Szczegóły

Nadrzędna kategoria: Zabezpieczenia

Kategoria: PPOŻ

• Zasilanie
• Ochrona mienia
• Instalacje

W niniejszym artykule opisano realizację pomysłu opracowania uniwersalnych zasilaczy przeznaczonych do stosowania w instalacjach bezpieczeństwa, które muszą niezawodnie działać w czasie pożaru. Do przeciwdziałania jego skutkom i w celu zapewnienia ochrony życia i zdrowia oraz mienia zasilacz musi dysponować odpowiednią mocą prądu przemiennego i stałego oraz zasobem energii dostępnej po zaniku zasilania podstawowego z sieci elektroenergetycznej. Na bazie istniejących norm i przepisów prawnych zaproponowano konstrukcję zasilacza, który faktycznie jest zasilaczem UPS i jednocześnie zasilaczem urządzeń przeciwpożarowych. W wyniku przyjętych założeń i wykonanego opracowania powstał innowacyjny zasilacz ZUP-230V zawierający zintegrowane źródła gwarantowanego napięcia przemiennego 230 V i stałego 24 V.

Więcej...

Szczegóły

Nadrzędna kategoria: Zabezpieczenia

Kategoria: PPOŻ

• Zasilanie
• Ochrona mienia
• Instalacje

Zasilanie w energię elektryczną elementów systemów sygnalizacji pożarowej oraz systemów kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepła jest jedną z kluczowych kwestii w zakresie zapewnienia prawidłowego funkcjonowania tych systemów po zainstalowaniu w obiektach budowlanych. Ilość elementów wchodzących w skład przedmiotowych systemów powoduje, że rozważając kwestię ich zasilania należałoby każdy z nich rozważyć indywidualnie, a następnie podejść do problemu kompleksowo i poddać analizie system jako całość. Jednak ze względu na ograniczenia redakcyjne w niniejszym artykule zostały przedstawione wymagania dla podstawowego elementu w zakresie zapewnienia prawidłowego zasilania, czyli zasilaczy. Celem stosowania zasilaczy w systemach sygnalizacji pożarowej (SSP) i systemach kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepła jest zapewnienie ciągłości dostawy energii elektrycznej dlatego muszą one spełniać określone wymagania formalne oraz konstrukcyjne, które opisano w dalszej części artykułu.

Więcej...

Szczegóły

Nadrzędna kategoria: Zabezpieczenia

Kategoria: PPOŻ

Systemy alarmowe – jak i ochrony przeciwpożarowej – muszą działać niezawodnie i skutecznie. Aby spełnić te wymagania należy pamiętać o właściwym zabezpieczeniu przepięciowym wspomnianych systemów, bowiem zagrożeniem dla ich poprawnej pracy mogą być m.in. przepięcia wynikające z zakłóceń w instalacjach niskiego napięcia, jak i te pochodzące od wyładowań atmosferycznych. Poniższy artykuł przedstawia problematykę ochrony przepięciowej w układach sygnalizacji włamania i napadu oraz w systemach ochrony przeciwpożarowej.

Wszelkie instalacje systemów sygnalizacji włamania i napadu (SSWiN) oraz kontroli dostępu (KD), ze względu na rozległe połączenia między centralą alarmową a poszczególnymi czujnikami lub sygnalizatorami, są szczególnie narażone na przepięcia indukowane w skutek pobliskich wyładowań atmosferycznych. Dlatego systemy te powinny być zabezpieczane urządzeniami zapewniającymi właściwą ochronę przeciwprzepięciową. Ochrona przepięciowa stanowi dość istotny koszt systemu sygnalizacji napadu i włamania. Mimo to absolutnie nie powinna być pomijana podczas projektowania i wykonywania takiego systemu, ponieważ straty związane z uszkodzeniem systemu lub jego części na skutek wystąpienia przepięcia mogą okazać się zdecydowanie wyższe niż koszt zastosowanych ograniczników SPD (z ang. Surge Protecting Device). W przypadku systemów przeciwpożarowych zadaniem ochrony przepięciowej jest zapobieganie uszkodzeniom sytemu oraz zapobieganie wywoływaniu fałszywych alarmów pożarowych na skutek powstałych zakłóceń wynikających z pojawiających się przepięć. Ze względu na rozległe rozmieszczenie czujek alarmowych systemy SAP (sygnalizacji alarmu pożaru), podobnie do systemów SSWiN, są szczególnie narażone na przepięcia indukowane. Zabezpieczenie centrali sygnalizacji pożaru (CSP) zapewnia zwiększenie skuteczności systemu i bezpieczeństwa całego chronionego obiektu.

Przepięcia elektryczne mogące uszkodzić poszczególne urządzenia systemu alarmowego mogą mieć dwojakie pochodzenie bowiem mogą być skutkiem:

• wyładowań atmosferycznych,
• operacji łączeniowych w stacjach energetycznych i rozdzielniach.

Jednak największy wpływ na powstawanie przepięć mają wyładowania atmosferyczne, które ze względu na miejsce ich występowania dzieli się na:

• uderzenie pioruna w napowietrzna linię zasilającą,
• bezpośrednie uderzenie pioruna w budynek,
• wyładowania atmosferyczne.

Aby sobie uzmysłowić skalę wielkości przepięć warto przypomnieć, że standardowa odporność urządzeń elektronicznych nie przekracza wartości 1,5 kV, natomiast podczas trafienia pioruna w linię zasilającą w przewodach instalacji zasilającej może pojawić się napięcie od kilku do kilkudziesięciu kV.

Dobierając środki ochrony odgromowej i przeciwprzepięciowej, należy uwzględnić wszystkie drogi, jakimi przepięcia mogą przedostać się do urządzeń alarmowych. Szczególną uwagę należy zwrócić na ochronę przed przepięciami występującymi w systemach transmisji sygnałów, np. w przewodach antenowych i liniach telekomunikacyjnych.

Aparatami do ochrony instalacji elektrycznych i urządzeń przed skutkami przepięć zarówno atmosferycznych jak i łączeniowych są ograniczniki i ochronniki przepięć.

Rozróżnia się dwa rodzaje ochronników tj.: ochronniki iskiernikowe zawierające szeregowo połączony iskiernik i warystor oraz ochronniki beziskiernikowe składające się tylko z warystora. Ochronniki przeciwprzepięciowe mogą być wyposażone w optyczny lub akustyczny wskaźnik uszkodzenia.

Drugą grupę urządzeń przeciwprzepięciowych stanowią ograniczniki, które służą do ochrony instalacji i urządzeń przed działaniem przepięć atmosferycznych indukowanych, przepięć wewnętrznych oraz przed bezpośrednim oddziaływaniem części prądu piorunowego. Wśród ograniczników przepięć wyróżnia się:

• Ograniczniki typu 1 – zwane popularnie ogranicznikami pierwszego stopnia ochrony. Są one instalowane na wejściu instalacji elektrycznej do obiektu. Służą do odcięcia i odprowadzenia do ziemi wchodzącego impulsu przepięciowego. Za ich pomocą zapewnia się ochronę odbiorników w przypadku bezpośredniego uderzenia pioruna w linię zasilającą lub odgromową budynku.
• Ograniczniki typu 2 – odpowiadają za ochronę instalacji i urządzeń zabudowanych wewnątrz budynku. Ich główną funkcją jest zapewnienie ochrony przed skutkami przepięć, które powstają w efekcie działania wyładowań atmosferycznych oraz procesów łączeniowych w sieci elektrycznej. Zabezpieczają także przed przepięciami powstałymi podczas zadziałania zabezpieczeń instalacji oraz przed przepięciami powstałymi w czasie załączania urządzeń elektrycznych np. spawarek czy silników.
• Ograniczniki typu 3 – służą do ochrony urządzeń elektroniki domowej tj. sprzętu AGD, RTV, komputerowego i pozostałej elektroniki użytkowej.

Ostatni z wymienionych rodzajów ograniczników najczęściej instaluje się przy chronionym urządzeniu, zaś typy 1 oraz 2 najczęściej montowane są w rozdzielnicy głównej. Na rynku ograniczników przepięć wyróżnia się także tzw. ogranicznik typu 1 kombinowany (1+2). Jest to urządzenie, które łączy w sobie właściwości ogranicznika 1 oraz 2, a zaletą jego stosowania jest oszczędność miejsca w rozdzielnicy oraz uzyskiwanie oszczędności wynikających z czasu i pieniędzy poświęconych n  montaż. Stosując taki ogranicznik w rozdzielnicy głównej, możemy zabezpieczać również urządzania, które są w jej pobliżu, a często jest to np. central  alarmowa. Są one gwarantem ochrony przed działaniem przepięć atmosferycznych. Ograniczniki tego typu zabezpieczają również przed przepięciami o charakterze łączeniowym. Urządzenia oznaczone jako 1 oraz 1+2 są instalowane przed licznikiem, po to aby chronić układ pomiarowy.

W systemach SSWiN od strony obwodu zasilania 230 V ochronie podlega praktycznie tylko centrala alarmowa zasilana poprzez transformator. Pozostałe elementy systemu są bowiem zasilane napięciem stałym z centrali. W takim przypadku ochrona centrali alarmowej jest wystarczająca jeśli w rozdzielnicy głównej zastosuje się ograniczniki typu 1 lub 1+2. Dodatkowo w rozdzielnicy lokalnej, z której zasilana jest centrala, należy zastosować ograniczniki typu 2. Ograniczniki typu 1 zapewniają zazwyczaj poziom ochrony poniżej 4 kV lub 2,5 kV, dlatego niezbędne jest zapewnienie drugiego stopnia ochrony przez zastosowanie ograniczników typu 2 w rozdzielnicy lokalnej. Ograniczniki przepięć w rozdzielnicy lokalnej powinny sprawić, że wartość szczytowa udarów będzie niższa od maksymalnych wartości napięć wytrzymywanych przez znajdujące się tam urządzenia. Zaleca się aby stosując ograniczniki typu 1 wybierać iskierniki, a nie wersje warystorowe o znacznie niższej odporności.

Jednak jak powszechnie wiadomo, każdy system alarmowy posiada także obwody sygnałowe do których zalicza się linie dozorowe, linie wyjściowe oraz magistrale transmisyjne, linie telefoniczne oraz magistrale danych do komunikacji z komputerem. Linie dozorowe można podzielić na linie dozorowe zwykłe, linie parametryczne czy adresowalne. Dziś najczęściej można spotkać się z liniami sparametryzowanymi podającymi informacje o stanie alarmowym czujki i jednocześnie mogące informować o sabotażu czy zwarciu/rozwarciu linii. Sparametryzowane linie dozorowe pozwalają zatem na wykorzystanie mniejszej liczby przewodów w odniesieniu do pozostałych typów linii dozorowych. Jest to korzystne rozwiązanie jeśli spojrzeć na to od strony przepięć, gdyż ogranicza to liczbę SPD, które dobiera się na napięcie pracy linii (12 V). Ograniczniki przepięć stosowane do ochrony linii sygnałowych powinny spełniać wymagania normy PN-EN 61643-21. W kartach katalogowych można spotkać się z oznaczeniami kategorii C1, C2, C3, D1 lub D2, które opisano w tabeli 1.

Robert Gabrysiak – mgr inż. elektrotechniki,
absolwent Wydziału Elektrycznego Politechniki
Poznańskiej o kierunku elektrotechnika

Szczegóły

Nadrzędna kategoria: Zabezpieczenia

Kategoria: PPOŻ

W niniejszym artykule przeczytają Państwo na temat detekcji i sygnalizacji pożaru w wybranych obiektach przemysłowych. Jednak aby przejść do przybliżenia sposobów zaradczych w sytuacjach niebezpiecznych związanych z zagrożeniem pożarowym, należy w pierwszej kolejności zapoznać się z podłożem tego typu sytuacji.

Aby zrozumieć mechanizmy ochrony przeciwpożarowej należy przede wszystkim wydzielić dwa obszary takiej ochrony. Pierwszym z nich jest ochrona obiektów budowlanych, które powinny spełniać wymagania podstawowe dla budynków w zakresie bezpieczeństwa pożarowego. Drugi obszar stanowi ochrona przeciwpożarowa procesu technologicznego, urządzeń i zasobów. Detekcja i sygnalizacja w tych zakresach ochrony to proces wyjątkowo trudny, ze względu na występujące i związane z procesem produkcyjnym zakłócenia środowiskowe. W wielu przypadkach wymaga to znalezienia specjalnych rozwiązań i urządzeń pozwalających na szybką i zweryfikowaną detekcję kryteriów pożaru. Odpowiednio wczesna detekcja sytuacji niebezpiecznej w przypadku ochrony budynków jest o tyle istotna, że dzięki temu możliwe będzie uruchomienie procedur oraz sterowań urządzeń i instalacji przeciwpożarowych. Pozwalają one bowiem na przeprowadzenie ewakuacji, ograniczają rozprzestrzenianie się ognia i dymu, uruchamiają instalacje gaśnicze, i – co istotne – pozwalają utrzymać w dostatecznym czasie warunki dla działania jednostek ratowniczo- gaśniczych.

Natomiast gdy mówimy o ochronie urządzeń technologicznych, musimy liczyć się z koniecznością zastosowania nietypowych rozwiązań technicznych. Przykładem jest wykrywanie zagrożenia pożarowego w ciągach transportu pneumatycznego materiałów sypkich i pyłów, rozlewisk cieczy palnych spowodowanych nieszczelnością rurociągów, czy też ulatnianiem się gazów palnych. Zjawiska pożarowe związane z procesem technologicznym, w których używane są materiały niebezpieczne pożarowo, wymagają zastosowania środków i urządzeń będących w stanie zadziałać bardzo szybko i zminimalizować skutki pożaru, lub poinformować wcześniej obsługę o nieprawidłowościach w procesie produkcyjnym. 

Ponadto należy zaznaczyć, iż istnieje wiele rodzajów procesów technologicznych, w których każda awaria instalacji może spowodować pożar i trudne do przewidzenia konsekwencje. Dlatego w większości przypadków nowoczesna technika detekcyjna zagrożeń pożarowych, stara się stosować takie metody i urządzenia, które mogą kontrolować stan instalacji technologicznych, aby wykrywać zmiany temperatury, zadymienia (transmisji), mogące stanowić sygnał o zagrożeniu.

Dopiero po opisie charakterystyki zagrożeń pożarowych możemy płynnie przejść do zaprezentowania czujek w roli urządzeń detekcyjnych w przypadku pożaru. Przede wszystkim, czujki powinny być odporne na działanie warunków środowiskowych w jakich przyjdzie im pracować.

Pierwszym typem czujek są liniowe czujki ciepła. Liniowa, nadmiarowo-różniczkowa czujka ciepła typu LIST przeznaczona jest do wykrywania i sygnalizowania energii cieplnej uwalnianej w czasie pożaru. Zasada działania czujki polega na pomiarze temperatury za pomocą sensorów umieszczonych w specjalnym kablu. Sensory pomiaru temperatury rozmieszczone zależnie od rodzaju kabla, co 1, 2, 4 i 8 m od siebie, pozwalają na dokładną lokalizację miejsca wystąpienia pożaru. Kabel sensoryczny mierzy temperaturę na całej swojej długości. Kabel jest zabezpieczony od wpływu wilgoci płaszczem bezhalogenowym i ekranem aluminiowym od wpływu zakłóceń pochodzenia elektromagnetycznego. System LIST składa się z kabla pomiarowego ze zintegrowanymi adresowalnymi sensorami mierzącymi temperaturę. Czujka ciepła LIST/ δ LIST/ES jest przeznaczona przede wszystkim do nadzorowania obiektów budowlanych, takich jak np. tunele samochodowe, kolejowe, metra, garaże czy lakiernie.

Innym typem czujki jest nadmiaroworóżniczkowa czujka ciepła typu Fibro Laser II serii „OTS Generation 2”. Przeznaczona jest ona do wykrywania i sygnalizowania energii cieplnej uwalnianej w czasie pożaru. Zasada działania czujki oparta jest na fizycznym efekcie Ramana, zachodzącym w tym przypadku w kwarcowej linii światłowodowej. Alarm pożarowy jest wyzwalany wówczas, gdy wystąpią w określonej strefie dozorowej trzy następujące kryteria: przekroczenie maksymalnego progu temperatury (określonego dla danej strefy), czasowe narastanie temperatury – różniczkowe (określone dla danej strefy), różnica temperatur pomiędzy miejscem pomiarowym a uśrednioną temperaturą strefy. To, jak jest zbudowany światłowodowy kable pomiarowy, można zaobserwować na poniższym obrazku. Dzięki szczególnej niewrażliwości na zakłócenia elektromagnetyczne, precyzyjnemu pomiarowi temperatury i miejsca zdarzenia liniowa czujka ciepła typu Fibro Laser II znajduje zastosowanie wszędzie tam, gdzie ze względu na występujące zakłócenia nie można zastosować czujek punktowych ciepła. Czujka Fibro Laser II jest przeznaczona przede wszystkim do nadzorowania obiektów i urządzeń, takich jak m.in.: budowle podziemne, strefy Ex zagrożone wybuchem, szyby kablowe czy schody ruchome.

Janusz Sawicki – prezes zarządu Instytutu
Bezpieczeństwa Pożarowego NODEX Sp. z o.o.

Szczegóły

Nadrzędna kategoria: Zabezpieczenia

Kategoria: PPOŻ

• Ochrona mienia
• Instalacje
• Oświetlenie

Projektowanie oświetlenia awaryjnego wymaga, poza znajomością przepisów, pewnych wiadomości praktycznych odnoszących się do różnych rodzajów opraw awaryjnych. Dotyczy to zarówno opraw wskazujących kierunek ewakuacji, jak i tych oświetlających drogi ewakuacyjne czy przestrzenie otwarte.

Więcej...

Szczegóły

Nadrzędna kategoria: Zabezpieczenia

Kategoria: PPOŻ

Druga część artykułu to prezentacja wyników symulacji komputerowej. Wstęp merytoryczny do symulacji został opublikowany w pierwszej części artykułu pt. „Wstęp teoretyczny do stworzenia algorytmów zadziałania systemów przeciwpożarowych z wykorzystaniem komputerowe symulacji pożaru” w OMiI 3/2015. Wyniki symulacji komputerowej zostały omówione, porównane i przeanalizowane. Dla najlepszego scenariusza pożaru stworzono algorytm sterowania urządzeniami i systemami. Należy podkreślić, że zastosowane systemy przeciwpożarowe służące zagwarantowaniu bezpiecznych warunków ewakuacji powinny załączać się w jak najkrótszym czasie od momentu wykrycia pożaru.

Wyniki symulacji komputerowej. Temperatura na wysokości 1,8 m od posadzki

Z wykonanych symulacji przedstawiono rysunki obrazujące wzrost temperatury podczas pożaru w chwili osiągnięcia wymaganego czasu bezpiecznej ewakuacji dla poszczególnych scenariuszy. W celu uzmysłowienia jak rozchodzi się temperatura po analizowanej przestrzeni zastosowano izopowierzchni – jasny kolor świadczy o temperaturze +60 °C, a ciemny kolor świadczy o temperaturze +50 °C.

Widoczność podświetlanych znaków ewakuacyjnych na wysokości 1,8 m od posadzki

Spośród zasymulowanych scenariuszy zilustrowano czasy, po których dym przekracza znamionowe wartości dostępnego czasu bezpiecznej ewakuacji oraz warunków panujących w chwili osiągnięcia wymaganego czasu bezpiecznej ewakuacji. W celu wizualizacji jak obniża się widzialność zastosowano izopowierzchnię – jasny kolor świadczy o spadku widzialność poniżej 5 m, a ciemny kolor świadczy o spadku widzialności poniżej 10 m.

Analiza i ocena skuteczności działania urządzeń przeciwpożarowych

Dla założonego rozwoju pożaru pierwsza czujka zadziałała po czasie 36 s. Na rys. 43. przedstawiono moment wejścia czujki pożarowej w stan alarmowania.

Rys. 43. Wykres zadziałania pierwszej czujki dymu

W pracy przyjęto, że klapy dymowe będą się otwierały w I stopniu alarmowania albo w II stopniu alarmowania, w zależności od scenariusza. Dla założonych czasów zadziałania ustawiono kontrolery odpowiadające za otwarcie klap dymowych. Załączenie klap dymowych nastąpiło w 66 s (30 s zwłoka po zadziałaniu pierwszej czujki) w I stopniu alarmowania.

Wykres zadziałania przedstawiono na rys. 44.

Rys. 44. Wykres zadziałania klapy dymowej w I stopniu alarmowania

W II stopniu alarmowania kurtyny otwierały się po czasie 210 s od zadziałania pierwszej czujki. Wykres zadziałania przedstawiono na rys. 45.

Rys. 45. Wykres zadziałania klapy dymowej w II stopniu alarmowania

Opis poszczególnych symulacji 

Symulacja nr 1. Jednoczesne zadziałanie kurtyny i klap dymowych w I stopniu alarmowania. Zadziałanie kurtyny dymowej w I stopniu alarmowania ogranicza rozprzestrzenianie się dymu do jednego zbiornika, a druga część pasażu pozostaje wolna od dymu. Otwarcie klap dymowych w początkowej fazie pożaru powoduje systematyczne usuwanie powstającego dymu. Jednak wraz z rozwojem pożaru klapy dymowe nie są w stanie odprowadzać na bieżąco rosnącej ilości uwalnianych gazów, co powoduje obniżenie się dymu po czasie około 170 s. W 198 s rozwoju pożaru dym ogranicza widoczność do mniej niż 10 m przy jednych drzwiach ewakuacyjnych. Intensywnie powstający dym spowodował, że po czasie 198 s od powstania pożaru kryterium DCBE zostało przekroczone, ale w tej samej chwili kończy się założony czas WCBE. Zastosowanie izopowierzchni obrazuje jak rozchodzi się widzialność na odcinki 5 m (kolor jasny) i 10 m (różowy ciemny). Temperatura przez cały okres rozwoju pożaru do chwili 198 s nie przekracza +50 °C na wysokości 1,8 m od poziomu posadzki. Dla temperatury również zastosowano izopowierzchnię, która przedstawia przemieszczanie się warstwy o temp. +60 °C (kolor jasny) i +50 °C (kolor ciemny). Biorąc pod uwagę zależność DCBE do WCBE dla scenariusza I-go można uznać, że warunki panujące podczas ewakuacji są bezpieczne. Warunek bezpiecznej ewakuacji jest spełniony.

Symulacja nr 2. Jednoczesne zadziałanie kurtyny i klap dymowych w II stopniu alarmowania. W początkowej fazie rozwoju pożaru można zaobserwować jak dym powoli wypełnia całą powierzchnię pasażu. Dym nieograniczony kurtyną dymową, ani też systemem do usuwania gorących gazów z pasażu przez klapy dymowe w 198 s pożaru ogranicza widoczność przy jednym z wyjść ewakuacyjnych. Równoznaczne jest to z przekroczeniem wartości DCBE. Wraz z czasem trwania pożaru widoczność zostaje ograniczona przy drugim wyjściu. Zadziałanie klap dymowych po czasie 246 s od momentu powstania pożaru powoduje odzyskanie widoczności przy drugim wyjściu. Z chwilą uruchomienia klap dymowych równocześnie zaczyna się opuszczać kurtyna dymowa, która blokuje rozchodzenie się pożaru w stronę drugiego zbiornika dymu. Po czasie ok. 100 s od momentu zadziałania klap i kurtyny z drugiego zbiornika, dym zostaje usunięty na zewnątrz. W chwili zakończenia zakładanego czasu bezpiecznej ewakuacji wynoszącej 378 s od momentu powstania pożaru, w zbiorniku dymu, w którym powstał pożar następuje ograniczenie widoczność dla ok. 30% powierzchni pierwszego zbiornika dymu. Temperatura przez cały okres WCBE nie wzrosła powyżej +50 °C na wysokości 1,8 m od posadzki. Zależność DCBE do WCBE pozwala stwierdzić, że warunki bezpiecznej ewakuacji są zagrożone.

Symulacja nr 3. Zadziałanie kurtyny w I stopniu alarmowania skutecznie ogranicza rozprzestrzenianie się dymu na drugą część pasażu. Brak równoczesnego zadziałania klap dymowych z kurtyną powoduje, że w 187 s pożaru zostaje przekroczony dostępny czas bezpiecznej ewakuacji. Pierwszym czynnikiem utrudniającym prowadzenie ewakuacji był dym, który ograniczył widoczność do mniej niż 10 m. Zadziałanie klap dymowych po czasie 210 s zwłoki od wykrycia pożaru powoduje rozrzedzenie nagromadzonego się dymu w zbiorniku objętym pożarem. Od momentu otworzenia się klap dymowych widzialność w pasażu powiększa się w środkowej jego części. Wraz z rozwojem pożaru widzialność przy drzwiach ewakuacyjnych maleje. W momencie osiągnięcia WCBE wynoszącego dla analizowanego scenariusza 378 s jedna trzecia pierwszego zbiornika dymu nie spełnia minimalnej widzialności 10 m. Przez cały okres trwania oszacowanej ewakuacji temp. nie przekracza +50 °C. Kryterium widoczności w omawianym scenariuszu nie pozwala na przeprowadzenie bezpiecznej ewakuacji w trakcie wymaganego czasu bezpiecznej ewakuacji.

Symulacja nr 4. Otwarcie się klap dymowych w I stopniu alarmowania i rozsunięcie się kurtyny dymowej w II stopniu alarmowania powoduje, że dym rozchodzi się równomiernie po całej powierzchni pasażu i stopniowo jest usuwany z powierzchni budynku. Tak określone współdziałanie dwóch systemów pozwala na utrzymanie w najdłuższym okresie czasu warunków sprzyjającym prowadzeniu ewakuacji. Przekroczenie DCBE następuje po 220 s spalania się materiałów. W okresie od 220 do 290 s w zbiorniku nieobjętym pożarem przy wyjściu ewakuacyjnym następuje ograniczenie widoczności. Opuszczenie się kurtyny w 246 s ogranicza dalsze rozchodzenie się dymu po całej powierzchni pasażu. Dym nagromadzony w drugim zbiorniku dymu zostaje usunięty, umożliwiając ewakuację z drugiej części obiektu. Po czasie 378 s widzialność w zbiorniku objętym pożarem jest możliwa tylko w jego 70%. Temperatura w analizowanej symulacji nie przekracza +50 °C na wysokości 1,8 m od posadzki. Scenariusz czwarty nie spełnia kryterium wystarczającego do przeprowadzenia bezpiecznej ewakuacji w trakcie WCBE wynoszącego 378 s.

Symulacja nr 5. W tym scenariuszu działa tylko kurtyna dymowa. Rozsunięcie kurtyny dymowej następuję w I stopniu alarmowania, co sprzyja szybkiemu nagromadzeniu się dymu w pierwszym zbiorniku dymu. Brak systemu do odprowadzania gazów pożarowych powoduje, że dym po 187 s zaczyna ogranicza widoczność do 10 m. Po upływie 198 s od momentu powstania pożaru określanym jako WCBE, dym ograniczył widoczność na odcinku około 10 m od drzwi ewakuacyjnych. Temperatura podczas ewakuacji nie przekracza +50 °C na wysokości 1,8 m od poziomu posadzki. Założenie scenariusza, w którym zadziałał tylko system do ograniczania rozprzestrzeniania się dymu powoduje przekroczenie DCBE pod względem progowych widzialności na wysokości 1,8 m od posadzki.

Symulacja nr 6. Zadziałanie tylko klap dymowym powoduje podobnie jak w scenariuszu nr 4 miarowe rozchodzenie się dymu po całej powierzchni pasażu ze stopniowym odprowadzaniem produktów spalania na zewnątrz budynku. System usuwania dymu jest w stanie zapewnić 220 s warunków bezpiecznej ewakuacji. Po tym okresie następuje przekroczenie wartości DCBE. Temperatura przez cały okres WCBE w pasażu nie przekracza +50 °C. Warunek bezpiecznej ewakuacji dla analizowanych założeń jest spełniony na skutek dodatniej wartości uzyskanej z stosunek DCBE do WCBE.

Symulacja nr 7. Symulacja nr 7 to powolny proces spalania niezakłócony działaniem żadnego systemu ograniczającego rozchodzenie się dymu oraz odpowiedzialnym za jego usuwaniem. W początkowej fazie rozwoju pożaru można zaobserwować jak gwałtowny proces tworzenia się dymu może powstać z materiałów sprzedawanych w centrach handlowych oraz jak dym się rozprzestrzenia po powierzchniach pasażu. Symulacja ta jest wyjściowym scenariuszem, od którego modeluje się zadziałanie i współdziałanie systemów przeciwpożarowych. Weryfikuje się wcześniejsze założenia, pod kątem zagwarantowania jak najbezpieczniejszych warunków ewakuacji ludzi z budynku. Od momentu przekroczenia 10 m widzialności w chwili 187 s widzialność sukcesywnie zmniejszana się. Po 378 s od momentu powstania pożaru widzialność w 70% modelowanej powierzchni jest mniejsza niż 10 m.

Dla opisanych symulacji przedstawiono w tabeli 1 najważniejsze czasy charakteryzujące uznanie warunków ewakuacji za zagrażającą życiu ludzi.

Tabela 1. Najważniejsze czasy opisujące warunki uznania ewakuacji za niebezpieczną

Warunkiem bezpiecznej ewakuacji jest spełnienie kryterium, aby dostępny czas bezpiecznej ewakuacji był dłuższy bądź równy wymaganemu czasowi bezpiecznej ewakuacji.

Z przeanalizowanych symulacji DCBE okazał się równy z WCBE dla symulacji pierwszej i dłuższy dla symulacji szóstej. Wynika z tego, że założone algorytmy zadziałania dla scenariuszy nr 1 i 6 są w stanie zapewnić opuszczającym osobom budynek odpowiednie warunki bezpiecznej ewakuacji.

Spośród zasymulowanych scenariuszy zdarzeń stworzono tabelę porównującą symulacje pod względem warunku, który jako pierwszy zagroził ewakuacji i spowodował przekroczeniem DCBE oraz warunki końcowe panujące w chwili opuszczenia wszystkich ewakuujących się osób.

Tabela 2. Zestawienie parametrów WCBE i DCBE pod względem kryterium widzialności na wysokości 1,8 m od posadzki.

Rozpatrując symulacje pod kątem scenariusza, w który po najdłuższym czasie występuje zagrożenie bezpiecznej ewakuacji charakteryzuje się scenariusz nr 4 i 6. Scenariusz nr 4 zakłada otwarcie klap dymowych w I stopniu alarmowania, a rozsunięcie kurtyny dymowej w II stopniu alarmowania, natomiast scenariusz nr 6 zakłada działanie tylko klap dymowych w I stopniu alarmowania. W obydwu scenariuszach przekroczenie DCBE zachodzi po upływie 220 s od momentu powstania pożaru. Scenariusz nr 4 w rezultacie posiada ujemny stosunek DCBE do WCBE. Z kolei biorąc pod uwagę warunki widzialności dla ewakuowanych osób panujące w chwili osiągnięcia WCBE najlepsze założenia zapewnia scenariusz nr 6.

Porównując symulacje pod kątem wybrania najlepszego scenariusza zdarzeń, cechującego się możliwie najwyższym stanem bezpieczeństwa okazał się scenariusz nr 6. Wybór najlepszego scenariusza podyktowany był najdłuższym czasem do przekroczenia warunków krytycznych w stosunku do szacowanego czasu opuszczenia przez wszystkie osoby budynku. Margines bezpieczeństwa obliczony z założenia wzoru nr (4) wyniósł 22 s. Poza tym, scenariusz nr 6 posiadał najmniejsze ograniczenie widoczności w momencie 198 s uznanej jako wymagany czas bezpiecznej ewakuacji. 

Analizując scenariusze, które nie spełniły warunku DCBE – WCBE ≥ 0 nie mogą być od razu uznane, że nie są w stanie zapewnić warunków do ewakuacji. Pomimo odcięcia jednej drogi ucieczki z trzech występujących w budynku po czasie dla scenariusza nr 2 – 198 s, dla scenariusza 4 – 220 s oraz dla scenariuszy nr 3 i 5 – 187 s pozostają jeszcze 2 wyjścia ewakuacyjne. Przypuszczalny rozwój ewakuacji dla algorytmu nr 2 – po czasie 198 s pozostałoby nieograniczone dymem 57% szerokości wyjść ewakuacyjnych, którymi osoby mogłyby opuścić budynek. Sugerując się wyliczeniem matematycznym wykorzystano ponownie wzór na obliczenie czasu przemieszczania się ewakuowanych osób po zmniejszonej szerokości wyjść ewakuacyjnych. Utrata 3 m z szerokości wyjścia ewakuacyjnego wydłuży czas ewakuacji o dodatkowe 83 s. Wymagany czas bezpiecznej ewakuacji wyniósłby 461 s. Poniżej przedstawiono warunki widzialności w chwili osiągnięcia WCBE po korekcie.

Zadziałanie kurtyny dymowej w II stopniu alarmowania uniemożliwia przedostawanie się dymu do drugiego zbiornika, który przez wydłużony okres ewakuacji ludzi pozostaje w miarę wolny od dymu. Zadziałanie klap dymowych spowoduje odprowadzanie nagromadzonego dymu w zbiorniku nieobjętym pożarem, dając tym samym możliwość ewakuacji wszystkich osób z budynku. Wobec tego scenariusz nr 2 pomimo przekroczenia DCBE w momencie 198 s jest w stanie zagwarantować opuszczenie budynku przez wszystkie osoby w wydłużonym czasie ewakuacji. 

Wnioski

Utrudnieniem ewakuacji w centrach handlowych jest powstający gęsty dym z produktów sprzedawanych i magazynowanych, dlatego odpowiednie założenie i wykonanie instalacji odprowadzających dym i ciepło jest tak ważne, by utrzymać wymagane warunki temperaturowe i widoczności na drodze ewakuacyjnej podczas trwania ewakuacji.

W pracy zaobserwowano, że otwarcie klap dymowych w I stopniu alarmowania w stosunku do II stopnia alarmowania powoduje zmniejszenie temperatury występującej w zbiorniku nieobjętym pożarem na skutek wcześniejszego rozpoczęcia odprowadzania dymu przez klapy. Zadziałanie kurtyny dymowej w I stopniu alarmowania (w początkowej fazie rozwoju pożaru) skutkuje ograniczeniem przemieszczenia się dymu do drugiego zbiornika nieobjętego pożarem.

Biorąc pod uwagę najniższą maksymalną temperaturę panującą w czasie ewakuacji na wysokości 1,8 m od poziomu posadzki spośród wszystkich przeprowadzonych symulacji, posiada scenariusz szósty zakładający otwarcie klap dymowych w I stopniu alarmowania. W trakcie trwania symulacji nr 6 maksymalna temperatura panująca podczas ewakuacji nie przekroczyła +40 °C. Wszystkie przeprowadzone symulacje pod względem temperaturowym spełniają warunek nie przekroczenia wartości +50 °C mierzonej na wysokości 1,8 m od poziomu posadzki w trakcie wymaganego czasu bezpiecznej ewakuacji.

Z zasymulowanych algorytmów zdarzeń, warunek widzialności zapewniły tylko dwa scenariusze. Tymi algorytmami są: scenariusz nr 1 zakładający jednoczesne zadziałanie kurtyny dymowej i klap dymowych w I stopniu alarmowania oraz scenariusz nr 6 ustalony na otwarcie się tylko klap dymowych w I stopniu alarmowania. W obu przypadkach ewakuacja z budynku została zakończona zanim powstały warunki zagrażające jego użytkownikom. Założony algorytmy zadziałania urządzeń przeciwpożarowych w scenariusza nr 1 i 6 jest w stanie utrzymać stabilne warunki ewakuacji. Wybrano, że najlepszym algorytmem zadziałania, cechującym się możliwie najwyższym stanem bezpieczeństwa jest scenariusz nr 6, zakładający zadziałanie jedynie klap dymowych w I stopniu alarmowania. Wybór najlepszego scenariusza dla przedmiotowego obiektu użyteczności publicznej wynikał z najdłuższego czasu, po którym powstające warunki krytyczne zagrażają ewakuowanym osobom. Margines bezpieczeństwa obliczony z założenia DCBE – WCBE wyniósł 22 s. Ponadto scenariusz nr 6 posiadał najmniejsze ograniczenie widoczności w momencie osiągnięcia wymaganego czasu bezpiecznejewakuacji ustalonego dla I stopnia alarmowania 198 s.

Scenariusze nr 2, 3, 4, 5, dla których dostępny czas bezpiecznej ewakuacji był mniejszy niż wymagany czas bezpiecznej ewakuacji zaistniało narażenie życia i zdrowia użytkowników budynku. W podanych scenariuszach w pierwszych czterech minutach od momentu powstania pożaru na skutek dużego zadymiania został przekroczony warunek widzialność na wysokości 1,8 m od posadzki, który spadł poniżej 10 m. Z chwilą utraty widzialności następowało przekroczenie dostępnego czasu bezpiecznej ewakuacji. W celu poprawy warunków bezpieczeństwa na drodze ewakuacyjnej panujących w analizowanym obiekcie dla niespełniających kryteriów scenariuszy można zastosować samoczynne urządzenia gaśnicze wodne, których zastosowanie wpłynie na opóźnienie rozwoju pożaru. Powiększenie o 250% powierzchni czynnej klap dymowych oraz otworów dolotowych sprawi, że powstający dym będzie w miarę na bieżąco usuwany na zewnątrz budynku. Zastosowanie jednego z dwóch rozwiązań wpłynie na wydłużenie dostępnego czasu bezpiecznej ewakuacji.

Podsumowując pracę nasuwa się wniosek, że zastosowane systemy przeciwpożarowe służące zagwarantowaniu bezpiecznych warunków ewakuacji powinny załączać się w jak najkrótszym czasie od momentu wykrycia pożaru, czyli w I stopniu alarmowania. Zaproponowanie zadziałania systemów w II stopniu alarmowania w stosunku do I stopnia alarmowania powoduje wydłużenie zakładanego wymaganego czasu bezpiecznej ewakuacji o czas różnicy w alarmowaniu. W rezultacie WCBE jest za długi do DCBE, ponieważ użyte systemy spełniające wytyczne normowe nie są w stanie przez tak długi okres czasu zapobiec powstaniu czynników zagrażających użytkownikom budynku.

Dla najlepszego scenariusza zadziałania systemów przeciwpożarowych stworzono algorytm zaprezentowany na rys. 47.

Opisując najlepszy scenariusz zadziałania i współdziałania systemów oraz urządzeń przeciwpożarowych jakim jest otwarcie klap dymowych w I stopniu alarmowania, zauważono jak wczesne wygenerowanie alarmu II stopnia wpływa na przebieg ewakuacji. Wymagany czas bezpiecznej ewakuacji zakończy się zanim powstaną warunki krytyczne.

Dla zasymulowanych scenariuszy zdarzeń przygotowano algorytm alarmowania (rys. 48). Moment wciśnięcia ROP-a ustalono na 15 s po zadziałaniu I czujki.

Analizując stworzony algorytm widać jak przekłada się szybkie zaalarmowanie ludzi na ich bezpieczeństwo. Praca odrzuca klasyczne zadziałanie z II stopnia alarmowania w wyniku jednej czujki plus czas na zwłokę wynoszącą 210 s, ponieważ po tak długim okresie czasu następuje zagrożenia życia ludzkiego. Alarmowanie z I stopnia powoduje szybszą reakcję na zdarzenie przebywających w budynku osób oraz tym samym umożliwia zakończenie ewakuacji przed wystąpieniem czynników krytycznych.


mgr inż. Łukasz Chołuj

Zespół Laboratoriów
Sygnalizacji Alarmu Pożaru i Automatyki
Pożarniczej CNBOP-PIB

Szczegóły

Nadrzędna kategoria: Zabezpieczenia

Kategoria: PPOŻ

Urządzenia przeciwpożarowe zostały zdefiniowane w rozporządzeniu MSWiA w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów [2]. Generalną zasadą zapewniającą prawidłowość ich działania jest prawidłowe zasilanie i sterowanie. Patrząc na stawiane im wymagania skoncentrować się należy na tym, aby osiągnąć efekt końcowy – zapewnić ich normalne, bezawaryjne działanie w warunkach pożaru. W praktyce możliwe jest to sprawdzenie jedynie w jeden sposób – podczas pożaru, ale jest to metoda destrukcyjna, niemożliwa do zrealizowania w normalnych warunkach. Pożar jest zdarzeniem wyjątkowym, ale dla większości urządzeń – stanem ich normalnej pracy, muszą, więc one zostać zaprojektowane i wykonane z dużą rezerwą, obejmującą ewentualne nieprzewidziane zdarzenia, które w czasie eksploatacji mogą wystąpić. Dlatego też w stosunku do wielu z nich przeprowadzane są badania określające ich przydatność do zastosowania w ochronie przeciwpożarowej [3].

Jednym ze szczególnych wymagań są wymagania w zakresie zasilania i sterowania urządzeń, które obejmuje dwa stany ich pracy – stan do momentu wykrycia pożaru i pracę w warunkach pożaru. W zależności od tych dwóch stanów dobierane są rozwiązania techniczne zapewniające ich funkcjonowanie.

Obejmują one:

• źródła zasilania urządzenia,
• sposób ich zasilania,
• dobór elementów rozdzielczych i łączeniowych, 
• zastosowanie odpowiednich kabli,
• właściwe usytuowanie (bezpieczne) z punktu
• widzenia ochrony przeciwpożarowej,
• odpowiedni moment ich uruchomienia,
• odporność na zakłócenia.

W literaturze często spotykane jest sformułowanie doskonale oddające ideę takich rozwiązań, mowa jest o kablach ze zintegrowanymi elementami zapewniającymi podtrzymanie funkcji. Z punktu widzenia działania systemów jest to bardzo dobre określenie obejmujące całość kwestii związanych z zasilaniem w budynku – począwszy od miejsca usytuowania złącza, przeciwpożarowego wyłącznika prądu, rozdzielni elektrycznej, sposobu prowadzenia i rodzaju kabli i mocowań, oraz innych elementów wpływających na ich działanie.

Niezależne zasilanie

Pewność zasilania urządzeń przeciwpożarowych można uzyskać realizując połączenie szeregu wymagań opisanych wcześniej, jednak największym problemem jest zapewnienie dwóch źródeł zasilania. Przepisy [1] nakazują zastosowanie zasilania z dwóch niezależnych źródeł – podstawowego i rezerwowego.

Definicję niezależnych źródeł zasilania można znaleźć w normach dotyczących projektowania instalacji tryskaczowej oraz normie PN-HD 60364-5-56 [9]. Zgodnie z zawartymi tam zapisami: PN-M-51540 [16] (norma nieobowiązująca traktowana na zasadzie wiedzy technicznej), oraz VDS CEA 4001:2003-01(01), „ …za dwa niezależne zasilania w energię elektryczną uznaje się takie dwa ciągi zasilania (linie, aparaty rozdzielcze), które nie mają żadnego wspólnego elementu systemu rozdziału energii do poziomu napięcia rozdzielczego 110 kV”.

W normie PN-HD 60364-5-56:2010+A1:2011 [17], wprowadzonej jako obligatoryjna do stosowania po opublikowaniu rozporządzenia Ministra Infrastruktury zmieniającego rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [15], znajduje się definicja „niezależności zasilania”.

Rozróżnia ona następujące źródła elektryczne do stosowania w instalacji bezpieczeństwa: 

• akumula
• tory,ogniwa galwaniczne,
• zespoły prądotwórcze niezależne od podstawowego zasilania,
• oddzielna linia sieci zasilającej, która skutecznie uniezależnia od podstawowej linii zasilającej.

Ponadto norma [17] określa, że: „oddzielne niezależne linie sieci zasilającej nie powinny służyć, jako elektryczne źródła instalacji bezpieczeństwa, chyba, że można zagwarantować, że nie jest możliwe, aby te dwa źródła zasilania jednocześnie uległy uszkodzeniu”. 

Ważne!

Doboru poszczególnych źródeł dokonuje się na podstawie tego, co mają zasilać w przypadku zaniku napięcia zasilania podstawowego. Powyższe wymaganie nie dotyczy instalacji sygnalizacji pożarowej i dźwiękowych systemów ostrzegawczych, których zasady zasilania rezerwowego określone są w normie EN-54-4 oraz systemów oddymiania, których zasady zasilania rezerwowego określone są w normie serii EN-12101-10. Podobnie jest z instalacjami gaśniczymi.

Powyższe akty prawne w sposób ogólny odnoszą się do kwestii związanych z zasilaniem, pozostawiając do decyzji projektantów i rzeczoznawców szeroki zakres urządzeń, które logika nakazuje zasilić z dwóch źródeł, ale przepisy wprost takiej potrzeby nie wskazują.

Należą do nich:

• zasilanie napowietrzania,
• zasilanie elementów przeciwpożarowych wyłączników prądu,
• przeciwpożarowe klapy odcinające (PKO) opisane w normie EN 15650 [18],
• klapy odcinające wentylacji pożarowej KOWP opisane w normie EN 12101-8 [19],
• obwody bezpiecznego zasilania urządzeń.

Zasilanie napowietrzania w systemach oddymiania

Bramy (doki załadunkowe) w myśl normy PN-B-02877-4 [4] można wykorzystać do napowietrzania w przypadku uruchomienia oddymiania. W przytoczonej normie mamy wskazane podstawowe zasady projektowania klap oddymiających, przy czym nie jest dokładnie wskazane jak te klapy są uruchamiane i jak sterowane. Dostępne rozwiązania bazują na klapach uruchamianych pojedynczo, kiedy w ich otoczeniu wzrośnie temperatura – pneumatycznie lub mechanicznie, z lokalnej skrzynki sterującej, do której można też doprowadzić sygnał uruchamiający oraz systemy elektryczne uruchamiane z dedykowanych central sygnałem pochodzącym z systemu detekcji dymu. Napowietrzanie natomiast może być zrealizowane automatycznie lub ręcznie przez obsługę w momencie wykrycia pożaru, takie rozwiązanie jednakże wymaga odpowiedniego przeszkolenia obsługi, zapewnienia dodatkowych możliwości otwarcia bram i wreszcie – co jest podstawowe – informacji o pożarze i uruchomieniu oddymiania.

W praktyce jest to niemożliwe przy lokalnych, niesterowanych centralnie rozwiązaniach. Klapy nie posiadają wyłączników krańcowych, nie są monitorowane ich położenia, a to ile ich zadziała zależy od temperatury wokół nich. Dla systemów oddymiania kluczowe zatem staje się zapewnienie możliwości automatycznego otwarcia otworów napowietrzających, można to zrealizować w dwojaki sposób: stosując zasilanie z sieci elektroenergetycznej przed przeciwpożarowym wyłącznikiem prądu kablem o odporności ogniowej, z układem monitorowania położenia klap i bram, oraz odłączenia ich zasilania po otrzymaniu potwierdzenia otwarcia. Takie rozwiązanie jest kosztowne i często bardzo skomplikowane – wymusza konieczność stosowania układów automatyki, a i technicznie jest trudne do wykonania.

Drugie rozwiązanie to zastosowanie lokalnych zasilaczy pożarowych, zgodnych z wymaganiami stawianymi zasilaczom systemów sygnalizacji pożarowej i systemów oddymiania. Zasilacz taki posiada styki, które monitorują (przyjmują) informację o zadziałaniu klapy, jeśli to nastąpi wysterowują otwarcie napowietrzania hali.

Zasilanie elementów wykonawczych przeciwpożarowych wyłączników prądu (PWP)

W praktyce mamy trzy metody odłączenia napięcia:

1) metoda mechaniczna – polegająca na zastosowaniu mechanicznych wyłączników sterowanych ręcznie,

2) metoda wzrostowa,

3) metoda podnapięciowa.

Poszczególne metody mają swoje wady i zalety, których świadomość istnienia powinien wykorzystać projektant stosując odpowiednie rozwiązanie, przy czym należy uwzględnić poniższe kwestie.

Metoda wzrostowa polega na zastosowaniu elektromagnetycznych wyzwalaczy napięciowych wzrostowych, nazywanych powszechnie cewkami wybijakowymi. W praktyce stosuje się prosty obwód sterowniczy ze zestykiem zwiernym łącznika sterującego, który załącza wyzwalacz napięciowy wzrostowy wyłącznika. Taki sposób sterowania stosują również renomowane firmy w fabrycznych układach automatyki SZR i innych. Czy jest to poprawne?

W razie przerwania obwodu sterowniczego (wskutek niedbałego wykonania połączeń, zanieczyszczenia styków, uszkodzenia przewodów podczas robót budowlanych itp.), a przede wszystkim braku napięcia wyzwolenia – układ będzie niesprawny i nie zostanie to zauważone. Strażacy po pobudzeniu łącznika sterującego przystąpią do akcji gaśniczej, nie zdając sobie sprawy, że wyłączenie nie nastąpiło. Może dojść do porażenia prądem członków ekip ratowniczych.

Stąd pojawiła się propozycja zapewnienia zasilania rezerwowego w takich obwodach. Zasadne staje się tu zastosowanie zasilaczy rezerwowych, a ponieważ mamy tu do czynienia z urządzeniem przeciwpożarowym – zasilaczy spełniających wymagania norm PN-EN 54-4 [12] oraz PN-EN 12101–10 [11], a także Mandatu 109 KE [20]. Zasilacz taki umożliwia w przypadku zaniku napięcia wyłączenie zasilania z rezerwowego źródła przez czas potrzebny do usunięcia uszkodzenia, lub naprawy instalacji.

Metoda podnapięciowa (zanikowa) polega na zastosowaniu elektromagnetycznych wyzwalaczy zanikowych. Stosuje się łącznik sterujący ze zestykiem rozwiernym i wyzwalacz zanikowy w wyłączniku głównym. Jest to metoda znacznie bardziej niezawodna niż poprzednia (z punktu widzenia tzw. zadziałań zanikowych, powszechnie stosowanych w automatyce pożarowej), ale rzadko stosowana, bo każdy krótkotrwały zanik lub głęboki zapad napięcia powoduje zadziałanie zbędne i przerwę w zasilaniu. Konieczne jest ponowne ręczne włączenie zasilania przez obsługę. Może dochodzić do długotrwałych przerw w funkcjonowaniu obiektu, jeżeli nie ma stałej obsługi.

Podobnie jak przy metodzie wzrostowej nie będzie tego problemu, jeżeli sterowanie jest zasilane z rezerwowego źródła zasilania, jakim jest zasilacz urządzeń przeciwpożarowych.

Klapy przeciwpożarowe i klapy wentylacji pożarowej

Pod tym pojęciem rozumieć należy dwa rodzaje klap: te, które zamykają się w przypadku pożaru (rys. 1a), jak i te, które otwierają się w przypadku pożaru – są sterowane i służą do odymiania lub napowietrzania (rys. 1b). Różnica polega na zasadzie ich działania: 

Przeciwpożarowe klapy odcinające (PKO) zawsze zamykają się w przypadku pożaru (przechodzą do „bezpiecznego położenia pożarowego”) – rys. 1a.

Klapy odcinające wentylacji pożarowej (KOWP) są dwukierunkowe – zależnie od ich funkcji w instalacji mają dwa położenia robocze w trakcie pożaru:

1) zamknięte – rys.1a) – klapy w tym przypadku służą do zapobiegania zadymieniu,

2) otwarte – rys. 1b) – klapy w tym przypadku służą do oddymiania lub napowietrzania.

a) przeciwpożarowa klapa odcinająca PKO EN 15650 b) klapa odcinajaca wentylacji pożarowej EN 12101-8

Powszechnie przyjęto, iż najbezpieczniejsze pod względem ochrony przeciwpożarowej są klapy zasilane napięciem 24 VDC, więc w tym celu powszechnie stosuje się w ich obwodach zasilacze 230 AC/24 VDC o mocy dobranej do ilości siłowników klap, które są zasilane. Jednak często stosowane są również klapy zasilane napięciem 230 VAC. Ze względu na koszty rzadko są to zasilacze posiadające dopuszczenia do stosowania w ochronie przeciwpożarowej, najczęściej nie są one wyposażone w układy podtrzymania napięcia.

Co w działaniu przeciwpożarowych klap odcinających jest najważniejsze – otóż to żeby zadziałały wtedy, gdy rzeczywiście nastąpi ich wysterowanie sygnałem alarmu pożarowego, a nie przypadkowo w momencie krótkotrwałego zaniku napięcia zasilania. Położenie klap musi być monitorowane w systemie SSP lub systemie integrującym, zatem każdy niekontrolowany zanik napięcia powoduje ich zadziałanie, system nadzorujący odbiera wówczas kilkadziesiąt lub w skrajnych wypadkach kilkaset sygnałów, centrala jest zajęta przetwarzaniem tych sygnałów – zamiast przetwarzać informacje, do których została stworzona zajmuje się przyjmowaniem niepotrzebnych sygnałów, podobnie po powrocie napięcia i przywróceniu klap do pozycji wyjściowej – sytuacja się powtarza.

Zastosowanie zasilaczy urządzeń przeciwpożarowych zarówno w obwodach klap zasilanych napięciem 24 V jak i 230 V powoduje, że nie następuje opisana wcześniej sytuacja. W skrajnym przypadku centrala pożarowa otrzymuje zbiorczy sygnał o uszkodzeniu zasilania. 

Bardzo niebezpieczna jest również sytuacja, gdy mamy różne obwody zasilania klap i wentylatorów, nastąpić może wówczas sytuacja, w której klapy przypadkowo zostają zamknięte, a wentylatory nadal pracują – może to doprowadzić w skrajnym przypadku do uszkodzenia całego systemu wentylacji.

Obwody bezpiecznego zasilania urządzeń

Do obwodów bezpiecznego zasilania urządzeń zaliczyć można obwody zasilające drzwi i bramy pożarowe, systemy zasysające czujek dymu, układy zasilające podtrzymujące układy sterowania w elementach automatyki pożarowej itp. 

W układach tych chodzi w praktyce o zapewnienie ich działania nie tyle w warunkach pożaru, co w przypadku zaniku napięcia podstawowego. Ważne jest, aby w przypadku zasilania różnych urządzeń z jednego zasilacza uszkodzenie w jednym obwodzie nie wpływało niekorzystnie na działanie innego obwodu. Powszechne jest pewne nieprawidłowe połączenie zasilania różnych urządzeń, np. klap (PKO), sygnalizatorów, czujek zasysających, i np. zasilania drzwi do jednego wspólnie zabezpieczonego bezpiecznikiem wyjścia zasilacza. Poszczególne urządzenia spełniają w ochronie przeciwpożarowej różne funkcje, jedne działają w warunkach pożaru, inne natomiast pełnią jedynie funkcje pomocniczą, jedne wykonane są zespołami kablowymi, inne zwykłym przewodem elektrycznym – zatem uszkodzenie w jednym obwodzie powoduje zwarcie i odcięcie zasilania do pozostałych urządzeń.

W celu ograniczenia takich sytuacji należy stosować specjalne listwy rozdzielające zasilanie na poszczególne obwody z odrębnymi zabezpieczeniami. Uszkodzenie w każdym z nich jest sygnalizowane jako alarm techniczny w zasilaczu, który z kolei jest monitorowany w systemie SSP.

mł. bryg. mgr inż. Edward Skiepko – pracownik Szkoły Głównej
Służby Pożarnej, ekspert SITP i SIBP w zakresie zasilania urządzeń
przeciwpożarowych, od 2007 roku rzeczoznawca do spraw zabezpieczeń
przeciwpożarowych

mgr inż. Dariusz Cygankiewicz – MERAWEX Sp. z o.o.

Szczegóły

Nadrzędna kategoria: Zabezpieczenia

Kategoria: PPOŻ

Urządzenia przeciwpożarowe służą ochronie życia i mienia, stąd opracowano dla nich normy międzynarodowe, europejskie oraz wymagania krajowe, z których do najostrzejszych należą polskie i niemieckie. Polscy producenci opracowują zasilacze do tych urządzeń, zgodne z normami EN54-4 oraz EN12101-10, co potwierdzają certyfikaty wydane przez polską jednostkę CNBOP, a także niemiecką VdS.

Biorąc pod uwagę jakość napięcia wyjściowego zasilacze, w sensie ogólnym, dzielą się na stabilizowane, gdzie napięcie utrzymywane jest na stałym poziomie, niezależnie od fluktuacji prądu oraz zasilacze niestabilizowane, w których napięcie na wyjściu może ulegać zmianie wraz z fluktuacją prądu.

Zasilacze konstruowane są jako uniwersalne lub specjalizowane z przeznaczeniem do konkretnych zastosowań. 

Inny podział uwzględnia sposób przetwarzania prądu. Stąd też zasilacze dzielą się na trzy grupy. Do pierwszej zaliczyć można urządzenia zasilające, które przekształcają prąd przemienny na stały. Nie małą grupę stanowią także przetwornice DC/DC, które mają za zadanie zmianę wartości napięcia prądu stałego. Oprócz tego w urządzeniach elektroniki i automatyki bardzo często zastosowanie znajdują inwertery DC/AC przetwarzające prąd stały na przemienny.

Ze względu na sposób zmiany wielkości napięcia wyróżnia się zasilacze transformatorowe, w których elementem dopasowującym jest transformator oraz zasilacze beztransformatorowe dopasowujące napięcie przy użyciu układów elektronicznych.

W procesie przekształcania prądu przemiennego na stały można wyróżnić kilka etapów. 

W pierwszej kolejności odbywa się tzw. prostowanie, czyli zamiana prądu przemiennego z sieci elektroenergetycznej na prąd stały.  Kolejny etap to transformacja napięcia. Są to działania związane z dostarczaniem napięcia, którego wartość jest odpowiednia dla zasilanego urządzenia. W następnej fazie odbywa się filtrowanie, które eliminuje zarówno szumy jak i tętnienia napięcia.

Nie bez znaczenia pozostaje regulowanie. Jedną z kluczowych kwestii zajmuje bowiem kontrolowanie napięcia wyjściowego i utrzymywanie jego parametrów niezależnie od zmieniających się warunków. Chodzi nie tylko o wpływ rezystancji, ale również o obciążenia i temperatury. W zasilaczu istotną rolę odgrywa odpowiednia izolacja, czyli oddzielenie w sposób elektryczny wejścia od wyjścia zasilacza. Nie mniej istotne pozostają podzespoły odpowiadające za ochronę urządzenia zasilanego przed wpływem ostrych pików napięcia.

Dobry zasilacz powinien charakteryzować się dostarczaniem idealnie gładkiego, stałego napięcia wyjściowego, niezależnie od jakości prądu zasilającego, obciążenia czy też temperatury otoczenia, ze 100% sprawnością konwersji prądu. 

Specjalne zasilacze znajdują zastosowanie w systemach przeciwpożarowych. 

Norma PN-EN 54-4

Norma PN-EN 54-4 precyzuje szereg wymagań jakie powinny spełniać zasilacze znajdujące zastosowanie w systemach ochrony przeciwpożarowej. I tak też wymagane jest sygnalizowanie braku sieci, dwa niezależne wyjścia zasilacza zabezpieczone przed zwarciem, kompensacja temperaturowa napięcia ładowania baterii oraz pomiar rezystancji obwodu baterii. W zasilaczach powinno znaleźć zastosowanie zabezpieczenie baterii przed całkowitym rozładowaniem oraz ochrona zacisków baterii przed zwarciem. Istotną rolę odgrywa odpowiednia sygnalizacja obejmująca przepalenie bezpiecznika baterii, uszkodzenie obwodu ładowania, niskiego napięcia wyjściowego, wysokiego napięcia wyjściowego oraz uszkodzenia zasilacza. Oprócz tego kluczowe miejsce zajmuje zabezpieczenie przed przepięciem, zwarciem oraz przeciążeniem. W zakresie wyjść w zasilaczu należy przewidzieć wyjście awarii zbiorczej (alarm), wyjście techniczne EPS oraz wyjście techniczne APS.

Producenci nowoczesnych zasilaczy przewidują zdecydowanie więcej specjalistycznych rozwiązań niż przewiduje norma. I tak też niejednokrotnie uwzględnia się wejście sygnału awarii zewnętrznej, sterowane wyjście przekaźnikowe, zdalny test akumulatorów, pomiar napięcia sieci zasilającej 230 VAC, a także sygnalizację otwarcia obudowy.

Cechy zasilaczy

W typowym urządzeniu zastosowanie znajduje chłodzenie konwekcyjne. Wewnętrzna pamięć pozwala na zapamiętanie stanu pracy zasilacza. Można uwzględnić wejścia/wyjścia techniczne z izolacją galwaniczną oraz wyjścia techniczne sygnalizacji zaniku sieci 230 VAC, sygnalizacji awarii zasilacza oraz sygnalizacji awarii akumulatorów. Nie mniej ważne są sterowane wyjścia przekaźnikowe, a także wejście i wyjście awarii zbiorczej. Niejednokrotnie jest możliwy wybór czasu sygnalizacji zaniku sieci 230 VAC. Każda awaria jest kodowana, a kod poddaje się archiwizacji.

Zasilacz kontroluje prąd obciążenia, napięcie wyjściowe oraz stany bezpieczników. Przewiduje się zabezpieczenia: przeciwzwarciowe, przeciążeniowe, termiczne, nadnapięciowe, przepięciowe oraz antysabotażowe inicjowane w przypadku otwarcia obudowy.

Oferowane na rynku zasilacze cechują się maksymalnym obciążeniem prądowym wynoszącym 2, 3, 5 oraz 7 A. Przewidziano miejsce na zabudowę akumulatorów: 2×17 Ah, 2Å~28 Ah lub 2Å~40 Ah.

Damian Żabicki

dziennikarz, analityk specjalizujący
się w tematyce technicznej i przemysłowej.
Kontakt: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

Szczegóły

Nadrzędna kategoria: Zabezpieczenia

Kategoria: PPOŻ

Celem pracy jest wybór najlepszego scenariusza zadziałania i współdziałania urządzeń przeciwpożarowych spośród różnych wariantów zdarzeń dla wybranego budynku użyteczności publicznej przy użyciu komputerowej symulacji rozwoju pożaru. 

Problematyka pracy skupia się na wizualizacji warunków panujących w trakcie pożaru oraz na przedstawieniu możliwych scenariuszy rozwoju zagrożenia uzależnionych od sposobu współdziałania systemów przeciwpożarowych. Symulacja weryfikuje dostępny i wymagany czas ewakuacji z budynku oraz określa czy warunki panujące podczas pożaru pozwolą na bezpieczną ewakuację wszystkich osób. Ponadto praca ma za zadanie określenie jak wyciągnięte wnioski z przeprowadzonych symulacji są w stanie poprawić warunki bezpieczeństwa w przedmiotowym obiekcie podczas pożaru.

Charakterystyka ogólna obiektu

Modelowany obiekt wzorowany jest na istniejącym obiekcie. Na potrzeby symulacji budynek nie posiada ozdób architektonicznych − jest prostą bryłą geometryczną. Obiekt jest wolnostojący, jednokondygnacyjny, niepodpiwniczony. W całości przeznaczony jest do celów handlowo-usługowych. Znajduje się w nim pasaż z przylegającymi lokalami handlowymi oraz ciąg komunikacyjny. W pasażu budynku przewiduje się jednoczesne przebywanie w nim ponad 50 osób. Ze względu na sposób użytkowania jest zaliczany do kategorii zagrożenia ludzi ZL I. [10]

Podstawowe dane techniczne obiektu: 

• powierzchnia użytkowa – 3740 m²,
• liczba kondygnacji nadziemnych – 1,
• liczba kondygnacji podziemnych – 0,
• liczba stref pożarowych – 1,
• wysokość – 6 m (budynek niski – N).

Podział na strefy pożarowe

Z rozporządzenia [10] wynika, że strefę pożarową stanowi budynek albo jego część odizolowana od innych budynków lub innych części obiektu elementami oddzielenia przeciwpożarowego bądź pasami wolnego terenu o szerokości określonej w przepisach. Budynek stanowi jedną strefę pożarową. Dopuszczalna maksymalna powierzchnia strefy pożarowej dla budynku niskiego, jednokondygnacyjnego ZL I może wynosić 10 000 m². Powierzchnia strefy pożarowej nie została przekroczona. Pomieszczenia zagrożenia wybuchem nie występują.

Rys. 1. Przedmiotowy obiekt

Założone urządzenia i instalacje przeciwpożarowe w obiekcie

Założono, że budynek będzie wyposażony w następujące instalacje i urządzenia: 

1. System sygnalizacji pożarowej 

Przewidziano, że system sygnalizacji pożarowej jest zastosowany w całym obiekcie. System sygnalizacji pożarowej wyposażony jest w następujące elementy: 

• centrale sygnalizacji pożarowej z jedną adresowalną linią dozorową
• ręczne ostrzegacze pożarowe, 
• optyczna rozproszeniowa czujka dymu,
• elementy kontrolno-sterujące.

System sygnalizacji pożarowej steruje i/lub kontroluje systemami: 

• ogrzewania i wentylacji (szafy wentylacyjne, kurtyna powietrzna, klapy dymowe),
• otwarcia drzwi na drogach ewakuacyjnych, monitorowania i sterowania systemem DSO.

2. Dźwiękowy system ostrzegawczy

Założono działanie dźwiękowego systemu ostrzegawczego w całym obiekcie. W przypadku wysterowania komunikatów głosowych służących ewakuacji ludzi z budynku wszelkie źródła dźwięku, takie jak dźwięk muzyki zostają wyłączone. Komunikat ewakuacyjny pełnić będzie nadrzędną rolę. W strefach nagłośnienia przewiduje się następujące poziomy dźwięku [2]:

• korytarz i pomieszczenia handlowe – 72 dB, 
• pasaż – 75 dB.

3. System usuwania dymu i ciepła

W budynku założono użycie systemu usuwania dymu i ciepła w postaci klap dymowych. Zastosowane klapy dymowe będą podłączone do systemu sygnalizacji pożarowej . Pasaż jest podzielony na 2 strefy dymowe za pomocą ruchomej kurtyny dymowej: [7], [8], [9]

• strefa dymowa nr 1 o powierzchni 935 m²,
• strefa dymowa nr 2 o powierzchni 935 m².

Każda klapa sterowana jest automatycznie z systemu sygnalizacji pożaru lub ręcznego otwarcia przez personel obsługujący budynek. W analizowanym pasażu przewidziano 10 klap dymowych punktowych (po pięć klap na każdy zbiornik dymu).

W analizowanym obiekcie ponadto występują urządzenia: hydranty wewnętrzne o średnicy 25 mm, oświetlenie awaryjne, podręczny sprzęt gaśniczy oraz przeciwpożarowy wyłącznik prądu − wymienione systemy i urządzenia dla potrzeb tworzonego modelu na symulację komputerową nie mają wpływu.

Warunki ewakuacji

Ewakuacja z pasażu i przyległych sklepików przebiega bezpośrednio na zewnątrz budynku. Wyjście z powyższych pomieszczeń prowadzone jest pasażem o szerokości 17 m na końcu którego przewidziano drzwi o łącznej szerokości 6 m (po 3 m z każdej strony pasażu). Dodatkowo w środkowej części pasażu występują pojedyncze drzwi ewakuacyjne o szerokości 1 m. Całkowita szerokość drzwi ewakuacyjnych wynosi 7 m. Łączna liczba osób mogących przebywać jednocześnie w obiekcie wynosi 935 osób. Drzwi znajdujące się na drodze ewakuacyjnej otwierają się na zewnątrz pomieszczenia. Przy uwzględnieniu współczynnika 0,6 m na każde 100 osób, wymagana łączna szerokość drzwi ewakuacyjnych wynosić powinna 5,61 m. Szerokość wyjść ewakuacyjnych jest ponadnormatywna. Wszystkie drzwi ewakuacyjne z pasażu handlowego wyposażone są w urządzenia antypaniczne.

Przy zastosowaniu samoczynnych urządzeń oddymiających uruchomianych za pomocą systemu wykrywania dymu oraz dla wysokości pomieszczenia większej niż 5 m, długość przejścia ewakuacyjnego nie przekracza 70 m.

Możliwość bezpiecznej ewakuacji z obiektu w przypadku wystąpienia pożaru stanowi priorytet działań w zakresie ochrony przeciwpożarowej. Określenie bezpiecznych warunków ewakuacji ludzi polega na porównaniu dwóch parametrów czasowych ewakuacji: [1], [3], [5] 

• dostępny czasu bezpiecznej ewakuacji – DCBE,
• wymagany czasu bezpiecznej ewakuacji – WCBE.

Jako wskaźnik krytyczny określający DCBE przyjęto parametry zagrożenia, którego wystąpienie ma miejsce po najkrótszym czasie.

Do określenia dostępnego czasu bezpiecznej ewakuacji należy uwzględnić:

1. Dla wykorzystanych elementów konstrukcyjnych budynku zgodnie z obecnie obowiązującymi przepisami stawia się wymagania odporności ogniowej wynoszącej 30 minut. Oprócz tego w budynku zastosowano urządzenia przeciwpożarowe, takie jak klapy dymowe (system usuwania dymu i ciepła), kurtyna dymowa (ograniczenia rozprzestrzeniania się dymu po budynku), co pozwala założyć, iż konstrukcja zachowa swoje właściwości w trakcie trwania pożaru.
2. W budynku zachowuje się co najmniej 2 kierunki ewakuacji. Pozwala to na ewakuację zagrożonych osób w kierunku przeciwnym do kierunku lokalizacji pożaru. Zatem nie ogranicza się warunków ewakuacji ze względu na powstanie pożaru.
3. W budynku przyjęto, że system usuwania ciepła i dymu zachowa 3 metrową warstwę wolną od dymu. Ustalono, że występowanie zadymienia nie będzie ograniczać widoczności na drodze ewakuacyjnej do 10 m. 

Dostępny czas bezpiecznej ewakuacji będzie wynikiem przeprowadzonych symulacji. 

Wymagany czas bezpiecznej ewakuacji − WCBE

Wymagany czas bezpiecznej ewakuacji WCBE jest czasem trwającym od początku powstania pożaru do momentu, w którym założona ilość osób zdoła się ewakuować w bezpieczne miejsce. WCBE wyznacza się ze wzoru: (1)

gdzie:

t_d − czas detekcji pożaru,

t_a − czas alarmowania,

t_rozp − czas rozpoznania sytuacji,

t_reak − czas reakcji na zdarzenie,

t_p − czas przemieszczania się ewakuowanych osób.

W celu wyznaczenia wymaganego czasu bezpiecznej ewakuacji przyjmuje się następujące założenia:

1. Do określenia właściwego czasu przemieszczania się ewakuowanych osób przyjęto najmniej korzystne warunki tj. ewakuacja z pomieszczeń handlowych i pasażu przewiduje się dla największej liczby osób. Zgodnie z założeniami w pomieszczeniach handlowych i pasażu może jednocześnie przebywać 935 osób. Szerokość wyjść ewakuacyjnych z tej przestrzeni wynosi 7 m. Długość drogi ewakuacyjnej (maksymalna długość przejścia ewakuacyjnego) wynosi 55 m. Ustala się, że prędkość poruszania się osób po poziomej drodze ewakuacyjnej wynosi 1 m/s. Przez szerokość jednego metra drzwi może ewakuować się 1,3 m*os/s. Właściwy czas ewakuacji osób z budynku zakłada, że wszystkie osoby będą się ewakuowały równomiernie do trzech wyjść ewakuacyjnych. Czas przemieszczania się poszczególnych osób określono z dwóch wzorów, z których do WCBE bierzemy czas najbardziej niesprzyjający ewakuacji, a mianowicie: (2)

gdzie:

Na – całkowita liczba ewakuowanych osób [os],

F – szerokość wyjść ewakuacyjnych [m],

V – prędkość poruszania się osób na drodze ewakuacyjnej [m x os/s],

(3)

gdzie:

Lmax – długość drogi ewakuacyjnej [m],

Vp – prędkość ewakuujących się osób [m/s].

Ustalono, że czas opuszczenia wszystkich osób z budynku wyniesie 102 s.

2. Detekcja pożaru oparta jest na systemie sygnalizacji pożarowej. Do detekcji wykorzystuje się optyczne rozproszeniowe czujki dymu oraz ręczne ostrzegacze pożaru. 

W budynku występują materiały palne powodujące głównie pożar bezpłomieniowy. Z przeprowadzonej symulacji wykrycie pożaru przez jedną czujkę następuje po 36 s.

3. Alarmowanie [6] II-go stopnia następuje po 210 sekundowej zwłoce po wykryciu pożaru z jednej czujki (pominięcie koincydencji dwuczujkowej ze względu na małą różnicę czasową między czasem wykrycia pożaru z jednej, a z dwóch czujek, co wpłynęłoby na małe różnice w wynikach symulacji komputerowej). Uruchomienie systemu DSO odbywa się po czasie 210 s od zadziałania jednej czujki. W związku z powyższym ustala się, że czas t_a będzie uzależniony od założeń scenariusza w jakim stopniu alarmowania zostanie wykryty pożar − w I stopniu alarmowania zwłoka wynosi 30 s, a w II stopniu alarmowania 210 s.

4. Czas rozpoznania sytuacji zależy od miejsca lokalizacji pożaru i jego zauważenia przez osobę znajdującą się w budynku. Budynek stanowi jedną strefę pożarową z prostym układem „open space” z przyległymi pomieszczeniami handlowymi, co ułatwia lokalizację pożaru przez osoby znajdujące się w budynku. Przyjęto zatem, że czas rozpoznania nie przekroczy t_rozp = 15 s.

5. W przypadku zauważenia pożaru płomieniowego osoba znajdująca się w obiekcie powinna natychmiast podjąć decyzję o ewakuacji. Jednakże w przypadku pożaru bezpłomieniowego opóźnienie o podjęciu decyzji o ewakuacji może nawet wynosić 15 s. Założono, że czas podjęcia decyzji o ewakuacji nie będzie dłuższy niż t_reak = 15 s. 

Obliczeniowy czas bezpiecznej ewakuacji będzie wynosił:

WCBE = 36 s + 30 s lub 210 s + 15 s + 15 s + 102 s = 198 s dla I- go stopnia alarmowania, a 378 s dla II-go stopnia alarmowania.

Biorąc pod uwagę czas: detekcji, zaalarmowania, rozpoznania sytuacji, reakcji na zdarzenie oraz czas przemieszczania się ewakuujących osób ustalono, że wymagany czas bezpiecznej ewakuacji powinien wynosić 198 s dla I-go stopnia alarmowania oraz 378 s dla II-go stopnia alarmowania. Dla założonego czasu wszystkie osoby powinny opuścić obiekt, a warunki panujące podczas pożaru nie powinny im przeszkadzać w trakcie ewakuacji. 

Warunkiem uznania ewakuacji za bezpieczną, jest spełnienie kryterium wyrażonego wzorem: (4)

Z powyższego założenia wynika, że dostępny czas bezpiecznej ewakuacji powinien być większy lub równy wymaganemu czasowi bezpiecznej ewakuacji, aby wszystkie osoby były w stanie opuścić budynek przed wystąpieniem czynników krytycznych dla ewakuacji. Jeżeli natomiast różnica ta przyjmie postać: (5) 

oznaczać to będzie narażenie użytkowników budynku na warunki zagrażające ich zdrowiu lub życiu. Wynik taki jest nie do przyjęcia i należy podjąć czynności w celu uzyskania dodatniego wyniku różnicy DCBE i WCBE. Dodatkowo powyższe równanie stwierdza konieczność usprawnienie zastosowanych systemów przeciwpożarowych lub zastosowanie dodatkowych systemów, które mogą wpłynąć na polepszenie warunków ewakuacji ludzi z budynku.

(...)

mgr inż. Łukasz Chołuj

Zespół Laboratoriów
Sygnalizacji Alarmu Pożaru i Automatyki
Pożarniczej CNBOP-PIB.

Szczegóły

Nadrzędna kategoria: Zabezpieczenia

Kategoria: PPOŻ

Jak powszechnie wiadomo systemy oddymiania stały się nieodzowną częścią instalacji mających na celu zapobieganie, ograniczanie szkodliwych skutków rozprzestrzeniania się ognia i dymu w obiektach budowlanych. Prawidłowo wykonany system powinien składać się z dobrze dobranych urządzeń jak również poprawnie wykonanych połączeń pomiędzy nimi, począwszy od prawidłowo dobranych kabli połączeniowych, poprzez odpowiedni montaż urządzeń do prawidłowej konfiguracji systemu. Niniejszy artykuł ma na celu przybliżenie tematu stosowania puszek o odporności ogniowej w systemach oddymiania w celu podłączania siłowników klap dymnych. W artykule omówiona zostanie budowa puszki PIP-5A, zalecenia montażowe, możliwości łączeniowe.

Jak wybrać właściwy produkt z wielu dostępnych na rynku?

Jak powszechnie wiadomo na rynku produktów przeznaczonych do systemów SAP istnieje wiele produktów przeznaczonych do łączeń napędów siłowników klap oddymiających – puszki łączeniowe o odporności ogniowej E90. Jak więc wybrać właściwy produkt do naszych zastosowań? Aby dokładnie odpowiedzieć na to pytanie należy w pełni zrozumieć ideę układu, do którego chcemy wybrać produkt. 

Analizując dostępne na rynku centrale systemów oddymiania, możemy stwierdzić, że do sterowania siłownikami wykorzystywane są dwa lub trzy przewody (w zależności od sposobu podłączania rezystora kontroli linii). Mamy więc na wstępie bardzo ważną informację, że potrzebujemy puszki, do której będziemy mogli podłączyć: siłownik, sygnały sterujące z centrali, rezystor(y) końca linii. Na podstawie zebranych informacji wiemy już, że potrzebujemy puszki rozgałęźnej o odporności ogniowej E90 (do łączenia kabli typu HDGs, HLGs),o liczbie żył ≥ 2, ale czy to wystarczy? W przypadku prostych układów, gdzie do otwierania klapy wykorzystywany jest tylko jeden siłownik − puszka będzie rozwiązaniem wystarczającym, jednak, co w przypadku, gdy klapa jest znacznych rozmiarów i należy wykorzystać więcej niż jeden siłownik do otwierania klapy? W przypadku tego typu klap, należy koniecznie synchronizować ruch siłowników tak, aby dwa (lub więcej) siłowniki sterujące klapą pracowały jednocześnie. Nasuwa się więc kolejne pytanie − jak wykonać synchronizację siłowników. Tutaj na szczęście z pomocą przychodzą producenci, którzy opracowali to rozwiązanie, wystarczy połączyć siłowniki ze sobą przewodem 2-żyłowym. Jest to dla nas kolejna ważna informacja, że w celu łączenia klap o większej liczbie siłowników puszka rozgałęźna 2- lub 3-żyłowa jest niewystarczająca, gdyż zabraknie nam zacisków do podłączenia przewodów synchronizacyjnych. Po skorygowaniu informacji uzyskujemy rozwiązanie. Rozwiązaniem tym jest puszka rozgałęźna 5-żyłowa, która zabezpiecza nam wszystkie warianty połączeń – i to jest właśnie puszka PIP-5A. Puszka PIP-5A przeznaczona jest głównie do stosowania w systemach oddymiania, do łączenia przewodów zasilających, synchronizacyjnych klap oddymiających, może ona również służyć, jako puszka rozgałęźna 5 x 4 mm2 do wykonywania połączeń o odporności ogniowej E90. Wyrób posiada dokumenty CNBOP-PIB Aprobatę Techniczną AT-0601-0429/2014 oraz Certyfikat Zgodności Nr 3006/2015. Puszka PIP-5A została poddana próbie wytrzymałości ogniowej, jako element zespołów kablowych. Próba zakończyła się wynikiem pozytywnym. 

Rys. 1. PIP-5A

Budowa puszki PIP-5A oraz zalecenia montażowe

Puszka PIP-5A wykonana jest z blachy stalowej malowanej proszkowo, wewnątrz znajdują się kostki ceramiczne zapewniające odpowiednią wytrzymałość ogniową. Kostki ułożone są „piętrowo” tak, aby w maksymalnym stopniu uprościć podłączanie przewodów. Pomiędzy kostkami (pod metalowymi osłonami) wykonane jest połączenie ognioodporne. Przewody połączeniowe można wprowadzać do wnętrza puszki zarówno poprzez przepusty od strony podłoża, jak również poprzez przepusty umieszczone w bocznych ścianach puszki. Maksymalna średnica przewodu, który można wprowadzić do puszki wynosi 16 mm.

Dzięki swojej budowie puszka umożliwia podłączenie przewodów 5-żyłowych o maksymalnych przekrojach 4 mm2. Puszka PIP-5A posiada Aprobatę Techniczną CNBOP-PIB, w której wymienione są typy przewodów wraz z którymi może być stosowana: 

• HDGs FE180 PH90/E30-90 dla przewodów o przekroju ≥ 1 mm2 i liczbie żył ≥ 2, 
• HLGsekwżo FE180 PH90/E30-90 dla przewodów o przekroju ≥ 1 mm2 i liczbie żył
• ≥ 2, HTKSHekw PH90 dla przewodów o przekroju ≥ 0,8 mm2 i liczbie par ≥ 1.

Rys. 1.1. Budowa puszki PIP-5A

Stosując puszkę PIP-5A w systemach SAP należy również pamiętać o tym, że puszka powinna być montowana do podłoża o wymaganiach opisanych w Aprobacie Technicznej: „Puszki instalacyjne przeciwpożarowe typu PIP należy mocować bezpośrednio do podłoża betonowego klasy ≥ B20 lub kamienia naturalnego. Dopuszczone do stosowania są inne materiały budowlane posiadające odpowiednią wytrzymałość i atest nośności ogniowej równej co najmniej klasie R30, R69, R90 odpowiednio dla klasyfikacji zespołów kablowych opisanych w Tablicy 1.” 

Mocowania przewodów powinny być również wykonane w sposób właściwy (odpowiednie elementy, odpowiednie odległości pomiędzy elementami montażowymi). W przypadku wątpliwości zawsze warto spojrzeć w Aprobatę Techniczną wyrobu celem potwierdzenia dopuszczalnych metod montażu.

Podłączanie napędów do puszek serii PIP-5A

W przypadku stosowania puszki w systemach oddymiania, pojedyncza puszka stwarza możliwość podłączenia do trzech niezależnych siłowników (trzy klapy z pojedynczym napędem) lub jednej klapy oddymiającej z dwoma siłownikami oraz modułem końca linii. W przypadku podłączania napędów występujących w obrębie jednej klapy, producenci systemów oddymiania nakazują wykonywanie połączeń przewodów synchronizacyjnych pomiędzy siłownikami otwierającymi klapę tak, aby zapewnić jednoczesną pracę wszystkich napędów podczas ruchu klapy.

Rys. 1.2. Schemat podłączenia dwóch siłowników klap oddymiających do puszki PIP-5A

Rys. 1.3. Schemat podłączenia większej liczby siłowników do puszek PIP-5A

Jak powszechnie wiadomo, w przypadku projektowania systemów oddymiania w dużych obiektach przemysłowych, często wykorzystywane są klapy posiadające więcej niż dwa siłowniki. W przypadku występowania większej liczby napędów w obrębie jednej klapy, konieczne jest łączenie kilku par przewodów synchronizacyjnych. Puszka PIP-5A posiada wyjście przelotowe, co umożliwia rozbudowę systemu do praktycznie dowolnej liczby siłowników.

Jak widać na powyższych schematach, jak również po przeczytaniu artykułu można sobie uświadomić szereg zalet stosowania odpowiednio dobranej puszki m.in.: oszczędności na etapie zakupu produktu (jedna puszka rozgałęźna wielożyłowa zamiast kilku 2-żyłowych), jak również oszczędności czasu wynikające z przyspieszonego montażu (brak zbędnych kabli połączeniowych pomiędzy puszkami). Dobrze dobrana puszka zwiększa niezawodność instalacji przy jednoczesnym obniżaniu kosztów, co jest niewątpliwą zaletą zarówno dla inwestorów, projektantów jak i instalatorów.

Artykuł firmy W2


Szymon Ratajski

starszy konstruktor w firmie W2