از پلاسکو تهران تا گرنفل لندن

دکتر امیر ساعدی داریان* بعد از حادثه پلاسکو، به عنوان یکی از پیشگامان حوزه مهندسی ایمنی آتش سازه‌ای و بررسی اثرات آتش‌سوزی بر سازه‌ها در کشور، بر خود واجب دیدم که به صورت مفصل حادثه مذکور را تشریح نمایم. به حمدالله بازخوردهای بسیار مثبتی نیز در این خصوص دریافت نمودم که نشان می‌داد برخلاف گذشته که مردم و مسئولین توجه چندانی به پدیده آتش‌سوزی نداشتند، مسئله آتش‌سوزی و اثرات آن بر ساختمان‌ها توانسته توجهات را جلب نماید و حداقل مردم را وادار به تفکر و توجه در این خصوص نماید. با عنایت به این مسئله بعد از حادثه برج گرنفل لندن نیز تصمیم گرفتم در چکیده‌ای کوتاه ضمن ارائه توضیحات در خصوص حادثه مقایسه‌ای بین این دو حادثه انجام دهم.

برج گرنفل لندن ساختمانی با سیستم قاب خمشی بتنی و دیوار برشی بتنی با ارتفاع 24 طبقه و ساخته شده در سال 1974 می‌باشد. آتش‌سوزی احتمالاً به دلیل اتصالی برق در سیم‌کشی طبقه چهارم رخ داده است. آتش از یکی از پنجره‌های این واحد به نمای ساختمان منتقل شده است. نمای ساختمان از نوع کامپوزیت بوده که از دو لایه فلزی با یک میان لایه به عنوان عایق حرارتی برای جلوگیری از انتقال حرارت بین داخل و خارج ساختمان ساخته شده بود.

 

این میان لایه پایه کربنی داشته و ضد حریق هم نبوده است. لذا با نفوذ حرارت به نما این لایه داخل دو لایه فلزی آتش گرفته و به دلیل مکش ایجاد شده بین دو لایه در ارتفاع ساختمان آتش به سرعت در کل نما منتشر شده و از آن طریق به کل طبقات و واحدها سرایت نموده است. در داخل ساختمان آشکارساز دود و آبفشان وجود داشته است که برخی از آن‌ها وارد مدار نشده و فعالیت نکرده‌اند. الباقی نیز همان‌طور که در مقاله پلاسکو نیز شرح داده شد فقط در ساعت اولیه حادثه قادر به سرویس‌دهی بودند و بعد از گذشت آن زمان با توجه به تخریب زیرساخت‌های تأسیساتی سازه از کار افتاده اند. نتیجتاً آتش‌سوزی عملاً تا زمان اتمام بخش قابل توجهی از منابع سوختنی در ساختمان ادامه پیدا کرده است.

از مقایسه و بررسی هم‌زمان دو حادثه آتش‌سوزی برج گرنفل و ساختمان پلاسکو چند نکته مهم را که در مقاله قبل اشاره کردم به وضوح می‌توان دریافت: 

نکته اول اینکه تدابیر فعال در جلوگیری از آتش‌سوزی شامل آبفشان‌ها آشکارسازهای دود و ... فقط در حدود 30 درصد در جلوگیری و کنترل یک حادثه آتش‌سوزی تأثیرگذار هستند چرا که بعد از مدت کوتاهی از بروز حادثه به دلیل از بین رفتن زیرساخت‌ها از مدار خارج شده و قادر به سرویس‌دهی نخواهند بود. نتیجتاً اگر در ابتدای امر نتوانند مانع بروز و گسترش آتش‌سوزی شوند بعد از گسترش آتش کارساز نیستند. لذا در حادثه لندن نیز با وجود این سیستم‌ها آتش شعله‌ور شده و کل ساختمان را در بر گرفت.

نکته دوم هم بحث اکیپ‌های امدادی است. بعد از حادثه پلاسکو کم نبودند بدخواهانی که انواع تهمت‌ها را به بزرگ‌مردان آتش‌نشان وارد کردند و سوء مدیریت و یا کمبود امکانات را دلیل طولانی شدن و کم نتیجه بودن عملیات امدادی عنوان کردند. ولیکن در آنجا هم اشاره شد که در یک پدیده آتش‌سوزی حداکثر برد اکیپ‌های امدادی 10 تا 20 درصد است و عملاً امکان اطفاء حریق در یک پدیده آتش‌سوزی در یک برج بسیار ضعیف است. در خصوص امکانات نیز ذکر شد که استفاده از بالگرد در آتش‌سوزی‌های برجی داخل شهر در حد یک ایده آزمایشی است و جز آتش‌نشانی شهر توکیو ، سازمان‌های آتش‌نشانی دیگر از بالگرد برای اطفای حریق‌های برجی استفاده نمی‌کنند و از بالگرد صرفاً در حریق جنگل‌ها و یا فضاهای باز به سیستم رهاسازی ثقلی آب استفاده می‌کنند. حادثه لندن نشان داد که اکیپ‌های امدادی در حوادث بزرگ حقیقتاً برد تأثیر بسیار کمی دارند و این مسئله بیش از امکانات و یا مدیریت به دلیل ذات حادثه می‌باشد.

پس بزرگ‌ترین تفاوت بین ساختمان پلاسکو و برج گرنفل چه بوده که یکی سرپا مانده و دیگری تخریب شده است؟؟؟

پاسخ این سؤال در بحث تدابیر غیرفعال نهفته است. همان‌طور که در مقاله پلاسکو اشاره شد مثلث ایمنی در برابر آتش در سازه‌ها از سه رأس تیم‌های امدادی ، تدابیر فعال و تدابیر غیرفعال تشکیل شده است. همان‌طور که در بالا توضیح داده شد دو رأس تدابیر فعال و اکیپ‌های امدادی در هر دو حادثه تقریباً یکسان بودند. در ساختمان پلاسکو اثری از تدابیر فعال (آب فشان و آشکارساز دود ) نبود در گرنفل هم که این وسایل بودند عملکرد مطلوبی نداشتند. در خصوص تیم‌های امدادی نیز صرف‌نظر از بحث ازجان‌گذشتگی آتش‌نشانان ایرانی که نشان دهنده روحیه شهادت‌طلبی آن‌ها داشت به واسطه ابعاد حادثه برد تیم‌های امدادی در هر دو حادثه اندک بود.

ولیکن از نقطه نظر تدابیر غیرفعال که به معنای توانایی ذاتی خود سازه برای مقاومت در برابر آتش یا همان بحث مهندسی ایمنی آتش سازه‌ای است اختلافات فاحشی بین دو سازه وجود داشت که در ادامه مقایسه شده است.

اولین تفاوت در سال ساخت دو ساختمان می‌باشد. ساختمان پلاسکو در سال 1341 خورشیدی (1962 میلادی ) ساخته شده است درحالی‌که برج گرنفل در سال 1974 ساخته شده، چیزی حدود 12 سال جوان‌تر! اگرچه هیچ‌کدام از دو ساختمان برای حریق طراحی نشده بودند ولیکن 12 سال جوان‌تر بودن سازه لندن باعث شده که با آیین‌نامه‌های جدیدتری در برابر بارهای ثقلی و لرزه‌ای طراحی شود. آیین‌نامه‌ها سال به سال الزامات سخت‌گیرانه‌تری را لحاظ می‌کنند و نتیجتاً حتی از نقطه نظر مقاومت در برابر زلزله ساختمانی که با آیین‌نامه 12 سال جدیدتر طراحی شده باشد مقاوم‌تر بوده و رفتار مناسب‌تری دارد. پس می‌توان نتیجه گرفت سازه لندن نسبت به سازه پلاسکو با الزامات سخت‌گیرانه‌تری در برابر زلزله طراحی شده بود و مقاومت و سختی بالاتری داشته است. که این ظرفیت مضاعف در برابر آتش نیز موثر بوده است.

تفاوت دوم در بحث بارگذاری دو سازه می‌باشد. کاربری پلاسکو تجاری و انبار تجاری بوده و به واسطه استفاده غیرمجاز بسیار بیشتر از ظرفیت مجاز از کالا و پارچه انباشته شده بوده. درحالی‌که کاربری برج گرنفل مسکونی بوده پس می‌توان نتیجه گرفت که میزان بار وارد بر ساختمان در هر مترمربع ساختمان پلاسکو نسبت به برج لندن بسیار بیشتر از حد مجاز طراحی اولیه بوده است. به طور خلاصه ساختمان پلاسکو بر خلاف برج لندن بسیار بیشتر از طراحی اولیه بارگذاری شده بوده است.

تفاوت سوم در بحث بارگذاری حرارتی وارد بر سازه می‌باشد. به دلیل ماهیت کاربری دو سازه ، در برج گرنفل آتش ناشی از سوختن وسایل و امکانات موجود در هر خانه مسکونی بوده است (شامل فرش، پرده، موکت و ... ) درحالی‌که در پلاسکو آتش ناشی از سوختن انبوهی پارچه در واحدهای مختلف بوده است. درجه حرارت و همچنین نرخ افزایش دما به دلیل تفاوت در ماهیت مواد سوختنی در پلاسکو بسیار بیشتر از گرنفل بوده است.

و نهایتاً چهارمین و مهم‌ترین تفاوت بین دو ساختمان بحث مصالح سازنده می‌باشد. ساختمان پلاسکو اسکلت فولادی داشته درحالی‌که ساختمان گرنفل دارای اسکلت بتنی می‌باشد. همان‌طور که در مقاله پلاسکو اشاره شده بود مقاومت و سختی دو ویژگی اساسی هر مصالحی هستند که تعیین کننده رفتار آن ماده در برابر بارهای وارده من جمله حرارت می باشند. با افزایش حرارت این دو ویژگی کاهش می یابند به طوری که عملا در حرارت هایی در حدود 900 درجه عملا این دو ویژگی به صفر رسیده و اجزای باربر از چرخه باربری خارج می شوند. در ساختمان های فولادی صرفا اندود های گچ و خاک اطراف اجزای سازه ای در برابر آتش مقاومت می کنند و بعد از عبور حرارت از آنها عملا با نفوذ حرارت به سطح بیرونی فولاد به واسطه ضریب انتقال حرارت بالای این مصالح، حرارت تا عمق ماده نفوذ کرده و موجب افت شدید مقاومت و سختی آن می شود.

 

در حالیکه در ساختمان بتنی بعد از عبور حرارت از اندود های گچ و خاک موجود در سطح بیرونی تیر و ستون ها و نفوذ حرارت به سطح بیرونی بتن، بتن خود به عنوان عایق بسیار مطلوبی عمل می نماید (ضریب انتقال حرارت بتن بسیار کمتر از فولاد است ) نتیجه این رفتار باعث می شود اولا میلگرد های فولادی داخل بتن به خوبی محافظت شده (حداقل 5 سانتیمتر بتن در اطراف هر میلگرد وجود دارد که مانع انتقال حرارت به آن می شود) و ثانیا مدت زمان بسیار زیادی طول می کشد که حرارت به مرکز اجزای بتنی نفوذ کرده و مقاومت و سختی آنها را کاهش دهد. این مسئله نشان می دهد که آسیب پذیری اسکلت بتنی در برابر آتش‌سوزی بسیار پایین تر از سازه فولادی می‌باشد.

تجمیع چهار مورد بالا یعنی سازه فولادی با بارگذاری حرارتی بسیار بالاتر و بار ثقلی بالاتر از حد طراحی و طراحی قدیمی تر و دست پایین تر نسبت به برج گرنفل باعث تفاوت در عملکرد رفتاری دو ساختمان در برابر آتش‌سوزی شده است. که نهایتاً ساختمان اول فروریخته و ساختمان دوم سرپا ایستاده است. البته ادامه بهره برداری برج گرنفل مستلزم بررسی های کمی و کیفی است و نتیجه بررسی ها مشخص می کند که ساختمان بدون ترمیم اجزای سازه‌ای و صرفاً با ترمیم اجزای غیر سازه‌ای امکان ادامه بهره برداری دارد و یا نیاز به بازسازی اجزای سازه‌ای و غیر سازه‌ای دارد و یا در بدترین حالت امکان بازسازی وجود ندارد و لازم است که تخریب شود.

در انتها ذکر چند نکته مهم الزامی است نکته اول انکه متن پیش رو بر اساس اطلاعات حداقلی به دست آمده در روز های اخیر نگارش شده و کسب اطلاعات بیشتر می تواند باعث تدقیق مساله شود. نکته دوم آنکه در نگارش بالا سعی شده از اصطلاحات و رویکرد های تخصصی پرهیز شود تا برای مخاطب عام جذاب و قابل لمس باشد. نکته آخر هم آنکه آتش‌سوزی پدیده ایست که هر سازه در طول عمر خود ممکن است آن را تجربه نماید لذا لازم است که ساختمان‌ها برای مقاومت در برابر آتش بر اساس روش های ارائه شده در مهندسی ایمنی آتش سازه‌ای طراحی و ساخته شوند.

 

*عضو هیات علمی دانشگاه شهید بهشتی