Jak działają systemy detekcji i sterowania gaszeniem?

W jaki sposób systemy detekcji wykrywają pożar?

Urządzenia bezpośrednio odpowiedzialne za wykrycie pożaru to czujki pożarowe. Stale lub okresowo analizują one powietrze w zabezpieczanych obiektach pod kątem pojawienia się zjawisk towarzyszących pożarowi. Do najważniejszych kryteriów doboru czujek pożarowych, poza kosztami instalacji i obowiązującymi przepisami prawa, należą m.in. prawdopodobieństwo rozwoju pożaru w początkowej fazie, architektura chronionych obiektów, warunki środowiskowe (wentylacja, ogrzewanie, wilgotność, zapylenie etc.) oraz przede wszystkim rodzaj składowanego materiału.

W zależności od fazy rozwoju pożaru można wyróżnić cztery podstawowe kategorie detektorów:

1. Zasysające systemy detekcji dymu, tzw. ASD (ang. Aspirating Smoke Detection), jak m.in. czujki VESDA – najbardziej czułe spośród urządzeń używanych do detekcji pożaru. Skutecznie działają już w początkowej fazie pożaru – fazie tlenia, podczas której w powietrzu pojawiają się pierwsze produkty spalania. Zasada ich działania polega na zasysaniu powietrza z chronionego pomieszczenia w celu analizy. W momencie wykrycia zadanych produktów spalania, wysyłany jest sygnał alarmowy do centrali sterowania gaszeniem.
2. Czujki dymu – analizują powietrze pod kątem cząsteczek aerozoli powstałych w skutek spalania lub rozkładu termicznego, tj. w fazie, gdy dym jest już widoczny. Popularne do niedawna czujki jonizacyjne, wykorzystujące promieniowanie jonizujące do wykrycia dymu, z uwagi na aktywność substancji promieniotwórczej zostały już praktycznie wycofane z użycia. Obecnie stosowane są optyczne czujki dymu, które wykorzystują zjawisko absorpcji światła oraz jego rozproszenia. W sytuacji, gdy wysyłana przez emiter cząstka światła zostanie częściowo pochłonięta przez dym, czujka wejdzie w stan alarmowania. Jest to najpopularniejsza i najbardziej ekonomiczna kategoria detektorów pożaru. Z tego względu optyczne czujki dymu są pierwszym wyborem w większości systemów detekcji i sterowania gaszeniem. Ich przydatność będzie jednak ograniczona w obiektach, w których występuje wysoki poziom zapylenia powietrza, duża ilość oparów czy wysoka wilgotność. Zjawiska te powodowałoby bowiem zbyt dużą ilość fałszywych alarmów i nieuzasadnione uruchomienie akcji gaśniczej.
3. Czujki płomienia – wykrywają emitowane przez płomienie promieniowanie podczerwone i ultrafioletowe lub wielobarwowe. Wykorzystywane są najczęściej do monitorowania obiektów, w których składowane są materiały wydzielające niewielkie ilości dymu podczas spalania, lub do ochrony składowisk na otwartych przestrzeniach, gdzie pozostałe kategorie detektorów będą nieskuteczne. Zasada działania czujek płomienia polega na selekcji częstotliwości migotania płomienia. W związku z tym należy unikać tego rodzaju detekcji w miejscach, gdzie pojawia się światło słoneczne modulowane przez poruszające się drzewa lub występuje promieniowanie powstające w wyniku procesów technologicznych.
4. Czujki ciepła (temperatury) – skuteczne w fazie temperaturowej pożaru, gdy powstała w wyniku procesu spalania energia cieplna przenosi się od ogniska pożaru do czujki. Sygnał alarmowy zostaje wysłany do centrali, gdy tempo przyrostu temperatury lub wysokość temperatury osiągną zadany wcześniej poziom. Czujek tych nie należy stosować w pomieszczeniach, gdzie warunki środowiskowe przekraczają poziomy progowe ustalone przez producenta w zakresie m.in. maksymalnej temperatury czy wilgotności. Nie sprawdzą się również w obiektach, gdzie zabezpieczany obszar podzielony jest na kilka stref gaśniczych, a gwałtowne ruchy powietrza mogą przenosić rozgrzane powietrze ze strefy objętej pożarem do stref sąsiednich.

Jak już informowaliśmy we wstępie do artykułu, szybkie wykrycie pożaru pozwala zminimalizować wielkość strat spowodowanych żywiołem, a także ograniczyć ilość środków użytych do jego opanowania oraz wielkość strat wtórnych. Dlatego zaleca się stosowanie czujek dymu lub systemów wczesnej detekcji wszędzie gdzie to możliwe i zasadne ekonomicznie. Każdy inny rodzaj detekcji może w wielu przypadkach zadziałać zbyt późno.

Warto wspomnieć jeszcze o czujkach multisensorowych, które wykorzystują więcej niż jeden rodzaj detekcji. Najczęściej są to dualne czujki dymu i temperatury. Ich zastosowanie pozwala ograniczyć do minimum ilość fałszywych alarmów. Eliminacji tego zjawiska służyć ma również programowanie czujek do pracy w koincydencji. W takim przypadku uruchomienie procesu gaszenia następuje dopiero gdy pożar zostanie wykryty przez dwie czujki pracujące na oddzielnych liniach dozorowych.

W mniejszych obiektach o prostej architekturze stosowane są czujki punktowe. Posiadają one zasięg, dzięki któremu zamontowanie jednej czy maksymalnie kilku sztuk w pomieszczeniu zapewni skuteczną detekcję w chronionej strefie. Z kolei w obiektach wielkopowierzchniowych, pomieszczeniach wysokich jak hale produkcyjne i magazyny, czy też tam, gdzie występują znaczne odległości lub przestrzenie otwarte, jak tunele drogowe czy kolejowe, zastosowanie czujek punktowych jest uciążliwe lub wręcz niemożliwe. Wynika to m.in. z konieczności wykonania rozbudowanej instalacji kablowej do poszczególnych czujek czy ograniczeń związanych z wysokością ich montażu. W takich obiektach zastosowanie mają czujki liniowe, które charakteryzują się dużym zasięgiem (50 – 100 metrów) i mogą skutecznie monitorować obszary powyżej 1000 m².

Jak może przebiegać gaszenie pożaru?

W momencie wykrycia jednego ze zjawisk towarzyszących pożarowi (dymu, zadanej temperatury lub płomienia), detektory wysyłają odpowiedni impuls do centrali sterowania gaszeniem (CSUG). Urządzenie to jest sercem każdego systemu detekcji i sterowania gaszeniem. Do niego trafiają wszystkie sygnały z czujek pożarowych, które następnie są weryfikowane. Jeśli sygnał o wykrytym pożarze zostanie potwierdzony, centrala wysyła sygnały sterujące do urządzeń gaśniczych. Następuje uruchomienie procesu gaszenia. Najczęściej towarzyszy temu odpowiednia sygnalizacja akustyczna i optyczna, powiadamiająca o pożarze osoby nadzorujące chroniony obiekt lub przebywające w nim.

Zainicjowanie procedury gaszenia może też nastąpić w wyniku naciśnięcia przycisku START GASZENIA przez osobę do tego uprawnioną. A sam sygnał o zagrożeniu pożarowym może zostać wysłany do centrali sterowania gaszeniem również za pomocą ręcznego ostrzegacza pożarowego (ROP). Umożliwia on zainicjowanie procedury alarmowej przez użytkownika obiektu, który zauważył pożar.

Po odebraniu sygnału alarmu i jego weryfikacji, centrala uruchamia proces gaszenia. Wysyła sygnał do stałych urządzeń gaśniczych, które uwalniają środek gaśniczy. Często centrale CSUG zaprogramowane są w taki sposób, że proces gaszenia uruchamiany jest z pewnym czasowym opóźnieniem, niezbędnym dla ewakuacji osób przebywających w obiekcie. W wyjątkowych sytuacjach zawsze możliwe jest przedłużenie czasu przewidzianego na ewakuację za pomocą przycisku STOP GASZENIA.

Niewielkie obiekty o prostej architekturze zazwyczaj stanowią jedną strefę gaszenia. Do ich ochrony stosuje się centrale jednostrefowe, które odpowiadają za nadzór i gaszenie w jednej strefie. Z kolei obiekty o znacznej powierzchni lub skomplikowanej architekturze podzielone są zwykle na kilka stref gaszenia. W takich obiektach wykorzystuje się centrale wielostrefowe. Pozwalają one monitorować i sterować gaszeniem w kilku strefach pożarowych jednocześnie. W takim przypadku środek gaśniczy uwalniany jest w strefie, w której doszło do wykrycia pożaru oraz ewentualnie w strefach sąsiednich, jeśli wymagane jest np. ich szybkie schłodzenie.

Centrale sterownia gaszeniem często mylone są z centralami sygnalizacji pożarowej, co jest błędem. Głównym zadaniem central sygnalizacji pożarowej jest alarmowanie o wykrytym zagrożeniu pożarowym. Natomiast centrale sterowania gaszeniem odpowiedzialne są przede wszystkim za uruchomienie procesu gaszenia automatycznie po jego wykryciu, uwzględniając ewentualny zadany czas opóźnienia. Są one produkowane zgodnie z normą PN-EN 12094-1, opisującą wymagania i metody badań elektrycznych central automatycznego sterowania. Centrale sterowania gaszeniem mogą zostać wyposażone w moduły do sterowania i kontroli zewnętrznych urządzeń zabezpieczających, jak bramy pożarowe czy klapy oddymiające. Taka konfiguracja pozwala zmaksymalizować skuteczność akcji gaśniczej i bezpieczeństwo osób przebywających na obiekcie.

Podsumowanie

Zadaniem systemów detekcji i sterowania gaszeniem jest odpowiednio wczesne wykrycie pożaru i wyzwolenie środka gaśniczego ze stałych urządzeń gaśniczych. Rozwój technologii sprawił, że pożar może zostać wykryty już w najwcześniejszej fazie tlenia. Powodzenie całego procesu gaszenia zależy jednak od wielu zmiennych. Jego skuteczność determinuje m.in. dobór i rozmieszczenie detektorów adekwatnie do charakterystyki obiektu i rodzaju występującego w nim zagrożenia pożarowego, a także prawidłowe zaprogramowanie centrali i pozostałych urządzeń sterujących. Wymaga to odpowiedniej wiedzy i doświadczenia zarówno w zakresie projektowania, jak i montażu i uruchomienia systemu gaśniczego, którego integralną częścią jest system detekcji i sterowania gaszeniem. Dlatego zawsze należy sprawdzać kompetencje podmiotu, któremu powierza się realizację zadania zabezpieczenia obiektu stałym urządzeniem gaśniczym. Tylko wówczas można mieć pewność, że zainstalowany system gaśniczy będzie skuteczny i zgodny z obowiązującymi normami i przepisami prawa. Ważne jest również dopilnowanie, aby przewidziane w projekcie i następnie instalowane urządzenia miały aktualne atesty Centrum Naukowo-Badawczego Ochrony Przeciwpożarowej w Józefowie oraz spełniały wszystkie obowiązujące normy i przepisy.