Badanie układów sterowania stałymi urządzeniami gaśniczymi

BADANIE UKŁADÓW STEROWANIA STAŁYMI URZĄDZENIAMI
GAŚNICZYMI
Autor: Paweł Gancarczyk
Opracowanie wersji elektronicznej: Tomasz Wdowiak
Cel i zakres ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zapoznanie słuchaczy z systemem sterowania
urządzeniami gaśniczymi (SSUG), parametrami, konfiguracją oraz układami
pracy SSUG.
Część praktyczna ćwiczenia została oparta na urządzeniu sterowniczym
US - ITO.
1.
Określenia i skróty
Strefa gaszenia
CNBOP
SUG
SSUG
– przestrzeń, do której podany jest środek gaśniczy.
– Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej
– Stałe urządzenie gaśnicze
– System sterowania urządzeniami gaśniczymi.
Wprowadzenie
Zastosowanie
elektronicznych
systemów
wykrywania
pożaru
do sterowania stałymi urządzeniami gaśniczymi (SUG) wymaga specjalnych
rozwiązań oraz oddzielnego certyfikatu CNBOP na realizację sterowania
gaszeniem.
Centrala sygnalizacji pożarowej (CSP) wyposażona nawet w wyjścia przekaźnikowe o odpowiedniej obciążalności, nie może realizować prawidłowo procedury
wykrywania i gaszenia pożaru.
Do sterowania urządzeniami gaśniczymi służą sterowniki w postaci:
specjalizowanych central sterujących SUG,
specjalizowanych paneli umieszczonych w centrali sygnalizacji pożarowej.
Stosowane konfiguracje SSUG, realizujące procedury gaszenia, muszą spełniać
ściśle określone właściwości.
2.
2.1. Podstawowe właściwości systemu sterowania urządzeniami
gaśniczymi









Eliminacja fałszywych alarmów poprzez stosowanie współzależności
dwuliniowej (linie dozorowe otwarte) lub współzależności dwustrefowej
(linie dozorowe pętlowe, strefy oddzielone za pomocą izolatorów zwarć).
Kontrola linii sterującej (zwarcie, przerwa, doziemienie) w szerokich
zakresach zmian rezystancji wyzwalaczy (spłonkowe, elektromagnetyczne
itp.).
Kontrola linii sterujących sygnalizatorami akustycznymi i optycznymi
(zwarcie, przerwa, doziemienie).
Kontrola szczelności zbiorników ze środkiem gaśniczym za pomocą odpowiednich wag lub czujników ciśnienia.
Możliwość uruchomienia procedury gaszenia poprzez przycisk START.
Możliwość zablokowania procedury gaszenia poprzez przycisk STOP.
Uruchamianie urządzeń hermetyzujących strefę gaszenia.
Możliwość ustawienia czasu opóźnienia wyzwolenia środka gaśniczego.
Wydzielenie od pozostałych układów liniowych centrali – zakłócenia
w pracy CSP nie powinny wpływać na realizację procedury gaszenia.
2.2. Konfiguracje systemu sterowania urządzeniami gaśniczymi
2.2.1. Specjalizowana centrala sterująca SUG.
AKUMULATOR
ST
SP
Ld1
SP
ST
SP
ST
STREFA GASZENIA
Ld2
SPECJALIZOWANA CENTRALA
STERUJĄCA GASZENIEM
ZASIALNIE
ŚRODEK
GAŚNICZY
WAGA
Rys. 1. Specjalizowana centrala sterująca gaszeniem.
W przedstawionej na rys. 8.1 konfiguracji systemu sterowania
urządzeniem gaśniczym specjalizowana centrala sterująca gaszeniem realizuje
następujące funkcje:
 wykrywa zjawiska pożarowe w strefie gaszenia poprzez czujki
pożarowe pracujące w liniach dozorowych otwartych Ld1 i Ld2,
 uruchamia i blokuje procedurę gaszenia za pomocą przycisków START
i STOP umieszczonych na zewnątrz i w strefie gaszenia oraz w samej
centrali,
 uruchamia sygnalizację optyczną i akustyczna na zewnątrz i w strefie
gaszenia, hermetyzuje strefę gaszenia poprzez uruchomienie
elektromagnetycznych zwalniaków drzwiowych, zamknięcie klapy
w kanale wentylacyjnym,
 uruchamia zawór urządzenia gaśniczego, co powoduje podanie środka
gaśniczego do strefy gaszenia,
 sygnalizuje stan braku środka gaśniczego w zbiorniku poprzez układ
kontrolujący ciężar zbiornika (butli).
W celu wyeliminowania fałszywych alarmów, między innymi
pochodzenia elektromagnetycznego, strefa gaszenia nadzorowana jest czujkami
pożarowymi, które pracują w dwóch współzależnych liniach dozorowych Ld1
i Ld2 (tzw. koincydencja liniowa).
Wykrycie pożaru przez czujkę z linii dozorowej, np. Ld1 powoduje
jedynie sygnalizację alarmu pożarowego przez centralę sterującą gaszeniem.
W momencie zadziałania drugiej czujki, lecz z linii dozorowej
współzależnej Ld2, centrala uruchamia procedurę gaszenia. Od tego momentu
odliczany jest czas T1 do momentu wyzwolenia środka gaśniczego. Czas T1
określa projektant systemu uwzględniając specyfikę zabezpieczanego obiektu,
nie powinien być on jednak dłuższy od kilku minut.
Uruchomienie procedury gaszenia jest sygnalizowane optycznie i akustycznie za pomącą sygnalizatorów na zewnątrz i wewnątrz strefy gaszenia.
W tym czasie musi nastąpić ewakuacja personelu, a także hermetyzacja
strefy gaszenia w celu zapewnienia skuteczności procesu gaszenia przy zastosowaniu metody przez całkowite wypełnienie. Centrala, sterująca gaszeniem,
w tym przypadku uruchamia elektromagnetyczny zwalniak drzwiowy,
powodując zamknięcie drzwi oraz zamyka klapę odcinającą w kanale
wentylacyjnym.
W przypadku gaszenia przez całkowite wypełnienie istnieje konieczność
wprowadzenia dodatkowego opóźnienia T2 w hermetyzacji pomieszczenia
w celu umożliwienia ucieczki nadmiaru powietrza z wypełnionej gazowym
środkiem gaśniczym strefy gaszenia.
Po upływie czasu T1 centrala sterująca gaszeniem uruchamia zawór
urządzenia gaśniczego przez podanie napięcia na wyzwalacz. Środek gaśniczy
zostaje podany do strefy gaszenia, zmienia się ciężar zbiornika, co jest
sygnalizowane przez centralę sterującą gaszeniem jako potwierdzenie wypływu
środka gaśniczego
Procedurę gaszenia można uruchomić również ręcznie za pomocą
przycisku START umieszczonego na zewnątrz, wewnątrz strefy gaszenia oraz
w centrali sterującej gaszeniem.
Przycisk STOP umieszczony obok przycisku START umożliwia zablokowanie realizacji procedury gaszenia w przypadku: fałszywego alarmu, gdy wy-
zwolenie środka gaśniczego może spowodować zagrożenie dla przebywających
w strefie gaszenia ludzi lub gdy personel w sposób świadomy zastosuje inny sposób gaszenia, np. za pomocą podręcznego sprzętu gaśniczego.
Niektóre systemy sterujące gaszeniem wymagają ciągłego przyciskania
przycisku STOP w celu czasowego wstrzymania realizacji procedury gaszenia.
2.2.2. Specjalizowany panel sterujący SUG umieszczony w centrali
sygnalizacji pożarowej.
W przypadku, gdy specjalizowany panel sterujący gaszeniem jest
elementem składowym centrali sygnalizacji pożarowej (rys. 2), zjawiska
pożarowe w strefie gaszenia w większości systemów wykrywają czujki pożarowe,
współpracujące z centralą sygnalizacji pożarowej (pakietem liniowym),
przekazując zweryfikowany sygnał alarmu do panelu sterującego urządzeniem
gaśniczym. Konfiguracja ta jest często stosowana tam, gdzie system sygnalizacji
pożarowej, oprócz sterowania urządzeniem gaśniczym, dozoruje pozostałe, nie
zabezpieczone urządzeniem gaśniczym części obiektu
SP
ST
SP
ST
- izolator zwarć
- czujka pożarowa
A, B - strefa dozorowa
ST
- przycisk start
- przycisk stop
SP
STREFA GASZENIA
A
AKUMULATOR
ST
SP
Ld1
SPECJALIZOWANY PANEL
STERUJĄCY GASZENIEM
ŚRODEK
GAŚNICZY
CENTRALA SYGNALIZACJI
POŻAROWEJ
Ld2
Ld3
WAGA
ZASIALNIE
B
Rys. 2. Specjalizowany panel sterujący gaszeniem umieszczony w CSP
W przedstawionej na rys. 2 konfiguracji systemu sterowania gaszeniem
za wykrywanie zjawisk pożarowych w strefie gaszenia odpowiadają czujki pożarowe pracujące w linii dozorowej pętlowej Ld1. W celu eliminacji alarmów fałszywych linia dozorowa Ld1 w strefie gaszenia jest podzielona izolatorami zwarć
na dwie współzależne strefy dozorowe A i B (tzw. koincydencja strefowa). Wykrycie pożaru przez czujkę ze strefy dozorowej np. A powoduje jedynie sygnalizację alarmu pożarowego przez centralę sygnalizacji pożarowej. W momencie
zadziałania drugiej czujki, lecz ze strefy dozorowej współzależnej B, centrala
sygnalizacji pożarowej przekazuje sygnał alarmowy do panelu sterującego gaszeniem, co powoduje uruchomienie procedury gaszenia. Od tego momentu odliczany jest czas T1 do momentu wyzwolenia środka gaśniczego.
Dalsze funkcje, spełniane przez panel sterujący gaszeniem, są identyczne
jak w przypadku specjalizowanej centrali sterującej SUG.
2.3. Układy pracy systemu sterowania urządzeniami gaśniczymi
 Jednostrefowy system sterowania urządzeniami gaśniczymi – wypełnia
procedury gaszenia dla jednej strefy. Przykładowa konfiguracja układu
jednostrefowego została przedstawiona na rysunkach 1. i 2.
 Wielostrefowy system sterowania urządzeniami gaśniczymi (rys. 3.) –
umożliwia realizację procedury gaszenia w kilku strefach gaszenia przy
zastosowaniu jednego zbiornika ze środkiem gaśniczym. W systemie
wielostrefowym dodatkowo muszą pracować zawory kierunkowe, które
umożliwiają podanie środka gaśniczego do właściwej strefy gaszenia.
Odpowiedni zawór kierunkowy ZK1 lub ZK2 jest otwierany w momencie
otwarcia zaworu głównego zbiornika ze środkiem gaśniczym ZG,
a zmiany ciśnienia w rurociągu, wykrywane przez czujnik ciśnienia,
potwierdzają wypływ środka gaśniczego.
ZG – zawór główny
ZK – zawór kierunkowy
SP
SP
L PANELL
SSPECJALIZOWANY
S
STERUJĄCY GASZENIEM
ST
ST
STREFA GASZENIA 1
Czujnik
ciśnienia
STREFA GASZENIA 2
ZK1
ZK2
ZG
Czujnik
ciśnienia
ST
SP
ST
SP
L
L
S S
SPECJALIZOWANY PANEL
STERUJĄCY GASZENIEM
ŚRODEK
GAŚNICZY
WAGA
Rys. 3. Wielostrefowy system sterowania gaszeniem
Przedstawione na rys. 3. specjalizowane panele sterujące gaszeniem
są z reguły zainstalowane w jednym urządzeniu (centrali sterującej gaszeniem)
i korzystają ze wspólnego źródła energii.
2.4. Zasilanie systemu sterowania urządzeniami gaśniczymi
2.4.1. Zasilanie podstawowe – sieć prądu przemiennego 220V:
 Centrala SSUG (sterownik) powinna być zasilana z wydzielonego,
oznaczonego pola rozdzielni głównej nadzorowanego obiektu.
 Do tego obwodu nie należy przyłączyć żadnych innych odbiorników
energii elektrycznej.
 Obwód zasilania powinien być zabezpieczony odpowiednio dobranym
i oznakowanym bezpiecznikiem.
 Liczba zabezpieczeń między centralą a przyłączem energetycznym nie
może być większa od dwóch.
2.4.2. Zasilanie awaryjne – bateria akumulatorów o odpowiedniej
pojemności. Wymaganą pojemność akumulatorów centrali można określić
na podstawie wzoru:
Q = k x (I1 x t1 + 12 x 0,5) [Ah]
gdzie: k – współczynnik wynoszący 1,25 w przypadku pracy na zasilaniu
awaryjnym do 24 godzin, oraz współczynnik równy 1 w przypadku pracy
na zasilaniu awaryjnym w czasie 30 lub 72 godzin.
Ii [A] – prąd rozładowania akumulatora, w przypadku braku zasilania
podstawowego należy przyjąć wartość pomierzoną.
t1 [h] – wymagany czas rozładowania akumulatora.
I2 [A] – prąd pobierany przez centralę sygnalizującą alarm pożarowy
na najbardziej obciążonej linii dozorowej oraz przez uruchomione sygnalizatory.
2.4.3. Wymagane czasy zasilania awaryjnego
 minimum 72 godziny w dozorowaniu oraz po upływie tego czasu
minimum 0,5 godziny w stanie alarmowania - jeżeli informacja
o uszkodzeniu jest transmitowana do miejsca bez stałej obsługi
serwisowej,
 minimum 30 godziny w dozorowaniu oraz po upływie tego czasu
minimum 0,5 godziny w stanie alarmowania - jeżeli informacja
o uszkodzeniu jest transmitowana do miejsca ze stałą obsługą serwisową,
 minimum 4 godziny w dozorowaniu oraz po upływie tego czasu
minimum 0,5 godziny w stanie alarmowania - jeżeli informacja
o uszkodzeniu jest transmitowana do miejsca ze stałą obsługą serwisową
gwarantującą ciągłą gotowość. Jednocześnie powinna istnieć możliwość
zasilania SSUG w ciągu minimum 30 godzin,
 zasilacz SSUG powinien gwarantować naładowanie rozładowanego
do napięcia końcowego akumulatora w ciągu maksimum 24 godzin
do 80% pojemności nominalnej. Proces ładowania powinien być
zakończony przed upływem 72 godzin,
 do akumulatorów nie można przyłączyć żadnych odbiorników energii nie
związanych z SSUG.
3.
Schemat stanowiska laboratoryjnego
SP
Czujki
pożarowe
ST
Akumulator
Ld1
Ld2
STEROWNIK
US-ITO
ZASILANIE
EM1
Elektromagnes
strefowy
EM2
Monitor
ITO
Wyjście do
systemów
obcych
Elektromagnes
środka
gaśniczego
Rys. 4. Schemat stanowiska laboratoryjnego systemu sterowania
gaszeniem US-ITO
Oznaczenia na schemacie:
Ld – linia dozorowa
ST – przycisk START
SP – przycisk STOP
Przebieg ćwiczenia
Badanie systemu sterowania gaszeniem US - ITO
Badanie US - ITO należy przeprowadzić według instrukcji stanowiskowej oraz
zaleceń osoby prowadzącej ćwiczenie.
4.
5. Opracowanie sprawozdania
Sprawozdanie z ćwiczenia powinno zawierać:
1. Cel ćwiczenia.
2. Schemat stanowiska laboratoryjnego systemu sterowania gaszeniem US-ITO.
3. Skład systemu sterowania gaszeniem US-ITO.
4. Dane techniczne systemu.
5. Zasadę działania systemu.
6. Wyniki przeprowadzonych pomiarów i obserwacji.
7. Wnioski i spostrzeżenia.
6. Pytania kontrolne
1. Opisz sposoby sterowania SUG (na przykładzie SUG gazowych).
2. Omów właściwości, jakie powinny spełniać systemy sterujące SUG.
3. Przedstaw jednostrefowy system sterowania urządzeniami gaśniczymi
na przykładzie SUG gazowych.
4. Zaprezentuj wielostrefowy system sterowania urządzeniami gaśniczymi
na przykładzie SUG gazowych.
7. Literatura
[1] PN-ISO 8421-3, Ochrona przeciwpożarowa. Wykrywanie pożaru
i alarmowanie. Terminologia.
[2] PN-92/M-51004/01, Części składowe automatycznych urządzeń sygnalizacji
pożarowej. Wprowadzenie.
[3] PN-E-08351, Systemy sygnalizacji pożarowej. Centrale sygnalizacji
pożarowej.
[4] PN-E-08350, Systemy sygnalizacji pożarowej. Zasilacze.
[5] J. Ciszewski, Wstęp do automatycznych systemów sygnalizacji pożarowej,
CNBOP, Firex, Warszawa 1996.
[6] Alternatywne technologie gaszenia, redukcja stosowania halonów. Materiał
szkoleniowy, KG PSP, Warszawa 1998.
[7] Richtlinien fur automatische Brandmeldeanlagen. Planung und Einbau VdS
2095 08/93(04).
[8] Dokumentacja techniczna urządzeń firmy ITO Sp. z o.o., Bydgoszcz.