Centrala sygnalizacji pożarowej (CSP) jest często wykorzystywana jako urządzenie, które oprócz wykrywania i sygnalizacji pożaru, potrafi także wypracować i rozesłać sygnały wyzwalające do innych urządzeń i systemów przeciwpożarowych. Sygnały te są transmitowane za pomocą torów przewodowych i urządzeń liniowych, które są składowymi systemów sygnalizacji pożarowej (SSP). Takie rozwiązanie pozwala nam uzyskać samoczynne (automatyczne) działanie czynnych środków ochrony przeciwpożarowej w pierwszych chwilach rozwoju pożaru. W wielkopowierzchniowych obiektach budowlanych o skomplikowanej architekturze, nasyconych nowoczesnymi systemami bytowymi, niezwykle istotne jest takie działanie instalacji przeciwpożarowych, aby możliwe było jak najwcześniejsze przygotowanie przede wszystkim strefy pożarowej, w której wykryto pożar, do jego zwalczenia i stworzenia odpowiednich warunków ewakuacji. Można zaryzykować stwierdzenie, że prawidłowo dobrany i wykonany system sygnalizacji pożarowej pozwala na realizację automatyki pożarowej i jest jednym z tych systemów, które są najbardziej potrzebne do spełnienia wymagań podstawowych dla obiektu budowlanego.
Wymagania ogólne dla sterowania
W sterowaniu poszczególnymi systemami pożarowymi istotne jest określenie momentu ich zadziałania oraz wzajemnej współpracy. Za moment rozpoczęcia się pożaru przyjmuje się aktywowanie alarmu przez system sygnalizacji pożarowej. Zweryfikowany przez centralę sygnalizacji pożarowej alarm pożarowy jest praktycznym i najpewniej określonym początkiem pożaru.
Prawidłowo wykonany system sygnalizacji pożarowej powinien objąć zasięgiem detekcji wszystkie miejsca chronione w budynku, ponieważ tylko takie rozwiązanie umożliwia dokładne pokrycie się rzeczywistego początku pożaru i alarmu aktywowanego przez centralę. Nieprawidłowo wykonany i źle konserwowany system sygnalizacji pożarowej nie spełni swojej roli, a jego nieprawidłowe działanie może spowodować trudne do przewidzenia następstwa.
Po wykryciu pożaru i zweryfikowaniu kryterium pożarowego przez prawidłowo dobrany i wykonany system SAP scenariusz pożarowy dla większości obiektów zakłada bezzwłoczne rozesłanie sygnałów wyzwalających do autonomicznych sterowników instalacji systemów przeciwpożarowych. Będą one realizowały funkcje i założenia scenariusza pożarowego na podstawie opracowanej matrycy sterowań.
Rys. 1. Krzywe narastania temperatury odpowiadające różnym rodzajom pożarów
Konieczność bezzwłocznego przekazania sygnałów wyzwalających wynika ze wzrostu temperatury w czasie pożaru (rys. 1). Wykonanie ustalonych czynności przez instalacje przeciwpożarowe powinno następować w jak najwcześniejszej fazie rzeczywistego pożaru.
Drugą zasadą, która powinna być brana pod uwagę podczas tworzenia algorytmu sterowań instalacjami przeciwpożarowymi, jest kompatybilność systemów, czyli ich zgodność zarówno na poziomie komponentów, jak i programowania.
System sterowań, a zwłaszcza sterowań systemami bezpieczeństwa, powinien składać się z instalacji i urządzeń, które mogą ze sobą współdziałać. Współdziałanie to powinno odbywać się tak, aby uszkodzenie jednego systemu nie powodowało uszkodzenia lub utraty innego systemu przeciwpożarowego. Najkorzystniejszym rozwiązaniem jest w takim przypadku autonomiczność systemów. Oznacza to, że centrala sterująca urządzeniami przeciwpożarowymi (np. procesem regulacji nadciśnienia na pionowych drogach ewakuacyjnych) zapamiętuje sygnał wyzwalający z CSP po jego otrzymaniu i sama realizuje swoją zaprogramowaną procedurę sterującą.
Sterowanie umożliwiające systemom prawidłowe realizowanie ich funkcji powinno cechować się także pewnym stopniem nadmiarowości (redundancji). Dzięki niej możliwe jest prawidłowe sterowanie w przypadku jednokrotnego uszkodzenia toru transmisji lub urządzenia. Przykładem są pętlowe tory transmisji i rezerwowe źródła zasilania.
Najważniejsze funkcje, które powinny być realizowane przez systemy zabezpieczeń przeciwpożarowych po otrzymaniu sygnałów wyzwalających to:
- wydzielenie stref pożarowych i ograniczenie przestrzeni objętych pożarem,
- powiadomienie ludzi przebywających w obiekcie (w strefie pożarowej) o pożarze celem ich ewakuacji,
- uruchomienie środków umożliwiających ewakuację i ograniczających skutki pożaru,
- uruchomienie środków zwalczania pożaru, np. stałych urządzeń gaśniczych,
- uruchomienie środków i urządzeń, które umożliwią zwalczenie pożaru ekipie ratowniczo-gaśniczej.
Zasada działania instalacji przeciwpożarowych
W przypadku współpracy systemy SAP, ewakuacji, wydzieleń pożarowych i oddymiania nie są w żadnej sprzeczności, jeżeli chodzi o wykonywane przez nie funkcje.
Można zakładać, że te systemy będą wyzwalane i uruchamiane we wczesnej fazie rozwoju pożaru i prawie jednocześnie lub w określonym algorytmie sterowniczym, z relatywnie małymi opóźnieniami wynikającymi z czasu zadziałania poszczególnych składowych, np. systemu wydzieleń pożarowych w stosunku do oddymiania nadciśnieniowego.
Niezależnie od kategorii (ZL, PM, IN) oraz typu obiektu w przypadku wykrycia pożaru powinny zostać wykonane następujące czynności, które są narzucone przez wymagania podstawowe:
- Jak najwcześniejsze wykrycie i weryfikacja zagrożenia pożarowego.
- Powiadomienie personelu nadzorującego (JRG PSP) komunikatem alarmowym, który powinien jak najbardziej precyzyjnie określać miejsce i czas zdarzenia. Komunikat ten bezwzględnie powinien zostać zarejestrowany i potwierdzony.
- Samoczynne wydzielenie stref pożarowych za pomocą urządzeń oddzielających i odcinających.
- Samoczynne rozpoczęcie przez specjalistyczne i autonomiczne systemy procedury ewakuacji z zagrożonej strefy pożarowej. Ewakuacja przebiega z udziałem:
- dźwiękowych systemów ostrzegawczych (DSO),
- urządzeń alarmujących,
- różnego rodzaju systemów pożarowego oddymiania dróg ewakuacyjnych,
- systemów zapobiegających zadymieniu dróg ewakuacyjnych,
- systemów oświetlenia ewakuacyjnego i kierunkowego,
- wielu współdziałających „bytowych” systemów i urządzeń w budynku, np. wentylacji i klimatyzacji, dźwigów osobowych, instalacji elektrycznych, kontroli dostępu.
- Przygotowanie samoczynnych instalacji gaśniczych do zwalczania pożaru.
- Przygotowanie systemów wspomagających i zapewniających bezpieczeństwo działania jednostek ratowniczo-gaśniczych, takich jak dźwigi dla straży pożarnych (wymagania dla nich opisuje PN-EN 81-72: 2004).
- Przygotowanie środków umożliwiających kierowanie ewakuacją i akcją gaśniczą (takich jak mikrofony strażaka, środki umożliwiające regulację niektórych systemów przeciwpożarowych, np. oddymiania, środki i dokumentacja pozwalająca jednostkom ratowniczym na szybką ocenę sytuacji, np. ustalenie umiejscowienia instalacji stwarzających zagrożenie) oraz dostęp do pomieszczeń, które z racji swojej funkcji nie są ogólnie dostępne.
Realizacja sterowań
Centrala sygnalizacji pożarowej wykrywa i weryfikuje zjawisko pożarowe po upływie czasu określonego w scenariuszu rozwoju zdarzeń w czasie pożaru oraz wysyła sygnały sterujące do swoich urządzeń pośredniczących. W centralach konwencjonalnych były to panele sterujące instalowane w obudowie centrali. W nowoczesnych centralach programowalnych systemów analogowych urządzenia pośredniczące mają postać modułów liniowych wejścia/wyjścia – zgodnie z PN-EN 54-18. Moduły liniowe są instalowane na liniach dozorowych centrali. Mogą pracować jako urządzenia linii bocznej, moduły informujące oraz jako moduły sterujące, tzn. przekazujące sygnały wyzwalające do central i sterowników urządzeń przeciwpożarowych.
Moduły liniowe powinno się instalować w pobliżu urządzeń, do których wysyłany jest sygnał wyzwalający. Moduły te nie są odporne na ciepło emitowane w czasie pożaru. Są wykonane z tworzyw sztucznych, które pod wpływem ciepła ulegają uszkodzeniu. Z tego powodu zaleca się grupowanie modułów sterujących w pomieszczeniach wydzielonych pożarowo np. w rozdzielniach elektrycznych. Jeżeli nie jest możliwe zainstalowanie ich w pomieszczeniach wydzielonych pożarowo zaleca się umieszczenie ich w dodatkowych obudowach metalowych o stopniu ochrony nie mniejszym niż IP 44.
Odcinki linii dozorowych, na których zainstalowane są moduły sterujące, powinny być wykonane z zastosowaniem torów kablowych i przewodów o cechach PH zgodnych z warunkami technicznymi zawartymi w rozporządzeniu Ministra Infrastruktury (§ 187). Czas dostarczania energii powinien odpowiadać czasowi pracy tych urządzeń przeciwpożarowych, które są zasilane, w warunkach pożarowych. Przewody dostarczające sygnał sterujący z modułu do urządzenia przeciwpożarowego również powinny mieć odpowiednią cechę PH.
Przykłady sterowań
Sterowanie drzwiami pożarowymi
Oddzielenia pożarowe powinny spełniać wymagania przepisów i polskich norm dotyczących ich samoczynnego działania jako elementu dróg ewakuacyjnych i wydzieleń strefy pożarowej. W praktyce często drzwi pozostają otwarte ze względu na ruch w obiekcie. W takim przypadku oprócz zastosowania samoczynnego wyzwalacza termicznego konieczne jest ich automatyczne zamknięcie i kontrola wykonania tej funkcji przez centralę sterującą lub inne urządzenia integrujące.
Podstawa rozwiązania
Drzwi, bramy i inne zamknięcia otworów o wymaganej klasie odporności ogniowej i (lub) dymoszczelności powinny być zaopatrzone w urządzenia zapewniające samoczynne zamykanie otworu w razie pożaru. Należy też zapewnić możliwość ręcznego otwierania drzwi służących do ewakuacji.
Projektowanie
Podczas projektowania sterowania drzwiami pożarowymi należy wziąć pod uwagę to, że obszar wydzielony drzwiami powinien być stale dostępny (można wyjść i wejść), nawet w czasie pożaru, a siła potrzebna do otwarcia drzwi nie powinna przekraczać 100 N.
Urządzenia podtrzymujące drzwi w stanie dozoru, sterowane za pomocą systemu sygnalizacji pożarowej lub sterowników, powinny być tak wykonane i zaprogramowane, żeby działały nie tylko w przypadku zaalarmowania przez sterującą grupę czujek, lecz także w przypadku odłączenia i uszkodzenia tych czujek.
Sterowanie przez ręczne ostrzegacze pożarowe jest dopuszczalne tylko wtedy, gdy istnieje możliwość indywidualnego przypisania ich do wskazanych elektromagnesów drzwiowych. W pobliżu każdego elektromagnesu drzwiowego lub bezpośrednio na nim powinien być zainstalowany przycisk do otwierania ręcznego, działający na zasadzie przerwania obwodu prądowego.
Można stosować autonomiczne układy sterujące składające się z centrali sterującej wyjściem sygnałowym do elektromagnesów i jednej do kilku linii dozorowych, z reguły obsługujących po jednej czujce. Linie dozorowe mogą być wykonane z przewodu, który nie ma cechy niepalności.
Sterowanie bramami
Strefy i obszary wydzielane w razie pożaru bramami należy dokładnie opisać i oznakować ze względu na transport wewnętrzny.
Systemy sterujące bramami powinny mieć wyjścia sygnalizacyjne i być wyposażone w sygnalizatory optyczne (o barwie pomarańczowej lub bursztynowej) i akustyczne, które w ustalony sposób ostrzegają obsługę i ludzi przebywających w strefie o zamknięciu bram.
Sygnalizatory te mogą być instalowane na liniach nienadzorowanych.
W centrali sterującej należy nastawić opóźnienie uruchomienia napędu bramy. Opóźnienie to powinno wynosić około 30 sekund. Procedura sterowania powinna być tak zorganizowana, że najpierw uruchamiana jest sygnalizacja ostrzegawcza, a po czasie opóźnienia następuje zamknięcie bram.
Bramy należy wyposażyć w urządzenia zatrzymujące (uderzeniowo-stopujące, czyli wyłączniki krańcowe, hamulce elektromechaniczne itp.), które zagwarantują, że podczas natrafienia na przeszkodę, np. człowieka, ruch bramy zostanie natychmiast zatrzymany. Po usunięciu przeszkody ruch bramy powinien być kontynuowany lub zakończony. To wymaganie dotyczy tylko napędów elektromechanicznych. W tym przypadku dla elektrycznych napędów i układów zatrzymujących (np. hamulców elektromagnetycznych, układów otwierających) należy przewidzieć zasilanie awaryjne gwarantujące przynajmniej czterogodzinną pracę. Instalacje przewodowe powinny działać zgodnie z wymaganiami zawartymi w §187 wspomnianego rozporządzenia Ministra Infrastruktury.
Sterowanie bramami należy zaprojektować w taki sposób, aby można było zamykać i otwierać je ręcznie. Przyciski wprawiające bramy w ruch powinny być umieszczone w ich bezpośrednim pobliżu, jednoznacznie opisane i trwale oznaczone. Bramy i drzwi powinny być tak skonstruowane, aby istniała możliwość ich ręcznego otwarcia. Całkowita siła potrzebna do ręcznego otwarcia drzwi lub bramy nie powinna przekraczać 100 N (zgodnie z PN-EN 1210-6). Wartość ta uwzględnia opory mechaniczne stawiane przez samozamykacze oraz siły działające na powierzchnie drzwi i bram w przypadku zastosowania nadciśnieniowego oddymiania dróg ewakuacyjnych.
Instalacje wentylacji
Wszystkie instalacje wentylacji, które przechodzą przez różne strefy pożarowe, a nie mają odpowiedniej odporności ogniowej i pozostają otwarte, powinny zostać wyposażone w przeciwpożarowe klapy odcinające na przejściach między strefami pożarowymi.
Podstawa rozwiązania
Przewody wentylacyjne i klimatyzacyjne w miejscu przejścia przez elementy oddzielenia pożarowego powinny być wyposażone w przeciwpożarowe klapy odcinające o klasie odporności ogniowej (E, I) równej klasie odporności ogniowej elementu oddzielenia przeciwpożarowego. Przewody wentylacyjne i klimatyzacyjne prowadzone przez strefę pożarową, której nie obsługują, powinny być obudowane elementami o klasie odporności ogniowej (E, I), wymaganej dla elementów oddzielenia przeciwpożarowego tych stref pożarowych, bądź też być wyposażone w przeciwpożarowe klapy odcinające. Niezawodne funkcjonowanie klap przeciwpożarowych powinno być zapewnione niezależnie od zasilania ogólnego. Przeciwpożarowe klapy odcinające powinny być sterowane przez systemy sygnalizacji pożarowej po otrzymaniu sygnału z czujek dymowych. Do wyzwalania klap służą również wyzwalacze termiczne.
Czujki dymowe powinny być rozmieszczone w całej przestrzeni, w której znajduje się instalacja wentylacji (zgodnie z wymaganiami PKN/CEN-TS54-14), łącznie z czujkami kanałowymi rozmieszczonymi w głównych kanałach wentylacji wyciągowej i nawiewnej, przede wszystkim w pobliżu przejść przez strefy pożarowe.
Czujki kanałowe można zastosować jako pomocnicze przy przejściach instalacji przez strefy pożarowe lub stropy oddzielające poszczególne piętra. Należy pamiętać o tym, że tego rodzaju czujki posiadają osłony przeciwwietrzne, które działają (jak i czujki) tylko wtedy, gdy prędkość przepływu powietrza jest niemniejsza niż 1 m/s. W razie wyłączenia wentylacji czujki kanałowe nie działają.
Zaleca się, aby po wyzwoleniu klap pożarowych było nadzorowane nie tylko ich dojście do położenia alarmowego, lecz także ich powrót w położenie dozorowe. Odciąży to służby techniczne i usprawni przeglądy i konserwacje. W obiektach, w których w godzinach nocnych za wyjątkiem służb ochrony nie przebywają ludzie, często wyłącza się prąd potrzebny do oświetlania i realizacji innych funkcji bytowych. W takim przypadku zamykane są również klapy odcinające.
Podsumowanie
Podczas projektowania sterowania urządzeniami przeciwpożarowymi należy przede wszystkim zadbać o to, by sterujący system sygnalizacji pożarowej i system sterowań pożarowych były kompatybilne i działały również w przypadku ewentualnych przyszłych zmian w instalacji. Możliwość współdziałania systemów powinna być zadeklarowana przez ich producentów.
mgr inż. Janusz Sawicki
IBP Nodex