Detekcja dymu w obiekcie przemysłowym

Jednymi z bardziej wymagających obiektów dla projektantów systemów sygnalizacji pożarowej są obiekty przemysłowe takie jak hale produkcyjne i wszelkiego rodzaju magazyny. Podyktowane jest to m.in. tym, że składowane są w nich różnego rodzaju materiały palne, które w czasie zdarzenia pożarowego wytwarzają różne ilości cząstek ognia i dymu. Dodatkowo, duża wysokość takich hal sprawia, że dobranie odpowiednio systemy detekcji dymu staje się sporym wyzwaniem. 

Wytyczne projektowe

Zgodnie ze specyfikacją techniczną PKN-CEN/TS 54-14:2020-09E w obiekcie do wysokości 12 metrów, jako jeden rząd detekcji można użyć praktycznie wszystkich rodzajów detektorów, czyli np. czujki optyczne punktowe dymu, czujki liniowe dymu, czujki zasysające i czujki płomienia. Jedynym detektorem, który nie jest zalecany dla wysokości powyżej 6 metrów jest czujka termiczna, bez względu na to czy w wykonaniu punktowym, czy liniowym. A co w sytuacji, gdy budynek jest wyższy niż 12 m? Wtedy można zastosować trzy typy detekcji lub wykonanie kilku rzędów detektorów, w odstępie 12 metrów. Należy jednak wziąć pod uwagę, że w magazynach wysokiego składowania lub innych wysokich budynkach, gdzie pracują wózki widłowe lub jakiekolwiek suwnice, instalowanie kilku rzędów detekcji jest praktycznie niemożliwe. W takiej sytuacji wystąpi bowiem trącanie zawieszonych na linkach instalacji albo przerwanie wiązki optycznej czujki liniowej, powodując uszkodzenie lub wręcz wywołując fałszywy alarm.

Wybór odpowiedniej czujki 

Zgodnie z wyżej wymienioną specyfikacją techniczną, detektorami dozwolonymi na 16 metrach, o których mowa wyżej, są czujki liniowe optyczne, czujki płomienia i czujki zasysające. Powyżej 16 metrów, do 45 metrów (jest to maksymalna wysokość dla pojedynczego rzędu detektorów) do zastosowania możliwa jest tylko detekcja przy pomocy czujki zasysającej oraz czujki płomienia. Zważywszy na to, że w większości przypadków pożary rozpoczynają się od dymu, a w zapewnieniu optymalnego bezpieczeństwa pożarowego chodzi o jak najwcześniejsze wykrycie pożaru, najczęstszym i najlepszym rozwiązaniem dla obiektów magazynowych są czujki zasysające.

Pytanie - dlaczego specyfikacja techniczna dopuszcza czujki zasysające do nadzorowania obiektów o wysokości do 45 metrów jako jeden rząd detekcji? Odpowiedź w tym przypadku jest prosta. Czujki zasysające nazywane są systemami bardzo wczesnego wykrywania i ostrzegania o pożarze (Very Early Warning Fire Detection). Są to najbardziej czułe pod względem wykrywania dymu urządzenia detekcyjne.

W raporcie z 2011 roku, opracowanym przez Fire Industry Association (Stowarzyszenie Przemysłu Pożarowego), pod tytułem „Smoke Detection for High Ceilings” (Detekcja dymy w obiektach z wysokim sufitem), porównano działanie zasysających czujek dymu i optycznych liniowych czujek dymu. Jednym z istotnych wniosków tego porównania jest fakt, że wyższa czułość oferowana przez systemy zasysające może zapewnić wcześniejszą reakcję na pożar. Zapewnia to wydłużenie czasu na ewakuację personelu i przeprowadzenie akcji gaszenia pożaru, przy jednoczesnym ograniczeniu utraty magazynowanych surowców oraz uszkodzeń budynku.

„Czuła” czujka nie potrzebuje dużych i dużej ilości cząstek dymu, aby wykryć zagrożenie pożarowe. W warunkach pożaru w obiekcie, dym unosi się na jego wyższe poziomy i ulega rozrzedzeniu ze względu na dużą ilość czystego powietrza i dużą objętość pomieszczenia. Innym powodem rozrzedzania dymu w wysokich obiektach (np. magazynach) jest wymuszony przez urządzenia nagrzewające ruch powietrza.

Czujki zasysające Protec

Na rynku dostępne są różne technologie detekcji w czujkach zasysających. Optyczne, laserowe oraz z komorą mgłową (Cloud Chamber). Technologia oparta na komorze mgłowej uznawana jest za najbardziej czułą stosowaną w detektorach zasysających. Potwierdza to wiele raportów, m.in. raport opracowany na zlecenie Amerykańskie Biuro Badań Regulacji Jądrowych, o tytule “Determining the Effectiveness, Limitations, and Operator Response for Very Early Warning Fire Detection Systems in Nuclear Facilities” („Określanie Skuteczności, Ograniczeń i Reakcji Obsługi dla Systemów Bardzo Wczesnej Detekcji Pożaru w Obiektach Jądrowych”. W raporcie wskazano, że system z komorą mgłową jest najskuteczniejszy i najszybszy spośród wszystkich przebadanych systemów bardzo wczesnej detekcji.

Komora mgłowa w czujkach Protec

Opatentowaną technologię czujek z komorą mgłową dostarcza na rynek europejski, angielska firma Protec Fire Detection, której dystrybutorem w Polsce jest D+H Polska. Czujki tej firmy - Cirrus HYBRID i Cirrus Pro 200, ze wspomnianą wcześniej technologią detekcji, są bardziej odporne na efekty rozcieńczenia, niż czujki optyczne lub laserowe systemy zasysające. Potwierdza to możliwość zastosowania jednego rzędu ich detekcji w obiektach takich, jak holenderska stocznia Van Lent (dok o wysokości 42 m) lub hangar lotniczy Zakładów Lotniczych w Bydgoszczy (wysokość 20 m).

Stratyfikacja. Poduszka powietrzna

Innym zagrożeniem, które występuje w wysokich obiektach to stratyfikacja powietrza, inaczej zwana poduszką powietrzną. Zjawisko to powstaje w momencie, gdy ciepłe, unoszące się ku górze powietrze, zaczyna się schładzać i natrafia w górze na cieplejsze warstwy niż ono samo. Powoduje to zatrzymanie się tego unoszącego powietrza pod tym cieplejszym. Zjawisko to może wystąpić szczególnie latem, gdy nagrzewa się dach danego obiektu. W efekcie większe ilości dymu nie zostaną dostarczone pod sam dach, gdzie zainstalowany jest system detekcji. Dlatego tak bardzo ważne jest, aby zastosowane urządzenia były najczulsze z możliwych. Stosując systemy zasysające, możemy obniżyć miejsce detekcji, dzięki kapilarnym punktom detekcyjnym. Osiągamy w ten sposób dwa punkty próbkowania w jednym miejscu, to jest zarówno pod samym dachem na rurce właściwej, jak i poniżej w kapilarze.

Łatwy serwis

Poza oczywistymi zaletami systemów zasysających w zakresie ich przydatności do detekcji (w obiektach typu magazyny), istotną sprawą jest możliwość wykonania serwisu z poziomu parteru danego obiektu. Jest to możliwe przez założenie na małej wysokości dedykowanych serwisowych punktów testowych rurek próbkujących. Dzięki takiemu rozwiązaniu, ograniczone są koszty serwisowania, nie ma bowiem potrzeby wykonania serwisu w górnych częściach instalacji, a tym samym nie ma potrzeby wynajmu podnośnika do ich wykonania.