Fire detection, alarm and warning systems in the industrial environment

"30% din afacerile care sunt afectate de un incendiu major isi incheie activitatea in maxim un an, iar 70% din acestea se inchid in cel mult 5 ani." (sursa: UK Home Office Computing Magazine)

In ultimii ani, dezvoltarea industriala a cunoscut o panta ascendenta in Romania, iar conform celor mai recente analize efectuate de specialisti, industriile care simt deja o crestere sunt cele din domeniul alimentar, metalurgic, industria prelucratoare, cea constructoare de masini si IT&C.

Concomitent cu cresterea productiei apare inevitabil o crestere a pietei constructiilor, precum si necesitatea montarii unor instalatii aferente constructiilor.

Printre instalatiile obligatorii in anumite circumstante sunt incluse si sistemele de detectie, alarmare si avertizare la incendiu.

Detectia focarului de incendiu

Detectia focarului de incendiu, prin identificarea diferitelor forme de manifestare ale acestuia (fum, radiatie termica, gaze toxice, flacara), constituie primul si cel mai important mijloc de protectie la incendiu deoarece ofera posibilitatea lichidarii sale inaintea extinderii sau generalizarii focului, situatii care se pot solda cu rezultate dezastruoase.

Normativ privind securitatea la incendiu a constructiilor

Conform noii legislatii in domeniu, in vigoare din luna aprilie 2015, Normativ privind securitatea la incendiu a constructiilor, Partea a III-a – Instalatii de detectare, semnalizare si avertizare la incendiu (IDSAI), aceste sisteme sunt definite ca fiind „ansamblul complex de echipamente electrice cu rolul de a asigura supravegherea unei cladiri sau incinte in vederea detectarii, semnalizarii si avertizarii asupra izbucnirii unui incendiu in timp util interventiei, in sensul localizarii si actionarii impotriva acestuia”.

Drept urmare, orice IDSAI se concepe, proiecteaza si executa dupa un scenariu de securitate la incendiu care „constituie acea parte a pieselor scrise ale proiectului constructiei si instalatiei care sintetizeaza regulile si masurile de aparare impotriva incendiilor stabilite prin documentatiile tehnice de proiectare elaborate”.  (Ordinul MAI nr. 129/2016)

Contactați echipa Quartz Matrix pentru sisteme de detecție, alarmare și avertizare incendiu

Componenta unui sistem de detectie incendiu

Un ansamblu de echipamente cu rolul de detectie este, de regula, alcatuit din: unitatea centrala, pe care legislatia in domeniu o defineste ca ECS (echipament de control si semnalizare), elemente de detectie, dispozitive de alarmare, dispozitive de transmisie a alarmelor, panouri repetoare si sinoptice.

Echipamentul de control si semnalizare

Centrala de detectie si semnalizare este “creierul”  unei instalatii de semnalizare a incendiului si indeplineste urmatoarele functii:

1. receptioneaza semnale de la detectoarele si declansatoarele manuale de alarmare conectate;
2. determina daca aceste semnale corespund unei conditii de alarma;
3. indica o conditie de alarma acustica si optica, atat local, cat si la distanta;
4. indica in mod precis locul izbucnirii incendiului prin afisare la panoul LCD integrat;
5. inregistreaza oricare din aceste informatii;
6. transmite semnalul de alarma la alte unitati de gestiune ale sistemului, posibil la cerere si catre serviciul de pompieri, direct sau prin intermediul altui dispozitiv;
7. receptioneaza, respectiv transmite informatii catre alte sisteme cu care este interconectat.

ECS semnalizeaza fara ambiguitate urmatoarele stari de functionare ale instalatiei de semnalizare a incendiilor:

• starea de alarma la incendiu
• starea de defect
• starea de dezactivare
• starea de testare

Functia de baza a centralei de semnalizare

Functia de baza a centralei de semnalizare consta in a raspunde automat la semnalele de incendiu provenite de la detectoarele automate sau declansatoarele manuale de semnalizare.

Este necesar ca centrala sa poata receptiona simultan semnalele de incendiu furnizate de circuite de semnalizare distincte.

Selectivitatea in afisarea semnalelor optice de incendiu constituie un criteriu de baza in constructia centralelor de semnalizare.

Prin aceasta functie, se asigura identificarea fiecarui circuit, in stare de alarma, astfel incat sa poata fi localizate zonele de unde provin semnalele de incendiu.

O singura defectiune insa poate impiedica sistemul sa functioneze normal.

Sistem redundant 100%

Din aceasta cauza, centralele noastre de incendiu sunt echipate cu un sistem redundant 100%, deoarece acesta este singurul mod in care poate fi garantata capacitatea sa de a functiona corespunzator.

Redundanta totala permite centralei de incendiu sa incorporeze 2 sisteme de detectie si alarmare independente.

Atunci cand este semnalat un defect in jumatatea activa, sistemul va comuta automat si imediat pe jumatatea de rezerva, care va fi mentinuta permanent in stare initializata.

Astfel, toate functiile intregului sistem de detectie si alarmare raman neafectate si complet functionale.

Pentru mediul industrial, sistemele instalate trebuie sa fie de o complexitate ridicata, cu capacitati mari ale suprafetelor de detectie si capacitati mari de integrare cu alte sisteme, cum ar fi instalatiile de stingere (sprinklere, hidranti, cu CO₂ etc.), de desfumare (trape de fum, clapete, voleti etc.), de detectie a gazelor nocive si periculoase (metan, butan, propan, hexan, amoniac, GPL etc.) sau instalatiile de control acces (usi, turnicheti, bariere).

Exista si situatii in care o singura centrala nu este suficienta pentru indeplinirea tuturor cerintelor, iar in aceste cazuri se vor alege sisteme care permit interconectarea mai multor centrale, toate facand parte din aceeasi IDSAI.

In cazul intreprinderilor cu mai multe cladiri independente, fiecare cu organizare si functionalitate proprie se va opta pentru un sistem ierarhizat, potrivit pentru a contrabalansa distantele prea mari sau functionalitatile diferite, asa cum am exemplificat in figura urmatoare:

Odata cu progresele inregistrate in tehnica, s-au modernizat si sistemele de protectie impotriva incendiilor.

Asfel, majoritatea sistemelor permit integrarea in platforme software de tip GUI (Graphical User Interface) pentru administrarea integrata, cu functionalitate in programare, monitorizare si control de la distanta, precum si arhivare la distanta a evenimentelor.

Clasificarea dispozitivelor de alarmare

Dispozitivele de alarmare sunt de mai multe tipuri si se aleg in conformitate cu standardul SR EN 54, dupa cum urmeaza:

Buton de semnalizare manuala

• declansator manual de alarmare – este o componenta principala a ISDAI pentru activarea manuala a alarmei.

Desi raspandirea detectoarelor automate de incendiu in instalatiile de semnalizare este din ce in ce mai mare, declansatoarele manuale sunt utilizate, inca, pe scara larga, deoarece prezinta o constructie simpla si au siguranta ridicata in exploatare.

Folosirea declansatoarelor manuale

In cadrul instalatiilor automate de semnalizare a incendiilor este justificata si prin faptul ca, in anumite situatii, incendiul poate fi observat de catre un om inainte de declansarea unui detector automat si, ca atare, este rational ca instalatiile sa fie prevazute si cu acest tip de dispozitiv.

In cazul spatiilor cu suprafete mari de supraveghere (incaperi, culoare, hale de productie etc.), declansatoarele manuale se amplaseaza astfel incat distanta maxima de parcurs din orice punct al cladirii la cel mai apropiat declansator manual sa nu depaseasca 30 metri.

Acestea se fixeaza la o inaltime cuprinsa intre 1,2 si 1,5 metri de la pardoseala in locuri vizibile si usor accesibile.

Recomandam ca locul de amplasare al acestora sa fie iluminat corespunzator pentru a fi usor de observat.

Pentru cladirile cu mai multe niveluri, declansatoarele manuale trebuie asezate pe fiecare nivel, in apropierea scarilor sau a altor cai de acces. Pot fi amplasate atat la interior, cat si la exterior.

Detectoarele automate de incendiu

• sunt elemente periferice ale instalatiilor de semnalizare incendiu prin care se supravegheaza, in mod continuu, un parametru fizic si/sau chimic asociat incendiului.
• In caz de incendiu, detectoarele declanseaza un semnal care este transmis la centrala prin intermediul circuitelor de legatura.
• Oricare ar fi tipul de detector, rolul sau intr-o instalatie de semnalizare consta in a depista si semnaliza cat mai repede incendiul.

Caracteristici detector automat de incendiu

Pentru a actiona eficient, un detector automat de incendiu trebuie sa indeplineasca, in principal, urmatoarele caracteristici:

1. functionare sigura in conditii specifice de mediu (temperatura, umiditate, curenti de aer, concentratii de praf etc.);
2. timp de raspuns rapid in prezenta parametrului supravegheat;
3. stabilitate in timp a pragului de actionare;
4. temporizare pentru eliminarea semnalizarilor false;
5. imunitate la semnale perturbatoare;
6. consum propriu redus de energie;
7. semnalizarea starii de buna functionare (veghe);
8. constructie simpla;
9. intretinere si depanare usoara.

Tipuri de detectoare de incendiu

Detectoarele de incendiu se pot clasifica, in principal, dupa urmatoarele criterii:

In functie de parametrul de incendiu detectat

1. Detectoare de fum - detectoare sensibile la particulele produse de combustie si/sau piroliza suspendate in atmosfera (aerosoli). La randul lor, detectoarele de fum pot fi clasificate astfel:

• • • Detectoare de fum cu camera de ionizare - detectoare sensibile la produse de combustie capabile sa afecteze curentii de ionizare din interiorul detectorului;
    • Detectoare optice de fum - detectoare sensibile la produse de combustie capabile sa afecteze absorbtia sau difuzia unei radiatii in domeniul infrarosu, vizibil si/sau ultraviolet al spectrului electromagnetic;
    • Detectoare de fum prin aspiratie - detectoare de fum in care aerul si aerosolii sunt atrasi cu ajutorul unei retele de prelevare (sistem de aspiratie) si indreptati catre unul sau mai multe elemente sensibile.

2. Detectoare de flacara - detectoare care raspund la radiatia electromagnetica emisa de flacarile unui incendiu.

3. Detectoare de temperatura: detectoare care raspund la o crestere de temperatura.

4. Detectoare multicriteriale: detectoare care raspund la mai mult de un parametru al incendiului.

In functie de modul de raspuns al detectorului la parametrul detectat

1. Detectoare statice – detectoare care initiaza o alarma cand marimea parametrului masurat depaseste o anumita valoare pentru un timp prestabilit.
2. Detectoare diferentiale – detectoare care initiaza o alarma cand diferenta intre marimile parametrului masurat in doua sau mai multe locuri depaseste o anumita valoare, pentru un timp prestabilit.
3. Detectoare de rata de crestere (velocimetrice) – detectoare care initiaza o alarma cand rata de schimbare a parametrului masurat depaseste in timp o anumita valoare.

In functie de configuratia detectorului

1. Detectoare punctuale - detectoare care raspund la parametrul sesizat in vecinatatea unui punct fix.
2. Detectoare multipunctuale - detectoare care raspund la parametrul sesizat in vecinatatea unui numar de puncte fixe.
3. Detectoare liniare - detectoare care raspund la parametrul sesizat in vecinatatea unei linii continue.

In functie de amovibilitatea detectorului

1. Detectoare amovibile - detectoare care sunt proiectate in asa fel incat sa permita cu usurinta demontarea din pozitia lor normala de functionare pentru scopuri de mentenanta si service.
2. Detectoare inamovibile - detectoare la care modul de montaj este realizat in asa fel incat demontarea usoara din pozitia sa normala de functionare pentru scopuri de mentenanta si service nu este posibila.

In functie de tipul de semnal transmis

1. Detectoare cu doua stari - detectoare care genereaza una din cele doua stari de iesire: „veghe“ sau „alarma de incendiu“.
2. Detectoare multi-stare - detectoare care genereaza o stare de iesire dintr-un numar limitat (mai mare de doua) in legatura cu conditiile de „veghe", „alarma de incendiu" sau cu alte conditii anormale.
3. Detectoare analogice - detectoare care genereaza un semnal (iesire ce reprezinta valoarea parametrului sesizat).

Produse securitate la incendiu

Detectoarele de fum optice

Dintre acestea, cele mai utilizate si eficiente detectoare pentru mediul industrial sunt detectoarele de fum.

Asa cum am evidentiat anterior, se disting trei mari categorii de detectoare de fum in functie de metoda de masura a parametrilor fumului:

• detectoare optice
• detectoare cu camera de ionizare
• detectoare prin aspiratie

Din punct de vedere functional, detectoarele de fum optice se clasifica, la randul lor, in doua grupe:

• detectoare de fum optice cu functionare pe principiul difuziei luminii
• detectoare de fum optice cu functionare pe principiul absorbtiei luminii

Proprietatea caracteristica fazei de dispersie a fumului, care este utilizata in acest caz, este indicele de refractie.

Partea reala a indicelui reprezinta o masura pentru refractia si dispersia luminii, pe cand partea imaginara este o masura pentru absorbtia luminii de catre particulele de fum.

Detectorul optic de fum

Mai jos este prezentat detectorul optic de fum cu functionare pe principiul difuziei luminii.

Aparatul este alcatuit dintr-o camera etansa la lumina, o sursa si un receptor de lumina, dispuse astfel incat intensitatea luminii sa afecteze receptorul ca urmare a procesului de difuzie.

In lipsa fumului, elementul receptor nu primeste radiatii datorita paravanului care are rolul de a le suprima pe cele directe si cele reflectate de peretii interiori ai camerei de masura.

Peretii camerei de masura sunt alcatuiti din materiale cu un coeficient mic de reflexie.

In conditiile in care particulele de fum intra in volumul de lucru corespunzator camerei de masura, se ajunge la difuzarea luminii de catre particule si prin aceasta la schimbarea starii de iluminare a receptorului.

In elementul receptor, care este un element fotosensibil, au loc variatii de curent care, prin intermediul unei electronici simple, pot forma si transmite semnalul de alarma.

Detector de fum optic cu functionare pe principiul absorbtiei luminii

Este alcatuit dintr-o camera de masura unde se afla emitatorul si receptorul de lumina, care sunt astfel dispuse incat intensitatea luminii asupra receptorului scade in prezenta fumului.

In lipsa fumului, celula receptoare primeste in mod direct radiatii de la sursa de lumina.

In momentul in care , in interiorul camerei optice patrund particule de fum, lumina este absorbita de acestea, gradul de iluminare al receptorului scade astfel generandu-se o stare de alarma.

Acestea sunt elementele cele mai raspandite in instalatiile de detectie, semnalizare si avertizare a cazurilor de incendiu intr-un mod cat mai rapid si eficient.

Detectorii optici de fum se utilizeaza in:

• zonele administrative din domeniul industrial
• in zonele cu arhive
• unele laboratoare
• acolo unde factorii externi nu afecteaza functionalitatea (particule de praf, fum rezultat de la instalatiile tehnologice in functiune etc)

Bibliografie:

1. „Normativ privind securitatea la incendiu a constructiilor, Partea a III-a – Instaltii de detectare, semnalizare si avertizare la incendiu”
2. Sorin Calota, Gavril Temian, Viorel Stiru, Gabriel Duduc, Ionel-Puiu Golgojan – „Manualul Pompierului”