بسم رب الشهدا و الصديقين
زندگي صحنه يکتاي هنر مندي ماست
هرکسي نغمه خود خواند از صحنه رود
صحنه پيوسته بجاست
خرم آن نغمه که مردم بسپارند به ياد
درود بر شرف فرزندان اين مرزوبوم که همواره آماده جان‌فشاني هستند. ديروز در کسوت رزمندگاني غيور با دشمن تادندان‌مسلح مواجه شدند و امروز در کسوت آتش‌نشاناني جان‌برکف به مقابله با شعله‌هاي ويرانگر آتش پرداختند. سلام بر مادراني که شير بچه‌هاي اين ديار در آغوش آن‌ها تربيت شده‌اند.
درود بر شرف فرزندان اين مرزوبوم که همواره آماده جان‌فشاني هستند. ديروز در کسوت رزمندگاني غيور با دشمن تا دندان‌مسلح مواجه شدند و امروز در کسوت آتش‌نشاناني جان‌برکف به مقابله با شعله‌هاي ويرانگر آتش پرداختند. سلام بر مادراني که شير بچه‌هاي اين ديار در آغوش آن‌ها تربيت شده‌اند.
زماني که در سال 1384 به دنبال موضوعي جديد براي پايان‌نامه کارشناسي ارشد خود در لابه‌لاي صفحات اينترنت در خصوص آتش‌سوزي و اثرات آن بر سازه‌ها جستجو مي‌کردم حتي به ذهنم هم خطور نمي‌کرد که اين مسئله عواقبي چنين گسترده داشته باشد. بنده و اندک دوستاني که در داخل کشور در خصوص مسئله مهندسي ايمني آتش سازه‌اي تحقيق مي‌کنيم، سال‌هاست در تلاش هستيم تا اهميت اين مسئله و نحوه صحيح مواجهه با آن را در اذهان متخصصان امر در وهله اول و عموم مردم در وهله دوم روشن سازيم. در ادامه توضيحاتي هر چند اندک در اين باب اشاره شده است:
در دنياي امروز با افزايش قيمت زمين از يک‌سو و افزايش تراکم جمعيت از سوي ديگر تمايل براي ساخت سازه‌هايي با ارتفاع متوسط و بلند به شدت افزايش يافته است. واقعيت ترديدناپذير اين است که در چنين سازه‌هايي که داراي ارتفاع زياد و سطح کاربري بالا در هر طبقه هستند عملاً در حين بروز آتش‌سوزي برد مؤثر و کارايي آتش‌نشان‌ها و اکيپ‌هاي امدادي بسيار بسيار پايين است. بدان معنا که امدادگرها حداکثر 10-20 درصد توان مقابله با آتش‌سوزي در چنين سازه‌هايي را دارند.
در اين سازه‌ها تمرکز اصلي بر روي تدابير پيش از وقوع حادثه انجام مي‌شود. اين تدابير به دو دسته تدابير فعال و انفعالي تقسيم مي‌شوند. تدابير فعال شامل انواع سامانه‌هاي آب‌پاش، آشکارساز دود، آشکارساز حرارت و زنگ خطرها مي‌باشند. البته سامانه‌هاي اطفاي حريق داخلي نظير آب‌پاش‌هاي موجود در واحدها فقط تا حداکثر 25 دقيقه بعد از بروز اولين هشدار حرارتي قادر به فعاليت هستند. چراکه اولاً منبع آب آن‌ها ظرفيت محدودي دارد و ثانياً بعد از اين مدت زمان معمولاً سيستم‌هاي تأسيساتي سازه در حدي آسيب مي‌بيند که عملاً امکان ادامه فعاليت سيستم‌هاي اين‌چنيني موجود نمي‌باشد. برد فعاليت تدابير فعال نيز 30 تا 40 درصد مي‌باشد.
دسته دوم تدابير موجود تدابير غيرفعال مي‌باشند، که امروزه تحت عنوان مهندسي ايمني آتش سازه‌اي شناخته مي‌شود. اهميت اين مسئله تا حدي است که امروز در بسياري از دانشگاه‌هاي معتبر دنيا در دانشکده‌هاي عمران همان‌گونه که گرايش‌هاي سازه، زلزله، ژئوتکنيک و ... وجود دارد گرايش مهندسي ايمني آتش سازه‌اي نيز موجود است.
در اين بخش هدف اصلي آن است که خود سازه راسا تا حد مشخصي و تا زمان قابل قبولي توانايي مقاومت در برابر آتش را داشته باشد. متأسفانه بسياري از دست‌اندرکاران اين حوزه در کشور تنها تصورشان اين است که در اين بخش صرفاً استفاده از پوشش‌هاي ضد حريق و اندودها امکان‌پذير مي‌باشد. درحالي‌که اين تصور، تصوري ناقص و غير کارشناسانه است.
در حوزه مهندسي ايمني آتش سازه‌اي بحث اصلي آن است که آتش‌سوزي پديده ايست که هر سازه در طول عمر خود ممکن است از آن متأثر شود لذا لازم است همان‌طور که يک سازه در برابر بارگذاري ناشي از زلزله، باد و ... تحليل و سپس طراحي مي‌شود، در برابر آتش‌سوزي و اثرات آن نيز تحليل و طراحي شود. اين جمله بدان معناست که همان‌گونه که زلزله در تغيير مقاطع تير و ستون مؤثر است و اثر آن در ظرفيت اين اعضا لحاظ مي‌شود، اثر حرارت‌هاي بالا و کاهش مقاومت و سختي اعضا در برابر آتش لحاظ شده و اعضاي سازه‌اي بر آن اساس طراحي شوند.
به طور خلاصه همان‌طور که در گذشته ساختمان‌ها بنايي ساخته مي‌شد و صرفاً تحمل بارهاي ثقلي وارد بر ساختمان اهميت داشت و با گذشت زمان و تجربه زمين‌لرزه‌هاي رخ داده نگرش تغيير نمود و اين تصميم جمعي حاصل شد که ساختمان‌ها بايستي براي تحمل زلزله نيز طراحي شوند و سيستم باربر جانبي مناسب در آن‌ها لحاظ شود تا در برابر زلزله از استحکام لازم برخوردار باشند در خصوص آتش نيز بايستي در آينده نزديک دستورالعمل‌هاي لازم تدوين شود و مهندسان طراح ملزم شوند که سازه‌ها را در برابر اثرات آتش‌سوزي طراحي نمايند.
برد فعاليت تدابير غير فعال حدود 50 درصد مي‌باشد و نتيجتاً تأثير آن در يک حادثه آتش‌سوزي هم بيش از تدابير فعال و هم بيش از نقش اکيپ‌هاي امدادي مي‌باشد.
براي حفظ امنيت هم‌ميهنانمان بايستي هر سه بخش فوق‌الذکر در حد قابل قبولي باشند. متأسفانه در حادثه اخير ساختمان پلاسکو اگرچه آتش‌نشان‌ها بسيار بيشتر از ظرفيت و توان خود ظاهر شدند و موفق تر از استاندارد هاي جهاني عمل نمودند وليکن به دليل نبود هيچ سيستم فعالي در داخل ساختمان (آب فشان، آشکارساز و ...) و همچنين به دليل طراحي قديمي ساختمان که هيچ يک از اثرات ناشي از حرارت در طراحي اعضا مد نظر قرار نگرفته بود عملاً فروريزش ساختمان حتمي و غيرقابل‌اجتناب بوده است.
در ادامه به طور خلاصه علل فروريزش بيان مي‌شود:
پيش از ذکر علل حادثه لازم به توضيح است اولاً:
در يک آتش‌سوزي که منبع سوختني از جنس هيدروکربن و به مقدار کافي باشد (دقيقاً مشابه مورد پلاسکو) بعد از 5 دقيقه حرارت به 683 درجه سانتيگراد و بعد از 10 دقيقه حرارت به 716 درجه سانتيگراد و بعد از 25 دقيقه حرارت به 799 درجه سانتيگراد در سطح اندودهاي گچ‌وخاک موجود در رويه اعضاي فولادي مي‌رسد. بعد از گذشت حدود 2 تا 3 ساعت (وابسته به ضخامت و شرايط اندودها) اندودهاي موجود در سطح اعضاي فولادي کارايي خود را از دست مي دهند و اين حرارت حداکثري به سطح رويي اعضاي فولادي سرايت مي‌کند. با توجه به ضريب انتقال حرارت فولاد، بعد از گذشت 10 دقيقه حرارت از رويه اعضاي فولادي به کل فولاد به کار رفته در آن اعضا نفوذ کرده و کل اعضاي فولادي که در بخش هاي آتش گرفته قرار دارند به چنين دماي بالايي مي رسند.
ثانياً: هر ماده‌اي داراي دو ويژگي اساسي است اول مقاومت آن و دوم سختي ماده. فولاد در حرارت 100 درجه حدود 100 درصد مقاومت و سختي اوليه خود را دارد، در حرارت 250 درجه حدود 100 درصد مقاومت و 85 درصد سختي اوليه خود را دارد، در حرارت 500 حدود 78 درصد مقاومت و 60 درصد سختي اوليه خود را دارد، در حرارت 700 درجه حدود 23 درصد مقاومت و 13 درصد سختي اوليه خود را دارد و نهايتاً در 900 درجه عملاً مقاومت و سختي آن به صفر مي‌رسد.
با عنايت به دو مورد ذکر شده مشخص است که بعد از گذشت حدود 3 ساعت از بروز آتش‌سوزي در طبقه هشتم و نهم درجه حرارت تير و ستون‌ها در اين طبقات به حد نهايي خود رسيده و نتيجتاً توانايي باربري اين اعضا در برابر بارهاي ثقلي موجود در طبقات و وزن طبقات بالايي به صفر رسيده است. بروز اين مسئله موجب شده که عملاً طبقات هشتم و نهم از بين رفته و طبقات دهم و بالاتر ناگهان از ارتفاع دو طبقه (هشتم و نهم) بر روي طبقات پايين‌تر سقوط نمايند. انرژي پتانسيل قابل‌توجه طبقات بالايي در اثر سقوط به انرژي جنبشي تبديل شده و به طبقات زيرين وارد مي‌شود. با توجه به سقوط ناگهاني اين طبقات و وزن قابل‌ملاحظه اين حجم از ساختمان و ازآنجايي‌که طبقات پايين‌تر به هيچ عنوان براي تحمل ضربه ناشي از چنين وزني و انرژي بالاي ناشي از ضربه طراحي نشده بودند، اين طبقات پايين تحت باري بسيار بيشتر از حد نهايي خود قرار گرفته و طبقه به طبقه ساختمان سقوط مي نمايد. اين نوع خرابي، خرابي پيش‌رونده ناشي از حرارت ناميده مي‌شود. چرا که اولاً مسبب اصلي بروز خرابي اوليه حرارت مي‌باشد و ثانياً خرابي از طبقه‌اي به طبقه ديگر پيش روي مي‌کند.
در انتها لازم به ذکر است توضيحات اشاره شده در بالا در رابطه با دلايل خرابي ساختمان بر اساس تصاوير و فيلم هاي موجود و در دسترس تا اين لحظه برداشت شده است و تدقيق مساله نيازمند تحقيقات ميداني و فرصت بيشتر است.
امير ساعدي داريان
دکتري مهندسي سازه
عضو هيئت‌علمي دانشکده عمران دانشگاه شهيد بهشتي تهران