Smoke Control Part 1: Pressurization Systems In Building

• မီး အေရးေပၚ အေျခအေန မွာ လူေတြ လြတ္ေျမာက္ေစႏိုင္ ဘို႔ Escape Route ကို စနစ္တက် တြက္ခ်က္ ၿပီး ထားေပးရပါတယ္။ ဒီ Escape Route ထဲ ကို မီးခိုးေတြ ဝင္ မလာႏိုင္ဘို႔ အတြက္ accommodation area ထက္ပိုတဲ့ Positive Pressure ကို ထားေပးႏိုင္ ဘို႔ ဒီ Escape Route ထဲ ကို အျပင္ က Fresh Air လံုလံုေလာက္ေလာက္ မႈတ္သြင္းေပး ရပါတယ္။
• ဒီစနစ္ ကို Pressurization Systems In Building လို႔ေခၚပါတယ္။ ဒီ Protected Escape Routes ေတြ ထဲမွာ Staircases, Lobbies နဲ႔ တစ္ခါတစ္ရံ Corridors ေတြ ပါဝင္တတ္ပါတယ္။

• ဒီ Post မွာ စီစဥ္ထားတာကေတာ့
  1. Introduction to Smoke Control ( မီးခိုး ထိန္းခ်ဳပ္ျခင္း-မိ္တ္ဆက္ )
     
  2. Pressurization: Basics Concepts
     
  3. Design Calculations
• ဒီ အေၾကာင္းအရာ ကို စာေရးသူ အရင္ တင္ျပခဲ့ဘူးတဲ့ Fire Protection : Introduction
  [ http://chawlwin.blogspot.com/2008/10/fire01introduction.html ] နဲ႔တြဲဖက္ ေလ့လာေစလို ပါတယ္။

1. Introduction to Smoke Control ( မီးခိုး ထိန္းခ်ဳပ္ျခင္း-မိ္တ္ဆက္ )
   • လူေတြ အသက္ရႈဘို႔ သင့္ေတာ္တဲ့ ေလမွာ ေအာက္ဆီဂ်င္ 21% ခန္႔ပါဝင္ပါတယ္။ မီးေလာင္တဲ့ အခါ ေလထဲက ေအာက္ဆီဂ်င္ ကို သံုးပစ္ယံုမက မီးခိုးေတြ ပါဝင္လာတာမို႔ Oxygen Level က်လာၿပီး အဆိပ္ေငြ႕ Toxic Contaminants Level လည္း တက္လာပါတယ္။ မီးခိုး ဒါဏ္ခံႏိုင္မႈ အားက ေတာ့ တစ္ေယာက္နဲ႔ တစ္ေယာက္ တူခ်င္မွ တူမွာပါ။ မီးခိုးေတြကို ရႈ မိတဲ့ အခါ အသက္ ကို အႏၲာရာယ္ မေပးရင္ေတာင္ မွ Nervous System, Cardiac, respiratory systems, genetic systems and reproductive systems ေတြ ကို ဒုကၡေပးႏိုင္ပါတယ္။
     
   • မီးေလာင္တဲ့ အခါ၊ အထူးသျဖင့္ မီးေတာက္စၿပီးခါစ မွာ မီးခုိးထြက္လာၿပီး ခ်က္ခ်င္းဆိုသလို အေဆာက္အအံု ထဲ မွာ ေနရာအႏွံံ႔ ပ်ံ႕ႏွံ႕သြားႏိုင္ပါတယ္။ ထိန္းသိမ္းမထားႏိုင္ရင္ လူေတြ လြတ္ေျမာက္ရာ အျပင္ထြက္ဘို႕ လမ္းေၾကာင္း Escape Routes ေတြျဖစ္တဲ့ Stairwells (ေလွကား)၊ ေကာ္ရစ္ဒါ၊ Lobbies ေတြ နဲ႔ ဓာတ္ေလွကား ေတြ မီးခိုးေတြ နဲ႔ ျပည့္သြားႏိုင္ပါတယ္။ ဒီလို Escape Routes ေတြမွာ မီးခိုးဝင္လာရင္ သူ႕ရဲ့ အဆိပ္ေတြ ေၾကာင့္ Occupants (အေဆာက္အအံု ထဲမွာေနတဲ့သူေတြ) ကို ဆိုးဆိုးဝါးဝါး အႏၲာရာယ္ ေပးႏိုင္ပါတယ္။ (မီးေလာင္တဲ့ အခါ လူေတြ အသက္ဆံုးရႈံး ရတဲ့ အဓိက တရားခံ က မီးခိုးျဖစ္ ပါတယ္။) ဒါ့အျပင္ မီးခိုးက ျမင္ကြင္းေတြ ကို ပိတ္ဆို႔ ထားမွာ မို႔ လူေတြ အမ်ားႀကီး mass evacuation လုပ္တာ ကို အႀကီးအက်ယ္ အေႏွာင့္အယွက္ ေပးပါလိမ့္အံုးမယ္။
     
   • မီးခိုးပ်ံေအာင္ ကူညီတဲ့ အခ်က္ေတြ ကေတာ့ Stack Effect, buoyancy, expansion, wind နဲ႔ HVAC system ေတြ ျဖစ္ၾကပါတယ္။
     
   • Temperature & Pressure Differences ေတြေၾကာင့္ Stack Effect ျဖစ္ရပါတယ္။ မီးခိုးပါတဲ့ ေလက ပူတာ မို႔ ပိုၿပီးေတာ့ ေပါ့ပါး (Relatively Less Dense) ျဖစ္ပါတယ္။ ဒီအခါ Buoyancy Forces ေတြက မီးခိုးကို အေပၚတြန္းတင္ ပါလိမ့္မယ္။ ဒီအခါ မီးခိုးေတြက Stairwell ေတြလို၊ Elevator Shafts / Refuse Chute ေတြလိုေနရေတြ က ေန အေပၚကို တက္ဘို႔ ႀကိဳးစားပါလိမ့္မယ္။ တစ္ၿပိဳင္တည္း မွာပဲ ေဘးက က်လာတဲ့ ေလေအးေတြ က မီးခိုး အခ်ိဳ႕ကို ေအးေစႏိုင္ပါေသးတယ္။ ဒါ့အျပင္ မီးက ထုတ္လႊတ္တဲ့ Energy က လည္း မီးခိုးေတြ ကို Forces of Expansion နဲ႔ တြန္းအားေပးႏိုင္ပါတယ္။
     
   • မီးေလာင္ရာ ေလပင့္ဆိုသလို အျပင္မွာရွိတဲ့ ေလ ကလည္း မီးကို အားေပးဘို႔သာမက မီးခိုးေတြ ေလွ်ာက္ျပန္႔ဘို႔ပါ အေထာက္အပံ့ ျဖစ္ေစႏိုင္ပါတယ္။ မီးေလာင္တဲ့ အခါ ပြင့္ေနတဲ့ ျပဴတင္းေပါက္ေတြ က သာမက အပူရွိန္ နဲ႔ ျပဴတင္းမွန္ေတြ၊ Façade Glass ေတြကြဲ ၿပီး မီးခိုးေတြ ထြက္လာ၊ အျပင္က ေလ အကူအညီနဲ႔ ေလွ်ာက္ပ်ံ႕ႏိုင္ပါေသးတယ္။
     
   • အေဆာက္အအံု ထဲမွာ သံုးထားတဲ့ HVAC Systems ေတြကလည္း စနစ္တက် ဒီဇိုင္းလုပ္မထားခဲ့ရင္ မီးေလာင္တဲ့ အခါ မီးခိုးေတြ ကို လူေတြရွိတဲ့ ေနရာကို ပ်ံ႕ႏွံ႔ ေရာက္ရွိေစမွာ ျဖစ္ပါတယ္။ ဒါ့အျပင္ မီးေလာင္တဲ့ ေနရာ ကိုလည္း ေလသန္႔ေတြ လွယ္ ပို႔ေပးၿပီး မီးကို ပိုမိုအားေပး ႏိုင္ပါေသးတယ္။ ဒါေၾကာင့္ HVAC Design မွာ Fire နဲ႔ Smoke Control ကိုထည့္သြင္း စဥ္းစားေပးရပါတယ္။ ဥပမာ အားျဖင့္ Fire Compartments ေတြ ကို ျဖတ္တဲ့ Ductworks ေတြ မွာ သင့္ေတာ္တဲ့ Fire Dampers ေတြ ထည့္တာ၊ AHU (Air Handling Units) Return မွာ Smoke Detector ေတြထည့္တာ မ်ိဳးပါ။ သင့္ေတာ္တဲ့ Smoke Suppression System ေတြ ကို Active Fire Protection နဲ႔တြဲထည့္ရတာ လည္း ရွိႏိုင္ပါတယ္။
     
   • Smoke Control ကိုၾကည့္ရင္ အဓိက ေတြ႕ရမဲ့ နည္းႏွစ္နည္း ကေတာ့
     1. Smoke Venting
        
     2. Pressurization
   • Smoke Venting: မီးခိုးရွိေနတဲ့ Space ထဲ က မီးခုိးေတြ ကို အျခား Occupied Spaces ေတြဆီ မပ်ံ႕လြင့္ေအာင္ နဲ႔ မီးခုိးျပယ္သြားေအာင္ လုပ္တာပါ။ အမ်ားအားျဖင့္ Sprinkler အကူအညီ ပါရပါတယ္။ မီးကို Sprinkler က ၿငိွမ္းသတ္ေပးမယ္။ ထြက္လာတဲ့ မီးခိုးကို Smoke Control System ကေန စနစ္တက် venting (ဖြင့္ထုတ္) ေပးၿပီး ျပယ္သြားေအာင္ Dilution လုပ္ေပးမယ္။
     
   • သိပ္ၿပီး ႀကီးတဲ့ Space ေတြ မွာ သီးသန္႔ ဒီဇိုင္း လုပ္ယူရတဲ့ Performance Base Engineered Smoke Control စနစ္ လိုအပ္ႏိုင္ပါတယ္။ CFD (Computational Fluid Dynamic), Egress Simulation စတဲ့ Computer Simulation ေတြ ပါဝင္ေလ့ရွိပါတယ္။
     
   • လူေတြ လြတ္ေျမာက္ဘို႔ လိုအပ္တဲ့ Escape Routes ေတြထဲကို မီးခိုးေတြ ဝင္မလာေအာင္ ကေတာ့ Pressurization Systems ေတြ ထည့္ေပးရပါတယ္။ ဒီေနရာေတြ မွာ အစထဲက မီးခိုးျဖစ္ေစမဲ့ မီးေလာင္ႏိုင္တဲ့ ပစၥည္းေတြ မရွိေစ ဘို႔ သတ္မွတ္ထား ေလ့ရွိပါတယ္။ အခု ဒီ Post မွာ အဓိက ေဖာ္ျပမွာ ကေတာ့ ဒီ Pressurization Systems ေတြ အေၾကာင္းျဖစ္ပါတယ္။
     
   • Pressurization Systems ေတြ ကို ဒီဇိုင္းမလုပ္ခင္ တကယ္လိုအပ္ မလိုအပ္ အရင္ စဥ္းစားရပါမယ္။ ဒါကို ေတာ့ သက္ဆိုင္ရာ Code & Regulations ေတြမွာ သတ္မွတ္ထားေလ့ရွိပါတယ္။ စဥ္းစားရမဲ့ အဆင့္ေတြ ကေတာ့
     1. ပထမ အဆင့္ - Natural Ventilation
        
     2. ဒုတိယ အဆင့္ - Mechanical Ventilation
        
     3. တတိယ အဆင့္ - Pressurization
   • Staircase Ventilation ကိုစဥ္းစားတဲ့ အခါ External Staircase ေတြမွာ လံုေလာက္တဲ့ Louver Area ရွိရင္ Natural Ventilation နဲ႔တင္ လံုေလာက္ေလ့ရွိပါတယ္။ အထပ္သိပ္မမ်ားတဲ့ Internal Staircase နဲ႔ Basement Staircase ေတြမွာလည္း Mechanical Ventilation နဲ႔တင္ လံုေလာက္ေကာင္းလံုေလာက္ပါလိမ့္မယ္။ အထပ္ျမင့္ တဲ့ (ဒါမွမဟုတ္) Basement အထပ္မ်ားတဲ့ Internal Staircase ေတြ မွာ ပဲ Pressurization Systems ေတြ လိုအပ္ႏိုင္ပါတယ္။
     
2. Pressurization: Basics Concepts
   
   • Pressure Requirements လိုအပ္ခ်က္ စဥ္းစားတဲ့ အခါ အေျခခံ အခ်က္ ႏွစ္ခ်က္ ရွိပါတယ္။
     1. ပထမ အခ်က္က မီးခိုးေတြ ဝင္မလာႏိုင္ေအာင္ ထိန္းထားဘို႔ (To prevent smoke egress)။ နဲ႔
        
     2. ဒုတိယ အခ်က္ ကေတာ့ အေရးေပၚ အေျခအေန မွာ လူေတြ တံခါးကို ဖြင့္လို႔ ရႏိုင္ဘို႔
     ေတြပါ။
   • ပထမ အခ်က္ က အနည္းဆံုး လိုအပ္တဲ့ Minimum Pressure Requirements ကို သတ္မွတ္ ေပးေစတာ ျဖစ္ၿပီး ဒုတိယ အခ်က္ ကေတာ့ ေက်ာ္လို႔ မရမဲ့ Maximum Pressure Requirements ကို သတ္မွတ္ေပးေစတာ ျဖစ္ပါတယ္။
     
   • ပထမ အခ်က္ ျဖစ္တဲ့ မီးခုိးဝင္မလာ ဘို႔ အတြက္ မီးခုိးဝင္မလာႏိုင္မဲ့ Minimum Pressure ကို ရေအာင္ ထိန္းထားေပး ႏိုင္ဘို႔ လိုပါတယ္။ ဒီ Pressure ကို ရဘို႔ မႈတ္သြင္းရမဲ့ Air Flowrate (ေလပမာဏ) ကို စဥ္းစားတဲ့ အခါ မွာေတာ့
     
     1. Air Leakage through Closed Doors (ပိတ္ထားတဲ့ တံခါး Gap ေတြ ၾကား၊ ကေန စိမ့္ထြက္မဲ့ ေလ)
        
     2. Leakage Through Open Doors (ပြင့္ေနမဲ့ တံခါးေပါက္ေတြ ကေန စိမ့္ထြက္မဲ့ ေလ)
        
     3. Air Leakage through Shafts
     ေတြ ကို စဥ္းစားေပး ရပါမယ္။
   • ဒုတိယ အခ်က္ ျဖစ္တဲ့ တံခါးဖြင့္လို႕ရႏိုင္ဘို႕ ကေတာ့ လူေတြ ရဲ့ တံခါးဖြင့္ႏိုင္တဲ့ အား Door Opening Forces ကို Pressurization Force နဲ႔ Door Closer Forces ႏွစ္ခုေပါင္း က မေက်ာ္မွ ရပါမယ္။ အေရးေပၚ အေျခအေန မွာ တံခါးဖြင့္လို႔ မရႏိုင္ရင္ Pressurization လုပ္ထားတာ လူေတြ ကို ပိတ္သတ္ သလို ပဲ ျဖစ္ေစပါလိမ့္မယ္။ ဒီေနရမွာ စဥ္းစားရမဲ့ အခ်က္ေတြ က
     1. Pressure Differential
        
     2. Door Size and Latch Location
        
     3. Door Opening Direction
        
     4. Door Closer Force
   • ဒီအေၾကာင္းေတြ ကို မဆက္ခင္ သံုးစြဲတဲ့ တံခါးေတြ နဲ႔ ပတ္သက္တဲ့ အေျခခံ အခ်က္ ေတြ ကို အရင္ သိထားဘို႔ လိုအပ္ပါတယ္။
     
     1. Types of Doors
        • တပ္ဆင္တဲ့ တံခါး အမ်ိဳးအစား Types of Doors ေတြ အေၾကာင္း ကို ေလ့လာတဲ့ အခါ Door Leaf (တံခါးရြက္ အရည္အတြက္) နဲ႔ Door Opening Direction ေပၚမူတည္ၿပီး။
          1. Single leaf: opening into a pressurised space
             
          2. Single leaf: opening outwards from a pressurised space
             
          3. Double leaf: opening into pressurised space
             
          4. Double leaf: opening outwards from pressurised space
          သံုးေလ့ရွိတာ က Fire Rated Doors ေတြ ျဖစ္ၿပီး အနည္းဆံုး ရွိရမဲ့ အရြယ္အစား ကို Code ေတြမွာ ေဖာ္ျပထားေလ့ ရွိပါတယ္။ မေလးရွား မွာ အသံုးမ်ားတာ ကေတာ့ 800mm Width x 2,000mm Height Single Leaf Door ျဖစ္ပါတယ္။
        • 
          
        • စကာၤပူ ႏိုင္ငံရဲ့ သတ္မွတ္ခ်က္ ကို SCDF Code ထဲကေန ကူးယူ ေဖာ္ျပလိုက္ပါတယ္။

          Single Leaf

          Double Leaf

          
          
        • IBC (International Building Code) မွာေတာ့ Application (Occupancies Groups) အလုိက္ အနည္းဆံုး ရွိရမဲ့ အရြယ္အစား ကို ေဖာ္ျပေပးထားပါတယ္။ ဒီ အရြယ္အစား က လည္း အေပၚက အရြယ္အစား နဲ႔ သိပ္မကြာ လွပါဘူး။
          
        • Fire Lift Lobby ပါလာရင္ေတာ့ Lift Landing Door ၾကားကေန စိမ့္ထြက္မဲ့ ပမာဏ ကိုပါ ထည့္သြင္းစဥ္းစားရမွာ ျဖစ္ပါတယ္။
     2. Door Opening Direction
        • Door Opening Direction ကလည္း Leakage ပမာဏ နဲ႔ Door Opening Forces ေတြ အေပၚ အက်ိဳးသက္ေရာက္ မႈ ရွိပါတယ္။ Occupied Floor ေတြမွာ တံခါးေတြ က opening into pressurised space ျဖစ္သင့္ပါတယ္။ ေၾကာက္ေၾကာက္လန္႔လန္႔ နဲ႔ ထြက္ေျပးလာတဲ့ လူေတြ ကို ဆြဲဖြင့္ရတဲ့ တံခါး နဲ႔ ထားလို႔ မသင့္ေတာ္ပါဘူး။ တြန္းရင္းထိုးရင္း တံခါးဖြင့္မရ ပဲ ပိတ္မိေနႏိုင္ပါတယ္။ (ဒါနဲ႔ ပတ္သက္ၿပီး အႀကီးအက်ယ္ အသက္ဆံုးရႈံး ခဲ့တဲ့ သာဓက ေတြ ရွိခဲ့ ဘူးပါတယ္။)။ ဒါေၾကာင့္ တြန္းဖြင့္တဲ့ တံခါး ကိုပဲ အသံုးမ်ားပါတယ္။
          
        • ဒီလို ဖြင့္ရတဲ့ အခါ Pressurized လုပ္ထားတဲ့ အခ်ိန္မွာ Against Pressurized Force မို႔ တံခါးဖြင့္အား ပိုမိုလိုအပ္တာ ကို ေတာ့ သတိျပဳရမွာပါ။ ဒါေၾကာင့္ Door Opening Force ကိုပါစဥ္းစားရတာ ျဖစ္ပါတယ္။
          
        • ထြက္ေပါက္ျဖစ္တဲ့ Ground Floor မွာပဲ opening outwards from pressurised space ျဖစ္သင့္ပါတယ္။ အမိုးထိ ေပါက္တဲ့ တံခါး ဆိုရင္ ေတာ့ အမိုးမွာလည္း Ground Floor လိုပဲ opening outwards from pressurised space ျဖစ္ပါလိမ့္မယ္။
          
        • ဒါက Pressurization System ကို ပိုၿပီး ရိုးရွင္းစြာ နားလည္ေစပါလိမ့္မယ္။
   
   
   1. Prevent smoke egress (မီးခိုးေတြ ဝင္မလာႏိုင္ေအာင္ ထိန္းသိမ္းကာကြယ္ ျခင္း။)
      
      1. Air Leakage through Closed Doors (ပိတ္ထားတဲ့ တံခါး Gap ေတြ ၾကား၊ ကေန စိမ့္ထြက္မဲ့ ေလ)
         
         • Pressure Difference နဲ႔ ပတ္သက္ၿပီး Singapore / Malaysia မွာ သတ္မွတ္ ထားတာ ကေတာ့ Pressure Difference ကို အနည္းဆံုး 50 Paလို႔ သတ္မွတ္ထားပါတယ္။ ( တံခါးေတြ အားလံုးပိတ္ထားတဲ့ အေျခအေန မွာသာ 50 Pa ရဘို႔ လိုပါတယ္။ )
           
         • IBC အရေတာ့ Fully Sprinklered buildings ေတြ အတြက္ Pressure Difference ကို အနည္းဆံုး 0.05-inch water gage (12.4Pa) လို႔ သတ္မွတ္ထားပါတယ္။
           
         • Door Leakage ကို စဥ္းစားတဲ့ အခါ Door Gap ေတြ ကို Average 3mm (1/8 inch) ေလာက္လို႔ အၾကမ္းဖ်ဥ္း ယူဆ လို႔ ရပါတယ္။ ဒါေပမဲ့ တံခါးဖြင့္တဲ့ Direction ကိုလိုက္ၿပီး အေျပာင္းအလဲ ရွိပါတယ္။ Pressurised Space ထဲကို တြန္းဖြင့္ရမဲ့ opening into a pressurised space ဆိုရင္ Leakage Area ပိုနည္းပါတယ္။ (တစ္ဝက္ေလာက္ ကို ပိုႏိုင္ပါတယ္။ ) ဒါနဲ႔ပတ္သက္ၿပီး Reference တစ္ခုကို ေအာက္မွာ ေပးထားပါတယ္။
           

           Type Of Door	Door Size		Crack Length (m)	Leakage Area(m²)	Leakage at 50Pa (cmh)
           	Height (mm)	Width (mm)
           Single leaf opening into a pressurised space	2	0.8	5.6	0.01	210
           Single leaf opening outwards from a pressurised space	2	0.8	5.6	0.02	420
           Double leaf opening into pressurised space	2	1.6	9.2	0.03	630
           Lift Landing Door	2	2	8	0.06	1,260

           • Leakage Air Flow (cmh) ပမာဏ က ေတာ့ စကာၤပူ မေလးရွား မွာ အသံုးမ်ား တဲ့ Pressure Differential = 50 Pa ကို အေျခခံ ထားပါတယ္။
             
           • ဒီ Leakage Air Flow ကို တြက္ယူတာ က ေတာ့ Basic Fluid Dynamic Equation ျဖစ္တဲ့
             Q = CA √ (2gh) ကို အေျခခံပါတယ္။ [ g x h= Δp/ρ ] ျဖစ္တာမို႔
             Q = CA √ (2 Δp/ ρ )
             Where;
             Q = volumetric airflow rate
             C = flow coefficient
             A = flow area (leakage area)
             Δp = pressure difference across flow path
             ρ= density of air entering flow path
             
           • ဒါကိုၾကည့္ရင္ Q ≈ A √Δp ဆိုတဲ့ ဆက္သြယ္ခ်က္ ကို ေတြ႕ပါလိမ့္မယ္။
             
           • Flow Coefficient C က 0.6 – 0.7 ေလာက္ျဖစ္ေလ့ ရွိပါတယ္။
             
           • S.I Unit: ρ= 1.2 kg/m³ and C = 0.65, [ Q (m³/s); A (m²); Δ p (Pa) ]
             Q = 0.839 A √ Δp
             
           • IP Unit:ρ = 0.075 lbm/ft³ and C =0.65, [ Q (cfm); A (ft²); Δ p (in. of water) ]
             Q = 2610 A √ Δp
         • သတိထား ရမွာ က Undercut မပါေစဘို႔ ပါ။ Undercut ပါေနရင္ Area က အဆေပါင္းမ်ားစြာ မ်ားေနပါလိမ့္မယ္။
           
         • အထပ္ေတြ သိပ္မ်ားလာလို႔ Leakage ကိုေလွ်ာ့ခ်င္တဲ့ အခါ Simple Lobby (Smoke Stop Lobby) လို႔ေခၚတဲ့ အကန္႔တစ္ကန္႔ ထပ္ထည့္ေပးႏိုင္ပါတယ္။ အဲဒီ့အခါ တံခါးႏွစ္ခု (2 doors in series) ျဖစ္သြားပါတယ္။ ဒါထည္႔ေပးျခင္းအားျဖင့္ Leakage ႏွစ္မ်ိဳးစလံုး ကို ပိုၿပီး ထိန္းလို႔ ေကာင္းပါတယ္။ (similar to Air-Lock in Industrial Buildings)
           
         • ဒီအကန္႔ အတြက္ Ventilation System ကိုေတာ့ သက္ဆိုင္ရာ ႏိုင္ငံ အလိုက္ Code ေတြနဲ႔ ျပန္ဆန္းစစ္ ရမွာ ျဖစ္ပါတယ္။ ( ဥပမာ၊ Malaysia - Simple Lobby – no need to ventilate during fire mode; Singapore – Mechanically Ventilated Smoke Stop Lobby – 10 air changes /hour during fire mode.) ပံုမွန္အေျခအေန မွာ ေတာ့ Pressurized Staircase နဲ႔ကပ္ရက္ ျဖစ္ၿပီး Natural ventilation လည္း မရႏိုင္တာမို႔ Mechanically Ventilated လုပ္ေပးရေလ့ ရွိပါတယ္။
           
      2. Leakage Through Open Doors (ပြင့္ေနမဲ့ တံခါးေပါက္ေတြ ကေန စိမ့္ထြက္မဲ့ ေလ)
         
         • Fire Emergency မီးလန္႔တဲ့ အခ်ိန္မွာ လူေတြ ဘယ္ေလာက္၊ ဘယ္လို ထြက္မွန္း အတိအက် မသိႏိုင္ တာမို႔ တံခါး ဘယ္ႏွစ္ခ်ပ္ ပြင့္ေနမလဲ ဆိုတာလည္း အတိအက် မေျပာႏိုင္ပါဘူး။ အကုန္ပြင့္ခ်င္လည္း ပြင့္ႏိုင္တာပဲ။ Zone by Zone Evacuation လုပ္ရင္ တံခါးအခ်ိဳ႕ပဲ ပြင့္ေနမွာ ျဖစ္ပါတယ္။ ဒါကို ဒီဇိုင္းလုပ္တဲ့ အခါ Guided Assumption ကိုယူရပါတယ္။ Code အေတာ္မ်ားမ်ား မွာ အနည္းဆံုး 2 x open doors လို႔ ယူပါတယ္။
           
         • Malaysia UBBL မွာေတာ့ အနည္းဆံုး အနည္းဆံုး minimum 2 x open doors but not less than 10% of doors quantity လို႔သတ္မွတ္ပါတယ္။ (i.e. 21 floors -> 3 doors )
           
         • စကာၤပူ မွာေတာ့ အနည္းဆံုး အေပၚထပ္ ကပ္ရက္ အထပ္ႏွစ္ခု တံခါး ႏွစ္ခ်ပ္ နဲ႔ အျပင္ထြက္ရမဲ့ အဓိက တံခါးတစ္ခ်ပ္ ကို စဥ္းစားခုိင္းပါတယ္။ ( The flow velocity shall be attained when a combination of two doors from any two successive storeys and the main discharge door are fully open. )
           
         • ပြင့္ေနတဲ့ တံခါးေတြ ကေန စီးထြက္မဲ့ ေလရဲ့ Egress Velocity ကိုေတာ့ အနည္းဆံုး 1 m/s ရွိသင့္တယ္ လို႔ (စကာၤပူ၊ မေလးရွား) သတ္မွတ္ပါတယ္။
           
      3. Air Leakage through Shafts
         20% to 35%
         
         
      4. Stack Effects
         To be considered where;
         
         Extreme difference in Outdoor vs Indoor (such as New York - when too cold outside, or Dubai - When too hot outside)
         
         Building is too Tall
         
   2. Door Opening Forces (တံခါး ဖြင့္အား)
      
      • Static Equation ျဖစ္တဲ့ ∑M = 0 [ M = moments = force x arm length ] ကို သံုးၿပီး တြက္ခ်က္ ႏိုင္ပါတယ္။
        • (F - Fdc) x (W-d) = (A x Δ p ) x ( W/2)
          
        • F = Fdc + (W x A x Δ p ) / { 2 x (W-d) }
          
        • Where;
          1. F = total door-opening force
             
          2. Fdc = force to overcome door closer
             
          3. W = door width
             
          4. A= door area
             
          5. Δp= pressure difference across door
             
          6. d = distance from doorknob to edge of knob side of door
      • S.I Unit: [F (N); F_dc (N); W (m); A(m²); Δp (Pa); d (m) ]
        F = Fdc + (W x A x Δ p ) / { 2 x (W-d) }
        
      • IP Unit: [ F (lbf); F_dc (lbf); W (ft); A(ft²); Δp (in. of water); d (ft) ]
        F = Fdc + ( 5.2 x W x A x Δ p ) / { 2 x (W-d) }
        
        
      • IBC နဲ႔ NFPA 101 အရ The forces are applied to the latch side. (လက္ကိုင္ ဘက္ ကို အားထည့္ ဖြင့္မယ္ ဆိုရင္)
        1. 15-pound (67 N) force is applied = Door latches, including panic hardware must release, then
           
        2. 30-pound (133 N) force is applied = The door must begin to swing, then
           
        3. 15-pound (67 N) force is applied = The door must swing to a full-open position
      • ဒါကို ဘယ္လို စစ္မလဲ နမူနာ ေလ့လာခ်င္ရင္
        http://www.usfa.dhs.gov/downloads/pdf/coffee-break/cb-2006-26.pdf
        
      • စကာၤပူ SCDF Code သတ္မွတ္ခ်က္ အရ က ေတာ့ 110 N မေက်ာ္ဘို႔ ျဖစ္ပါတယ္။ [ W = 0.85m, H = 2m, A=WxH, Δp=50 Pa, d=75mm (0.075mm) ]
        
   3. Control of Pressure
      
      • Leakage through gaps ေရာ Through Open Doors ပါ Design Calculation နဲ႔ တြက္ထားတာ ပါ။ Safety Side ျဖစ္တာမို႔ အေျခအေန ေတာ္ေတာ္မ်ားမ်ား မွာ Capacity လိုအပ္တာထက္ မ်ားေနႏိုင္ပါတယ္။ ဒီအေျခအေန မွာ Fan Capacity အျပည့္ ေပးခဲ့မယ္ ဆိုရင္ ဆိုးက်ိဳးက Pressure Built-up ျဖစ္လာၿပီး တံခါးဖြင့္လို႔ မရႏိုင္တဲ့ အေျခအေန ျဖစ္လာႏိုင္ပါတယ္။
        Door Closer Force က အမ်ားအားျဖင့္ 3lb ထက္ပိုမ်ားေလ့ရွိၿပိး တစ္ခါတစ္ရံ 20lb ေလာက္ထိရွိႏိုင္ပါတယ္။ ဒါေပမဲ့ 11 lb (50 N ) ေအာက္မွာ ပဲ ရွိမွ အနည္းဆံုး 50 Pa Pressurization လုပ္ဘို႔ ျဖစ္ႏိုင္ေခ် ရွိပါမယ္။
        ဒီအေျခအေန က IBC ရဲ့ Door Force : 133 N (30 lbf) မေက်ာ္ဘို႔ ဆိုရင္ Pressure 0.3 in.wg (78 Pa) ေလာက္ေရာက္လာရင္ ျဖစ္ႏိုင္ပါတယ္။ စကာၤပူရဲ့ Max Door Opening Force - 110N နဲ႔ ဒီဇိုင္း လုပ္ထားရင္ေတာ့ 56 Pa ေလာက္မွာတင္ ထိေနပါၿပီ။ ဒါကို ထိန္းႏိုင္ဘို႔ အတြက္ ေအာက္က နည္းေတြထဲ က တစ္နည္းနည္း နဲ႕ ထိန္းနိုင္ပါတယ္။
        1. Variable Frequency Drive
           
        2. Relief Dampers (Barometric Dampers)
           
        3. Fan Air Flow By-Pass
           
        4. Fan Blade / Adjustable Guide Vanes
      • The effect of Fan over-sizing
        
      • VSD has its limits too.
        
   4. Control of System Operation
      
      • Activate Automatically in the Events of Fire Signal (upon Fire Alarm / Sprinkler System Activation)
        
      • Must be Powered by Emergency Power Supply Systems
        
3. Design Calculations
   Pressurization Systems ေတြ ကို ၾကည့္ရင္ အဓိက ေတြ႕ရမွာ ေတြကေတာ့
   1. Staircase (Stairwell) Pressurization
      
   2. Fire Lift Lobby Pressurization
      
   3. Pressurization of Escape Route (including Corridors)
   တြက္ခ်က္တဲ့ သေဘာတရား က ေတာ့ သိပ္မကြာ လွပါဘူး။
   1. Required Air Flowrate
      
      1. List Door Types and Leakage
         
      2. Calculate Air Leakage through Closed Doors (A)
         
      3. Estimate Air Flow through Opened Doors (B)
         
      4. Fan Capacity = A + B + allowance for other leakages (shafts, wall, etc.) [e.g. 1.35 x (A+B)]
   2. Required Fan Pressure
      • Required Pressure = Minimum Pressure Required + Friction Losses
   3. Sample Design Calculations
      စာဖတ္သူ မွီျငမ္းႏိုင္ဘို႔ နမူနာ တြက္နည္း ႏွစ္ခု Excel Spread Sheet ကို Media Fire မွာ တင္ေပးထားပါတယ္။ M'sia Fire Stair Pressurization Sample.xls
      
      
   4. Duct Sizing
      Duct Size တြက္တဲ့ အခါ ၤFlow Velocity = (Flowrate / Free Area) < 10 m/s ရႏိုင္ရင္ ေတာ့ ပိုေကာင္းပါတယ္။ ဒါေပမဲ့ ရႏိုင္တဲ့ Space Constraints အရ 14 m/s ေလာက္ အထိ ဒီဇိုင္းလုပ္ရႏိုင္ပါတယ္။ 14m/s ထက္ေတာ့ မေက်ာ္ပါေစနဲ႔။ Velocity မ်ားလာတာ နဲ႔ Pressure Loss မ်ားလာတာ မို႔ Fan Capacity ပိုလိုအပ္မွာ ကို လည္း သတိထားရပါမယ္။( Free Area ဆိုတာ ကို အထူးသတိ ထားပါ။ အထူးသျဖင့္ Architect နဲ႔ ေျပာတဲ့ အခါ Free Area ရဘို႔ အေရးႀကီးပါတယ္။ တစ္ခါတစ္ရံ Masonary Shaft ထဲမွာ Sheet Metal Duct ထည့္ခ်င္ခဲ့ရင္ လိုအပ္မဲ့ Shaft Size က Free Area ထက္ အမ်ားႀကီး ပိုႏိုင္ပါတယ္။)
      
      
   5. Pressure Balancing
      Pressure ညီဘို႔ အတြက္ Multiple Injection ေပးရပါတယ္။ Fan နဲ႔ကပ္ရက္ ကေန တိုက္ရိုက္ ေပးတဲ့ အခါ အနီးဆံုး တံခါး မွာ ျပႆနာ အႀကီးအက်ယ္ ေပးတတ္ပါတယ္။
      
      
   6. စာေရးသူ မွတ္ခ်က္။
      Pressurization Systems ေတြ ကို အေျခခံ အေန နဲ႔ နားလည္ႏိုင္ဘို႔ တင္ျပေပးတာ ျဖစ္ပါတယ္။ ေနရာေဒသ ကိုလိုက္ၿပီး ပိုမို အေသးစိတ္ ရႈတ္ေထြး တဲ့ Calculations ေတြလည္း လိုအပ္ ႏိုင္ပါတယ္။ ဒီစနစ္ ကို ႏိုင္ငံတိုင္းလို မွာ Fire Protection Specialist Engineer ေတြ က တာဝန္ယူ ဒီဇိုင္းလုပ္တာပါ။ စာေရးသူ က Fire Protection Specialist Engineer တစ္ေယာက္ မဟုတ္ပါဘူး။ ဒါေၾကာင့္ ဒီစနစ္ ဒီဇို္င္း ေတြ ကို ျပန္စစ္တာ၊ Consultant နဲ႔ ညိွႏိႈင္းတာေတြ အတြက္ အသံုးခ် တဲ့ အေျခခံ ေတြ ကို မွ်ေဝေပးတာ သာ ျဖစ္ပါတယ္။
      
4. Smoke Control မိတ္ဆက္
   
   • ဒီအေၾကာင္း အေသးစိတ္ မေရးႏိုင္တာမို႔ စာဖတ္သူ ေလ့လာႏိုင္ဘို႔ Procedure Check List ကိုေအာက္မွာ ေဖာ္ျပေပးလိုက္ပါတယ္။
     1. Is it required? Check Code & Regulations
        
     2. Smoke Compartments / Zones and Location of and Smoke Curtains, Fire Shutters, etc.
        
     3. What is Occupancy? –> What is Fire Size? (Heat Capacity)
        
     4. Is it Engineered Smoke Control (or) Prescribed Smoke Control? If Engineered Smoke Control, Computational Fluid Dynamics Comes in
        
     5. Capacity Calculation: Air Changes Method (or) Smoke Capacity Method
        
     6. Calculate Smoke Capacity (Check if the zone is protected by sprinkler system, if protected building Heat Capacity could be limited at Lower value)
        
     7. Determine Smoke Vent, Fresh Air Makeup and Fan Capacity Based on the calculated smoke Capacity
        
     8. Air Distribution (Ducting, Fresh air Diffusers, Exhaust Air Grills, Fans, Ductless Fans, etc.)
        

References:

1. ASHRAE Handbook: HVAC Applications, : " Chapter 52: Fire and Smoke Management ", 2007
   
   
2. International Code Council (ICC) : Codes
   1. International Mechanical Code : " Chapter 5, Sec 513: Smoke Control Systems", 2003
      
   2. International Building Code : "Section 909: Smoke Control Systems; Section 1008: Doors, Gates And Turnstiles", 2003
      
      
3. Singapor Standard : Code of Practices
   1. CP 13 : "Code of practice for mechanical ventilation and air-conditioning in buildings", 1999 [Revised As SS 553 : 2009]
      
   2. Fire Code 2007 Master, : " CHAPTER 7: Mechanical Ventilation and Smoke Control Systems ", 2007
      
4. Malaysia Regulations
   1. Uniform Building Bylaw
      
   2. Guide on Fire Protection Systems in Buildings (Red Book )

Web-Links:

1. Singapore Civil Defence Force (စကၤာပူ မီးသတ္တပ္ဖြဲ႔)
   1. Publication Website : Singapore Civil Defence Force
      [ http://www.scdf.gov.sg/Building_Professionals/Publications/index.html ]
      
   2. SCDF (Singapore Civil Defence Force): Fire Code 2007 Master Version
      [ http://www.scdf.gov.sg/Building_Professionals/Publications/fire_code_2007master_version.html ]
      
   3. SCDF: Fire Code 2002 Handbooks
      [ http://www.scdf.gov.sg/Building_Professionals/Publications/fire_code_2002handbooks.html ]
2. M'sia Fire Stair Pressurization Sample.xls
   [ http://www.mediafire.com/file/tymyymh5hzf/M'sia Fire Stair Pressurization Sample.xls ]
   
   
3. Fire Protection : Introduction
   [ http://chawlwin.blogspot.com/2008/10/fire01introduction.html ]
   
   
4. U.S. Fire Administration Coffee Break Training : Door Opening Forces
   [ http://www.usfa.dhs.gov/downloads/pdf/coffee-break/cb-2006-26.pdf ]