Pierwsze na świecie urządzenie wentylacyjne służące

wentylacja
Artykuł promocyjny
Pierwsze na świecie urządzenie
wentylacyjne służące bezpieczeństwu ludzi
z wykorzystaniem sztucznej inteligencji
Jarosław WICHE, Andrzej MAJDAŃSKI
Metodyka tworzenia nowych urządzeń i produktów w firmie Smay jest od wielu lat
niezmienna. Opiera się na wsłuchiwaniu się w potrzeby rynku i poszukiwaniu jak
najatrakcyjniejszej odpowiedzi na zgłaszane zapotrzebowanie klientów w zakresie
projektowania, instalacji i handlu.
O AUTORZE
Jarosław WICHE
– Wicedyrektor
Zarządzający Firmy SMAY
Sp. z o.o.
Andrzej MAJDAŃSKI
– Kierownik
biura konstrukcyjnego
SMAY Sp. z o.o.
Przyjęta w firmie zasada odnosi się do produktów innowacyjnych na rynku, którym w swej idei był system SAFETY WAY; przeznaczony do nadciśnieniowego zabezpieczania pionowych dróg ewakuacji przed zadymieniem w przypadku pożaru. Zaproponowane
rozwiązanie jako pierwsze na rynku uwzględniało zakłócenia dla
stabilizacji nadciśnienia, takie jak efekt kominowy i niekorzystny
wpływ wiatru. Wyżej wspomniana zasada odnosi się również do
produktów już istniejących jak np. nowe wersje klap przeciwpożarowych, nawiewników czy regulatorów VAV, które w naturalny
sposób musiały ewaluować, aby dostosować się do aktualnego
zapotrzebowania rynku.
Przedmiotem niniejszego artykułu jest opisanie istotnych zmian
w konstrukcji, które wprowadzono do podstawowej jednostki
napowietrzającej typu iSWAY. Z takich jednostek w różnych konfiguracjach składa się system SAFETY WAY. Założeniem podstawowym było takie skonstruowanie urządzenia, aby można było
je zaadoptować do każdego rodzaju obiektu – od niskich i średniowysokich budynków mieszkalnych do wielokondygnacyjnych budynków wysokościowych wielofunkcyjnych.
Uznano, że suma nowych cech, które ma obecnie urządzenie
iSWAY, sprawia, że można je z pełną odpowiedzialnością nazwać
iSWAY – ADAPTIVE. Kompaktowa jednostka napowietrzająca
iSWAY ADAPTIVE posiada bowiem zdolności do samo adaptacji w zależności od zmieniających się warunków wewnętrznych
w budynku, takich jak np. zmiana nieszczelności zabezpieczanych
nadciśnieniowo pomieszczeń. Jednostka ma również zdolności
do samoadaptacji w zależności od zmieniających się zewnętrznych warunków atmosferycznych, takich jak wiatr oraz wysokie
i niskie temperatury, które najczęściej powodują występowanie
efektu kominowego (pionowa gradacja ciśnienia) oraz zamarzanie kluczowych dla działania instalacji elementów. Jest to pierwsze w świecie urządzenie wentylacyjne służące bezpieczeństwu
ludzi z wykorzystaniem sztucznej inteligencji.
Budowa i zastosowane rozwiązania
Aby ułatwić projektowanie, montaż i specyfikację handlową dla potrzeb ofertowania i zamawiania, budowę jednostki
oparto na konstrukcji samonośnej z wentylatorem amortyzowanym w taki sposób, aby możliwa była dowolna pozycja pracy (pozioma i pionowa) oraz aby nie trzeba było określać strony
obsługi urządzenia. W zależności od potrzeb, jednostkę napowietrzającą można odpowiednio ułożyć na dachu lub posadce piętra technicznego z wykorzystaniem odpowiednich akcesoriów, w sposób jednoznacznie opisanych w Dokumentacji
Techniczno-Ruchowej.
Wprowadzono uniwersalny sposób montażu oferowanych
akcesoriów, które można zamówić do podstawowego modułu
napowietrzającego. System został tak zaprojektowany, aby można było każde z akcesoriów zamontować bez wykonywania ja-
-Kierunek przepł ywu powietrza-Kierunek montaż u-
Rys. 1. Schemat ewentualnych możliwości montażu urządzenia
42 Rys. 2. Wersja pionowa z daszkiem uchylnym
3/2012
wentylacja
-Czerpnia rezerwowa-
-Czerpnia podstawowa-
-Kierunek przepływu powietrza-
Rys. 3. Wersja pozioma z czerpnią, ułożona na stopach „big foot”
kichkolwiek otworów – tylko z wykorzystaniem istniejących.
W urządzeniu zastosowano najnowocześniejszą automatykę sterującą, dostępną na rynku europejskim, produkcji firmy PLUM.
Głównym powodem wprowadzenia adaptacyjnej automatyki sterującej były informacje z uruchamianych budów o problemach z kalibracją systemów nadciśnieniowych.
Utrudnieniem dla przeprowadzenia odpowiedniej regulacji jest
późne przekazanie budynku ekipie odpowiedzialnej za uruchomienie układu wentylacji pożarowej. Kalibrację instalacji utrudnia fakt, że zabezpieczane drogi ewakuacyjne (klatki schodowe,
przedsionki, korytarze) są w trakcie prac budowlanych, montażowych i wykończeniowych stale używanymi drogami komunikacji.
Dla wykonawcy systemu konieczny jest pewien okres, w którym
na drogach ewakuacji nie będzie się pojawiał nikt niepowołany,
co umożliwi poprawne przeprowadzenie testów i pomiarów niezbędnych dla dobrania właściwych nastaw regulatorów.
Zdarza się, że części budynku mają różnych najemców, co powoduje, że wykończenie budynku odbywa się w kilku etapach.
W związku z pracami adaptacyjnymi najemców, najistotniejszym
parametrem, mającym wpływ na działanie systemu nadciśnieniowego, jest szczelność budynku, która wpływa na przeciek
i zmienia się w sposób bardzo istotny w stosunku do założeń
projektowych. To powoduje konieczność ponownej kalibracji,
co w przypadku eksploatowanego obiektu nie dość, że jest bardzo kłopotliwe, pociąga za sobą znaczne koszty. Konieczność
ponownej kalibracji zachodzi również w przypadku przebudowy czy remontu obiektu. Wymianie najczęściej podlega wtedy
stolarka budowlana, mająca istotny wpływ na przecieki. Nowe
Rys. 4. Wersja z układem dwóch czerpni
drzwi z reguły są szczelniejsze, a więc współczynniki algorytmów regulacji trzeba dobrać na nowo.
Niektóre obiekty dostosowywane są etapowo do wymagań
określonych nowymi przepisami. Dotychczasowe systemy nadciśnieniowe musiały być kalibrowane za każdym razem, gdy w miarę
rozbudowy dodawane były kolejne jego części składowe – drzwi
oddzielenia pożarowego, wentylatory oddymiające czy okna odprowadzające powietrze. Zawsze należy więc pamiętać, że każda
ingerencja w budynek, czy system, powoduje konieczność wykonania ponownych prób i testów dla zapewnienia poprawnej pracy.
Problemy kalibracyjne dotyczą systemów sterowanych elektronicznie (nastawy PID) oraz mechanicznych (ustawianie odważników ,
sprężyn, kryzowanie przewodów wentylacyjnych).
Lekarstwem na te wszystkie problemy jest proponowany przez
SMAY układ regulacji adaptacyjnej. W urządzeniu iSWAY –ADAPTIVE
integralną częścią algorytmu regulacji jest dynamiczna sieć neuronowa. W czasie instalacji, testów okresowych i pracy systemu,
dzięki zdolności sieci do uczenia się, regulator tworzy neuronowy model dynamiki wentylatora. Regulator ma także zdolność
adaptowania się do aktualnej wartości przecieku. Umożliwia to
wypracowanie optymalnego sterowania, co pozwala na skrócenie do minimum czasu przejścia od kryterium 50 Pa w stanie
zamkniętych drzwi do kryterium 2 m/s przepływu w otworze
otwartych drzwi. Jednocześnie zostaje skrócony do minimum
czas przejścia od prędkości przepływu do stabilizacji ciśnienia.
Algorytm adaptacyjny jest strukturalnie stabilny, gdyż dysponuje zawsze aktualnym modelem regulowanego procesu, dzięki
czemu w układzie nigdy nie powstają oscylacje.
Ww urządzenie powstało w wyniku 8 miesięcy
badań laboratoryjnych
firmy Smay oraz Plum
pod nadzorem Politechniki Warszawskiej.
Wielomiesięczne badania w waru nkach laboratoryjnych, poligonowych
oraz na obiekcie rzeczywistym doprowadziły do
opracowania opisywanego urządzenia.
1000
300
900
Sterowanie [Hz]
Moment zamknięcia
drzwi
Nadciśnienie aktualne [Pa]
250
Aktualne nadciśnienie [Pa]
Sterowanie [Hz]
Nadciśnienie [Pa]
200
Moment otwarcia
drzwi
150
800
700
Moment zamknięcia drzwi
600
500
Moment
otwarcia
drzwi
400
300
100
Tstab = 5 [s]
200
Tstab = 1,6 [s]
100
50
0
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Czas [s]
0
5
10
15
Czas [s]
Rys. 5. Przykład prawidłowego sterowania
www.chlodnictwoiklimatyzacja.pl
20
25
Nadciśnienie aktualne [Pa]
Rys. 6. Przykład nieprawidłowego sterowania z gasnącymi oscylacjami
43
wentylacja
Promienniki
podczerwieni
PRODUCENT URZĄDZENIA
-Kierunek przepł ywu powietrza-
Rys. 7. Ideowy schemat systemu zabezpieczającego przed
zamarzaniem
Smay Sp. z o.o.
ul. Ciepłownicza 29
31-587 Kraków
www.smay.pl
PRODUCENT AUTOMATYKI
Plum Sp. z o.o.
Ignatki 27a
16-001 Kleosin
www.plum.pl
Aby zabezpieczyć się przed niekorzystnym wpływem wiatru
zastosowano do pomiaru ciśnienia odniesienia również specjalny port ciśnienia atmosferycznego. System przeznaczony jest do
zastosowań w sytuacji kiedy urządzenie kontroluje nadciśnienie
w klatce schodowej bez wiedzy o miejscu wybuchu pożaru (ogólny sygnał pożaru), a ciśnieniem odniesienia może być atmosfera.
Takie rozwiązanie może być z powodzeniem stosowane w sytuacjach, kiedy nie wymaga się zabezpieczania przed zadymieniem
poziomych dróg ewakuacyjnych oraz w układach, w których nie
są wymagane przedsionki pożarowe. Przykładem takiego zastosowania jest budownictwo mieszkaniowe klasy ZLIV w budynkach średniowysokich, wysokich i wysokościowych.
Ostatnią z istotnych zmian, które wprowadzono do nowej
wersji iSWAY – ADAPTIVE, jest system zabezpieczający przed
zamarznięciem przepustnic odcinających w ekstremalnie ni-
Rys. 8. Rysunek ideowy portu ciśnienia atmosferycznego
skich temperaturach. Do uszczelnienia przepustnic zastosowano specjalne uszczelki, odporne na niskie temperatury, wykorzystywane obecnie w branży chłodniczej oraz zastosowano
system kierunkowych promienników podczerwieni o mocy
350W, które są uruchamiane poniżej -12°C. Elementy o znaczeniu kluczowym do poprawnej pracy przepustnicy w niskiej
temperaturze pomalowano na czarno, aby pochłaniały maksymalną ilość promieniowania podczerwonego. Pozostałe elementy wnętrza iSWAY-ADAPTIVE pozostawiono w jasnych kolorach, aby odbwijały promieniowanie i kierowały je na istotne
dla działania elementy, nie dopuszczając do zablokowania na
skutek niskich temperatur.

Konferencja
Bezpieczeństwo i komfort
w obiektach ochrony zdrowia
31.05.2012 r.
Wyższa Szkoła Menedżerska w Warszawie
Wiodące tematy konferencji:
• Integracja systemów bezpieczeństwa
w obiektach ochrony zdrowia
• Rola systemów telewizji dozorowej
w zabezpieczeniu obiektów ochrony
zdrowia i opieki społecznej
• Instalacje klimatyzacyjne w obiektach
szpitalnych – zagadnienia projektowe
Organizatorzy:
• Bierne i czynne metody ochrony dróg
ewakuacji
• Systemy przyzywowe i interkomowe
– komfort opieki i bezpieczeństwo
• Ochrona przeciwpożarowa – zagrożenia
i wykrywanie pożaru
• Pomieszczenia czyste i sale operacyjne
– procedura odbioru, uruchomienia
i eksploatacja instalacji
• Ochrona danych osobowych w zakładach
opieki zdrowotnej
• Klimatyzacja szpitali a dokumenty prawne
– codzienność i przyszłość
• Budynki ochrony zdrowia w aspekcie
certykacji energetycznej budynków,
LEED, BREEAM
Z przyjemnością odpowiemy na wszystkie Państwa pytania.
Joanna Chludzińska
e-mail: [email protected], tel.: 22 678 35 60 wew. 132
www.ochrona-mienia.pl
44 www.chlodnictwoiklimatyzacja.pl
3/2012