرازها وتدفقها وضغطها بالإضافة إلى منحنى أداء المضخة، إذا تم اختيار محرك المضخة، قد تتضمن المعلومات (عمل الموديل، والجهد، والتيار، والقدرة الكهربائية، أو أي مجموعة من المعلومات ذات الصلة التي يحددها المصمم). ويمكن أن يشمل أيضًا معلومات الصيانة الوقائية بالإضافة إلى معلومات أجزاء الاستبدال “قطع الغيار”.
من خلال السماح بالوصول إلى النموذج خلال عملية التصميم والبناء، يستطيع مهندسي الموقع تعديل المعلومات عند تثبيتها، يمكن للفنيين الميدانيين أو وكلاء الاجهزة التقاط صور لوحات المحرك والمضخة بمجرد تركيبها أو تكليفها وإرفاق صورة لوحة التعريف بالمضخة أو المحرك المحدد، يمكن الوصول إلى هذه المعلومات عن طريق مهندسي البناء وموظفي الصيانة دون الحاجة إلى الانتقال إلى الغرفة التي توجد بها المعدات.
لا تقتصر الكفاءة على عقود الخدمات والصيانة لأن موظفي الصيانة غالباً ما يتعين عليهم الاستجابة للقضايا المشتركة، إذا تلقى مهندس الحرم الجامعي شكوى من جهاز إنذار الدخان الخاطئ في صالة نوم مشتركة فيمكنه مراجعة نموذج BIM واستبداله بشكل مناسب قبل القيام برحلات داخل الحرم الجامعي.
الإدارة بمجرد الانتهاء من تقييم الموارد الحرجة واتخاذ تدابير وقائية مناسبة، يجب وضع نظام إدارة قوي في شكل خطة لإدارة السلامة من الحرائق، حيث أن الإدارة الضعيفة يمكن أن تجعل من تقييم المخاطر الأكثر شمولاً والتدابير الوقائية غير فعالة.
النقاط الرئيسية التي يجب دمجها في أي خطة لإدارة السلامة من الحرائق هي:
- يتم مراجعة / إعادة النظر في الإجراءات التي تم تحديدها أثناء خطوة المنع للحماية من انتشار الحريق
- جداول الصيانة لضمان أن التدابير الوقائية المعمول بها ما زالت قادرة على الأداء على النحو المنشود
- تدريب شامل ومنتظم للموظفين في إجراءات الإخلاء، ورفع الإنذار، وخطط مكافحة الحريق والإسعافات الأولية.
- يجب إجراء تدريبات الطوارئ وأية عيوب يتم تسجيلها وتصحيحها في أقرب وقت ممكن.
- المراجعة الدورية لخطة تقييم المخاطر وإدارة السلامة من الحرائق ، لا سيما بعد حدوث تغيير في استخدام المبنى أو حادث.
- يجب دمج خطة استمرارية العمل في خطة “إدارة السلامة من الحرائق” بحيث يمكن استئناف أعمال الترميم في أسرع وقت ممكن في حالة نشوب حريق( إن التحضير لحالة طوارئ سيحسن معدل الاسترداد بشكل كبير).
مكونات المبنى ذات الأهمية الاضافية للحماية من الحريق
اهم استخدامات البيم في مكافحة الحريق:
- حساب المسافات:
يتم استخدام BIM لحساب المسارات في المبنى، كما هو موضح في البداية، يتكون BIM من كائنات ( object) ذات معلومات و طوبولوجيا مناسبة لإتمام حساب المسار المطلوب في هذه الحالة، إذا كانت شبكة التوجيه ونظام التنسيق الأساسي معروفان في BIM ، يمكن استخدام الخوارزميات المناسبة لحساب المسارات من أي نقطة في شبكة الطريق إلى أي نقطة أخرى.
- الهيكل الانشائي:
يجب علينا دراسة الوقت الذي يتحمله المبنى في حالة حدوث حريق حتى يمكن إخلائه من الموجودين وحتى تصل عربات الإطفاء، و يمكننا البيم من التخزين و التعامل مع كل معلومات الصيانة الدورية ويمكن لأصحاب المصلحة المعنيين في المستقبل الوصول إلى أي من هذه المعلومات لإدارة العديد من المجالات مثل التفتيش والصيانة المستمرة لمكافحة الحرائق بالمباني.
- خطة الاخلاء:
عند حدوث حريق وانتشار الدخان يكون لكل ثانية ثمن وتهديد لحياة بشرية، لهذا لابد من وجود خطة إخلاء ومسارات هروب مدروسة جيدا (يتم الحصول عليها من BIM ) يمكن لأصحاب المصلحة المعنيين في المستقبل الوصول إلى أي من هذه المعلومات لإدارة العديد من المجالات مثل التفتيش والصيانة المستمرة للحرائق بالمباني.
الشكل : طرق الهندسة الرقمية في الحماية من الحريق
(المصدر: Rüppel / Zwinger / Kreger / Schatz)
تحليلات الإخلاء مع سماعة رأس VR (المصدر: Rüppel / Zwinger / Kreger / Schatz)
- يمكن برمجة النموذج للتنبيه في حالة كان مسارات الهروب ومنافذ الهروب ضيقة وغير كافية لعدد البشر بالمكان.
- يمكن محاكاة ودراسة FDS – Fire Dynamics Simulator
(Dimyadi et al., 2008)
مكافحة الحرائق والحماية من الحريق مع BIM الملاحة في الأماكن المغلقة:
غالبًا ما يكون من الصعب على الأشخاص في المباني الكبيرة والمعقدة تحديد موقعهم في المبنى وتحديد المسار إلى وجهتهم في المبنى، إذا كان هناك حريق وبدأ الدخان يتطور، على سبيل المثال، فإن الدخان سيجعل الرؤية غير واضحة و يسبب صعوبات أكبر لدى الناس عندما يتعلق الأمر بالتوجيه وإيجاد طريقهم، لذلك يلزم تقديم الدعم للمساعدة في تحديد موقع الشخص (تحديد الموقع الداخلي) وإيجاد الطريق الصحيح (حساب الطريق الداخلي)، خاصة بالنسبة لخدمات الإطفاء ، هذا الجانب مهم بشكل خاص لإنقاذ الناس بسرعة وأيضا لضمان سلامتهم الخاصة كجزء من الحماية الوقائية من الحريق.
هناك بحث حول تحديد المواقع وحساب المسار باستخدام تقنيات مثل البيم و Ultra Wide Band (UWB), WLAN and RFID كجزء من سيناريوهات التطبيق (استخدام قسم الإطفاء) و (الصيانة) كأحد المشروعات الفرعية للمعهد في “Arbeits Gemeinscha”
تحليلات الإخلاء مع الصور الرمزية في محرك اللعبة القائم على BIM
(المصدر: Rüppel / Zwinger / Kreger / Schatz)
البرامج:
برنامج متخصص في الاعمال الكهروميكانيكية ويمكن من خلاله وضع الرشاشات و مواسير الحريق ثلاثية الابعاد واكتشاف التعارضات وحلها.
انواع التعارضات:
- Hard clashes :حيث تتواجد الأجزاء المختلفة في نفس المكان
- Soft clashes: حيث هناك خطأ في التصميم مثل عدم ترك مسافة كافية للصيانة
- Scheduling clashes: حيث لا تتطابق خطة الإنتاج مع المعدات، الشراء، إلخ.
- Magicad :
برنامج فنلندي يعمل من داخل الريفيت ويدعم الاكواد التالية في تصميم انظمة اطفاء الحريق :
- CEA 4001
- EN 12845
- NFPA 13
- UNI 10779
- BS 9251:2014
- Fire Sprinkler : (للتصميم الفعال لنظم رشاشات الحريق)
توفر Fire Sprinkler (المسماة سابقاً Smart Sprinklers) مجموعة من الأدوات لعملية الهندسة الكهربائية والميكانيكية وتحليل البيانات، ومن المفيد لمهندسي MEP ومصممي نظام الحماية من الحرائق الذين يعملون تحت معايير مختلفة مثل (ISO NFPA ، AS). يقوم هذا البرنامج تلقائيًا بعمل خرائط وتخطيطات لكل منطقة، ويقوم بتحليل نظام الأنابيب بأكمله.
يحتوي Fire Sprinkler للحرائق على وظائف متكاملة للكشف عن الاشتباكات والتعارضات التى تسمح بإيجاد تداخل في المسافات بين أنواع العناصر أو نظام الحماية من الحريق بالكامل.
المميزات:
إمكانية تحديد منطقة تغطية الرشاشات والحد الأدنى للمسافة بين الرشاش والجدران.
- يتدفق الأنبوب أوتوماتيكياً من الرشاشات إلى أنابيب التوزيع.
- يعمل مع أنواع الرشاش المختلفة.
- تسمح قواعد التوجيه القابلة للتخصيص بتوصيل الرشاش مباشرة بالحنفيات أو التركيبات (مثل تركيبات BlazeMaster®). هناك إمكانية لجعل طول أنابيب الرش محدد مسبقا.
- تسمح قواعد التوجيه القابلة للتخصيص للمستخدم باختيار التوصيلات من التوصيلات الأكثر شيوعًا في جميع أنحاء العالم.
- يقوم باحتساب الأقطار المسبقة لمواسير النطاق والتوزيع حسب المعايير المختلفة (ISO ، AS ، NFPA ، إلخ).
- يمكن استخدام ملفات txt ، حيث يمكن للمستخدم وصف قطر الماسورة وفقا لعدد الرشاشات المتصلة في صف واحد.
- يقوم بحساب الأقطار الثابتة للأنابيب تلقائيًا من أجل احتساب إجمالي عدد الرشاشات في نطاق معين.
- تستند قيم المعلمات الافتراضية لتخطيط الرش، وتوجيه الأنابيب، وأنواع توجيه الأنابيب: “أنابيب من الرش إلى المدى”، و “ماسورة أنابيب التوزيع إلى نطاق” إلى معايير ISO ، AS ، NFPA ، إلخ.
- المعلمات الافتراضية قابلة للتخصيص بسهولة عن طريق بناء وحفظ تكوينات مختلفة التوجيه والحجم.