مهندسی حفاظت حریق؛ مبانی، سیر تحول و جایگاه معاصر

23 آذر 1404 توسط آتش‌پوشان در مقالات آموزشی

چکیده


مهندسی حفاظت حریق شاخه‌ای تخصصی از مهندسی است که با تکیه بر علوم پایه مانند ترمودینامیک، دینامیک سیالات و رفتار مواد، به پیش‌بینی، کنترل و کاهش پیامدهای آتش‌سوزی با هدف حفاظت از جان انسان‌ها و دارایی‌ها می‌پردازد. این حوزه از رویکردهای صرفاً تجربی و واکنشی فاصله گرفته و به دانشی علمی، تحلیل‌محور و نظام‌مند تبدیل شده است.

ریشه‌های تاریخی مهندسی حفاظت حریق به مقررات پس از آتش‌سوزی‌های بزرگ رم و لندن بازمی‌گردد، اما با انقلاب صنعتی، اختراع اسپرینکلر خودکار، شکل‌گیری NFPA و تدوین استانداردهایی مانند NFPA 13 و NFPA 101، این رشته به‌صورت ساختاریافته توسعه یافت. در قرن بیستم، با تأسیس SFPE، ایجاد برنامه‌های دانشگاهی و نظام صدور مجوز حرفه‌ای، مهندسی حفاظت حریق به‌عنوان یک رشته مستقل تثبیت شد.

از دهه‌های پایانی قرن بیستم، گذار از طراحی تجویزی به طراحی عملکرد‌مبنا و استفاده از مدل‌سازی‌های علمی و نرم‌افزارهای پیشرفته، جایگاه این رشته را بیش از پیش تقویت کرده است. امروزه مهندسی حفاظت حریق نقشی کلیدی در پاسخ به چالش‌های پیچیده ساختمان‌های مدرن و تضمین ایمنی پایدار در برابر حریق ایفا می‌کند.


تعریف مهندسی حفاظت حریق و نقش آن در ایمنی امروز
مهندسی حفاظت حریق شاخه‌ای از مهندسی است که با تکیه بر اصول علمی و مهندسی، در پی حفاظت از جان انسان‌ها و دارایی‌ها در برابر خطرات ناشی از آتش‌سوزی است. این دانش بر این اصل بنیادین استوار است که آتش‌سوزی پدیده‌ای تصادفی و مهار نشدنی نیست، بلکه رفتاری قابل پیش‌بینی دارد و در صورت طراحی صحیح محیط و شناسایی نظام‌مند خطرات بالقوه، می‌توان شدت پیامدهای آن را به‌طور قابل‌توجهی کاهش داد.

به باور صاحب ‌نظرانی همچون آرتور ای. کوت مهندسی حفاظت حریق بر مجموعه‌ای از علوم پایه استوار است که شامل انتقال حرارت و ترمودینامیک برای درک تولید و انتقال انرژی حرارتی دینامیک سیالات برای تبیین رفتار دود و گازهای داغ و دانش رفتار مواد و سازه‌ها برای روشن ساختن نحوه عملکرد آن‌ها در برابر آتش می‌شود. این زیر ساخت‌های علمی امکان تحلیل فرآیند شکل‌گیری گسترش و توسعه آتش و همچنین شناسایی عوامل مؤثر بر کنترل یا تشدید آن را فراهم می‌کنند.

بر اساس چنین مبانی‌ای مهندسی حفاظت حریق مفهومی فراتر از صرفاً استفاده از تجهیزات اطفای حریق دارد و مجموعه‌ای جامع از اقدامات برنامه‌ ریزی‌شده را در بر می‌گیرد. این اقدامات شامل شناسایی دقیق خطرات آتش‌سوزی طراحی سازه‌ها با مقاومت مناسب در برابر حریق و طراحی سامانه‌های حفاظتی مؤثر است به‌ گونه‌ای که در هنگام وقوع آتش بتوانند ایمنی افراد را تضمین کرده و میزان خسارات جانی و مالی را به حداقل برسانند. در نهایت هدف این رویکرد دستیابی به سطحی قابل قبول و پایدار از ایمنی آتش و حفاظت مؤثر از سرمایه‌های انسانی و مادی است.

سیر تحول تاریخی از رم باستان تا لندن مقررات حریق
مطالعات تاریخی نشان می‌دهد که شکل‌گیری نخستین مقررات مدون مرتبط با پیشگیری و کنترل آتش‌سوزی، به آتش‌سوزی بزرگ شهر رم در سال ۶۴ میلادی باز می‌گردد. پس از وقوع این فاجعه، امپراتور نرون با هدف جلوگیری از تکرار چنین حوادثی، مجموعه‌ای از قوانین را به اجرا گذاشت که استفاده از مصالح مقاوم در برابر آتش در ساخت بخش‌هایی از ساختمان‌ها، به‌ ویژه دیوارهای بیرونی، را الزامی می‌ساخت. این اقدامات را می‌توان از نخستین تلاش‌های نظام‌مند برای کاهش خطر گسترش آتش در فضاهای شهری دانست که به‌عنوان نقطه آغازی برای شکل‌گیری رویکرد مقررات ‌محور در ایمنی حریق نیز محسوب می‌شوند.

در تداوم این روند تاریخی، آتش‌سوزی بزرگ لندن در سال ۱۶۶۶ میلادی به‌ عنوان نقطه عطفی تعیین‌ کننده در تکامل مقررات حریق مطرح می‌شود. این سانحه که بیش از ۸۰ درصد بافت شهری لندن را نابود کرد، به ‌روشنی ناکارآمدی شیوه‌های ساخت ‌و ساز زمانه را آشکار ساخت و ضرورت اصلاحات بنیادین در طراحی و اجرای ساختمان‌ها را برجسته نمود. بنا بر گزارش‌های ارائه ‌شده توسط کوت، پس از این رخداد، نخستین مقررات ساختمانی به مفهوم مدرن آن و با هدف افزایش مقاومت بناها در برابر آتش تدوین شد. این مقررات بر استفاده از مصالح غیر قابل‌ احتراق نظیر سنگ و آجر، محدودسازی کاربرد چوب، و احداث دیوارهای جدا کننده مقاوم در برابر حریق تأکید داشتند. افزون بر این، کوت اشاره می‌کند که آتش‌سوزی بزرگ لندن زمینه‌ ساز توسعه و به‌ کارگیری نخستین تجهیزات سازمان‌ یافته اطفای حریق، از جمله پمپ‌های دستی آب شد و نقش مهمی در گذار از واکنش‌های صرفاً تجربی به اقداماتی ساختارمند و پیشگیرانه در مواجهه با آتش ایفا کرد.

تحول رویکردهای ایمنی حریق از مقیاس شهری به مقیاس ساختمان منفرد
بررسی‌های تاریخی انجام‌ شده توسط انجمن ملی حفاظت حریق آمریکا (NFPA) و مطالب مندرج در کتاب راهنمای حفاظت از آتش نشان می‌دهد که هم ‌زمان با انقلاب صنعتی در بریتانیا و سپس ایالات متحده، تحولات بنیادینی در مواجهه با آتش‌سوزی‌های شهری رخ داد. استفاده گسترده از مصالح غیر قابل ‌احتراق نظیر آجر، بتن و فولاد، در کنار توسعه شبکه‌های آب‌ رسانی شهری و شکل‌گیری سازمان‌های منظم آتش‌نشانی، به‌طور چشمگیری از شدت و گستره حریق‌های بزرگ و شهر سوز کاست. این روند تاریخی به‌ وضوح بیانگر آن است که اصلاح روش‌های ساخت ‌و ساز و ایجاد زیر ساخت‌های مناسب، نقشی کلیدی در پیشگیری و مهار آتش‌سوزی‌های گسترده ایفا کرده است.

در پی این تحولات، رویکرد مهندسی حفاظت حریق نیز دچار دگرگونی اساسی شد. تمرکز که پیش‌تر بر مقابله با حریق‌های فراگیر شهری قرار داشت، به ‌تدریج به سمت بررسی و تحلیل خطر آتش‌سوزی در ساختمان‌های منفرد و فرایندهای صنعتی خاص معطوف گردید. این تغییر نگرش را می‌توان آغاز شکل‌گیری دیدگاهی مهندسی‌ محور و مبتنی بر ارزیابی ریسک دانست. این دیدگاه امکان تحلیل دقیق‌تر، کنترل‌ پذیرتر و هدفمندتر خطرات حریق را فراهم می‌کرد.
به‌گفته کوت، در نیمه قرن نوزدهم، وقوع آتش‌سوزی‌های شدید و مکرر در کارخانه‌های نساجی و کاغذسازی منطقه نیوانگلند در ایالات متحده، مهندسان و شرکت‌های بیمه را واداشت تا به دنبال راهکارهای فنی و پیشگیرانه برای کنترل آتش باشند. این تلاش‌ها به توسعه سامانه‌های اولیه اطفای حریق از جمله لوله‌های سوراخ‌دار نصب‌شده در سقف ساختمان‌ها و نخستین سامانه‌های ثابت اطفا انجامید. این نوآوری‌ها بعدها مبنای شکل‌گیری سامانه‌های اسپرینکلر اولیه شدند و سهم بسزایی در مهار خودکار آتش، کاهش تلفات انسانی و محدودسازی خسارات مالی ایفا کردند.

پیدایش اسپرینکلر خودکار از Henry S. Parmelee تا Frederick Grinnell
داستان تکامل سیستم‌های اطفای حریق بازتاب تلاشی پیوسته برای فاصله گرفتن از روش‌های ابتدایی و متکی به نیروی انسانی و دستیابی به راهکارهایی سریع‌تر، ایمن‌تر و کارآمدتر است. در میانه قرن نوزدهم هم ‌زمان با رشد شتابان صنایع و شکل‌گیری کارخانه‌های بزرگ به‌ ویژه کارخانه‌های نخ‌ریسی در منطقه نیوانگلند ایالات متحده نیاز به سامانه‌های مؤثر اطفای حریق بیش از هر زمان دیگری احساس شد. در این دوره نخستین اسپرینکلرهای ثابت معرفی شدند. هر چند این سامانه‌ها امکان انتقال آب به محل آتش‌سوزی را فراهم می‌کردند اما فعال‌سازی آن‌ها همچنان مستلزم حضور انسان و باز کردن دستی شیر اصلی بود. این وابستگی به مداخله انسانی آغاز عملیات اطفا را با تأخیر مواجه می‌کرد خطر را برای افراد افزایش می‌داد و کارایی سیستم را در لحظات بحرانی کاهش می‌داد.

تحول اساسی در سال ۱۸۷۴ میلادی رخ داد وقتی که هنری اس. پارمیلی مهندس نوآور اهل نیوهیون ایالت کانتیکت نخستین اسپرینکلر کاملاً خودکار را در کارخانه پیانوسازی خود نصب کرد. نوآوری کلیدی پارمیلی استفاده از مکانیزمی حساس به دما بود که با افزایش حرارت ناشی از آتش‌سوزی به‌طور خودکار عمل می‌کرد و بدون نیاز به دخالت انسان جریان آب را بر قرار می‌ساخت. این سیستم که در همان سال با شماره ثبت US154076A به ثبت رسید وابستگی به عملکرد دستی را حذف کرد و اساس شکل‌گیری نسل جدیدی از سامانه‌های اطفای حریق خودکار را بنیان نهاد.

پس از این اختراع فردریک گرینل نقش تعیین‌کننده‌ای در توسعه عملی و گسترش این فناوری ایفا کرد. گرینل که از سال ۱۸۶۹ در حوزه تولید تجهیزات اطفای حریق فعالیت داشت با درک اهمیت نوآوری پارمیلی امتیاز آن را خریداری کرد و با تکیه بر دانش مهندسی خود طراحی اسپرینکلر را به‌ طور قابل توجهی بهبود بخشید. نتیجه این تلاش‌ها ثبت اسپرینکلر خودکار تکامل ‌یافته گرینل در سال ۱۸۸۱ میلادی بود.

فرایند نوآوری‌های گرینل در همین نقطه متوقف نشد. بنا بر زندگینامه منتشر شده از سوی مؤسسه پلی‌تکنیک رنسلر او در سال ۱۸۹۰ اسپرینکلر مجهز به لامپ شیشه‌ای را معرفی کرد. این مکانیزم که بر پایه ترکیدن یک محفظه شیشه‌ای حاوی مایع حساس به دما عمل می‌کرد به دلیل سادگی عملکرد دقت بالا و قابلیت اطمینان چشم‌‍گیر به‌سرعت به الگوی اصلی اسپرینکلرهای مدرن تبدیل شد. طراحی لامپ شیشه‌ای امکان فعال‌سازی سریع موضعی و هدفمند سیستم را فراهم می‌کرد به‌گونه‌ای که تنها اسپرینکلر واقع در ناحیه افزایش دما وارد عمل می‌شد.

مجموع این نوآوری‌ها موجب شد اسپرینکلرهای خودکار در اوایل قرن بیستم با شتاب قابل توجهی در کارخانه‌ها انبارها و ساختمان‌های صنعتی و تجاری در آمریکای شمالی و اروپا گسترش یابند. این پیشرفت‌ها جهشی بنیادین در ایمنی حریق ایجاد کرد و اطفای آتش را از واکنشی دیر هنگام پر خطر و انسان‌محور به سامانه‌ای سریع قابل اعتماد هوشمند و مستقل ارتقا داد سامانه‌ای که نقشی اساسی در حفاظت از جان انسان‌ها و کاهش خسارات مالی ایفا می‌کند.

تأسیس NFPA و استاندارد NFPA 13
در دهه ۱۸۹۰ میلادی هم ‌زمان با گسترش سریع به‌ کارگیری سیستم‌های اسپرینکلر خودکار صنعت حفاظت حریق با چالشی بنیادین رو به ‌رو شد که آن فقدان استانداردهای یکنواخت و قابل اتکا بود. بنا بر گزارش‌های رسمی انجمن ملی حفاظت حریق آمریکا این ناهماهنگی به اندازه‌ای گسترده بود که حتی در محدوده‌ای نزدیک به ۱۰۰ مایل پیرامون شهر بوستون معیارهای متفاوت و گاه متضادی برای تعیین قطر لوله‌ها و فواصل نصب اسپرینکلرها به کار گرفته می‌شد. این پراکندگی در ضوابط طراحی و اجرا نه ‌تنها موجب سردرگمی مهندسان و مجریان پروژه‌ها می‌شد بلکه ارزیابی میزان ریسک تعیین حق بیمه و اطمینان از عملکرد مؤثر سیستم‌ها را برای شرکت‌های بیمه به فرآیندی دشوار و غیر قابل پیش‌بینی تبدیل می‌کرد.

در واکنش به این نیاز فوری در سال ۱۸۹۵ جمعی از نمایندگان پیشگام شرکت‌های بیمه و مدیران حوزه حفاظت از اموال در ایالت ماساچوست گرد هم آمدند و کمیته حفاظت اسپرینکلر خودکار را تشکیل دادند. هدف اصلی این کمیته تدوین چارچوبی منسجم یکپارچه و معتبر برای طراحی و نصب سیستم‌های اسپرینکلر خودکار بود چارچوبی که بتواند مبنایی مشترک برای مهندسان بیمه‌گران و مالکان فراهم آورد. تلاش‌های این گروه سرانجام در مارس ۱۸۹۶ به انتشار گزارش کمیته حفاظت اسپرینکلر خودکار انجامید سندی تاریخی که به‌ عنوان سنگ ‌بنای شکل‌گیری استاندارد NFPA 13 یعنی استاندارد نصب سیستم‌های اسپرینکلر شناخته می‌شود.

اهمیت این اقدام صرفاً به تدوین یک استاندارد فنی محدود نماند. در نشست سرنوشت‌ساز ششم نوامبر ۱۸۹۶ همین گروه تأثیرگذار با درک ضرورت وجود یک نهاد دائمی مستقل و ساختارمند رأی به تأسیس سازمانی دادند که مسئولیت توسعه مستمر ایمنی حریق و فرایند استانداردسازی را بر عهده داشته باشد. بر اساس صورت ‌جلسه این نشست این نهاد انجمن ملی حفاظت حریق نام‌گذاری شد و بدین ترتیب NFPA به‌طور رسمی بنیان نهاده شد.

از همان آغاز مأموریت این انجمن مطابق اسناد رسمی NFPA و تحلیل‌های ارائه‌شده توسط پژوهشگرانی همچون آنجلو ورزونی بر گسترش دانش ارتقای روش‌های حفاظت در برابر حریق و انتشار نظام‌مند اطلاعات فنی و علمی استوار بود. این رویکرد NFPA را به کانون اصلی تلاش‌های سازمان‌یافته در حوزه ایمنی حریق در ایالات متحده و سپس در عرصه بین‌المللی تبدیل کرد و جایگاه آن را به‌عنوان مرجع تدوین بازنگری و توسعه استانداردهای حیاتی برای حفاظت از جان انسان‌ها و صیانت از دارایی‌ها تثبیت نمود.

نقش حریق Triangle Shirtwaist و شکل‌گیری NFPA 101
فاجعه آتش‌سوزی کارخانه پوشاک ترایَنگِل شِرت‌ویست در شهر نیویورک، در ۲۵ مارس ۱۹۱۱، که به جان‌باختن ۱۴۶ نفر عمدتاً زنان مهاجر جوان انجامید، از دردناک‌ترین و در عین حال سرنوشت‌سازترین رویدادها در تاریخ ایمنی حریق به شمار می‌آید. بنا بر گزارش‌های رسمی انجمن ملی حفاظت حریق آمریکا (NFPA) و تحلیل‌های ارائه‌ شده توسط آرتور ای. کوت، این حادثه توجه بی‌ سابقه جامعه مهندسی، قانون‌گذاران و افکار عمومی را به اهمیت حیاتی ایمنی مسیرهای خروج اضطراری و نقش رفتار انسان در شرایط آتش‌سوزی معطوف کرد.

در واکنش مستقیم به این فاجعه و با هدف جلوگیری از تکرار حوادث مشابه، NFPA در سال ۱۹۱۳ اقدام به تشکیل کمیته ایمنی زندگی (Safety to Life Committee) کرد. مأموریت اصلی این کمیته، تدوین الزامات فنی و دستورالعمل‌های مشخص برای طراحی ایمن مسیرهای خروج ساختمان‌ها بود. این الزامات موضوعاتی همچون تعداد کافی خروجی‌ها، جانمایی مناسب آن‌ها، حداقل عرض لازم مسیرهای فرار، و ویژگی‌های ایمن سازه‌ای درها، راهروها و پلکان‌ها را به‌صورت نظام‌مند پوشش می‌داد.

نتیجه تلاش‌های مستمر و سازمان‌یافته این کمیته در سال ۱۹۲۷ با انتشار کد خروجی‌های ساختمانی (Building Exits Code) نمایان شد. این سند که در ادامه با گسترش دامنه فنی و مفهومی خود به NFPA 101 – Life Safety Code (کد ایمنی زندگی) تغییر نام داد، به ‌سرعت به یکی از معتبرترین و پرکاربردترین مراجع جهانی در حوزه حفاظت از جان انسان‌ها در برابر آتش‌سوزی تبدیل شد.

بررسی‌های تاریخی نشان می‌دهد که بسیاری از اصول بنیادین ایمنی حریق که امروزه به‌ عنوان بدیهیات طراحی ایمن شناخته می‌شوند از جمله الزام باز شدن درها در جهت خروج، ممنوعیت یا محدودیت شدید قفل‌گذاری در مسیرهای فرار، جلوگیری از انسداد راهروها و پلکان‌ها با مواد قابل اشتعال، و تأمین پیوستگی، وضوح و دسترسی‌پذیری مسیرهای خروج مستقیماً در پاسخ به درس‌های آموخته‌شده از آتش‌سوزی‌های فاجعه ‌بار اوایل قرن بیستم، به‌ویژه حادثه ترایَنگِل شرت‌ویست، شکل گرفته‌اند.

این اصول بنیان رویکرد مدرن ایمنی جانی را پی‌ریزی کردند و تا امروز به‌عنوان یکی از اساسی‌ترین مؤلفه‌های طراحی بهره‌برداری و مقررات‌گذاری ساختمان‌ها باقی مانده‌اند. این مؤلفه نقشی تعیین‌کننده در حفاظت حداکثری از جان انسان‌ها در برابر آتش‌سوزی ایفا می‌کند.

تأسیس SFPE و استقلال حرفه‌ای مهندسان حفاظت حریق
در سال ۱۹۵۰، جمعی از مهندسان با آگاهی از ضرورت شکل‌گیری یک جامعه حرفه‌ای منسجم و تخصصی در حوزه مهندسی حفاظت حریق، انجمن مهندسان حفاظت حریق (SFPE) را بنیان نهادند. این رویداد نقطه عطفی مهم در شکل‌گیری و تثبیت هویت مستقل این رشته نو ظهور به شمار می‌آید. تنها سه سال بعد، در سال ۱۹۵۳، نخستین شعبه محلی SFPE در شهر شیکاگو تأسیس شد که نشان‌دهنده رشد سریع و استقبال متخصصان از این انجمن بود.

در ادامه این روند تکاملی، SFPE در سال ۱۹۷۱ به عنوان یک سازمان مستقل و غیرانتفاعی به ثبت رسید و به‌ طور رسمی از انجمن ملی حفاظت حریق (NFPA) تفکیک شد. این جدایی، استقلال حقوقی و اجرایی SFPE را تضمین کرد و زمینه را برای تمرکز عمیق‌تر بر توسعه علمی و حرفه‌ای مهندسی حفاظت حریق فراهم ساخت.

امروزه، بر اساس گزارش‌های رسمی، SFPE به یک نهاد بین‌المللی معتبر تبدیل شده است که بیش از ۵۰۰۰ عضو، حدود ۱۲۰ شعبه محلی و بیش از ۲۰ شعبه دانشجویی در سراسر جهان دارد. مأموریت اصلی این انجمن، ارتقای درک علمی از پدیده آتش و بررسی تعامل آن با محیط‌های ساخته‌شده، طبیعی و اجتماعی است. در کنار فعالیت‌های NFPA که عمدتاً بر تدوین کدها و استانداردها متمرکز است، SFPE با رویکرد علمی و پژوهش‌ محور خود نقش اساسی در تثبیت هویت مهندسی حفاظت حریق ایفا می‌کند و به همراه NFPA از ارکان اصلی پیشرفت ایمنی حریق در سطح جهانی به شمار می‌رود.

شکل‌گیری آموزش دانشگاهی در مهندسی حفاظت حریق
فصل مربوط به برنامه‌های آموزشی مهندسی حفاظت حریق در کتاب History of Fire Protection Engineering نشان می‌دهد که نخستین برنامه دانشگاهی رسمی این رشته در سال ۱۹۰۳ در انستیتو فناوری آرمور شهر شیکاگو راه‌اندازی شد. این مؤسسه‌ بعدها در سال ۱۹۴۰ به انستیتو فناوری ایلینوی تغییر نام داد. این برنامه که تا سال ۱۹۸۵ ادامه داشت، طی ۸۲ سال فعالیت خود بیش از ۱۰۰۰ مهندس حفاظت حریق تربیت کرد و نقشی بنیادین در شکل‌گیری و توسعه اولیه این حوزه تخصصی ایفا نمود.

دومین نقطه عطف مهم در تاریخ آموزش مهندسی حفاظت حریق به سال ۱۹۵۶ باز می‌گردد. در آن زمان، برنامه FPE در دانشگاه مریلند و تحت مدیریت دکتر جان ال. برایان تأسیس شد. این برنامه به‌ سرعت جایگاه خود را به‌عنوان یکی از پایدارترین و اثرگذارترین مراکز آموزش مهندسی حفاظت حریق در جهان تثبیت کرد و سهم قابل‌ توجهی در تربیت متخصصان این حوزه داشت. در ادامه این روند، انستیتو پلی‌تکنیک ووستر در سال ۱۹۷۹ با راه‌ اندازی نخستین برنامه کارشناسی ارشد مهندسی حفاظت حریق به مدیریت دیوید آ. لوچت، گام مهم دیگری در مسیر بلوغ علمی و حرفه‌ای این رشته برداشت.

با وجود آنکه در سال‌های بعد برنامه‌های آموزشی مهندسی حفاظت حریق به کشورهایی همچون کانادا، سوئد، استرالیا، نیوزلند، اسکاتلند، هنگ‌کنگ و ایرلند شمالی گسترش یافت، میلک و کولیگوفسکی در گزارش خود تأکید می‌کنند که همچنان کمتر از دوازده برنامه دانشگاهی رسمی FPE در سطح جهان فعال است. این واقعیت بیانگر ماهیت بسیار تخصصی و نسبتاً کمیاب مهندسی حفاظت حریق در مقایسه با سایر شاخه‌های مهندسی است.

مسیر حرفه‌ای و صدور مجوز PE در مهندسی حفاظت حریق
گزارش آرتور ای. کوت در کتاب History of Fire Protection Engineering و نیز مقاله‌ای از او، در دهه‌های میانی قرن بیستم، بسیاری از مهندسان حفاظت حریق از طریق مسیرهای غیررسمی، از جمله برنامه‌های آموزشی شرکت‌های بیمه‌ای بزرگ مانند Factory Mutual (FM) و Fire Insurance Association (FIA)، وارد این حوزه تخصصی می‌شدند. با تخصصی‌تر شدن فزاینده این رشته، نیاز به یک نظام مجوزدهی رسمی برای مهندسان حفاظت حریق احساس شد. در اواخر دهه ۱۹۷۰، ایالت کالیفرنیا پیشگام در این زمینه شد و نخستین آزمون ویژه ثبت مهندس حرفه‌ای (Professional Engineer - PE) در مهندسی حفاظت حریق را برگزار کرد. در سال ۱۹۸۱، شورای ملی آزمون‌گران مهندسی و نقشه‌برداری (NCEES) این آزمون را در سطح ملی در ایالات متحده در دسترس قرار داد. تا اوایل قرن بیست ‌و یکم، ۴۶ ایالت آمریکا مهندسان حفاظت حریق را به صورت حرفه‌ای مجوز دهی می‌کردند. این فرایند، در کنار توسعه راهنماهای تخصصی SFPE برای طراحی بر مبنای عملکرد (Performance-Based Design)، به رسمیت ‌شناخته ‌شدن مهندسی حفاظت حریق (FPE) به عنوان یک شاخه مستقل و معتبر از مهندسی کمک شایانی کرد.

علمی شدن بدنه دانش: از تجربه خسارت تا Fire Dynamics
آرتور کوت در تحلیل تاریخی خود از رشته مهندسی حفاظت حریق (FPE)، به نکته‌ای بنیادین اشاره می‌کند که تا میانه قرن بیستم، بدنه دانش در این حوزه عمدتاً بر پایه تجربه شکل گرفته بود. این تجربیات، که از تحلیل دقیق خسارت‌های ناشی از آتش‌سوزی‌ها، گزارش‌های جامع حوادث واقعی، و ابتکارات مهندسی توسعه ‌یافته در شرکت‌های بیمه‌ای بزرگ نظیر Factory Mutual (FM) و همچنین آزمایشگاه‌هایی مانند Underwriters Laboratories (UL) نشأت می‌گرفت، رویکردی واکنشی و مبتنی بر مشاهدات گذشته را در این رشته حاکم کرده بود.

با این حال، از دهه ۱۹۷۰ میلادی به بعد، شاهد یک دگرگونی پارادایمی بودیم. در این دوره، پژوهش‌های علمی نظام‌مند و ساختارمندی در دانشگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی آغاز شد که بر موضوعات حیاتی مانند رفتار آتش، مکانیسم‌های انتقال حرارت و دود، واکنش مواد مختلف در برابر حریق، و به ویژه پویایی‌های رفتار انسان در شرایط آتش‌سوزی تمرکز داشتند. این حرکت، نمایانگر گذار از یک رویکرد عمدتاً تجربی به سوی یک پایه علمی مستحکم و مبتنی بر اصول مهندسی بود.

یکی از نقاط عطف مهم در این تحول، انتشار کتاب «مقدمه‌ای بر دینامیک آتش (An Introduction to Fire Dynamics) نوشته دوگال درایسدل در سال ۱۹۸۵ توسط انتشارات وایلی (Wiley) بود. به گواهی ناشر و بر اساس بررسی‌های علمی، این اثر به عنوان نخستین متن جامع و پیشگام شناخته شد که مبانی علم آتش و دینامیک حریق شامل پدیده‌هایی نظیر اشتعال، گسترش شعله، حریق‌های محفظه‌ای و تولید دود را به شکلی کمی و با استفاده از معادلات و اصول مهندسی ارائه کرد. این رویکرد جدید، امکان تحلیل‌های دقیق‌تر و پیش‌بینی‌های مهندسی را در زمینه حفاظت در برابر حریق فراهم آورد.
درایسدل، در مقدمه ویرایش سوم این کتاب که در سال ۲۰۱۱ منتشر شد، به وضوح هدف اصلی اثر خود را در جمله فراهم آوردن پیش‌ زمینه علمی لازم برای توسعه مهندسی ایمنی حریق به عنوان یک رشته مهندسی حرفه‌ای تبیین می‌کند. این جمله به خوبی بیانگر نقش محوری این اثر در اعتبار بخشی علمی و حرفه‌ای به FPE بود.

این روند، همراه با تدوین و انتشار (راهنمای مهندسی حفاظت حریق، (SFPE ‌و پذیرش گسترده ابزارهای مدل‌سازی آتش و دود مانند نرم‌افزارهای FDS (Fire Dynamics Simulator) و CFAST (Consolidated Model of Fire Growth and Smoke Transport)، باعث شد که تصمیم‌گیری‌ها در مهندسی حفاظت حریق به تدریج از صرف اتکا به مقررات تجربی و دستوری، به سمت تحلیل‌های علمی دقیق و محاسباتی پیشرفته حرکت کند. این دگرگونی، مهندسی حفاظت حریق را به یک رشته کاملاً علمی و مبتنی بر شواهد تبدیل کرد و جایگاه آن را به عنوان یک حوزه مهندسی مستقل تثبیت نمود.

گذار به طراحی عملکرد-مبنا (Performance-Based Design)
از دهه ۱۹۹۰ میلادی به بعد، بسیاری از نظام‌های مقررات ساختمانی در سراسر جهان شاهد تحولی بنیادین در رویکردهای طراحی حفاظت در برابر حریق بوده‌اند. این تحول با پذیرش طراحی عملکرد-مبنا (Performance-Based Design - PBD) در کنار رویکرد سنتی طراحی تجویزی (Prescriptive Design) همراه شد که گزارش‌های جامعه مهندسان حفاظت در برابر حریق (SFPE) و تحلیل‌های دکتر جان درایسدال بر آن تأکید دارند.

در رویکرد تجویزی، وظیفه مهندس عمدتاً به رعایت الزامات عددی و مشخص‌شده در کدها و استانداردها محدود می‌شود. این الزامات شامل حداقل تعداد و ابعاد راه‌های خروج، ضخامت مقاومت حریق عناصر سازه‌ای، و تراکم اسپرینکلرها بر اساس مقرراتی نظیر استانداردهای NFPA است. در این روش، آزادی عمل و نوآوری مهندسی به دلیل ماهیت صلب و از پیش تعیین‌شده الزامات، محدود می‌ماند.

در مقابل، طراحی عملکرد-مبنا رویکردی انعطاف‌ پذیر تر و تحلیل‌ محور است. در این شیوه، مهندس حفاظت در برابر حریق ابتدا اهداف عملکردی مشخصی را برای ایمنی حریق تعریف می‌کند. این اهداف می‌تواند شامل مواردی نظیر زمان ایمن برای تخلیه ساکنین، حفظ سطوح قابل تحمل دما و دود در مسیرهای فرار، یا پایداری سازه در طول یک رویداد حریق مشخص باشد. سپس، با استفاده از مدل‌سازی‌های پیشرفته سناریوهای حریق (مانند شبیه‌سازی‌های دینامیک سیالات حریق) و ابزارهای تحلیلی، مهندس طرح پیشنهادی خود را توسعه داده و به طور علمی اثبات می‌کند که این طرح قادر به برآورده ساختن اهداف تعیین‌شده خواهد بود. SFPE با انتشار منابعی چون راهنمای مهندسی حفاظت در برابر حریق عملکرد-مبنا و راهنمای رفتار انسان در حریق چارچوب‌های ارزشمندی را برای اجرای این نوع طراحی ارائه کرده است.

جایگاه کنونی و آینده مهندسی حفاظت حریق و جمع‌بندی
در عصر حاضر، انجمن ملی حفاظت از حریق (NFPA) به‌عنوان یک نهاد بین‌المللی و غیر انتفاعی، جایگاهی کلیدی در تدوین و گسترش استانداردهای ایمنی ایفا می‌کند. این سازمان با انتشار بیش از ۳۰۰ کد و استاندارد اجماعی در حوزه‌هایی چون حفاظت در برابر حریق، ایمنی جان و ایمنی الکتریکی، چارچوبی منسجم و جامع برای شناسایی، مدیریت و کاهش مخاطرات ناشی از آتش‌سوزی فراهم کرده است. فعالیت‌های NFPA حاصل مشارکت گسترده بیش از ۵۰ هزار عضو و نزدیک به ۱۰ هزار داوطلب است که در قالب بیش از ۲۵۰ کمیته فنی تخصصی، به‌طور مستمر در فرآیند تدوین، بازنگری و به‌روزرسانی این اسناد نقش‌آفرینی می‌کنند.

در کنار NFPA، جامعه مهندسان حفاظت در برابر حریق (SFPE) به‌عنوان مرجع حرفه‌ای برجسته برای مهندسان این حوزه، با بیش از ۵۰۰۰ عضو و ده‌ها شعبه فعال در سراسر جهان، نقش مهمی در ارتقای دانش تخصصی و توانمندی‌های حرفه‌ای ایفا می‌کند. این انجمن از طریق تدوین استانداردها و راهنماهای طراحی، برگزاری همایش‌ها و کنفرانس‌های تخصصی و انتشار نشریات علمی، بستری پویا برای تبادل دانش و توسعه دستاوردهای علمی در حوزه مهندسی حفاظت در برابر حریق فراهم آورده است.

با وجود پیشرفت‌های قابل‌ توجه در کاهش خطرات حریق به‌ واسطه تدوین کدهای جامع، برنامه‌های آموزشی فراگیر و توسعه فناوری‌هایی نظیر اسپرینکلرهای خودکار، سامانه‌های پیشرفته اعلام حریق و سیستم‌های مؤثر کنترل دود، پژوهشگرانی همچون دکتر درایسدال و همکارانش بر ظهور چالش‌های نوین تأکید دارند. این چالش‌ها شامل افزایش پیچیدگی ساختمان‌ها، ورود مداوم مصالح و فناوری‌های نوین ساختمانی و تغییر الگوهای بهره‌برداری از فضاها است. مجموعه این تحولات، ضرورت توسعه مستمر دانش علمی، استفاده از مدل‌سازی‌های دقیق‌تر و ایجاد چارچوب‌های کارآمدتر برای طراحی مبتنی بر عملکرد را بیش از پیش برجسته می‌سازد. در چنین شرایطی، مهندسی حفاظت در برابر حریق به‌ عنوان رشته‌ای تخصصی و راهبردی، همچنان نقشی اساسی در حفظ جان انسان‌ها، صیانت از سرمایه‌ها و تضمین تداوم فعالیت‌های اقتصادی در برابر مخاطرات ناشی از حریق ایفا خواهد کرد.




منبع



  • • CertaSite. (2024, January 24). Fire Safety 101: History of the NFPA. Retrieved from https://www.certasitepro.com/news/history-of-nfpa


  • • CMEICI. (n.d.). A history lesson. Retrieved from https://cmeici.com/en/about-us/history/


  • • Cote, A. E. (2003). Founding organizations. In K. Richardson (Ed.), History of fire protection engineering. Quincy, MA: National Fire Protection Association.


  • • Drysdale, D. (2011). An introduction to fire dynamics (3rd ed.). Chichester, UK: Wiley.


  • • Fitzgerald, P., Mawhinney, J., & Slye, O. (2003). Water-based fire suppression. In K. Richardson (Ed.), History of fire protection engineering. Quincy, MA: National Fire Protection Association.


  • • Frederick Grinnell. (2023, March 24). In Wikipedia. Retrieved from https://en.wikipedia.org/wiki/Frederick_Grinnell


  • • Inspect Point. (n.d.). The history of the NFPA. Retrieved 2025, from https://www.inspectpoint.com/history-of-the-nfpa/


  • • Johnson Controls. (2025). Meet Frederick Grinnell, the man who could tame fire. Retrieved from https://www.johnsoncontrols.com/building-insights


  • • Jones, A. M., Jr. (2021). Fire protection systems (3rd ed.). Burlington, MA: Jones & Bartlett Learning.


  • • und, D. (2003). Fire protection engineering professional societies. In K. Richardson (Ed.), History of fire protection engineering. Quincy, MA: National Fire Protection Association.


  • • Milke, J., & Kuligowski, E. (2003). Fire protection engineering education programs. In K. Richardson (Ed.), History of fire protection engineering. Quincy, MA: National Fire Protection Association.


  • • National Fire Protection Association (NFPA). (2024). History of the National Fire Protection Association. Retrieved from https://www.nfpa.org/news-blogs-and-articles/blogs/2024/11/06/history-of-nfpa


  • • National Fire Protection Association (NFPA). (2025). About NFPA. Retrieved from https://www.nfpa.org/about-nfpa


  • • Nelson, H. (2003). Human behavior factors. In K. Richardson (Ed.), History of fire protection engineering. Quincy, MA: National Fire Protection Association.


  • • Nelson, H., & Slye, O. (2003). Fire properties of materials. In K. Richardson (Ed.), History of fire protection engineering. Quincy, MA: National Fire Protection Association.


  • • NCEES. (n.d.). Principles and practice of engineering exam: Fire protection. National Council of Examiners for Engineering and Surveying.


  • • Parmelee, H. S. (1874). Improvement in fire-extinguishers (U.S. Patent No. 154,076). Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.


  • • Richardson, K. (2003). Historical evolution of fire protection engineering. In K. Richardson (Ed.), History of fire protection engineering. Quincy, MA: National Fire Protection Association.


  • • Rensselaer Polytechnic Institute (RPI). (n.d.). Frederick Grinnell, Class of 1855, Pioneer in Fire Safety. RPI Alumni Hall of Fame.


  • • SFPE. (2015). SFPE engineering guide to performance-based fire protection (2nd ed.). Gaithersburg, MD: Society of Fire Protection Engineers.

  • • SFPE. (2025). History of SFPE. Society of Fire Protection Engineers. Retrieved from https://www.sfpe.org/about-sfpe/about/history

  • • Wiley. (2011). An introduction to fire dynamics, 3rd edition – Product description. John Wiley & Sons. Retrieved from https://www.wiley.com/en-us/An+Introduction+to+Fire+Dynamics%2C+3rd+Edition-p-9780470319031


ارسال نظر

نام *

ایمیل *

021-66970590