نقش ایمنی در صنعت

ایمنی در ساختمان
نویسنده : محمد میلاد ناظران - ساعت ٧:۳۸ ‎ب.ظ روز چهارشنبه ٧ اسفند ۱۳۸٧
 
 ایمنی در صنعت ساخت و ساز
با زیاد شدن جوامع بشری و ایجاد ساختمانها و برجهای بلند و آسمان‌خراشها درمناطق مرتفع و تحولات شگرد در صنعت‌ ساخت و ساز، تکامل و پیشرف دراین صنعت بوجود آمده و همچنین رشد روزافزون و سریع تکنولوژی، ارایه و ابداع روشهای جدید در صنایع می‌توان از تحدید خطرات و حوادث طبیعی گوناگون در محیط فعالیت زندگی ما (محیط کار، منازل و ...) بطور کلی در همه‌جا جلوگیری کنیم. خطراتی که بر اثر ساخت و ساز درمناطق مرتفع ساختمانها راتحدید می‌کند مهندسان و کارفرمایان را متوجه این حوادث و صدمات کرده که با هماهنگی متخصصان روبه کاهش است. این واقعیت را نمایانگر می‌سازیم که نیاز شدید و اصولی به فراگیری و رعایت کامل ایمنی و حفظ ساختمانها در مناطق مرتفع را داریم تا خود و دیگران را در برابر این همه خطرات و سوانح طبیعی حفظ کنیم واین معلومات و راه و روش صحیح برای پیشگیری و چاره‌اندیشی را فرا گیریم که از این حوادث طبیعی (صاعقه) جان سالم بدر ببریم. صاعقه چیست و چگونه بوجود می‌آید؟ صاعقه یکی از اصرارآمیز‌ترین پدیده‌های خلقت است که در عین زیبایی بسیار مخرب بوده و در طول تاریخ زندگی انسان، موجب ضرر و زیان مالی و جانی بسیاری شده است صاعقه از تخلیه الکترواستاتیکی میان ابر و زمین بوجود می‌آید. در ابرهایی از نوع کومولونیمبوس (که گاه تا 18 کیلومتر ارتفاع و چندین کیلومتر عرض دارند) طی مراحلی ذرات آب دارای بار منفی و ذرات یخ دارای بار مثبت شده بطوری که (عموماً) بارهای منفی در لایه‌های زیرین و بارهای مثبت در بخشهای فوقانی ابر متمرکز می‌شوند. در این حالت بارهای مثبت سطح زمین نیز، در زیر سایه ابر مجتمع می‌شوند.

با افزایش پتانسیل الکتریکی ابر نسبت به زمین، یک جریان پیشرو از الکترونها با حرکتی نردبانی شکل از ابر به سوی زمین (downward leader) سرازیر شده و کانال اولیه صاعقه را شکل می‌دهد. هوای اطراف این کانال کاملاً‌ یونیزه است این پلکان که گاه طول شاخه‌های آن به 50 متر می‌رسد، بار زیادی را در نوک پلیکان با خود حمل کرده و موجب افزایش شدت میدان الکتریکی جو وشکست مقاومت عایقی هوا می‌شود. در این حالت سرعت حرکت کانال نزدیک شونده به زمین بیش از 300km/s است. در این زمان با افزایش شدت میدان الکتریکی در سطح زمین، یک جریان الکتریکی بالا‌رونده (upward leader) نیز از زمین به سوی ابر پیش می‌رود پس از اصابت این دو پلیکان به یکدیگر، کانال جریان بسته شده و ضربه اصلی صاعقه (retum stroke) اتفاق می‌افتد و بدین ترتیب جهت خنثی بارهای ابر و زمین، جریان بسیار زیادی در مدت کوتاهی در این کانال برقرار می‌شود. صاعقه در انواع مختلف اتفاق می‌افتد که متداولترین آنها (90 درصد) از نوع صاعقه منفی نزولی و خطرناکترین آنها نوع مثبت صعودی است.

صدمات
اصولاً بشر تا قبل از تجربه شخصی حدود سانحه، کمتر به دنبال علت وقوع آنها بوده است اما خسارات زیاد و مکرر از اثرات اولیه (ضربه‌های مستقیم) و ثانویه (میدانهای الکترومغناطیسی) صاعقه امروز به حدی رسیده است که توجه و راهکارهای جدی را می‌طلبد شاید اولین دلیل بروز این حوادث، عدم آگاهی از روشهای صحیح حفاظت است مضافاً اینکه اغلب بدلیل ادعاهای واهی برخی فروشندگان صاعقه‌گیر تصور می‌شود که داشتن یک صاعقه‌گیر در خارج ساختمان (که تنها از وقوع جرقه و تخریب فیزیکی ساختمان جلوگیری می کند) می‌تواند کلیه تجهیزات برقی و الکترونیکی داخل ساختمان رانیز حفاظت کند، در صورتی که چنین نیست.
ظرف ده سال گذشته استانداردهای جهانی به ما این امکانات را داده‌اندکه طراحیهای مناسبی با رعایت اصول قوانین emc انجام دهیم. امروزه وسایل و تجهیزاتی که برای یک زندگی ساده تدارک دیده شده پر از مدارهای الکترونیکی است. وسایل خانگی، کامپیوتر، فاکس، بی‌سیم، تلویزیون، تلفن، شبکه‌های اطلاعاتی جهانی،‌همه و همه از مدارهای الکترونیکی ساخته شده‌اند که گران بوده و تعمیرات آنها نیز آسان نیست و گاهی از خط خارج شدن آنها مصادف با خسارتهای غیرقابل جبران است.
عواملی را که می‌توانند شدیداً تجهیزات نامبرده بالا یا بطور کلی هر وسیله دیگری را که مدارهای الکترونیکی در آنها به کار رفته باشد به خطر انداخته یا غیرقابل استفاده کنند، عبارتند از:

کوپلاژ مقاومتی
وقتی که صاعقه به ساختمانی ضربه می‌زند جریانی که به زمین تخلیه می‌شد پتانسیل زمین را در سیستم‌های برق و دیتا، تا چند صد کیلوولت افزایش می‌دهد. این امر موجب می‌شود بخشی از جریان صاعقه از طریق هادیهای ورودی- خروجی، به ساختمانهای دیگر منتقل شود.

کوپلاژ سلفی (مغناطیسی)
عبور جریان صاعقه از یک هادی و یا از کانال تخلیه خود، ایجاد یک میدان مغناطیسی می‌کند. وقتی که خطوط میدان، هادیهایی را که تشکیل لوپ داده‌اند قطع کند، در آنها ولتاژی معادل چند ده کیلوولت القاء می‌شود.

کوپلاژ خازنی (الکتریکی)
کانال صاعقه در نزدیکی نقطه تخلیه، یک میدان شدید الکتریکی ایجاد می‌کند. کابلها و هادیها مانند خازن و هوا نیز عایق دی‌الکتریک آنهاست. بدین صورت علیرغم عدم برخورد صاعقه به ساختمان کابلها تحت یک ولتاژ بالا قرار می‌گیرند.

اصول حفاظت از صاعقه
حفاظت یک ساختمان بطور کامل شامل موارد زیر می‌شود:
حفاظت جلد خارجی ساختمان از ضربه‌های مستقیم صاعقه.
حفاظت داخلی و تجهیزات نصب شده در ساختمان در مقابل آثار ثانویه صاعقه

الف- حفاظت جلد خارجی ساختمان
منظور از حفاظت خارجی، حفظ بدنه و استراکچر ساختمان از آتش‌سوزی و انهدام در اثر اصابت صاعقه است. کلیه تجهیزاتی که جهت جذب وهدایت صاعقه از پشت بام تا شبکه زمین نصب می‌شوند طبق استاندارد BS6651, NFC17-102, NFC17-100, DINVDEO185 و NFPA780 و IEC61024 شناسایی می‌شود.

ب- حفاظت تجهیزات نصب شده در داخل ساختمان
توسعه کاربرد سیستمهای الکترونیکی درجهان، موجب افزایش شدید آمار صدمات وارده به این دستگاهها در اثر صاعقه و اضافه ولتاژهای ناشی از آن شده است. لازم به ذکر است که تنها بخشی از اضافه ولتاژها در اثر صاعقه بوده و بخش عمده آنها ناشی از عملیات سوئیچینگ و حوادث تغذیه است. برای این بخش از حفاظت، کاهش اثر میدانهای الکترومغناطیسی ناشی از صاعقه، مدنظر قرار می‌گیرد.
پس از برخورد صاعقه به زمین یا ساختمان، وسایل الکترونیکی داخل ساختمانهایی که شعاع 1/5 کیلومتری از محل برخورد و در محدوده میدان الکترومغناطیسی ایجاد شده قرار دارند در معرض خطر خواهند بود.
حفاظت موثر این تجهیزات در مقابل ولتاژهای القایی حاصله وقتی امکان‌پذیر است که کلیه سیستمهای حفاظت داخلی همراه با حفاظت خارجی ساختمان تماماً نصب شده باشند.
حفاظت داخلی از صاعقه عبارت است از تهیه وسایلی که به کمک آنها بتوان اثر ولتاژهای القائی حاصله از جریان‌های صاعقه را، بر روی تجهیزات داخل ساختمان خنثی کرد.

برق‌گیر یا رسانای آذرخش
برق‌گیری یا رسانای آذرخش، ساختمان‌های بلند را از یورش آذرخش (صاعقه) مصون می‌دارد. یک رسانای آذرخش ازیک نوار مسی کلفت تشکیل شده است که نوک‌های فلزی تیزی دارند و در بالای بلندترین قسمت ساختمان کار گذاشته می‌شود. این نوار را به تیغه فلزی بزرگی که در اعماق مرطوب زمین زیر ساختمان مدفون گشته است متصل می‌کنند.
این رسانا مسیری را برای شارش بار الکتریکی از بالای ساختمان به زمین فراهم می‌کند.
نشست تدریجی بار مثبت از نوکها (تخلیه الکتریکی از نوک‌های تیز بهتر انجام می‌شود) بسوی ابرها و شارش الکترونها از برق‌گیر به زمین، از انباشته شدن انبوه بار روی بلندترین بخشهای ساختمان جلوگیری می‌کند. اگر این تخلیه الکتریکی از نوکها و از طریق برق‌گیری صورت نگیرد تخلیه ناگهانی بار «آذرخش» صورت خواهد گرفت.
شارش ناگهانی و بسیار عظیم بار که آذرخش روی می‌دهد آن قدر انرژی دارد که می‌تواند خسارتهای جدی به ساختمان وارد کند.

راهنمای استفاده از LOM در شبکه زمین سطحی
- کانالی به عرض 30-20 سانتیمتر و عمق 75 سانتی‌متر به طول مورد نظر حفر کنید. اگر عمق نفوذ یخ‌زدگی خاک بیشتر از 75 سانتی‌متر باشد باید کانال عمیقتر و تا زیر لایه یخ‌زدگی حفاری شود کف کانال را به ضخامت 10 سانتی‌متر از LOM مخلوط پر کنید.
- سیم یا تسمه مسی را روی این لایه بخوابانید.
- روی سیم را به ضخامت 10 سانتی‌متر با مخلوط LOM بپوشانید مراقب باشید که هادی بطور کامل پوشانده شود و اگر هادی پوشانده نشد ضخامت LOM را افزایش دهید. بقیه کانال را با خاک پر کنید.
- با در نظر گرفتن حجم حفاری وشرایط فوق برای هر متر طول حداقل به سه کیسه LOM نیاز خواهد بود باتغییر ابعاد کانال یا ضخامت LOM مصرفی مقدار مورد LOM تغییر می‌کند.

راهنمای استفاده در نصب میله ارت (شبکه زمین عمودی)
- حفره‌‌های به قطر 15-25 سانتی‌متر و به عمق 15 سانتی‌متر کمتر از طول میله ارت حفر کنید.
- میله ارت را در وسط حفره طوری بکوبید که سر میله ارت 10 سانتی‌متر پایین‌تر از لبه حفره واقع می‌شود.
- مخلوط LOM را پیرامون میله تخلیه کنید و این کار را تا 20 سانتی‌متر پایین‌تر از لبه فوقاتی میله ارت ادامه دهید.
- اتصالات لازم را به میله ارت انجام دهید بعد دریچه بازدید را نصب کنید و یا حفره را کاملاً پر کنید.
- در حین پر کردن حفره ضروری است هر یک متر که با LOM پر می‌شود مقداری از آب داخل حفره تخلیه شود این عمل فشردگی و چسبندگی لایه‌ها را به میله ارت افزایش می‌دهد.
- در این حالت برای هر متر عمق حفره بین یک تا سه کیسه LOM مورد نیاز است.

راهنمای استفاده در نصب صفحه مسی چاه ارت (شبکه زمین سنتی)
- حفره‌ای به قطر تقریبی 50 سانتی‌متر به عمق مورد نیاز حفر کنید.
سیم ارت یا تسمه مسی را حداقل در دو نقطه توسط روش cadweld به صفحه متصل کنید.
- صفحه ارت را به صورت عمودی در انتهای حفره قرار دهید.
- مخلوط lom را در داخل چاه طوری تخلیه کنید که ضمن فشردگی مناسب تا 20 سانتی‌متر بالای سطح صفحه را بپوشاند.
- برای پر کردن مابقی حفره lom را به نسبت یک به سه با خاک حفره یا خاک رس مخلوط کرده و حفره را با مخلوط فوق پر کنید.
- در صورت نیاز دریچه بازدید را نصب کرده و هادی بیرون آمده از چاه را با هادی سیستم زمین متصل کنید.
- برای فشردگی بیشتر خاک اطراف هادی صفحه و کیفیت مناسبتر پس از هر متر که با مخلوط lom پر می‌شود مقدار مناسب آب اضافه کنید.
برای پر کردن چاه ارت با مشخصات فوق در یک متر اولیه 10 کیسه و برای هر متر بعد از آن برای مخلوط کردن با خاک حفره سه کیسه lom مورد نیاز است.

توجه 1- اگر شبکه سطحی، حفره میله یا چاه ارت در مسیر حرکت سفره‌های آب زیرزمینی یا فاضلاب آب باران باشد باید کف آن توسط سیمان یا مخلوط سیمان و lom بتونه کاری شود که مخلوط حاضر توسط آب جاری شسته نشود.

توجه 2- در جایی که مقاومت مخصوص خاک (P) کمتر از m20 اهم باشد چنانچه قصد دارید lom را با خاک مخلوط و مصرف کنید مناسبترین نوع ترکیب از نظر تکنیکی و اقتصادی با نسبت حجمی به شرح زیر پیشنهاد می‌شود:
60 درصد خاک
30 درصد lom
10 درصد آب
برای مخلوط کردن صحیح اقلام فوق باید موارد به ترتیب زیر با هم مخلوط شوند تا بهترین نتیجه از یک مخلوط یکنواخت حاصل شود.
اول lom، دوم خاک، سوم آب

توجه 3- لطفاً عنایت فرمایید تاثیر نهایی مواد کاهنده بصورت فوری قابل حصول نیست و برای دسترسی به نتیجه قطعی باید بین یک تا شش ماه صبر و تحمل داشته باشید.
توجه 4- بازدید و تست دوره‌ای سیستم زمین را فراموش نفرمایید نصب دریچه بازدید کار تست و بازرسی دوره‌ای را تسهیل می‌کند.

توجه 5- محل اتصال الکتریکی سیستم زمین به شبکه ارت سطحی یا چاه ارت زیر زمین معمولاً به عنوان نقطه آزمایش سیستم در داخل دریچه بازدید قرار دارد محل تماس الکتریکی توسط نوار چسب عایق ضد خوردگی، خمیر هادی حفاظت شود.