Instalacje sygnalizacji pożaru

Instalacje sygnalizacji pożaru

SYSTEMY SYGNALIZACJI POŻARU ( SAP )

  • wykrywanie automatyczne pożaru we wczesnym stadium rozwoju
  • system sygnalizacji pożaru SSP – POLON-ALFA
  • sygnalizowanie odpowiednim służbom w budynku
  • przesłanie meldunku do Straży Pożarnej
  • sterowanie innymi urządzeniami: wentylacja, windy, system oddymiania, instalacja elektryczna, instalacja tryskaczowa, hydranty, systemy gaszenia gazem.

Obiekty budowlane, wymagają szeregu przedsięwzięć organizacyjnych i technicznych, które zapewniałyby przebywającym w nich ludziom pełne bezpieczeństwo, w tym bezpieczeństwo pożarowe i gwarancje ewakuacji w sytuacji zagrożenia. Dla spełnienia tych wymagań kluczowym jest wczesne wykrycie zagrożenia pożarowego – najlepiej przez elektroniczne systemy sygnalizacji pożaru wyposażone w czujki automatyczne.

Współczesne rozwiązania zapewniają wczesne wykrycie pożaru oraz umożliwiają zainicjowanie gaszenia przez system stałych urządzeń gaśniczych.

Sterowanie innymi urządzeniami pozwala na bezpieczną ewakuację ludzi i sprawną interwencję Straży Pożarnej. W pomieszczeniach wymagających bardzo wczesne wykrycie dymu (serwerownie, centrale telefoniczne, archiwa, obiekty zabytkowe) stosuje się ssące systemy bardzo wczesnej detekcji dymu lub (i) systemy gaszenia gazem.

Elementy systemów sygnalizacji pożaru

W skład systemu sygnalizacji pożaru wchodzą następujące elementy:

Czujki – podstawowy element systemu. Nie ma jednej uniwersalnej czujki, która byłaby w stanie wykryć każdy rodzaj pożaru w jego początkowej fazie. Zjawiska występujące podczas pożarów charakteryzują się różną intensywnością w zależności od materiałów, jakie mogą ulec spaleniu. Dlatego produkuje się czujki wykorzystujące różne zasady wykrywania pożaru (dym, ciepło, ogień).

Gniazda – czujki pożarowe łączą się z instalacją zazwyczaj za pośrednictwem gniazd. Umożliwia to łatwy montaż czujek oraz szybką ich wymianę w razie awarii. Ponadto umożliwia łatwą modyfikację systemu, by sprostać zmieniającym się wymaganiom, jak np. zmiana przeznaczenia pomieszczenia. Gniazda mogą być adresowalne lub nie adresowalne.

Ręczne ostrzegacze pożarowe – służą do ręcznego wywoływania alarmów. Są one przeznaczone do przekazywania informacji o pożarze do współpracującej centrali sygnalizacji pożarowej przez osobę, która zauważyła pożar i ręcznie uruchomiła ostrzegacz. Aby go uruchomić należy zbić (wgnieść) szybkę i nacisnąć przycisk lub tylko zbić szybkę, która już opiera się o przycisk. W środku obudowy znajduje się płytka drukowana z zamontowanym przełącznikiem np. magnetycznym (wykorzystującym kontaktron). Ręczne ostrzegacze są wyposażane w wewnętrzne izolatory zwarć. Przyciski mogą być typu adresowalnego i nie adresowalnego (konwencjonalnego).

Izolatory zwarć – ma za zadanie odłączanie fragmentu linii w przypadku wystąpienia zwarcia (np. spowodowanego stopieniem się izolacji przewodów podczas pożaru), na odcinku linii pomiędzy dwoma izolatorami, od pozostałej sprawnej części linii lub pętli dozorowej, która łączy izolator zwarć z centralą. Układ elektroniczny izolatora po wykryciu spadku napięcia na swoich zaciskach, spowodowanego zwarciem, uruchamia przekaźnik z podtrzymaniem, który swoim zestykiem przerywa obwód linii dozorowej. W momencie zlikwidowania uszkodzenia chroniony odcinek jest automatycznie podłączany do linii.

Sygnalizatory alarmowe – zewnętrzne i wewnętrzne, optyczne, akustyczne, czasem z własnym zasilaniem.

Centrale – Centrala sygnalizacji pożarowej jest sercem systemu sygnalizacji pożaru.
Centrala:

  • odbiera sygnały przychodzące od współpracujących z nią czujek i ręcznych ostrzegaczy pożarowych zainstalowanych na liniach dozorowych, analizuje sygnały i podejmuje decyzję o:
    • włączeniu sygnalizacji pożarowej,
    • przekazaniu sygnałów do stacji monitoringu pożarowego,
    • uruchomieniu dodatkowych sygnalizatorów akustycznych, optycznych lub urządzeń wykonawczych.

Centrala kontroluje także sprawność urządzeń całego systemu, sygnalizuje uszkodzenia oraz rejestruje wszelkie wykryte przez system zdarzenia.
Jej zadaniem jest również zaopatrywanie całego systemu w energię elektryczną. Każda centrala SSP posiada zapasowe źródło zasilania, by w czasie awarii sieci elektroenergetycznej system działał normalnie.

Wybór typu centrali decyduje o tym czy system jest konwencjonalny czy też adresowalny.

Zjawiska występujące podczas pożarów charakteryzują się różną intensywnością w zależności od materiałów, jakie ulegają spaleniu. Dlatego produkuje się czujniki wykorzystujące różne zasady wykrywania pożaru (dym, ciepło, ogień).

Najczęściej spotykane są:

  • czujka jonizacyjna dymu,
  • czujka optyczna dymu,
  • czujka liniowa (optyczna) dymu
  • czujki dymu typu zasysającego o bardzo dużej czułości,
  • czujka laserowa dymu,
  • czujka ciepła (temperatury),
  • czujka liniowa ciepła,
  • czujka płomienia,
  • bezpieczniki termiczne.

Producenci oferują również czujki dualne, gdzie w jednej obudowie znajdują się dwa różne sensory najczęściej optyczny (dymna) i temperaturowy. Ma to na celu podnieść wykrywalność pożarów bezdymnych, oraz zmniejszyć ilość fałszywych alarmów.

Dostępne są także autonomiczne czujki dymu z zasilaniem bateryjnym i sygnalizatorem będące namiastką systemu sygnalizacji pożaru. Przeznaczone są do montowania w domu (np. w kuchni), w celu alarmowania domowników o zagrożeniu pożarem.

Nieodzownym elementem każdej czujki systemu przeciwpożarowego jest wyposażenie jej w mniej lub bardziej zaawansowaną elektronikę. Pod tym względem czujki można podzielić na:

  • dwustanowe,
  • analogowe.

Czujki dwustanowe mogą znajdować się tylko w dwóch stanach: alarmu lub czuwania, natomiast czujki analogowe mają wiele stanów i mogą przesyłać mierzone dane (temperatura lub stopień zadymienia) do centrali. Czujki analogowe zazwyczaj zawierają mikroprocesory i mogą być samoregulujące się, co przejawia się utrzymaniem stałej czułości przy np. postępującym zabrudzeniu komory pomiarowej. Po przekroczeniu swoich możliwości regulacji mogą one automatycznie powiadomić współpracującą centralę o konieczności wykonania czynności serwisowych.

Podziału czujek można zatem dokonać ze względu na stopień inteligencji na:

czujki konwencjonalne (zwane kolektywnymi) wykonane z użyciem technologii układów porównawczych, najczęściej dwustanowe. Cechuje je łatwa konstrukcja i niska cena przy odpowiedniej niezawodności, odpowiednie w zastosowaniach przy niewielkich zagrożeniach pożarowych i lekkich warunkach pracy,

czujki adresowalne z wielostanowym, inteligentnym przetwarzaniem sygnału dającym wysoką wiarygodność alarmowania. Stosuje się je w normalnych warunkach przy średnim poziomie zagrożeń pożarowych i przy umiarkowanych zakłóceniach ze strony środowiska,

czujki interaktywne o najwyższej wiarygodności wykrywania pożarów stosowane wszędzie tam, gdzie trudne warunki środowiskowe połączone z wysokim zagrożeniem pożarowym wymagają maksymalnej wiarygodności alarmowania przy podwyższonej odporności na wpływ zjawisk zakłócających. Obecnie są one najbardziej zaawansowanymi czujkami dostępnymi na rynku. Mogą gromadzić wartości mierzonego parametru i porównywać je z zapisanym w pamięci wzorcem, a dopiero potem podejmować decyzje uwzględniając nie tylko stan jest/nie ma pożaru, ale także stany pośrednie ostrzegające o możliwości wystąpienia ognia.

Przykładem takich czujek są czujki systemu Algorex produkowane przez firmę Cerberus:

  • działają dodatkowo w sieci neuronowej (a więc mogą wymieniać miedzy sobą zgromadzone informacje),
  • korzystają z technologii analizy porównawczej (wieloparametrowa analiza sytuacji w porównaniu z wzorcami zjawisk pożarowych w pamięci),
  • korzystają z rozmytej logiki (czujki i centrala analizując sygnały informują o stopniu zagrożenia, a nie tylko o jego zaistnieniu)
  • korzystają z rozproszonej inteligencji (wielopoziomowe przetwarzanie danych z rozdziałem zadań pomiędzy czujki systemu a centralę).

Powyższe metody pozwalają uzyskać zmniejszenie natężenia przepływu danych, zwiększenie szybkości ich przetwarzania i analizy, co przyspiesza działanie całego systemu gwarantując wysoką wiarygodność generowanego alarmu.

Gniazda czujek, ręczne ostrzegacze pożarowe ROP

Czujki pożarowe łączą się z instalacją zazwyczaj za pośrednictwem gniazd. Umożliwia to łatwy montaż czujek oraz szybką ich wymianę w razie awarii. Ponadto umożliwia łatwą modyfikację systemu by sprostać zmieniającym się wymaganiom jak np. zmieniające się przeznaczenie pomieszczeń.

Gniazda mogą być:

  • adresowalne
  • nieadresowalne

Ręczne ostrzegacze pożarowe – ROP

Służą do ręcznego wywoływania alarmów. Są przeznaczone do przekazywania informacji o pożarze do współpracującej centrali sygnalizacji pożarowej przez osobę, która zauważyła pożar i ręcznie uruchomiła ostrzegacz. Aby go uruchomić należy zbić (wgnieść) szybkę i nacisnąć przycisk lub tylko zbić szybkę, która już opiera się o przycisk.

W środku obudowy znajduje się płytka drukowana z zamontowanym przełącznikiem np. magnetycznym (wykorzystującym kontaktron). Ręczne ostrzegacze są wyposażane w wewnętrzne izolatory zwarć.

Przyciski mogą być typu adresowalnego i nieadresowalnego (konwencjonalnego). W przypadku ostrzegaczy adresowalnych możliwe jest zastosowanie układu elektronicznego kontrolującego rezystancję styku przełącznika. W przypadku pogorszenia się jego parametrów przekazywana jest do centrali odpowiednia informacja. Podobnie dzieje się w przypadku zadziałania izolatora zwarć i uszkodzenia pamięci EEPROM, wykorzystywanej do adresowania ostrzegacza. Ostrzegacze mają też one zazwyczaj diodę sygnalizującą zadziałanie przełącznika.

Izolatory zwarć

Izolator zwarć ma za zadanie odłączanie fragmentu linii w przypadku wystąpienia zwarcia na odcinku linii pomiędzy dwoma izolatorami od pozostałej sprawnej części linii lub pętli dozorowej, łączącej izolator z centralą.

Zwarcie może być spowodowane stopieniem się izolacji przewodów podczas pożaru. Układ elektroniczny izolatora po wykryciu obniżenia się napięcia na swoich zaciskach, spowodowanego zwarciem, uruchamia przekaźnik z podtrzymaniem, który swoim zestykiem przerywa obwód linii dozorowej.

W momencie zlikwidowania uszkodzenia chroniony odcinek jest automatycznie podłączany do linii. W chwili obecnej izolatory zwarć są montowane w ręcznych ostrzegaczach oraz w coraz większej ilości czujek. Izolator nie jest elementem adresowalnym, ale wykorzystuje się go tylko w systemach adresowalnych.

Centrala sygnalizacji pożarowej jest sercem systemu sygnalizacji pożaru. Centrala:

  • odbiera sygnały przychodzące od współpracujących z nią czujek i ręcznych ostrzegaczy pożarowych zainstalowanych na liniach dozorowych,
  • analizuje sygnały,
  • podejmuje decyzję o włączeniu sygnalizacji pożarowej, o przekazaniu sygnałów do stacji monitoringu pożarowego, o uruchomieniu dodatkowych sygnalizatorów akustycznych, optycznych lub urządzeń wykonawczych.
  • kontroluje sprawność urządzeń całego systemu, sygnalizuje uszkodzenia oraz rejestruje wszelkie wykryte przez system zdarzenia.
  • zaopatruje cały system w energię elektryczną.

Współcześnie każda produkowana centrala oparta jest o mikroprocesory i ma budowę modułową umożliwiającą (w zależności od producenta) rozbudowę o dodatkowe linie dozorowe, sygnalizacyjne, wyjściowe lub o zespoły sterowania gaszeniem umożliwiające w sposób automatyczny uruchomienie instalacji ze środkiem gaśniczym.

Bardzo często układy procesorowe central są zdublowane (tzw. redundancja), co podwyższa ich niezawodność. W przypadku uszkodzenia podstawowego sterownika procesorowego centrali, jego funkcje przejmuje sterownik rezerwowy, nie powodując zakłóceń w pracy systemu. Każda centrala SSP posiada zapasowe źródło zasilania, by w czasie awarii sieci elektroenergetycznej system działał normalnie. Najczęściej do tego celu wykorzystuje się akumulatory. Mogą być one wbudowane wewnątrz centrali, lub dołączane z zewnątrz.

Ponieważ centrala jest najważniejszym elementem systemu sygnalizacji pożaru, więc to właśnie ona decyduje o tym czy system jest konwencjonalny – nieadresowalny, czy też adresowalny.

Centrale konwencjonalne są tańsze i prostsze konstrukcyjnie, a więc są niższe koszty serwisowania. Ponadto w wielu przypadkach nie jest potrzebna dokładność wykrywania pożaru, co do pojedynczej czujki. Dzieje się tak w zabezpieczaniu pomieszczeń o dużej powierzchni, gdzie z reguły instaluje się całe grupy wielu różnych czujek, lub w przypadku małych obiektów gdzie nie ma problemu w zidentyfikowaniu miejsca pożaru.

Centrale adresowalne są centralami nowszej generacji i służą do zabezpieczania obiektów o różnej wielkości, w tym dużych, o wysokich wymaganiach funkcjonalnych. Centrale adresowalne mogą pracować w linii lub pętli, która umożliwia podłączenie znacznie większej liczby czujek. Bardzo często centrale adresowalne można rozbudować o moduł umożliwiający podłączenie linii konwencjonalnych. Daje to możliwość podłączenia istniejących już linii starego systemu sygnalizacji pożaru do centrali adresowalnej w przypadku jego unowocześniania, bądź rozbudowy. Nie trzeba, zatem wymieniać prawidłowo działających czujek tylko, dlatego że są one nieadresowalne.

Najnowocześniejsze adresowalne centrale mogą ze sobą współpracować w hierarchicznej, pierścieniowej strukturze, tworząc sieć. Umożliwia to elastyczne projektowanie systemu ochrony w obiektach bardzo dużych lub rozproszonych w terenie. W strukturze pierścieniowej istnieje możliwość pełnej wymiany informacji pomiędzy tworzącymi ją elementami. Jedna z central może zostać programowo wybrana jako nadrzędna (master) w stosunku do pozostałych, podporządkowanych (slave), i koordynować pracę systemu. W przypadku uszkodzenia jednej z central w takiej sieci, pozostałe centrale mogą przejąć funkcje ochrony obiektu wyłączonej centrali. Połączenia między centralami można realizować nowoczesnym traktem światłowodowym lub zwykłym kablem miedzianym.

Do central bardzo często podłącza się urządzenia służące do transmisji alarmów. Transmisja alarmów z SSP do najbliższej jednostki Państwowej Straży Pożarnej (PSP) najczęściej odbywa się za pomocą łącza radiowego. W Polsce takie systemy transmisyjne mogą pracować w przedziałach:

  • ok. 27MHz, pasmo krótkofalarskie zaadaptowane dla systemów monitorowania (nie trzeba zezwolenia z Państwowej Agencji Radiokomunikacji),
  • ok. 80MHz, coraz rzadziej wykorzystywane pasmo, sprawdziło się w terenie nie zabudowanym,
  • pomiędzy 136MHz i 174MHz, najbardziej popularne pasmo dla systemów monitorowania ze względu na swą uniwersalność skutecznej pracy zarówno w aglomeracjach miejskich, jak i w terenach nie zabudowanych,
  • ok. 434MHz – specjalne pasmo przeznaczone dla systemów monitorowania,
  • ok. 450MHz – pasmo wykorzystywane w systemach pracujących na bazie analogowej telefonii komórkowej,
  • pomiędzy 900MHz i 2,5GHz – pasmo wykorzystywane w systemach pracujących na bazie cyfrowej telefonii komórkowej,
  • pomiędzy 2,5GHz i 12GHz – pasmo wykorzystywane głównie do przesyłania sygnałów wideo na odległości od kilkunastu metrów do kilkunastu kilometrów,
  • pomiędzy 22GHz i 44GHz – wykorzystywane w systemach pracujących na bazie łączności satelitarnej.

Systemy oddymiania i przewietrzania

Według najnowszych badań, przebywającym w zasięgu pożaru ludziom, zagrażają najbardziej dym oraz toksyczne gazy. Ponad 90% wszystkich ofiar pożarów budynków umiera na skutek zatrucia gazami. Dodatkowo należy liczyć się ze stratami materialnymi powstałymi na skutek zadymienia.

Urządzenia do odprowadzania dymu i gorąca umożliwiają usuwanie, względnie zmniejszają koncentrację, trujących, lotnych związków w zagrożonych strefach. Znacząco zostaje podniesione bezpieczeństwo ludzi przebywających w zagrożonym budynku, poprzez umożliwienie ich ewakuacji, wprowadzenie jednostek ratunkowych, szybkie zlokalizowanie ognia i skuteczne jego gaszenie.