Pobierz
najnowszy numer

Newsletter

Zapisz się do naszego Newslettera, aby otrzymywać informacje o nowościach z branży!

Jesteś tutaj

Projektowanie instalacji z zasysającymi czujkami dymu

Printer Friendly and PDF
rys1

Rys. 1. Wykrywanie dymu przez jeden otwór. Rozcieńczanie dymu w rurze czystym powietrzem

Nie wszystkie rzeczy i zjawiska są oczywiste

Zasysające czujki dymu nie są najprostszymi urządzeniami w instalacjach sygnalizacji pożaru. Zdarza się, że projektanci i instalatorzy zapominają o niektórych ich właściwościach, co skutkuje narzekaniami, że czujki zasysające są za czułe i wywołują fałszywe alarmy… Równie dobrze możemy narzekać na samochody – są za szybkie i stąd biorą się mandaty. Z drugiej strony wyjątkowe zalety tych czujek często nie są doceniane i wykorzystywane, – bo nie pamiętamy o nich…

Otwory, nie rury!

Najistotniejszymi elementami systemów zasysających są… otwory. Otwory powinny być rozmieszczone w miejscach, w których chcemy wykryć dym. Miejsca te są często sugerowane przez odpowiednie wytyczne. Rury są złem koniecznym – trzeba w jakiś sposób dostarczyć dym do czujki. Można jednak zrobić to na wiele różnych sposobów. Są na przykład na rynku czujki VESDA FIRE TRACER - 15, które nie pracują z typowymi rurami 25 mm. Każdy otwór zasysający jest połączony z czujką za pomocą długiej, cienkiej, giętkiej kapilary, którą można układać jak kable elektryczne.
Istotne jest rozpoczęcie realizacji projektu od właściwego rozmieszczenia otworów zasysających, a nie rur. Od rozmieszczenia tych otworów będzie zależeć skuteczność wykrywania. Długość, układ i przebieg rur wyznaczymy w programach narzędziowych dostawców czujek zasysających. Minęły już czasy, kiedy konieczne było dopasowywanie sztywnego i zadanego układu orurowania (I, U, H itd.) do pomieszczenia.

Tło

Każdy chroniony obiekt jest w jakimś stopniu zapylony. Punktowe czujki dymu mają czułość na tyle małą, że pył na ogół tylko je brudzi, ale czułość czujek zasysających może być znacznie większa i niepamiętanie o zapyleniu w tle może skutkować fałszywymi alarmami – z winy człowieka, a nie czujki.
Typowe zapylenie tła latem w biurach to około 0,01% zaciemnienia na metr. Zimą jest dwukrotnie większe, bo działa ogrzewanie. W hali przemysłowej zapylenie wyniesie od 0,08% do nawet 0,5% i więcej. Żeby było trudniej, – tło silnie fluktuuje.

rys2

Rys. 2. Wykrywanie dymu przez wszystkie otwory. Efekt kumulacyjny

Czułość otworu a nastawa czujki

Wyobraźmy sobie sytuację taką jak na rysunku 1. Czujka zasysa powietrze wieloma (tu dziesięcioma) otworami. Jeśli w czasie pożaru do jednego z tych otworów dotrze dym, to zostanie on w rurze rozcieńczony przez czyste powietrze zasysane pozostałymi otworami, a więc do czujki dotrze dym o gęstości dziesięć razy mniejszej. To oznacza, że aby wykryć dym o określonej gęstości przy jednym otworze, trzeba nastawić czujkę na wykrywanie dymu o gęstości dziesięć razy mniejszej, czyli zwiększyć jej czułość tak, aby była dziesięciokrotnie większa.
Wyobraźmy sobie największy system zasysający, jaki możemy zbudować, wykorzystując jedną czujkę. To VESDA LASER PLUS i 100 otworów zasysających. Przyjmijmy, że chcemy wykrywać dym o gęstości 5%, czyli chcemy, aby czułość otworu wynosiła 5%. Ile wynosi nastawa czujki? 0,05%. A więc w hali fabrycznej będziemy mieć stale fałszywy alarm. Zapomnieliśmy o tle…

Efekt kumulacyjny

Efekt kumulacyjny to „gratis”, który dostajemy od czujek zasysających. Dzięki niemu wykrycie zagrożenia w dużej przestrzeni następuje znacznie wcześniej, niż można by się tego spodziewać, biorąc pod uwagę czułości otworów. Wyobraźmy sobie sytuację, którą ilustruje rysunek 2. Dym rozchodzi się po pomieszczeniu i dociera do wszystkich otworów. W rurze nie następuje rozcieńczanie dymu, bo nie dochodzi do niej czyste powietrze. Przy jakiej gęstości dymu przy otworach zasysających czujka ustawiona na 0,5% zaalarmuje? Przy 0,5%, a nie dopiero przy 5%, jak obliczyliśmy dla najgorszego przypadku zilustrowanego rysunkiem 1. W praktyce oznacza to, że im bardziej dym rozprzestrzeni się w chronionej przestrzeni, tym szybciej zareaguje czujka zasysająca. To duża przewaga czujek zasysających nad punktowymi.

Równowaga

Intuicja podpowiada, że zasysanie dymu przez otwory położone blisko czujki jest skuteczniejsze niż przez otwory położone daleko. Chcielibyśmy jednak, żeby każdy otwór miał podobne parametry wykrywcze. Jaki jest dopuszczalny rozrzut czułości otworów? Wytyczne różnych krajów sugerują, że nie powinien być większy niż 50% lub 70%. Przyjmijmy 50% dla orurowań rozległych i 70% dla skupionych. Jak jest obliczany ten parametr? Szukamy otworu o największej czułości – odpowiada jej najmniejsza gęstość dymu, która wywołuje alarm w sytuacji pokazanej na rysunku 1. Powiedzmy, że czułość ta wynosi 2%. Teraz szukamy otworu o najmniejszej czułości. Powiedzmy, że czułość ta wynosi 5%. Dzielimy pierwszą czułość przez drugą i dostajemy parametr zrównoważenia wynoszący 40%. To za mało. Musimy poprawić równowagę.

rys3

Rys. 3. Wykrywanie dymu w nowoczesnych serwerowniach stało się skomplikowanym zadaniem. Wentylacja wyrzuca powietrze do góry

Trudne aspekty podstawowego zastosowania

Serwerownie i inne tego typu obiekty to miejsca, w których rutynowo stosuje się czujki zasysające. Mogłoby wydawać się, że po trzydziestu latach ich wykorzystywanie powinno być opanowane, jednak rozwój i różnorodność metod chłodzenia urządzeń IT sprawia, że wybierając rozwiązanie dla serwerowni, trzeba bardzo uważać i mieć pełny obraz sposobu jej chłodzenia. Popatrzmy na rysunki 3 i 4. Na rysunku 3 ciepłe powietrze (a więc i dym!) zostają wyrzucone nad kiosk. Tam łatwo jest wykryć zagrożenie pożarem. Zastosowanie tego samego rozwiązania w przypadku kiosku z rysunku 4 to duży błąd… Tutaj trzeba wykrywać zagrożenie z boków kiosku i tam powinny znaleźć się otwory zasysające.

Co po wykryciu zagrożenia?

Wyobraźmy sobie typową sytuację w serwerowni – system zasysający wykrył dym o tak małej gęstości, że obsługa nie jest w stanie go zobaczyć. Co zrobi obsługa? Uzna, że to fałszywy alarm, a jeśli nie będzie mogła go skasować, stwierdzi, że pewnie czujka jest uszkodzona. Dlatego alarm pożarowy powinien być poprzedzony ostrzeżeniami sygnalizowanymi po przekroczeniu progów odpowiadających niższym poziomom zadymienia. Jeden próg alarmowania nie wystarcza!

Zasilanie czujek zasysających

Każda czujka zasysająca ma wentylator, który pobiera sporo prądu – typowo od około 200 mA do 1,3 A. Taki pobór prądu może przyprawić projektanta o ból głowy, gdy wyliczy pojemność akumulatorów potrzebną do 72-godzinnego podtrzymywania.

Zauważmy, że czujki zasysające są najczęściej stosowane w obiektach  ważnych (z różnych względów), a wiele z tych obiektów jest wyposażonych w układy zasilania awaryjnego, które pozwalają na zastosowanie krótszych czasów podtrzymania zasilania systemu, niekiedy nawet tylko przez cztery godziny.

rys4

Rys. 4. Wykrywanie dymu w nowoczesnych serwerowniach. Wentylacja wyrzuca powietrze na boki

Podsumowanie

Pierwotnie systemy zasysające stworzono w celu bardzo wczesnego wykrywania zagrożenia pożarem w takich obiektach jak serwerownie, centra przetwarzania i przechowywania danych, obiekty telekomunikacyjne, czyste pomieszczenia technologiczne. Stąd wzięła się nazwa VESDA (Very Early Smoke Detection Apparatus). Obecnie zdecydowana większość zastosowań jest inna. Czujki zasysające są stosowane w takich obiektach, jak chłodnie, magazyny wysokiego składowania, szyby windowe, przestrzenie bez dostępu serwisowego, hale fabryczne itp., w których wykrywanie pożaru jest trudne i nie może być rozwiązane przy użyciu innych technik. Aby wybrać odpowiednie dla trudnego obiektu rozwiązanie, potrzebna jest specjalistyczna, aktualna wiedza i determinacja, ponieważ w trudnych warunkach żadne rozwiązanie nie będzie bezproblemowe.

fot1

Andrzej Obłój
dyrektor techniczny na Europę Centralną i Wschodnią w firmie Xtralis

Mariusz Konik
Technology and Expert Practices Manager, Vision Polska

 

Zabezpieczenia 6/2013

Wszelkie prawa zastrzeżone. Kopiowanie tekstów bez zgody redakcji zabronione / Zasady użytkowania strony