مكافحة الحرائق ومبدأ برنولي

ينص مبدأ برنولي على أنه كلما زادت سرعة المائع (مثل الهواء أو الماء)، انخفض ضغطه. هذه العلاقة العكسية بين السرعة والضغط تُعتبر أساسًا مهمًا في العديد من تقنيات مكافحة الحرائق المستخدمة للسيطرة على تدفق الهواء، وتحسين التهوية، والتحكم في تيارات المياه الموجهة لإخماد الحريق.

التطبيقات الرئيسية في مكافحة الحرائق:

التهوية بالضغط الإيجابي (PPV) 

• المبدأ: الهواء عالي السرعة الخارج من مروحة PPV يُخفض الضغط أمام فوهة المروحة، مما يخلق فرقًا في الضغط.

• الإجراء: يتدفق الهواء ذو الضغط الأعلى من خلف المروحة (وربما من الفتحات خلف الحريق) نحو منطقة الضغط المنخفض.

• التأثير: يُنشأ تدفق هوائي منظم عبر المبنى، يدفع الحرارة والدخان والغازات السامة نحو مخرج معين (مثل نافذة أو فتحة سقف)، ما يُمهد الطريق لرجال الإطفاء وللضحايا، ويقلل الحرارة، ويُحسن الرؤية.

التهوية بالضغط السلبي NPV - مراوح الشفط:

• المبدأ: مروحة شفط توضع في نافذة أو باب تزيد من سرعة الهواء أو الدخان الخارج من المبنى. حسب مبدأ برنولي، هذا التدفق عالي السرعة يخلق منطقة ضغط منخفض داخل الفتحة.

• الإجراء: يتدفق الهواء من داخل المبنى (أعلى ضغطًا) باتجاه هذه النقطة المنخفضة الضغط.

• التأثير: يتم سحب الدخان والحرارة خارج المبنى بشكل نشط. وعلى الرغم من أن NPV أقل فعالية من PPV في الهياكل العميقة، إلا أنها مفيدة في بعض السيناريوهات الخاصة.

فوهة الرذاذ (Fog Nozzle) وتبريد الغازات:

• المبدأ: عند دفع الماء من خلال فتحة صغيرة في فوهة الرذاذ، تزداد سرعته بشكل كبير، مما يخلق منطقة ضغط منخفض حول تيار الماء (طبقًا لبرنولي).

• الإجراء: يتم سحب الغازات الساخنة والبخار المحيط نحو هذه المنطقة المنخفضة الضغط.

التأثير:

• الاختلاط: تختلط الغازات الساخنة بقطرات الماء.

• التبريد: ينتقل الحرارة من الغاز إلى الماء، مما يبرد الغازات ويمنع الاشتعال والانفجارات الحرارية (Flashover)

• التحول إلى بخار: امتصاص الحرارة بكفاءة يُنتج بخارًا يزيح الأكسجين ويساعد في خنق الحريق.

فهم سلوك النار وتأثيرات الرياح:

• المبدأ: عندما تهب الرياح عبر فتحة (نافذة أو باب)، فإنها تزيد من سرعة الهواء فوق الفتحة، ما يُسبب منطقة ضغط منخفض خارجها (حسب برنولي).

• الإجراء: يتدفق الهواء والدخان من داخل المبنى (ذو الضغط الأعلى) نحو الخارج.

• التأثير: هذا يزيد من تدفق الهواء إلى منطقة الحريق من الجانب المعرض للرياح، مما يُغذيه بالأكسجين ويزيد من شدة اللهب والحرارة. لذلك يجب أخذ اتجاه الرياح في الاعتبار دائمًا عند اتخاذ قرارات التهوية. ويُعد هذا أيضًا السبب وراء ظاهرة الـ "Backdraft" عند دخول الأكسجين فجأة إلى منطقة مشتعلة ومغلقة.

الستائر المائية (تطبيق محدود):

• المبدأ: طبقة من الماء عالية السرعة (نمط رذاذ) تخلق منطقة ضغط منخفض.

• الإجراء: يمكن نظريًا لهذه الستارة أن تُشتت الحرارة الإشعاعية أو تُغير اتجاه حركة الغازات الساخنة والدخان بعيدًا عن مناطق الهروب أو التعرض.

• التأثير: بينما تأثير كواندا (ميل السوائل لتتبع الأسطح) يكون هو السائد، يساهم برنولي في سحب وتوجيه ستارة الماء في البداية.

الاعتبارات التكتيكية لرجال الإطفاء:

• التحكم في التهوية أمر حاسم: كل فتحة تؤثر على الضغط وتدفق الهواء. الفتحات غير المنضبطة قد تُغذي الحريق أو تُفسد التهوية المخططة.

• تموضع PPV يجب أن يكون استراتيجيًا: يجب أن تُوضع المروحة لتدفع الهواء نحو مدخل محدد، مُحدثة تدفقًا نحو فتحة خروج معينة. سوء التموضع يقلل الفعالية.

• تقنية استخدام الفوهة مهمة: لتبريد الغازات يجب توجيه الرذاذ نحو طبقة الغازات الساخنة في الأعلى. رش الماء مباشرة على اللهب أقل كفاءة.

• احترام اتجاه الرياح: تؤثر الرياح بشكل كبير على سلوك الحريق. يجب مهاجمة الحريق من جهة معاكسة للرياح، وتخطيط فتحات التهوية وفقًا لذلك.

• الحذر من التأثيرات غير المقصودة: فتح نافذة أو باب يمكن أن يُنشئ مسارًا جديدًا لتدفق الهواء ويُشعل الحريق مجددًا أو يُسبب Backdraft في بيئة مغلقة ومحتوية على حرارة عالية.

القيود والاعتبارات:

• السوائل الواقعية أكثر تعقيدًا: الهواء والدخان ليسا موائع مثالية. فروقات درجات الحرارة، والاضطراب، وتعدد الفتحات تُعقّد التنبؤ.

• طفو الحرارة هو المسيطر عموديًا: تأثير "المدخنة" (صعود الغازات الساخنة) هو الأقوى عموديًا، بينما يُساهم برنولي بشكل كبير في التدفقات الأفقية قرب الفتحات.

•  PPV مقابل التهوية الطبيعية: تستخدم PPV قوة ميكانيكية لإحداث فرق ضغط، بينما تعتمد التهوية الطبيعية على الفروقات الحرارية أو الرياح فقط.

• اختراق رذاذ الضباب: فعّال لتبريد الغازات، لكنه قد يدفع الحريق بعيدًا عن الهدف. الفوهات ذات التيار المستقيم (Smooth-bore) قد تكون أفضل للهجوم المباشر على الوقود الصلب.

مبدأ برنولي ليس مجرد مفهوم فيزيائي نظري، بل هو أداة أساسية في "صندوق أدوات" رجل الإطفاء العقلي. من خلال فهم كيف تؤثر السرعة على الضغط، يمكن لرجال الإطفاء أن:

• يتنبأوا ويتحكموا في تدفق الهواء: باستخدام تقنيات PPV وNPV

• يُبردوا الغازات الخطرة بكفاءة: لمنع حدوث الانفجار الحراري.

• يتوقعوا سلوك النار الخطير: وفهم كيف تؤثر الفتحات والرياح في انتشار اللهب.

• يعملوا بأمان وكفاءة أعلى: من خلال اتخاذ قرارات مدروسة بشأن نقاط الدخول، وخطوط الهجوم، واستراتيجيات التهوية.

تذكّر: برنولي يشرح التغيرات في تدفق الهواء، لكن النجاح في ساحة الحريق يعتمد على التدريب، والتنسيق، وفهم جميع مبادئ ديناميكا الحريق (مثل انتقال الحرارة، ديناميكا الموائع، والكيمياء).

شراء طفاية حريق - أمازون

شراء طفاية حريق - على بابا