piątek, wrzesień 21, 2018

    Najnowsze wydanie


    PI 3/2018

okładka PI3

 

Systemy detekcji pożaru

26Zadaniem urządzeń służących do detekcji pożaru jest szybkie wykrycie zarzewia i zaalarmowanie ludzi przebywających w zagrożonym obszarze. Głównym celem tego systemu jest usprawnienie ewakuacji budynku i powiadomienie Straży Pożarnej. Sprawna ewakuacja i wczesny przyjazd załóg strażackich zmniejsza szkody i ilość ofiar pożaru.

27Głównym urządzeniem w systemach detekcji pożaru w obiektach budowlanych są centrale pożarowe. Można stosować małe centrale pożarowe dedykowane dla niewielkich systemów lokalnych, aż po duże centrale dla ochrony całych obiektów. Wraz z centralami stosowane są wszelkiego rodzaju czujki, od prostych czujek dymu, temperatury, aż po przemysłowe czujki przeciwwybuchowe. System sygnalizacji pożaru wyposażony jest w związku z tym w automatyczne detektory dymu, temperatury, płomienia, tlenku węgla montowane w pętlach lub liniach otwartych prowadzonych w całym chronionym obszarze. W momencie wykrycia zagrożenia pożarowego, centrala realizuje zaprogramowany algorytm sterowania innymi instalacjami budynkowymi i przeciwpożarowymi. System sygnalizacji pożaru kontroluje i steruje systemami kontroli dostępu, oddymiania, różnicowania ciśnienia, stałymi urządzeniami gaśniczymi, wentylacją, windami. Kieruje sygnalizacją alarmową przy pomocy sygnalizatorów akustycznych lub steruje dźwiękowym systemem ostrzegania.

Szybkie wykrywanie pożaru jest istotnym elementem koncepcji ochrony przeciwpożarowej. Im wcześniej zostanie wykryty, mniejsze są zagrożenia i szkody. Wykrywanie pożaru (detekcja pożaru) następuje generalnie dzięki trzem parametrom pożarowym, którymi są: dym, ciepło i widmo światła. W dziedzinie ochrony przeciwpożarowej istnieją w związku z tym różne techniki wykrywania pożaru.

Detektory dymu
Budowa czujnika dymu opiera się na kilku technologiach. Dwie najpopularniejsze wykorzystują fotoelektryczność oraz jonizację.
W czujnikach optycznych, zwanych również fotoelektrycznymi wykorzystuje się źródło światła (np. diodę LED emitującą światło widzialne lub podczerwień) oraz fotodiodę usytuowaną zaraz obok drogi światła. W normalnej sytuacji, wiązka światła omija fotodiodę, ale kiedy w pomieszczeniu znajduje się dym, wiązka światła ulega rozproszeniu i w efekcie część fotonów pada na fotodiodę, co aktywuje alarm.

Czujniki jonizacyjne. Nie każdy pożar generuje na tyle dużą ilość widocznego dymu, by czujnik optyczny mógł zadziałać już z pierwszej fazie pożaru. Dlatego część czujników dymu wykorzystuje zjawisko jonizacji. Czujnik jonizacyjny, zawiera wewnątrz maleńką komorę jonizacyjną, w której umieszczony materiał radioaktywny (najczęściej rad, pluton lub ameryk), emitując cząsteczki alfa, jonizuje powietrze w komorze. Jednocześnie, w komorze umieszczone są dwie elektrody, pomiędzy którymi przepływa prąd o bardzo małym natężeniu. W fazie tlenia cząsteczki dymu (niewidzialne gołym okiem) wnikają poprzez obudowę czujnika do komory jonizacyjnej. Poruszając się, łączą się z powstałymi jonami i zmieniają natężenie prądu pomiędzy elektrodami, co aktywuje alarm. Warto pamiętać, że przez to, iż czujniki jonizacyjne zwierają niewielką ilość pierwiastka radioaktywnego, nie powinny być wyrzucane do śmieci, tylko poddane specjalistycznej utylizacji.

28Detektory płomienia
Wykrywają promieniowanie emitowane przez płomień (głównie ultrafioletowe lub podczerwone), wykorzystując zjawisko fotoemisji. Są w stanie zareagować już w 3-4 milisekundy od wykrycia płomienia, choć najczęściej programowo opóźnia się czas reakcji do 2-3 sekund od powstania płomienia (by uniknąć fałszywych alarmów).

Detektory temperatury
Detektory te reagują na wzrost temperatury w pomieszczeniu. Wyposażone są w termistor typu NTC lub PTC – rezystor zmieniający wartość w górę lub w dół, w zależności od temperatury otoczenia oraz wykorzystanego do produkcji materiału. Przeciwpożarowe czujniki temperatury działają wg jednej z dwóch zasad:

  • mają ustawioną temperaturę graniczną – po jej przekroczeniu sygnalizowany jest alarm;
  • alarm załącza się wtedy, kiedy w pomieszczeniu wykryty zostanie gwałtowny przyrost temperaturu w krótkim czasie.

Oba rodzaje detektorów są skuteczne w fazie pożaru, gdy pojawił się już otwarty ogień, który doprowadził do wzrostu temperatury. W niektórych obiektach, ze względu na warunki użytkowania nie można jednak zastosować czujek dymu – w takich sytuacjach montuje się czujki temperatury.

Czujniki wielokryteriowe
Ze względu na możliwość wystąpienia różnych zagrożeń oraz ograniczenia poszczególnych typów sensorów, obecnie produkuje się głównie czujki wielokryteriowe, czyli wyposażone w kilka mechanizmów detekcji pożaru, które umożliwiają szybki alarm niezależnie od rodzaju pożaru. Na rynku dostępne są różnorodne kombinacje sensorów, w tym również czujki wyposażone dodatkowo w detektory tlenku węgla i innych gazów. Każdorazowo czujki dobierać trzeba po szczegółowej analizie możliwych dla konkretnego obiektu zagrożeń pożarowych. Przy projektowaniu zabezpieczenia przeciwpożarowego koniecznie trzeba przeanalizować możliwe zagrożenia pożarowe – w zakresie przyczyn oraz przebiegu pożaru. Konieczna jest analiza czynników, które mogą zakłócić działanie detektora. W zależności od rodzaju pożaru niektóre czujki mogą nie zadziałać właściwie. Przykładowo, czujki optyczne będą nieprzydatne w przypadku płomieniowego spalania drewna, spirytusu lub dekaliny. Wykazują również umiarkowaną skuteczność przy tleniu się materiału (zwłaszcza tekstyliów i drewna). Czujki termoróżnicowe nie zadziałają natomiast odpowiednio szybko w fazie tlenia.

Czas odgrywa istotną rolę w ochronie obiektów. Szczególnie tych, w których występują znaczne skupiska ludzi, w których dostęp do urządzeń musi być zapewniony w sposób ciągły, a także tam, gdzie chronione są unikatowe przedmioty. W tego typu obiektach konieczne jest wykrycie pożaru jeszcze w fazie pirolizy. Tylko w ten sposób mogą zostać podjęte działania skutecznie zapobiegające jego rozprzestrzenieniu. Można zauważyć, że dym sprawdził się, jako optymalny parametr służący do wykrywania pożarów. Już w bardzo wczesnym stadium powstawania pożaru cząsteczki dymu oddawane są do powietrza.

Metoda detekcji aktywnej
Efekt najwcześniejszego wykrywania dymu można osiągnąć, wykorzystując tzw. Metodę detekcji aktywnej, czyli spowodowanie wymuszonego ruchu powietrza poprzez zasysanie i dostarczenie próbki do komory detekcyjnej czujki dymu. W porównaniu do metody biernej, charakterystycznej dla czujek punktowych, dym szybciej dociera do czujki zasysającej.

Obecnie właśnie aktywny system detekcji dymu, który w sposób ciągły pobiera do analizy powietrze z nadzorowanego obszaru za pomocą zintegrowanej w urządzeniu wysokowydajnej pompy ssącej, dzięki której system nie jest zależny od przepływów powietrza w danym pomieszczeniu, jest najczęściej stosowanym systemem wczesnego wykrywania pożaru. Zapewnia to skuteczne działanie systemu w każdych warunkach – od bardzo intensywnej wymiany powietrza, aż po jej brak. Dym dostarczany jest do detektora poprzez sieć rurek ssących. W każdej z rurek znajduje się szereg otworów ssących. W ten sposób jeden detektor może analizować powietrze z wielu miejsc. Punkty ssące najczęściej lokalizowane są tam, gdzie umieszczone zostałyby konwencjonalne czujki pożarowe. W jednej rurce może być umieszczonych niewielkim kosztem wiele otworów ssących. Wewnątrz detektora powietrze dostarczane jest do laserowej głowicy detekcyjnej przez dwustopniowy filtr powietrza. Pierwszy stopień filtracji usuwa zanieczyszczenia mechaniczne (brud i kurz) przed dostarczeniem próbki powietrza do komory detekcyjnej. Drugi stopień filtracji przeprowadzany równolegle, dokładnie oczyszcza powietrze, w celu utrzymania w czystości optycznych elementów głowicy detekcyjnej. Przefiltrowane powietrze dostaje się do skalibrowanej komory detekcyjnej, gdzie przechodzi przez wiązkę światła laserowego. Trafiając na cząsteczki dymu, wiązka ulega rozproszeniu. Rozproszone światło mierzone jest przez wysokoczułe czujniki fotoelektryczne, które generują sygnał elektryczny odpowiadający poziomowi zadymienia. Odpowiednia wartość zadymienia sygnalizowana jest na panelu czołowym detektora.

29Technologia video
W praktyce przeciwpożarowej, tam gdzie nie sprawdzają się konwencjonalne systemy wykrywania pożaru, wykorzystywane są również rozwiązania umożliwiające, wczesne wykrywanie pożaru oparte na technologii wideo. Obraz z kamery, na którym widać potencjalne zagrożenie pozwala w niektórych sytuacjach szybciej wykryć ogień oraz dym niż konwencjonalna technologia wykrywania pożarów, w której dym musi najpierw dotrzeć do czujki dymu. Wykrywanie dymu i ognia umożliwiają inteligentne algorytmy zintegrowane bezpośrednio w kamerach. Dzięki funkcji rozpoznawania ognia, już we wczesnym stadium rozwijania się pożaru kamery mogą w ciągu paru sekund uruchomić alarm. Dzięki temu można także bezzwłocznie podjąć działania zaradcze. Wykorzystanie inteligentnych algorytmów w kamerach pozwala również odróżnić rzeczywisty pożar od zakłóceń w rodzaju odbić, ruchu czy oślepiającego światła. Gwarantuje to niezawodne wykrywanie pożaru i redukuje do minimum liczbę fałszywych alarmów, pomagając zachować ciągłość pracy w strzeżonym obiekcie. Ten system detekcji pożaru znajduje zastosowanie przede wszystkim w obiektach o wysokich stropach, takich jak magazyny, hale produkcyjne, hangary czy większe kompleksy budynków. Można go także instalować np. w tartakach lub zakładach odzysku surowców.

Centrala informacji
Na tym etapie właściwie możemy zakończyć temat detekcji pożaru, ale co dalej? Wszystkie wymienione wyżej detektory pożaru wchodzą w skład systemu sygnalizacji pożarowej. Jej zadaniem jest wykrywanie i sygnalizowanie zagrożeń pożarowych po odebraniu przez centralę informacji od zainstalowanych czujek lub ręcznych ostrzegaczy pożarowych oraz wskazanie miejsca zagrożonego. Po otrzymaniu sygnału alarmu, centrala może uruchomić sygnalizatory akustyczne lub akustyczno-optyczne (o ile są zainstalowane w systemie) oraz przesłać sygnał alarmu do stacji monitoringu lub do właściwych służb np. straży pożarnej. Za pośrednictwem przekaźników znajdujących się wewnątrz, centrala może uruchomić zewnętrzne, zabezpieczające urządzenia przeciwpożarowe oraz kontrolować ich stan. System przeciwpożarowy najczęściej steruje układami automatyki przewietrzenia (sterowanie otwarciem klap dymowych) sprowadzania wind na najniższe kondygnacje oraz wyłączenie zasilania układów wentylacji i klimatyzacji. Obecnie stosowane centrale pożarowe mają możliwość pracy na liniach konwencjonalnych lub mogą być wzajemnie łączone w sieć. Konwencjonalne w tym systemie są łączone równolegle, a alarm jest identyfikowany, jako alarm z dowolnej czujki należącej do danego obwodu obejmującego np. jedno piętro budynku. Bardziej szczegółowa identyfikacja jest możliwa tylko przez osobiste sprawdzenie, która czujka zadziałała (w czujce świeci się lampka informująca o uaktywnieniu czujki).

30Natomiast w systemie adresowalnym czujki są również wpięte do obwodu obejmującego przykładowe piętro, ale ponieważ każda czujka ma swój indywidualny adres, to w centrali pożarowej jest identyfikowana jako pojedyncza czujka, która sygnalizuje pożar (np. I piętro, czujka w pokoju socjalnym). Identyfikacja odbywa się przy wykorzystaniu protokołu transmisji.

W systemach sygnalizacji pożarowej bardzo istotnym elementem jest możliwość jego zaprogramowania w taki sposób, aby sygnał z ręcznych ostrzegaczy pożarowych powodował alarm natychmiastowy, tzw. alarm I stopnia. Sygnały odebrane z pozostałych czujek nie powodują alarmu natychmiastowego, lecz dają obsłudze pewien czas na jego zweryfikowania, tzw. alarm II stopnia. W obiektach, w których montowane są dźwiękowe systemy ostrzegawcze, system sygnalizacji pożarowej po wykryciu zagrożenia pożarowego przekazuje informacje o powstałym zagrożeniu do systemu DSO, którego zadaniem jest nadawanie do zagrożonych stref informacji o powstałym zagrożeniu oraz zalecanych sposobach ewakuacji.

Rozwój elektroniki przyczynił się do powstania systemów interaktywnych, pozwalających odróżnić zjawiska pożaropodobne od realnie rozwijających się pożarów. Coraz częściej są to systemy rozproszone, których elementy współpracują poprzez magistrale informatyczne. Odpowiednio zaplanowane systemy wykrywania mają szczególne znaczenie w ochronie przeciwpożarowej budynków. Współpraca centrali przeciwpożarowej, czujek i elementów alarmowania gwarantuje szybką reakcję w przypadku pożaru − najlepiej poprzez automatyczną aktywację systemu gaśniczego. W ten sposób możemy mieć sytuację pod kontrolą.

Jeśli chcesz przeczytać pełną treść artykułu zamów prenumeratę lub e-wydanie.

homeWyszukiwarka

Repowermap

homeTagi

homeReklama

20180803 kongres-Falicity managment PFSZN

UWAGA! Ten serwis używa cookies i podobnych technologii.

Brak zmiany ustawienia przeglądarki oznacza zgodę na to. Czytaj więcej…

Zrozumiałem