تصميم الأبنية ضد الحرائق والانفجارات للحد من الأضرار: علي ضوء إنفجار مجمع اليرموك للأسلحة

مصنع اليرموك للذخيرة

سوداكون

مقالة قديمة من مجلة الشرق الأوسط نعيد نشرها بمناسبة الإنفجارات التي حدثت بمجمع اليرموك الصناعي للأسلحة والذخيرة بالخرطوم. المقال إحتوي علي المادئ البسيطة لعملية التصمم ضد الإنفجارات والحرائق التي تخلفها كما تحوي العديد من المعلومات القيمة وإن كانت معظم الأمثلة في المقال عن لبنان إلا إن الأساسيات لا تختلف كثيرا.

يتفق المهندسون المعماريون في لبنان على ضرورة تصميم الابنية في لبنان ضد الحرائق والانفجارات التي باتت جزءاً من حياة اللبنانيين سواء عبر «الحروب» الداخلية، او عبر الاعتداءات الاسرائيلية المتكررة، تماماً كما هي الحاجة الى تصميم الابنية لمقاومة الزلازل.

ويتساءل البعض: هل يمكن تصميم الابنية فعلاً ضد الحرائق والانفجارات؟

وهنا يؤكد المهندس بلال حمد رئيس رابطة مهندسي «تيار المستقبل» لـ «الشرق الأوسط»، بالايجاب، ويقول: «لا يوجد اختلاف بين تأثير الزلازل والحرائق والانفجارات على المباني، لأن اياً من هذه العوامل ليس سوى طاقة قد تضرب اي جزء من المنشأة، وحتى قد تتمثل هذه الطاقة بانفجار قارورة غاز، ولا نزال نذكر انفجار الغاز في احد الابنية في بريطانيا في 16 مايو (ايار) 1968، الذي ادى الى انهيار متدرج من الطبقة الثانية والعشرين الى الطبقة الارضية، كما نذكر انفجار الغاز في احد المطابخ الذي ادى الى انفجار كل مطابخ المبنى، الامر الذي فرض على الحكومة البريطانية وضع تشريع ملزم لتصميم الابنية لتحمل قوة ضغط معينة ناتجة عن انفجار الغاز».

ويضيف: «من حسن حظنا ان ابنيتنا مشيدة بالخرسانة المسلحة التي تتميز بقوة احتمال هائلة للحرارة العالية، لأن عناصر البناء تعمل كوحدة متكاملة، كما اننا نستطيع ترميم الخرسانة من آثار الحريق بسهولة اكثر، بخلاف الابنية المعدنية او الخشبية، والمميز في الخرسانة المسلحة ان تأثير الحريق ينحصر في القشرة الخارجية من دون ان يصل الى قلب الخرسانة، وبالتالي الى حديد التسليح. ومن هنا اهمية ما نسميه بـ «التوريق»، اي الطبقة الاسمنتية التي تغطي الخرسانة المسلحة بسماكة 2 الى 3 سنتيمترات. في حين ان سهماً نارياً كافياً لاحراق مبنى خشبي بكامله، كما يحدث تكراراً في الدول التي تعتمد هذا النمط من البناء».

ويعطي حمد امثلة على مقاومة الخرسانة المسلحة للحريق، كما حصل في مبنى الاوبرا في وسط بيروت في السبعينات ابان الحرب الاهلية، الذي تعرض لحريق كبير لم يؤذ سوى طبقة «الورقة» التي حمته من دون ان تصاب الخرسانة المسلحة بأي اذى. ويعتبر ان تأثير الحريق يعتمد على ثلاثة عناصر هي: درجة الحرارة، مدة الحريق، ونوعية المواد المستعملة في الخلطة. فاذا وصلت درجة الحرارة الى 300 درجة مئوية لا يحدث اي تأثير، لكن بعد هذا المستوى تبدأ المشكلات لأن مادة «الكلسيوم سيليكا هيدرات» التي تعطي القوة للخرسانة لا تتفكك الا بعد تجاوز درجة الحرارة هذا المستوى. وهذه العملية غير عكسية، بمعنى انه اذا عادت الحرارة للانخفاض فلا تستعيد الخرسانة قوتها، بل تنكمش بفعل خسارتها الماء، ما يؤدي الى حصول تشققات على كل اوجه الخرسانة. غير ان بعض انواع البحص الغني بالسيليكيا ينفجر ويتحلل «الكالكير». اما الحديد فيخسر بعض قوته عندما تتعدى درجة الحرارة 400 درجة مئوية، ولكنه يسترجعها عند انخفاض الحرارة. واذا تعدت الحرارة 600 درجة مئوية، فان الحديد يتمدد بدرجة اعلى من الخرسانة التي تحول دون تمدده فيتعرض للضغط الشديد، ما يؤدي الى انبعاجه، وهذا ما امكن ملاحظته بسهولة في معظم المباني التي دمرتها الحرائق في الكويت خلال الحرب هناك. والمشكلة الكبرى في هذه العملية هي خسارة التلاحم بين الحديد والخرسانة. وتزداد مخاطر الحريق في الابنية الصناعية، لذلك من الضروري تصميمها لحمايتها من آثار الحريق، ولذا يجب استعمال السقوف الصلبة المفلطحة افضل من سقوف «الهوردي» (احجار الخرسانة المجوفة)، لأن النار تركن في الزوايا. ويفضل كذلك الابتعاد عن الجسور الساقطة، كما يفضل استعمال الاعمدة الدائرية مع اساور عند اتصالها بالسقف بدون زوايا».

وحول الحماية من الانفجارات يقول: «كل الدول الصناعية تصمم المباني ضد كل انواع الانفجارات، بحيث اذا تعرض عنصر من عناصر المبنى، كالعمود مثلاً، الى قذيفة ادت الى تدميره تتحول الاحمال الى العناصر الاخرى كالاعمدة او الجسور بدون حصول انهيار شامل للمبنى». ويلفت الى انه «عند حصول الانفجار يحصل ضرر اما جزئي واما كلي. فاذا اصابت القذيفة احد اعمدة المبنى وكسرته وكان المبنى مصمماً بشكل سليم، فلا يحدث الانهيار المتدرج. اما اذا كان التصميم بخلاف ذلك فقد يتسبب العمود بانهيار المبنى بكامله. واذا تعرض المبنى لعدد هائل من القذائف فقد يؤدي ذلك الى حصول انحراف كبير، بحيث يصعب معالجته واعادة المبنى الى حالته السابقة، وخير مثال على ذلك ما اصاب مبنى السفارة الاميركية في بيروت ابان الاحداث اللبنانية». ويعتبر حمد ان التصميم السليم للحماية من تأثير القذائف يفترض وجود وحدة متماسكة للمبنى بكل اجزائه، كما يفترض عددا من الامور وفي مقدمتها أن يكون حديد التسليح السفلي كما العلوي، وفي الاتجاهين، عند نقطة التقائه بالعمود ذا طول كاف لتوفير وحدة متماسكة.

ومن المهم كثيراً الاعتماد على حديد تسليح قوي القص، خاصة عند وجه العمود، لأن المشكلة تصيب دائماً هذا المكان.

وبالاضافة الى ذلك فإن تشريك العمود فوق السقف يجب ان يكون اكبر من 40 او 50 سم، واذا حسبنا هذه الكلفة الزائدة لوجدنا انها تافهة قياساً الى وظيفتها.

واخيرا اختبار حديد التسليح وفحص قوة احتماله، والاخذ في الحسبان تعديل قانون البناء لجهة السماح بزيادة الارتفاعات.

سؤال يطرح نفسه وخصوصا بعد إنفجار مصنع اليرموك للذخيرة في الخرطوم: