Sisteme Moderne de Detectie Si Semnalizare a Incendiilor la Cladiri Inalte

CUPRINS

INTRODUCERE ……………………………………………………………………………………………………………….. 6

CAPITOLUL I. Performanțe specifice privind protecția la foc a clădirilor înalte …………………………8

Considerații generale …………………………………………………………………………………………..8

Riscul de incendiu și cauzele specifice de incendiu la clădirile înalte ………………………..8

Factorii care favorizează propagarea rapidă a incendiilor la clădirile înalte ………………..9

Conceptul de prevenire a incendiilor în Romania la clădirile înalte …………………………10

CAPITOLUL II. Parametrii și detecția automată a incendiului ………………………………………………..11

2.1. Parametrii incendiului ca mijloc de stabilire a tipurilor de detectoare de incendiu……..11

2.2. Fenomene fizice și chimice relevante în detecția automată a incendiilor ………………….13

CAPITOLUL III. Elemente generale privind detecția incendiilor. Tipuri de detectoare

și amplasarea acestora……………………………………………………………………………………………………….16

3.1. Generalități……………………………………………………………………………………………………….16

3.2. Declanșatoare manuale de alarmă ……………………………………………………………………….17

3.3. Clasificarea detectoarelor…………………………………………….…………………18

3.4. Echiparea clădirilor cu instalații de semnalizare a incendiilor…………….……………21

3.5. Eficacitatea instalațiilor de semnalizare a incendiilor………………………….………32

3.6. Integrarea sistemelor de detectare și alarmare a incendiilor într-un sistem

de gestiune tehnică…………………………………………………………………………………………………..34

CAPITOLUL IV. Detectoare de fum…………………………………………………………………………………….37

4.1. Generalități……………………………………………………………………………………………………….37

4.2. Detectoare punctuale de fum……………………………………………………………………………….41

4.3. Detectoare de fum cu aspirație ……………………………………………………………………………43

4.4. Detectoare cu cameră de ionizare……………………….……………………………….50

4.5. Detectoare autonome pentru spațiile rezidențiale, protecție modernă

împotriva incendiilor……………………………………………………………………………………………….53

4.6. Alarme contra fumului și alte echipamente de detecție și alarmă la incendiu…………….59

4.7. Concluzii…………………………………………………………………………………………………………..63

CAPITOLUL V. Detectoare de căldură…………………………………………………………………………………64

5.1. Detectorul de căldură…………………………………………………………………………………………64

5.2. Sistemele liniare de detecție a căldurii………………………………………………………………….67

CAPITOLUL VI. Detectoare de flăcări…………………………………………………………….74

6.1. Generalități ……………………………………………………………….……………74

6.2. Detector de flăcări cu raze ultraviolete……………………………………………..…..78

6.3. Detecția modernă a incendiilor utilizând razele infraroșii………………………………………..83

CAPITOLUL VII. Detectoare cu laser…………………………………………………………………………………..85

7.1. Chestiuni generale cu privire la detectoarele cu laser……………………………………………..85

7.2. Detectarea incendiilor cu ajutorul barierelor de fum………………………………………86

CAPITOLUL VIII. Detectoare multisenzor……………………………………………………………………………89

8.1. Principiile de funcționare ale detectoarelor multisenzor………………………………………….89

8.2. Îmbunătățirea detectării incendiilor prin utilizarea detectoarelor multisenzor…………….90

8.3. Eliminarea alarmelor false prin folosirea detecției incendiilor cu senzori multipli

și rețele neurale…………………………………………………………………………………………………………99

CONCLUZII ……………………………………………………………………………………………………………………100

LISTA FIGURILOR…………………………………………………………………………………………………………102

LISTA TABELELOR ………………………………………………………………………………………………………104

GLOSAR ………………………………………………………………………………………………………………………..105

BIBLIOGRAFIE ……………………………………………………………………………………………………………..109

INTRODUCERE

Lucrarea are caracterul unui studiu aprofundat al sistemelor moderne de detecție și semnalizare a incendiilor la clădirile înalte, urmărind atingerea tuturor aspectelor legate de detecția și semnalizarea incendiilor, expunerea principalelor noutăți apărute în domeniu și necesitatea utilizării acestora în diferite domenii.

Marile aglomerări urbane și condițiile vieții moderne au determinat dezvoltarea construcțiilor pe verticală. Acest fenomen a antrenat o serie de dificultăți de ordin constructiv, datorită folosirii unor metode și materiale noi.

Apărarea clădirilor înalte împotriva incendiilor constituie o problemă de foarte mare importanță, având în vedere dificultățile ce apar pentru evacuarea și salvarea persoanelor din interior, precum și cele în legătură cu stingerea incendiilor, datorită vitezei mari de propagare a arderii și degajării unei îndemnate cantități de fum.

Prezenta lucrare reprezintă o analiză detaliată a fiecărui tip de sistem de detecție și semnalizare a incendiilor. Realizarea unei astfel de analize a fost necesară datorită riscului tot mai mare de producere a unor incendii cu urmări mai mult sau mai puțin catastrofale la clădiri înalte ca urmare a dezvoltării continue a industriei și implicit a omenirii.

Lucrarea debutează cu prezentarea parametrilor incendiului ca mijloc de stabilire a tipurilor de detectoare de incendiu, continuă cu elementele generale privind detecția incendiilor, cu tipurile de detectoare și amplasarea acestora.

Apoi, în următoarele capitole, pe rând, am efectuat o prezentare a fiecărui tip de sistem de detecție indicând totodată avantajele și dezavantajele folosirii lor cât și caracteristicile constructive, modurile de amplasare, domeniile de utilizare, precum și studii recente făcute pe acestea.

În finalul lucrării am făcut prezentarea uneia din cele mai eficiente metode de detecție și semnalizare a incendiilor existente la momentul de față.

De asemenea am format în încheierea lucrării și concluziile pe care le-am considerat necesare să le prezint având în vedere necesitatea utilizării sistemelor moderne de detecție și semnalizare a incendiilor și eficienței acestora.

Am considerat oportun și necesar întocmirea unei terminologii specifice utilizate pe parcursul lucrării, pentru a lămuri unele aspecte în acest sens.

CAPITOLUL I

PERFORMANȚE SPECIFICE PRIVIND PROTECȚIA LA FOC A CLĂDIRILOR ÎNALTE

1.1. CONSIDERAȚII GENERALE

Clădirile înalte sunt construcții civile (publice) la care pardoseala ultimului nivel folosibil este situată la peste 28 m față de terenul (carosabil) accesibil autovehiculelor de intervenție ale pompierilor, pe cel puțin două laturi ale clădirii (fig. 7.0.). Atunci când ultimele niveluri sunt locuințe de tip duplex sau triplex se ia în considerare numai nivelul de acces din circulațiile comune orizontale ale clădirii.

Conform normelor americane NFPA se consideră – clădiri înalte clădirile la care datorită înălțimii, stingerea incendiilor trebuie să se facă din interior. Astfel sunt nominalizate două grupe de înălțimi respectiv:

înălțimea pardoselii ultimului nivel 22-25 m;

înălțimea pardoselii ultimului nivel 28-30 m.

Acestor grupe le corespunde clădiri cu 8 respectiv 10 niveluri.

În Franța se nominalizează construcții de mare înălțime cele care au peste 50 m pentru a fi locuite și respectiv peste 28 m pentru celelalte.

1.2. RISCUL DE INCENDIU ȘI CAUZELE SPECIFICE DE INCENDIU LA CLĂDIRILE ÎNALTE

De remarcat faptul că în caz de incendiu, partea superioară a clădirilor înalte nu este accesibilă cu ajutorul autoscărilor mecanice sau a altor utilaje, intervenția făcându-se prin interior. Posibilitățile de atacare a incendiului din poziții convenabile sunt reduse, timpul necesar pentru recunoașterea situației și stabilirea dispozitivului este mare, cazurile de traversare a zonelor de fum și gaze fierbinți sunt frecvente, posibilitățile de sprijin din exterior al forțelor de intervenție sunt limitate, operațiunile efectuate au durată mare de timp, presupunând concentrări masive de efective și mijloace tehnice pentru intervenție și salvare.

Riscul de incendiu pentru aceste clădiri este determinat în principal de:

prezența în majoritatea cazurilor a unui număr mare de persoane care se preocupă în mică măsură de prevenirea incendiilor datorită cunoștințelor necesare, stării fizice și psihice în care se află sau a unor situații de conjunctură;

existența unor factori care îngreunează sesizarea în timp util a declanșării unui incendiu (cum ar fi spațiile care rămân fără supraveghere mult timp);

posibilitatea ca în clădire să se afle persoane care nu se pot evacua singure;

înglobarea în astfel de clădiri a unui număr mare de funcțiuni (magazii, săli de tratament, spații de distracții etc.);

utilizarea pe scară largă a materialelor combustibile (lemn, mase plastice etc.) care prin ardere degajă o mare cantitate de căldură, fum și gaze toxice;

atingerea în scurt timp a temperaturilor critice și formarea unei atmosfere pline de fum și produse toxice.

Principalele cauze de incendiu asupra cărora trebuie orientată atenția sunt cele generate de erori și greșeli de utilizare a focului deschis (chibrituri, țigări etc.), a aparatelor electrice, a lichidelor și gazelor combustibile.

Nu trebuie neglijate nici erorile generate de operațiunile de sudare, lipire, vopsire sau nerespectarea parametrilor de lucru la utilajele și echipamentele din dotare.

1.3. FACTORII CARE FAVORIZEAZĂ PROPAGAREA RAPIDĂ A INCENDIILOR LA CLĂDIRILE ÎNALTE

Propagarea rapidă a incendiului în clădiri înalte și foarte înalte este favorizată de prezența următorilor factori:

suprafața mare supusă procesului de ardere, greu accesibilă și dispusă defavorabil pentru intervenția pompierilor, iar datorită configurației verticale materialele combustibile sunt supuse incendiului pe direcția naturală de propagare a gazelor fierbinți;

diferența între densitatea aerului din interiorul clădirii și a aerului de la exterior creează un tiraj natural care provoacă deplasarea ascensională a aerului și ieșirea lui la exterior prin părțile superioare ale imobilului cu viteză proporțională cu diferența de presiune care depinde implicit de înălțimea clădirii;

rețele intense de canale de ventilare (climatizare) și ghenele specifice clădirilor moderne, constituie numeroase căi de propagare a incendiului pe verticală și orizontală;

construcțiile climatizate sunt cât mai etanșe, astfel încât căldura degajată nu poate fi ușor disipată spre exterior și rămâne în clădire, contribuind la încălzirea rapidă a materialelor combustibile;

existența unor vitrări ample, ca și utilizarea pereților cortină pentru închiderea construcției facilitează în lipsa unor măsuri riguroase de compartimentare transmiterea incendiului pe verticală de-a lungul fațadelor;

propagarea incendiului atât pe verticală cât și pe orizontală poate fi favorizată și de condițiile atmosferice specifice zonei climatice, în special vânt, de direcția acestuia și de forța sa.

1.4. CONCEPTUL DE PREVENIRE A INCENDIILOR ÎN ROMÂNIA LA CLĂDIRILE ÎNALTE

Pe baza legislației în vigoare privind apărarea impotriva incendiilor, noțiunea de clădire înaltă care face obiectul prezentei lucrări, este definită de normativul de siguranță la foc a construcțiilor, P 118/1999, ca fiind o construcție civilă supraterană la care pardoseala ultimului nivel folosibil este situată la peste 28 m față de terenul accesibil autovehiculelor pompierilor pe cel puțin două laturi ale clădirii. Atunci când ultimele niveluri sunt locuințe de tip duplex sau triplex se ia in considerare numai nivelul de acces din circulațiile comune orizontale ale clădirii. Nu sunt considerate clădiri înalte construcțiile care nu sunt destinate să adăpostească oameni.

În ultimii ani au fost întreprinse cercetări ample în vederea fundamentării unei noi concepții privind proiectarea construcțiilor din punct de vedere al siguranței la foc, elaborarea unor noi metode de testare a materialelor și elementelor de construcție în condiții cât mai apropiate de situații reale (la scară naturală) a unor noi standarde de clasificare în “euroclasa” și a unor coduri și ghiduri tehnice de aplicare, pentru a asigura securitatea sporită a ocupanților.

Ca rezultat al dezvoltării rapide a concepției de proiectare, reglementările tradiționale s-au dovedit restrictive și inflexibile și ca urmare, au fost înlocuite. S-a căutat o concepție care să armonizeze abordările inginerești ale proiectării siguranței la foc, astfel încât toate cerințele esențiale și aspectele proiectării să fie îndeplinite într-o manieră acceptabilă și cuantificabilă.

Apărarea clădirilor înalte împotriva incendiilor constituie una din problemele de mare importanță, având în vedere dificultățile privind organizarea și desfășurarea operațiunilor de salvare și de stingere a incendiilor, determinate de viteza mare de propagare a incendiului și a fumului pe verticală și de prezența în clădire, în majoritatea cazurilor, a unui mare număr de persoane. Există mulți factori imprevizibili în desfășurarea incendiului (care va fi primul material care se va aprinde,  ușa rezistentă la foc va fi închisă sau deschisă, sprinklerele vor funcționa și vor controla incendiul).

Aceste întrebări și altele nu pot fi rezolvate printr-o proiectare tehnică, dar pot fi elucidate printr-o proiectare statistică dacă avem la dispoziție date statistice suficiente.

Pentru majoritatea clădirilor (clădiri de locuit, birouri, spitale) proiectul este determinist, deoarece proiectarea este mai ușoară, mai rapidă și mai puțin costisitoare ca proiectarea probabilistică datorită mijloacelor tehnice de calcul moderne. Proiectarea probabilistică este utilizată mai mult pentru clădirile ce au o importanță strategică (centre nucleare ș.a) unde consecințele unei erori de proiectare, construcție și operare sunt majore.

Realizarea unei preveniri eficiente a incendiilor reclamă pe lângă cunoașterea temeinică a cauzelor care generează incendii și descoperirea și combaterea acestora în faza incipientă. De aceea, este necesar să se acționeze cu mai multă fermitate de către cadrele de pompieri și specialiști din construcții și instalații pentru soluționarea operativă a problemelor ce privesc stabilirea cauzelor de incendiu și a măsurilor necesare înlăturării lor.

CAPITOLUL II

PARAMETRII ȘI DETECȚIA AUTOMATĂ A INCENDIULUI

2.1. PARAMETRII INCENDIULUI CA MIJLOC DE STABILIRE A TIPURILOR DE DETECTOARE DE INCENDIU

Se știe că arderea este un fenomen care se produce și se dezvoltă având la bază un număr însemnat de procese chimice și fizice care se succed în timp. Orice ardere, în fiecare fază a desfășurării ei, prezintă fenomene însoțitoare măsurabile, care se cunosc sub denumirea de „efectele arderii”. În cursul arderii au loc importante reacții de ordin energetic și material. În primul caz, avem de-a face cu o succesiune de reacții, iar în cel de-al doilea – cu produse de disociere.

Cum incendiul este o ardere, înseamnă că acest fenomen constituie o transformare a materiei și energiei, în cursul căreia diferitele mărimi de ordin fizic și chimic se modifică. Prin sesizarea acestor modificări cu ajutorul mijloacelor tehnice de masurare, ele pot fi puse în serviciul semnalizării automate a incendiilor.

Ca un exemplu tipic de transformare de energie, se poate cita apariția energiei calorice din cea chimică, înmagazinată în substanța sau materialul care arde, iar ca transformare de materiale (produse) – apariția fumului (particulele fine de cărbune în suspensie în aer, rezultate din arderea mterialului combustibil), în urma producerii aceleiași transformări.

Figura 2.1. Fazele incendiului și răspunsul detecției

În figura 2.1. se reprezintă calitativ evoluția concentrației de fum degajat la un incendiu și tipurile de detectoare de incendiu recomandate pentru detecția incendiului. Delimitarea între faze nu este întotdeauna netă. Pe durata fiecărei faze se degajă anumite produse de ardere – gaze, fum, vapori de apă, cenușă, particule arzânde, etc.

Dacă se procedează la identificarea produselor de ardere este posibilă detecția incendiilor. Evident, pentru a reduce gravitatea consecințelor unui incendiu este necesară o detectare cât mai timpurie a incendiului, dacă este posibil chiar în faza de inițiere a acestuia.

Sistemele de detecție a incendiilor reprezintă ansamblul de echipamente și materiale, interconectate care au rolul să detecteze prezența unor anumite produse de ardere, să emită un semnal electric ale cărui caracteristici (formă, durată, amplitudine ,etc.) să depindă de natura și alți parametrii specifici produselor de ardere, să prelucreze informația furnizată de prezența și caracteristicile semnalului electric, să genereze o decizie și eventual să declanșeze o acțiune (anunțare, alarmare, retransmisie, declanșare sistem de stingere, etc.)

Una din părțile esențiale ale sistemelor de detecție o reprezintă detectorul de incendiu.

O clasificare uzuală după parametrul supravegheat a detectoarelor de incendiu este:

detectoare de flacără;

detectoare de fum;

detectoare de temperatură;

detectoare de gaze de combustie.

Tipul de detector se alege în funcție de:

materialele din spațiul protejat și clasa de reacție la foc a acestora;

configurația spațiului – în particular înălțimea;

efectele sistemelor și instalațiilor de ventilare și încălzire;

condițiile ambiante în încăperile supravegheate;

posibilitățile declanșării alarmelor false.

Detectoarele trebuie să reacționeze rapid și sigur în condițiile ambiante existente în spațiile unde sunt amplasate.

Din punct de vedere pur teoretic, ar fi posibil ca toate efectele arderii (parametri sau indicii incendiului), arătate în ultimul rând al schemei, să fie folosite ca mărimi caracteristice pentru detectarea automată a incendiilor. Din punct de vedere practic însă, mai cu seamă dacă se iau în considerație aspectele tehnice și economice, nu toți indicii menționați sunt utilizabili. Pe de o parte, modificările intervenite față de starea normală, sunt prea mici sau acționează prea încet pentru a asigura o detectare eficientă , iar pe de altă parte, realizarea lor este prea costisitoare, prea complicată sau aplicabilă numai în cazuri cu totul speciale. În afară de aceasta, utilizarea unor indici caracteristici ai incendiului mai este restrânsă și datorită unei serii de particularități tehnice de care trebuie să ținem seama, în interesul protecției instalațiilor de producție.

O parte dintre indicii incendiului pot fi sesizați și de simțurile umane. Astfel, prin miros se sesizează gazele de ardere, prin vedere – fumul și flăcările, prin auz – zgomotul produs de ardere în anumite condiții. Aceste efecte însoțitoare ale arderii, deci ale incendiului, au fost denumite parametrii incendiului.

Cei mai importanți dintre acesti parametri sunt: căldura, fumul, flăcările, produsele de ardere sub formă de gaze ca oxid de carbon, dioxid de carbon, vapori de apă, dioxid de sulf, clorhidrină etc., radiațiile (infraroșii, vizibile, ultraviolete etc.), modificarea conținutului de umiditate relativă a aerului.

2.2. FENOMENE FIZICE ȘI CHIMICE RELEVANTE ÎN DETECȚIA AUTOMATĂ A INCENDIILOR

Detecția automată implică măsurarea unor parametri, compararea acestora cu o stare anterioară sau cu un nivel prestabilit și semnalizarea adecvată a stării în care se află senzorul respectiv. Măsurarea trebuie să fie precisă iar procesul să ofere rezultate repetitiv identice în condiții de masură identice.

Evident cel mai performant detector multicriterial este chiar omul. Orice om obișnuit poate detecta fumul, temperatura , flăcarile sau mirosul. Omul poate fi și un mijloc de alarmare eficient pentru spații reduse dimensional. Pe de alta parte factorul uman este cel mai puțin fiabil într-un sistem de detecție și din acest motiv sunt preferate detectoare automate poate mai putin performante dar în mod sigur mult mai fiabile.

Ținind seama de cele de mai sus orice sistem automat de detecție a incendiilor trebuie sa fie prevazut cu butoane de alarmare manuale cu ajutorul cărora orice persoană care observă un incendiu să poata activa sistemul.

Din punct de vedere istoric primul detector automat de temperatura a fost inventat între anii 1892-1900 în Anglia și constă într-un circuit electric întrerupt de două discuri metalice între care se află o bucată de unt de dimensiuni constante. La creșterea temperaturii ambientale peste temperatura de topire a untului cele două discuri metalice intrau în contact electric activând o sirena. Sesizarea în faza incipienta a unui incendiu este dezideratul oricarui sistem de detecție automată, marea majoritate a detectoarelor se concentrează pe fenomenele fizice și chimice specifice acestui stadiu.

Detectoarele automate cele mai des folosite sunt cele de fum și cele de temperatura.

Daca analizam un incendiu tipic, dezvoltarea unui incendiu are loc conform graficului din figura 2.2.

Figura 2.2. Dezvolzarea unui incendiu

Se observa ca în faza incipientă creșterea concentrație

de fum nu este foarte mare iar creșterea temperaturii

mai ales pentru volume mari este redusă. Dificultatea detecției precise în starea incipientă este crescută de doi factori principali. Temperatura mediului ce variază ciclic în mediul natural (de la zi la noapte, de la un anotimp la altul, etc.) cu mult peste valorile de creștere a temperaturii în faza incipientă.

Fumul creează efecte fizice reduse asemanatoare prafului în suspensie la concentrații similare. În detecția automată putem considera în scopul analizei comparative PD (probabilitatea de detecție) și FAR (rata de alarme false). Cu cât sensibilitatea detectorului este mai mare PD-ul crește însa crește și FAR.

Un număr ridicat de alarme false scade încrederea utilizatorilor în sistem la extrem, fiind ignorate semnalele de avertizare, practic sistemul devenind inutil.

Pentru evitarea alarmelor false marea majoritate a detectoarelor au o diferență semnificativă intre nivelul maxim al parametrului măsurat, la care starea detectorului este normală, și nivelul minim la care se declanseaza starea de alarmă (exemplu: pentru un detector de temperatură

Figura 2.3. Tipul de detecție a incendiului în funcție de evoluția în timp și mărimea pagubelor incendiului

indiferent de clasa, diferența dintre temperatura maximă de aplicare și temperatura minima de răspuns, static este de 4 grade celsius).

Daca în tetraedrul focului cunoaștem materialul combustibil iar acesta este preponderent în spatiul supravegheat o solutie precisă și eficientă, constă în măsurarea compușilor de descompunere sau a produșilor de ardere ai materialului respectiv. Din păcate în realitatea cotidiană tipurile de materiale combustibile posibil a fi întilnite într-un anumit spațiu sunt din cele mai diverse iar un detector pentru fiecare tip este neeconomic și total inadecvat pentru un spațiu în care sunt multiple tipuri de combustibili.

Din acest motiv soluții particulare de detecție sunt foarte rar întilnite și se adresează exclusiv unor condiții specifice (exemplu: rafinării și combinate chimice).

Pentru a uniformiza răspunsul detectoarelor automate realizate de către firme producatoare diferite, pe diverse arii geografice, au fost adoptate standarde și norme specifice ce reglementează performanțele acestora și domeniul de aplicare. Pe continentul nord american preponderent este norma NFPA iar în Europa rezultanta standardelor naționale armonizate este standardul EN 54.

Chiar și în spațiul Uniunii Europene standarde naționale precum VdS sau British Standard care prezintă particularități sau reglementari specifice unei arii geografice.

Figura 2.4. Fazele propagarii incendiului în funcție de timp și temperatură

CAPITOLUL III

ELEMENTE GENERALE PRIVIND DETECȚIA INCENDIILOR

TIPURI DE DETECTOARE ȘI AMPLASAREA ACESTORA

3.1. Generalități

Factorii care influențează alegerea tipului de detector cuprind:

a) cerințe legislative;

b) materialele aflate în zonă și modul lor de ardere;

c) configurația zonei (în special înălțimea tavanului);

d) efectele ventilației și ale încălzirii;

e) condițiile de mediu din zona supravegheată;

f) riscurile de producere a alarmelor false.

Detectoarele alese trebuie să fie cele care asigură cea mai timpurie și sigură detecție posibilă în condițiile de mediu ale zonei în care sunt amplasate. Nu există un tip de detector adecvat pentru toate aplicațiile, iar alegerea finală depinde condițiile date. Practica impune uneori utilizarea unei combinații de tipuri diferite de detectoare.

Detectoarele de incendiu sunt de obicei construite să răspundă la una sau mai multe caracteristici ale arderii: fum, cădură, radiație (flacără) sau alte produse ale arderii. Fiecare tip de detector prezintă un anumit nivel de sensibilitate la diferite tipuri de ardere. În general, un detector de căldură are un răspuns mai lent, însă un incendiu care generează rapid căldură și foarte puțin fum poate face ca un detector de căldură să semnalizeze înaintea unui detector de fum. În cazul unei arderi lente, mocnite, ca de exemplu fazele ințiale ale arderii cartonului, un detector de fum va semnaliza de regulă primul.

În cazul arderii unui lichid combiustibil, cea mai timpurie semnalizare este dată de regulă de un detector de flacără. Produsele de ardere la care sunt sensibile detectoarele punctuale de căldură și de fum sunt transportate de la locul arderii către detector prin convecție. Aceste detectoare necesită existența unui tavan (sau a unei suprafețe similare) pentru a dirija produsele de ardere dinspre conul de ardere. Ca urmare, ele sunt adecvate utilizării în majoritatea clădirilor, însă sunt în general inadecvate utilizării în exterior.

Radiația la care sunt sensibile detectoarele de flacără se propagă în linie dreaptă și nu este necesară existența unui plafon pentru orientarea către produsul de ardere. Ca urmare, detectoarele de flacără se pot utiliza în exterior sau în incinte cu tavane foarte înalte, unde detectoarele de căldură și de fum sunt inadecvate.

Anumite gaze, precum CO, CO2, NH3 sunt asociate arderii. Detectoarele de gaz sunt capabile să sesizeze aceste gaze și să interpreteze existența lor ca incendiu. Deoarece acestea constituie tipuri noi de detectoare, nu există încă foarte multe informații referitoare la utilizarea lor în condiții optime.

Detectoarele multisenzor se obțin prin combinarea a două sau mai multe tipuri de detectoare

(fum/căldură sau fum/căldură/flacără) și prelucrarea semnalelor de fiecare tip cu ajutorul unor calcule matematice. Astfel, cel puțin în mod teoretic, se poate face o distincție mai bună între alarmele reale și cele false.

3.2. Declanșatoare manuale de alarmă

Rolul functional al acestui dispozitiv este initierea unui semnal de alarma la actionarea butonului. Din acest motiv locul de amplasare trebuie sa fie usor accesibil. Normativele in vigoare impun o inaltime de montaj de 1,2 – 1,5 m fata de pardoseala. Pentru a se asigura o buna vizibilitate culoarea rosie si inscriptionarea intuitiva (text si/sau simbol) permit deosebirea de alte dispozitive cu actionare manuala.

Amplasarea declansatoarelor manuale se face astfel incit sa nu fie nevoie sa se parcurga mai mult de 30 de metri pina la cel mai apropiat buton. Pentru cladiri inalte, foarte inalte, aglomerari de persoane sau pentru cladirile ce gazduiesc persoane cu handicap locomotor distanta maxima pina la cel mai apropiat buton se reduce la 20 de metri.

Pozitionarea în cladire se face pe caile de evacuare la interiorul sau exteriorul fiecarei usi , pe scara de evacuare (paliere sau cai de acces la scara) si la fiecare iesire spre exterior. Suplimentar ele pot fi amplasate in apropierea spatiilor cu risc mare de incendiu.

Constructiv declansatoarele manuale sunt realizate astfel incit sa isi pastreze functionalitatea in conditiile de mediu in care sunt amplasate. Conditii de mediu diferite au condus la aparitia unei game constructive variate (de interior, de exterior, pentru medii Ex, pentru medii corozive, etc.)

Declansatoarele manuale la care actionarea se realizeaza prin spargerea geamului nu pot fi readuse în starea inițială decât prin înlocuirea acestuia. Din acest motiv vor fi considerate dispozitive neresetabile.

Figura 3.1 Declanșatoare manuale de alarmă

Conectarea la instalatia de semnalizare a incendiilor se realizeaza prin cai de transmisie specifice (uzual cablu sau radio) asigurindu-se transmiterea informatiei de stare in formatul adecvat.

Astfel in instalatiile de detectie conventionale scaderea rezistentei electrice produce initierea starii de alarma. Pentru sistemele analogic adresabile se transmite semnalul ce identifica declansatorul manual si starea sa (normala sau in alarma la actionare).

Figura 3.2. Exemplu de cablare – declanșatoare manuale (aplicatii conventionale)

3.3. Clasificarea detectoarelor

După parametrul de incendiu detectat

Detector de fum: detector sensibil la particulele produse de combustie și/sau piroliză suspendate în atmosferă (aerosoli).

Detectoarele de fum pot fi clasificate:

detector de fum cu cameră de ionizare: detector sensibil la produse de combustie capabile să afecteze curenții de ionizare din interiorul detectorului;

detector optic de fum: detector sensibil la produse de combustie capabile să afecteze absorbția sau difuzia unei radiații în domeniul infraroșu, vizibil și/sau ultraviolet al spectrului electromagnetic;

Detector de gaz: detector sensibil la produsele gazoase de combustie și/sau descompunere termică.

Detector de flacără: detector care răspunde la radiația electromagnetică emisă de flăcările unui incendiu.

Detector de căldură: detector care răspunde la o creștere de temperatură.

Detector multisenzor: detector care răspunde la mai mult de un parametru al incendiului.

Din punct de vedere al marimii sau vitezei parametrului masurat:

Detector static – detector care inițiază o alarmă când mărimea parametrului măsurat depășește o anumită valoare, pentru un timp prestabilit.

Detector diferențial – detector care inițiază o alarmă când diferența între mărimile parametrului măsurat în două sau mai multe locuri depășește o anumită valoare, pentru un timp prestabilit.

Detector de rată de creștere (velocimetric) – detector care inițiază o alarmă când rata de schimbare a parametrului măsurat depășește în timp o anumită valoare.

Din punct de vedere al formei zonei de detectie detectoarele pot fi:

Detector punctual: detector care răspunde la parametrul sesizat în vecinătatea unui punct fix.

Detector multipunctual: detector care răspunde la parametrul sesizat în vecinătatea unui număr de puncte fixe.

Detector liniar: detector care răspunde la parametrul sesizat în vecinătatea unei linii continue.

După posibilitatea de reanclanșare a detectorului

Detector resetabil: detector care, după răspuns, poate fi reanclanșat din starea sa de alarmă în starea sa normală de veghe, din momentul în care condițiile care au declanșat intrarea lui în stare de alarmă încetează, fără a fi necesar să se înlocuiască unul din elementele sale.

Detectoarele resetabile se clasifică după cum urmează:

detector auto-resetabil – detector resetabil care va trece automat el însuși în starea sa normală de veghe;

detector resetabil de la distanță – detector resetabil care poate fi trecut în starea sa normală de veghe printr-o operație efectuată de la distanță;

detector resetabil local – detector resetabil care poate fi trecut în starea sa normală de veghe printr-o operație manuală efectuată la detector.

Detectorul neresetabil se clasifică astfel:

– cu elemente schimbabile – detector la care,după raspuns ca urmare a intrării în stare de alarmare , trebuie înlocuite una sau mai multe componente pentru a trece în starea sa normală de veghe;

– făra elemente schimbabile – detector care, după raspuns ca urmare a intrării în stare de alarmare, nu mai poate fi trecut în starea de sa normală de veghe.

După amovibilitatea detectorului

Detector amovibil: detector care este proiectat în așa fel încât să permită cu ușurință demontarea din poziția sa normală de funcționare pentru scopuri de mentenanță și service.

Detector inamovibil: detector la care modul de montare este în asa fel încât demontarea ușoară din poziția sa normală de funcționare pentru scopuri de mentenanță și service nu e posibilă.

După tipul de semnal transmis

Detector cu două stări: detector care generează una din cele două stări de ieșire relativ la condițiile de “veghe” sau “alarmă de incendiu”.

Detector multistare: detector care generează o stare de ieșire dintr-un număr limitat (mai mare de două) în legătură cu condițiile de “veghe”, “alarmă de incendiu” sau cu alte condiții anormale.

Detector analogic: detector care generează un semnal de ieșire ce reprezintă valoarea parametrului sesizat.

Din punct de vedere al numarului de parametri monitorizati pot fi :

Detector monosenzor – Detector care raspunde la un parametru al incendiului;

Detector multisenzor – Detector care raspunde la mai mult de un parametru al incendiului.

După funcțiile îndeplinite

Dispozitiv autonom de alarmare la fum: detector cu funcționare independentă care nu se conectează la o centrală; punct care conține elemente de detectare a fumului, alimentare cu energie și alarmă și care este proiectată pentru declanșarea unei alarme de incendiu în aplicații casnice.

Aparatul conține toate elementele necesare pentru detectare și emitere a alarmei.

Clasificarea de mai sus a fost realizata in baza unor criterii comune. Se pot realiza clasificari din multe puncte de vedere cum ar fi grad de protectie asigurat de dispozitiv, rezistenta la curenti de aer sau dupa diverse detalii constructive insa orice detector poate fi incadrat intr-o categorie descrisa chiar daca nu sunt descrise toate facilitatile acestuia.

3.4. Echiparea clădirilor cu instalații de semnalizare a incendiilor

Instalații de semnalizare a incendiilor

Echiparea clădirilor cu instalații de semnalizare a incendiilor se realizează în vederea asigurării securității la incendiu a utilizatorilor construcției, pentru prevenirea incendiilor și intervenția în timp util în caz de apariție a acestora, în funcție de categoria de importanță a construcției, tipul construcției, nivelul riscului de incendiu (categoria de pericol de incendiu), destinația clădirii, potrivit prevederilor prezentului normativ. Beneficiarul poate stabili echiparea construcțiilor pe care le utilizează cu astfel de instalații și în alte cazuri.

Instalațiile de semnalizare a incendiilor trebuie să asigure:

detectarea incendiilor, atât pe căile de circulație pentru funcționarea normală a construcțiilor, cât mai ales, în spațiile și încăperile auxiliare, precum și în acele încăperi în care incendiul ar putea evolua nestânjenit, fără a fi observat în timp util;

anunțarea incendiului la punctul de supraveghere permanentă, automat și/sau prin declanșatoare manuale de alarmă (butoane de semnalizare) și telefoane de interior, precum și, după caz, la unitatea de pompieri (serviciul de pompieri);

alarmarea operativă a personalului de serviciu, care trebuie să organizeze și să asigure prima intervenție și evacuarea utilizatorilor în conformitate cu planurile de acțiune stabilite;

avertizarea ocupanților (utilizatorilor) din clădire asupra pericolului de incendiu și transmiterea de instrucțiuni (mesaje) pentru evitarea panicii.

Echipamentul de control și semnalizare (centrala de semnalizare) trebuie să semnalizeze fără ambiguitate următoarele stări de funcționare ale instalație de semnalizare a incendiilor:

starea de veghe, când echipamentul de control și semnalizare este alimentat de o sursă de alimentare electrică și în absența semnalizării oricărei alte stări;

starea de alarmă la incendiu, când este semnalizată alarma de incendiu;

starea de defect, când este semnalizat un defect;

starea de dezactivare, când este semnalizată o dezactivare;

starea de testare, când este semnalizată o testare a funcționării.

Instalațiile de semnalizare a incendiilor trebuie să asigure alarmarea pentru evacuarea persoanelor, să asigure ori să faciliteze intervenția pompierilor și să pună în funcțiune sistemele de limitare a propagări focului. După caz, instalația este destinată să concentreze informațiile și comenzile legate de siguranță la incendiu (să le prelucreze și să asigure toate funcțiile sistemului de detecție, desfumare, comunicare, stingere de incendiu, oprire a anumitor instalații tehnologice etc.)

În figura 3.3. este reprezentat schematic sistemul de detectare și alarmă la incendiu conform SR EN 54-1.

Legendă:

– Detector(oare) de incendiu;

– Echipamentul de control și semnalizare;

– Dispozitiv(e) de alarmă incendiu;

– Declanșator(oare) manual(e) de alarmă;

– Dispozitiv de transmisie alarmă incendiu;

– Stație de recepție alarmă incendiu;

– Comanda sistemelor automate de protecție împotriva incendiului;

– Echipament de protecție împotriva incendiului (exemplu instalație de stingere);

– Dispozitiv de transmisie semnal de defect;

– Stație de recepție semnal de defect;

– Echipament de alimentare cu energie.

E F K

F

C A

B

D

L H

C

G

Fig 3.3. – Schema sistemului de detectare și alarmă la incendiu conform SR EN 54-1

Instalația de semnalizare a incendiului este obligatoriu compusă din două părți principale:

sistemul de detectare la incendiu;

sistemul de alarmă la incendiu.

Sistemul de detectare la incendiu are ca elemente:

detectoare automate;

declanșatoare manuale (butoane de semnalizare);

echipament de control și semnalizare (centrală de semnalizare);

echipament de alimentare.

Sistemul de alarmă la incendiu are ca elemente:

echipament de control și semnalizare (centrală de semnalizare);

echipament de alimentare cu energie electrică;

echipamente de alarmare;

echipament de transmisie la distanță a semnalelor de incendiu – opțional;

echipament de transmisie la distanță a semnalelor de defect – opțional;

echipament de comandă a protecției automate la un echipament automat de stingere a incendiului – atunci când există instalație automată de stingere a incendiului.

Zonarea clădirii

Clădirea trebuie împărțită în zone de detectare astfel încât locul de origine al alarmei să poată fi determinat rapid din indicațiile date de echipamentul de control și semnalizare la incendiu (centrala de semnalizare). Trebuie asigurate circuite de rezervă pentru identificarea semnalelor de la declanșatoarele manuale de alarmă (butoane de semnalizare) astfel încât să fie prevenite semnalele eronate (false).

Împărțirea clădirii pe zone de detectare trebuie să țină seama și de următoarele reguli :

Aria desfășurată a unei singure zone trebuie să fie mai mică sau egală cu 1600 m2;

– Distanța de căutare (în interiorul unei zone) pentru a avea confirmarea vizuală a incendiului trebuie să fie mai mică sau egală cu 30 m;

Într-o zonă de detectare se pot include mai multe încăperi dacă:

încăperile sunt învecinate, numărul lor nu este mai mare ca 5 și întreaga suprafață a încăperilor nu depășește 400 m2;

încăperile sunt învecinate, cu posibilitatea de acces ușor la acestea, suprafața totală nu depășește 1000 m2 și în centrala de semnalizare a incendiilor sau la accesele la încăperi s-au prevăzut avertizori de alarmă pentru spațiul afectat de incendiu.

Fiecare zonă trebuie limitată la un singur nivel (etaj) al clădirii cu următoarele excepții:

zona este casa scării, puțul liftului sau o structură similară care se întinde pe mai mult de un nivel;

suprafața totală a clădirii este mai mică de 300 m2.

Împărțirea clădirii în zone de alarmă depinde de nevoile de diferențiere a tipului de alarmă. Dacă un semnal de alarmă se generează întotdeauna pentru întreaga clădire, atunci nu este necesară divizarea clădirii în zone de alarmă.

Alegerea detectoarelor

Tipul de detector se alege în funcție de:

– materialele din spațiul protejat și clasa de reacție la foc a acestora;

– configurația spațiului – în particular înălțimea;

– efectele sistemelor și instalațiilor de ventilare și încălzire;

– condițiile ambiante în încăperile supravegheate;

– posibilitățile declanșării alarmelor false.

Detectoarele trebuie să reacționeze rapid și sigur în condițiile ambiante existente în spațiile unde sunt amplasate.

Tipul cel mai indicat de detector utilizat pentru asigurarea protecției persoanelor din clădirile civile (publice) este detectorul de fum. Celelalte tipuri de detectoare, de căldură și de flacără, se utilizează suplimentar față de detectoarele de fum sau numai în acele spații în care incendiul în faza incipientă se manifestă prin creșteri de temperatură sau flăcări ori are o evoluție rapidă. Căile de evacuare și traseele de circulație comune în caz de incendiu se protejează cu detectoare de fum.

Pentru a asigura securitatea persoanelor se recomandă ca detectoarele să reacționeze înainte ca atenuarea produsă de fum pe căile de evacuare să atingă 0,5 dB/m, ce corespunde la o vizibilitate de circa 15 m.

Clădirile de locuit particulare se recomandă să se doteze cu detectoare de fum de tip autonom (dispozitiv autonom de alarmare la fum). Acestea pot funcționa o durată mai mare de timp, peste 1 an, alimentate la baterii de 9 V c.c.

Tabelul 3.1. Tabel privind criterii de alegere a detectoarelor pentru diverse încăperi

Amplasarea detectoarelor

Detectoarele trebuie amplasate astfel încât produsele degajate de incendiu din suprafața supravegheată să ajungă la acestea fără diluție, atenuare sau întârziere.

Fiecare încăpere trebuie să fie echipată cu cel puțin un detector. Trebuie montate detectoare și în spațiile ascunse, unde incendiul se poate iniția sau de unde se poate răspândi. Aceste spații pot include locuri sub pardoseli false sau deasupra tavanelor false.

Astfel o incapere prevazuta cu tavan fals si cu podea falsa cu aria inscrisa in aria de supraveghere a unui detector va fi echipata minim cu 3 detectoare

Cele trei cerințe specificate și legile fizicii dictează amplasarea fiecarui tip de detector.

Pentru a demonstra cele afirmate vom analiza cerințele privind amplasarea unui detector de caldura static punctual. Astfel aria supravegheată de un astfel de detector se limitează la aria compartimentului antiincendiu în care este montat (schimbul de caldura cu compartimente invecinate fiind neglijabil). Înaltimea de montaj maximă admisa de 7.5 m este în strinsă corelare cu timpul necesar pentru a atinge temperatura de inițiere a alarmei. Montajul pe tavan sau la o distanță maxima de 5% de acesta are ca scop pătrunderea cât mai rapidă în detector a fluxului de aer cald.

Distanța față de pereți de minim 500 de mm sau față de orice alte obstacole are ca scop evitarea blocării circulației aerului.

Tabelul 3.2. Tabel privind modul de echipare a construcțiilor cu instalații de semnalizare a incendiilor, în cazurile în care este obligatorie prevederea instalației de semnalizare

Distanțe și limite de amplasare între detectoare

Detectoare de căldură, de fum și de flacără

Zona de supraveghere a fiecărui detector este limitată de o serie de factori și anume:

Suprafața protejată (performanța detectorului);

Distanța orizontală dintre orice punct din spațiul supravegheat și cel mai apropiat detector;

Distanța față de pereți;

Înălțimea și configurația tavanului;

Ventilarea și mișcarea aerului în spațiul respectiv;

Obturațiile mișcării de convecție a produselor de ardere.

Detectoarele de fum și de căldură punctuale se montează pe tavan. Alte tipuri, după caz, se pot monta și pe pereți. Performanțele detectoarelor punctuale depind de înălțimea încăperii, conform tabelului 3.3. Detectoarele trebuie amplasate în așa fel încât elementele lor sensibile să fie în apropierea plafonului, la o distanță maximă de 5 % din înălțimea încăperii.

Dacă există gradienți de temperatură în spațiul protejat și înălțimea de stratificare se poate determina, se instalează suplimentar detectoare și la această înălțime.

Tabelul 3.3. Distanțele orizontale de funcționare recomandate pentru detectoare în funcție de înălțimea încăperii

1 Clasa 1 detectoare de căldură cu domeniul detemperaturi de declanșare: 54 oC-62 oC.

2 Clasa 2 detectoare de căldură cu domeniul detemperaturi de declanșare: 54 oC-70 oC.

3 Clasa 3 detectoare de căldură cu domeniul detemperaturi de declanșare: 54 oC-78 oC.

Detectoarele optice cu fascicul se instalează conform instrucțiunilor producătorului. Orice parte a fascicolului apropiată la mai puțin de 500 mm de pereți este considerată insensibilă la incendiu. Lungimea spațiului protejat de fiecare detector optic cu fascicul trebuie considerată de maximum 100 m.

Fasciculele detectoarelor optice nu trebuie să fie întrerupte.

Acoperirea zonei de supraveghere a fiecărui detector de flacără este limitată de următorii factori:

distanța de vizibilitate;

distanța față de orice punct din spațiul de suprveghere și cel mai apropiat detector;

prezența barierelor de radiație;

prezența surselor de radiație de interferență.

Detectoarele de flacără se montează până la înălțimea de 20 m.

Pentru detectoarele de fum și de căldură montate sub acoperișuri în pantă, spre coamă, pentru o înclinație de 1o, cu 1 %. Dacă acoperișul este în pantă sau cu luminatoare, se montează detectoare în fiecare vârf de coamă. Atunci când denivelările tavanului (grinzi, nervuri etc.) sunt mai mici de 5 % din înălțimea încăperii se consideră tavan plan.

Distanțele 5 m și 7,5 m sunt distanțele orizontale considerate în orice punct din spațiul de protejat la cel mai apropiat detector (cu excepția tavanelor înclinate).

Nu se recomandă montarea detectoarelor de fum sau căldură în apropierea pereților la mai puțin de 500 mm, pe aceeași distanță de 500 mm păstrându-se spațiul liber în jurul oricărui detector.

Pentru tavane cu denivelări – grinzi sau planșee casetate – se aplică următoarele reguli:

– Grinzile cu înălțimi mai mari de 5 % din înălțimea încăperii vor fi tratate ca pereți despărțitori, cu excepția cazurilor când se poate arăta că acestea nu întârzie apreciabil declanșarea detectoarelor.

– În cazul planșeelor casetate, o anumită zonă dintre casete poate fi supravegheată de un singur detector. Volumul intern al casetelor acoperite de un detector nu trebuie să depășească produsul a 6 m2 cu înălțimea grinzii pentru detectoarele de căldură și 12 m2 cu înălțimea grinzii pentru detectoarele de fum.

Tavanele false impun două cerințe:

protecția împotriva incendiilor inițiate sub tavanele false;

protecția împotriva incendiilor inițiate deasupra tavanelor false.

Dacă în tavanul fals există perforații mici și nu există posibilități de ventilare care să transporte fumul deasupra tavanului fals, atunci trebuie montate detectoare sub tavanul fals.

Dacă există riscuri de inițiere a unui incendiu deasupra tavanului fals trebuie montate detectoare și deasupra tavanului fals.

Tabelul 3.4. Înălțimea de montare a detectoarelor de fum, căldură și de flacără

Figura 3.4. Spații orizontale între detectoare conform SR EN 54-7 (fum) și SR EN 54-5 (termice)

Tabelul 3.5.

Figura 3.5. Amplasarea detectoarelor în spații multietajate

Figura 3.6. Diagrama de timp la obiective fără sisteme automate de detecție

Figura 3.7. Diagrama de timp în

cazul folosirii detectoarelor automate

3.5. Eficacitatea instalațiilor de semnalizare a incendiilor

Independent de voința omului, chiar și în prezența celor mai performante măsuri de protecție, riscul de incendiu există și nu poate fi redus la zero. În această situație, este necesar ca prin mijloace adecvate să se realizeze acele condiții care să conducă la micșorarea posibilității ca o ardere în faza incipientă să evolueze necontrolat și să se transforme într-un incendiu major.

Asigurarea protecției globale la incendiu a construcțiilor și a utilizatorilor vizează obținerea unui anumit grad de siguranță în exploatarea acestora reducând, dacă este posibil, incendiul la dimensiunile unui incident tehnic. În acest caz vom avea un incendiu controlat și nu unul cu o evoluție liberă, existând premisele de a se putea interveni eficient dacă nu pentru oprirea cel putin pentru modificarea arderii în scopul de a-i atenua efectele.

Măsurile de protecție împotriva incendiilor se pot clasifica în două mari categorii: preventive și defensive. Acestea se realizează atât în fazele de proiectare și execuție cât și în faza de exploatare a construcțiilor.

Dacă măsurile preventive au ca scop reducerea posibilității de apariție a incendiului cele defensive au ca scop diminuarea pierderilor în caz de incendiu.

După modul de intervenție măsurile de protecție se pot împărți convențional în active sau pasive. De exemplu o instalație de detectare a incendiilor este un mijloc pasiv (doar semnalizează incendiul) în timp ce o instalație automată de stingere a incendiilor este un mijloc activ (participă efectiv la stingere).

Datele statistice prezentate de literatura de specialitate scot în evidență faptul că numărul incendiilor mari înregistrate în obiective prezintă valori maxime în timpul nopții și în primele ore ale dimineții, comparativ cu incendiile care au loc în timpul zilei. Totodată, incendiile de mici proporții izbucnite în timpul nopții, datorită nesesizării în timp oportun, ca urmare a prezenței reduse a personalului, au o probabilitate de 5-6 ori mai ridicată de a deveni incendii mari decât cele care apar în timpul zilei. Incendiile mici și mari din timpul nopții, deși reprezintă circa 30% din numărul total al incendiilor, produc pagube de peste 60-70% din valoarea totală produsă de acestea.

În tabelul 3.6. este prezentată o posibilă variantă de organizare a protecției la incendiu structurată pe 8 niveluri, pentru o construcție în exploatare. Cu cât cerința de protecție la incendiu este mai ridicată, cu atât se impune existența mai multor măsuri (niveluri) care să realizeze acest lucru. Se constată că, de exemplu, instalațiile de detectare a incendiilor se vor utiliza atunci când celelalte măsuri de protecție, situate în aval de aceasta (rang inferior), nu mai pot realiza o creștere a nivelului de protecție la incendiu.

O instalație de detecție a incendiilor nu poate să împiedice nici producerea și nici dezvoltarea incendiilor. Din momentul în care un incendiu este detectat, acesta continuă să se dezvolte până la începerea operațiilor de stingere, fie de către serviciile de pompieri fie de către instalațiile automate de stingere.

Instalațiile automate de detectare a incendiilor constituie doar condiția pentru automatizarea procesului care se desfășoară între izbucnirea și stingerea unui incendiu. Prin această tehnică reducându-se în mod considerabil pierderile cauzate de incendiu.

Din analiza tabelului 3.6. se constată că prezența instalațiilor de detectare a incendiilor este absolut necesară pentru a ajunge la niveluri superioare de protecție, respectiv de stingere și/sau alertare a serviciilor de pompieri. Dacă se dorește obținerea unui nivel de protecție și mai ridicat, instalațiile de detecție nu mai sunt suficiente și atunci se impune utilizarea fie a instalațiilor automate de stingere a incendiilor fie a serviciului de pompieri fie a ambelor.

Tabelul 3.6. Variantă de organizare a protecției la incendiu

Dotarea construcțiilor cu instalații automate de detectare a incendiilor a rezultat din necesitatea reducerii pierderilor materiale și umane înregistrate la incendii. Instalațiile automate de detectare a incendiilor creează premisele automatizării procesului care se desfășoară între momentul apariției incendiului și momentul începerii stingerii acestuia. Mărimea acestei durate de timp constituie un factor esențial în evoluția liberă a incendiilor (arderi necontrolate) și care, implicit, va determina magnitudinea pierderilor.

3.6. Integrarea sistemelor de detectare și alarmare a incendiilor într-un sistem de gestiune tehnică

Asigurarea protecției la incendiu a construcțiilor și utilizatorilor reprezintă un obiectiv fundamental în contextul cerințelor și exigențelor secolului XXI.

Având în vedere condițiile specifice existente într-un obiectiv, prin introducerea unui sistem de detectare și alarmare la incendiu, se urmărește creșterea gradului de siguranță în exploatarea acestuia, reducându-se incendiul la dimensiunile unui incident tehnic, cu o evoluție controlată.

Aplicabilitatea sistemelor de supraveghere și alarmare la incendiu este foarte largă, cu accent deosebit pentru obiectivele de mari dimensiuni unde, în cele mai multe cazuri, sunt utilizate ca parte integrantă a unui sistem de conducere inteligentă BMS (Building Management System).

Conducerea inteligentă reprezintă un ansamblu de mijloace, proceduri și decizii care permit realizarea tuturor funcțiunilor cerute de utilizatorii unui obiectiv, în condiții date de eficiență economică, care pe lângă supravegherea la incendiu se ocupă și de gestionarea mai multor funcțiuni ale obiectivului (clădirii). Pentru a satisface cât mai bine aceste cerințe, în contextul evoluției transmisiei numerice a informației, s-au dezvoltat tehnologii avansate de integrare a controlului single-mod (pe fiecare element în parte) într-un control general care să cuprindă toate sistemele clădirii, obținându-se în acest fel un management și o gestiune completă a tuturor funcțiunilor acesteia.

Sistemele integrate (Integrated Systems) reprezintă un ansamblu de sisteme care monitorizează și controlează o varietate de echipamente operante și funcționalități ale clădirii, cu un anumit nivel de eficiență.

Fig. 3.8. Modelul piramidal al

integrării sistemelor în clădire

Integrarea sistemelor se poate efectua pe niveluri de integrare, începând de la funcțiile de bază ale fiecărui sistem sau echipament (antiincendiu, antiefracție, iluminat, încălzire, ventilare, etc), mergând în continuare la interconectarea (integrarea superioară) a sistemelor între ele, pe grupe de funcțiuni și particularități, pentru a ajunge în final al integrarea totală sau globală a tuturor sistemelor și funcțiunilor clădirii (figura 3.8.).

Avantajele utilizării sistemelor integrate sunt multiple, printre cele mai importante numărându-se:

– reducerea substanțială a costurilor de reparații și a mentenanței;

– posibilități de comandă și control evoluate incluzând un management probabilistic al situațiilor;

– sporirea confortului utilizatorilor;

– capacitate sporită de evitare a disfuncționalităților diferitelor sisteme componente;

– control centralizat al sistemelor operaționale.

Sistemele integrate prezintă și unele inconveniente, printre care:

– cost de investiție mai ridicat;

– cerințe de fiabilitate mai mari, ceea ce implică echipamente de calitate mai bună deci cu costuri mai ridicat;

– cerințe de calificare mai bună a constructorilor și instalatorilor, precum și a personalului care asigură exploatarea clădirilor;

– necesitatea unor redundanțe pentru a putea garanta siguranța utilizatorilor.

Opțiunile pentru un anumit nivel de integrare se fac în urma unor analize detaliate cost – calitate având ca element central siguranța utilizatorilor.

Mijloacele materiale implicate în gestiunea tehnică sunt: sisteme automate de conducere și supraveghere cu funcțiuni specifice (sisteme dedicate), rețele de comunicație și un post central de conducere. Dintre funcțiunile realizate în cadrul gestiunii tehnice a unui obiectiv, cele mai importante sunt : securitatea, siguranța în exploatare, gestiunea, confortul, comunicarea etc.

Aceste cerințe sunt impuse de creșterea gradului de complexitate a proceselor tehnologice, corelată cu necesitatea optimizării regimurilor de funcționare, fapt ce derivă în căutarea unor soluții moderne de supraveghere/gestiune, atât din punctul de vedere conceptual, cât și din punctul de vedere aplicativ. Modalitatea ideală pentru îndeplinirea obiectivelor care revin sistemelor de gestiune tehnică este organizarea acestor „subsisteme“ în structuri distribuite și ierarhizate.

Structura generală a unui asemenea sistem este prezentată în figura 3.9. și este realizată pe trei niveluri:

– nivel aparatură de câmp;

– nivel aparatură de automatizare;

– nivel supraveghere/gestiune.

Toată informația este recepționată și prelucrată de postul central de comandă care este un calculator PC și reprezintă nivelul ierarhic superior în această configurație. Semnalele provenite de pe magistrala de comunicație cu sistemele vitale au prioritate față de celelalte. La apariția unui eveniment (incendiu), informația despre natura și locul apariției acestuia se afișează automat pe ecranul calculatorului. Concomitent cu aceasta se afișează indicații despre modul în care trebuie să acționeze operatorul – conform procedurilor de intervenție stabilite și implementate într-un program software adecvat.

La apariția unui semnal de incendiu, automat se transmite alarma locală de incendiu prin activarea sistemelor de căutare a personalului de intervenție și a dispozițiilor de alarmă internă. În cazul în care nu are loc o intervenție umană, după expirarea unei anumite temporizări, se declanșează alarma generală. Aceasta include alarma externă (acustică și optică) pentru avertizarea și mobilizarea personalului din obiectiv și totodată anunțarea serviciilor de pompieri.

Concomitent cu alarma externă, sistemul activează comenzile specifice în caz de incendiu (închiderea ușilor rezistente foc, deschiderea gurilor de evacuare a fumului, întreruperea alimentării cu energie electrică) și declanșarea instalațiilor de stingere a incendiului.

Fig. 3.9. Integrarea sistemelor de detectare și alarmare a incendiilor într-un sistem de gestiune tehnică – BMS

MCAI – magistrala de comunicație automatizare instalații

MCASV– magistrala de comunicație sisteme vitale

CSSI – centrala de semnalizare și stingere incendii

AP – automat programabil

I/E – instalații și echipamente

Partea de gestiune a evenimentelor constă într-o bază de date care conține informații despre tipul, locul și cauzele ce au provocat evenimentul. Asupra bazei de date se pot efectua operații de sortare după tipul evenimentelor, sau după ordinea cronologică în care s-au produs pentru o eventuală reevaluare și îmbunătățire a acțiunilor de intervenție. Operarea este permisă pe baza unui sistem de parole cu niveluri multiple de acces la facilitățile programului de gestiune implementat.

CAPITOLUL IV

DETECTOARE DE FUM

4.1. Generalități

În 1902 George Andrew Darby, un inginer electronist de pe strada Bloomsbury 211, Birmingham, Anglia, a conceput un indicator de căldură electric și o alarmă de incendiu. Dispozitivul era mai mult o alarmă de căldură decât unn detector de fum și indica creșterea de temperatură din apartamentul în care era fixată. Mecanismul funcționa închizând un circuit electric pentru a acționa o alarmă dacă temperatura creștea peste limita de siguranță. Contactul era realizat cu un conductor sau o placă căzând peste o alta. Conexiunea între cele două plăci se făcea prin simpla topire a unei bicăți de unt la creșterea temperaturii. Această veche metodă, mai târziu, indica calea către detectoarele moderne de fum sau eventual de flacără. În figura 4.1. este prezentat cel mai avansat detector de pe piața sistemelor profesionale de detecție a incendiilor. Este un rezultat al activității extinse de cercetare și a îndelungatei experiențe a firmei Novar by Honeywell.

Cameră de detecție Led emițător

– parte inferioară –

Cameră de detecție

– parte superioară –

Carcasă exterioară

Senzor de

temperatură

Element de

ghidare optică

a semnalizării

Figura 4.1. IQ8Quad – Detector optic de fum

Caracteristici ale detectorului optic de fum:

Izolator integrat în tetector;

Dizain estetic, aplatizat;

Afișaj de alarmă central, vizibilitate 360 grade;

Indicator separat de funcțiune (led verde);

Detecția unui spectru larg de tipuri de fum;

Detecția bazată pe principiul dispersiei frontale;

Tipul cel mai indicat de detector utilizat pentru asigurarea protecției persoanelor în clădirile civile (publice) este detectorul de fum. Celelalte tipuri de detectoare, de căldură și de flacără, se utilizează suplimentar față de detectoarele de fum sau numai în acele spații în care incendiul în faza incipientă se manifestă prin creșteri de temperatură sau flăcări ori are o evoluție rapidă.

În general detectoarele de fum au un răspuns apreciabil mai rapid decât detectoarele de căldură, dar sunt mai susceptibile de a da alarme false.

Fumul este definit ca produs de ardere constituit din particule de dimensiuni micronice în suspensie în aer (aerosoli). Din acest motiv detectoarele de fum pot fi considerate ca detectoare de particule foarte fine. Definiția simplă și totodată clasică a fumului este: “ Suspensie de particule solide în aer pusă în mișcare de curenți termici ascendenți”.

Dacă această definiție succintă permite o întelegere la nivel elementar a fenomenului pentru un studiu aprofundat considerăm ca o definire mult mai completa este: “Suspensie de particule solide și lichide mixate într-un volum de aer și produși de ardere gazoși pus în mișcare de curenți termali”. Partculele lichide (aerosolii) la care facem referire pot fi vapori de apa, substanțe volatile (uleiuri, fracțiuni ale hidrocarburilor sau compusi de ardere rezultați prin descompunerea unor materiale combustibile) dar de regulă în cele mai multe cazuri au proprietațile unui lichid combustibil. Gazele din fum pot fi extrem de diferite din punct de vedere chimic în funcție de materialul combustibil și condițiile de ardere. Caracteristica comună constă în gradul de inflamabilitate care rămâne ridicat în cele mai multe cazuri.

Concluzia este că fumul nu trebuie privit exclusiv ca un element pasiv ci mai degraba ca o parte componentă a unui incendiu putând transfera caldura și material combustibil între doua zone

neizolate.

Tabelul 4.1. Componența admosferei

Prin convecție naturală, fumul este antrenat într-o cameră specială trecând printre sursă punctuală de lumină și o fotocelulă. Intensitatea curentului electric generat de fotocelulă este direct influențată de opacitatea fumului pătruns în camera de detecție. Modificările intensității curentului generat de fotocelulă sunt semnificative la concentrații relativ mari de fum.

De regulă, concentrația de particule eliberate în fazele de început ale incendiului este redusă și nu poate fi întotdeauna sesizată de detectoarele clasice de fum.

Folosind tehnici de detecție bazate pe efectul de condensare și tehnologii de măsurare cu laser se obțin detectoare de incendiu cu sensibilități ridicate, de circa 1000 de ori mai mari decât ale detectoarelor clasice de fum.

Formele de propagare ale unui incendiu sunt extrem de utile pentru a intelege fenomenele fizice implicate.

Figura 4.2. Propagarea căldurii prin conducție

Figura 4.3. Propagarea căldurii prin convecție

Figura 4.4. Propagarea căldurii prin radiație

Figura 4.5. Propagarea incendiului Un alt element ce trebuie clarificat constă în cauzele

prin flăcări și scântei apariției fumului. Intuitiv se afirmă ca fumul este

rezultatul procesului de ardere (oxidare) fiind specific prezenței unei flacari. Afirmația este parțial adevarată deoarece se omite ca posibila cauza fenomenul de piroliza. O definiție mai putin pretentioasa a pirolizei este: “Descompunerea chimică a materialelor organice prin încalzire într-un mediu lipsit de oxigen sau agenți oxidanți”.

Astfel apariția fumului este explicată și pentru procese termice în care nu avem o flacară.

Figura 4.6. Figura 4.7.

Figura 4.6. Figura 4.7.

Ultima caracteristică dar nu cea mai putin importantă este cea chimică. Trebuie facută distincție între arderea într-un mediu de oxigen pur și cea din aer. O descriere a arderii unei hidrocarburi în oxigen pur ar fi urmatoarea:

Combustibil + Oxigen – Căldură + Apă + Dioxid de carbon

Puțini știu că arderea materialului lemnos produce flăcari nu datorită arderii celulozei ci a gazelor rezultate în urma unui proces de piroliză la care este supus lemnul în cazul unei temperaturi ridicate. În acest caz se observă ca arderea este “curată”, adică avem ca produși de ardere dioxidul de carbon și apa. Această ecuație este corectă pentru o ardere completă într-un mediu de oxigen (practic cantitatea de oxigen este considerată nelimitată). Una din concluziile importante referitoare la procesul de ardere din punct de vedere chimic este că fumul rezultat într-un proces de ardere poate avea compoziții diferite în funcție de parametrii de ardere (în mod special materialul combustibil, viteza și condiții de mediu) influentând capacitatea de detecție a unor tipuri de detectoare de fum.

4.2. Detectoare punctuale de fum

Detectoarele punctuale de fum functionează având la baza fenomene de reflexie, refracție, difracție sau atenuare a unei radiații din spectrul optic. În cele mai multe cazuri se utilizeaza gama de frecvente din domeniul infraroșu dar există și dispozitive ce folosesc fascicule din spectrul vizibil, ultraviolet sau laser.

În normativele naționale este definit ca fiind: Detectoare punctuale care utilizeaza dispersia luminii, transmisia luminii sau ionizarea.

Detector tipic de fum cu evaluări întunecate

Tip de detector Nivel întunecat

Ionizare 3%/m – 11%/m

Fotoelectric 6%/m-15%/m

Grindă 3%/m

Aspirație 0,005%/m-20%/m

Tabelul 4.2. Nivelele de atenuare tipice

Așa cum se observă în tabelul de mai sus detectoaele punctuale de fum (optice sau cu cameră de ionizare) inițiază semnalul de alarmă la nivele de atenuare între 3%/m și 15%/m.

Figura 4.8. Principiul de funcționare al unui detector optic

Plaja mare de valori este cauzată de variația dimensională, a culorii și a caracteristicilor optice ale diferitelor particule de fum.

FASCICUL

EMIȚĂTOR ALARMĂ

RECEPTOR RECEPTOR

Figura 4.9. Vedere de sus cameră optică

Cele mai cunoscute solutii constructive sunt :

– detectoarele optice de fum;

– detectoarele cu camera de ionizare;

– detectoare multisenzor (EN 54-15);

Standardul amintit (EN 54-7) stabilește metodologia de testare pentru aceste dispozitive astfel încit să fie asigurată inițierea stării de alarmă (indiferent de producator) în intervalele stabilite ale nivelului de atenuare stabilit.

În figura 4.8. este prezentat un exemplu de cameră optica și efectele particulelor de fum asupra fasciculului luminos. În realitate forma camerei optice este mult mai complexă. Sursele de lumină pot fi multiple iar diverse aripioare permit crearea unor curenți turbionari constanți în condițiile în care curentul de aer exterior detectorului poate atinge viteze de 12 – 15 m/sec.

Camera optica este protejata la patrunderea corpurilor straine si a insectelor de site. O problema des intilnita este contaminarea camerei optice cu praf. Depunerea pe receptor sau pe emitator produce scaderea performantelor detectorului. Multi producatori au introdus circuite de compensare a acestui fenomen (Drift compensatio).

Compensarea murdăririi interne nu poate fi un proces continuu existând limite la depașirea cărora detectorul nu mai poate funcționa corect. Astfel EN 54-7 specifică că limita față de valoarea normală de timp pîna la alarma 1,6xA/R dar fără să se depașească timpul de alarmare cu mai mult de 100 secunde, unde R- rata de creștere a densității, iar A- valoare de prag necompensata.

Figura 4.10. Exemplu privind comportarea unui detector la nivele diferite de obturație obținute cu diferite materiale combustibile

Figura 4.11. Detectoare punctuale de fum

4.3. Detectoare de fum cu aspirație

Introducere

Protecția utilizatorilor clădirilor social-culturale și administrative de importanță deosebită presupune printre altele, echiparea cu instalații automate de detecție și semnalizare a incendiilor.

Echiparea clădirilor cu instalații de detectare și de alarmă la incendiu se realizează în vederea asigurării siguranței la foc a utilizatorilor construcției, pentru prevenirea incendiilor și intervenția, în funcție de categoria de importanță a construcției, tipul construcției, nivelul riscului de incendiu (categoria de pericol de incendiu), destinația clădirii, potrivit prevederilor normativului I 18/2-02.

Detectoarele de fum cu aspirație utilizează o tubulatură pentru a preleva aer din incinta protejată și a-l transporta către un senzor care poate fi amplasat la o oarecare distanță față de zona supravegheată. Un tub de aspirație va dispune de regulă de mai multe orificii de aspirație, densitatea de fum la senzor fiind valoarea medie a fumului la nivelul tuturor orificiilor de pe tubul de aspirație.

Detectoarele cu aspirație sunt utilizate adesea la protecția echipamentului electronic.

O creștere a sensibilității detectoarelor de fum se înregistrează dacă se utilizează un procedeu de convecție forțată, de exemplu prin aspirație. Sistemele de detectare a fumului cu aspirație au în componența lor următoarele elemente: unitatea de procesare, control și semnalizare, unitatea de detecție a fumului și unitatea de aspirație și transport a aerului (figura 4.12).

Figura 4.12. Structura de principiu a sistemelor de detectare a fumului prin aspirație

Eșantioane de aer din spațiul protejat sunt captate cu ajutorul unor conducte printr-o serie de orificii de dimensiuni mici, de ordinul milimetrilor. Conductele sunt legate la o rețea de transport prin care aerul aspirat este dirijat către sistemul de detecție a fumului. Absorbția în vederea asigurării convecției forțate se face cu un ventilator de tip centrifugal.

Unitatea de detecție propriu-zisă determină concentrația de fum din aerul prelevat și transmite un semnal proporțional cu aceasta la unitatea de procesare, control și semnalizare. Unitatea îndeplinește, în principiu, aceleași funcțiuni ca și o centrală de semnalizare utilizată la instalațiile de semnalizare cu detectoare clasice de incendiu, putând funcționa atât ca unitate independentă, cât și integrată în sisteme complexe de semnalizare a incendiilor.

Creșterea sensibilității detecției în sistemele de detectare a fumului prin aspirație se poate realiza folosind un efect de condensare la nivelul unității de detectare. Condensarea se referă la vaporii de apă asigurați de un echipament de umidificare atașat sistemului.

Aerul absorbit conține atât particule de fum de dimensiuni submicronice cât și particule de praf de dimensiuni mai mari decât o particulă de fum. Aerul prelevat este dirijat către o cameră de expansiune în care este realizată o depresiune, ceea ce permite reducerea vitezei, permițând astfel condensarea vaporilor de apă pe particule. Prin condensarea apei pe particulele submicronice are loc mărirea dimensiunilor acestora, particulele devenind vizibile, fiind ușor de detectat prin metode optice, inclusiv utilizând laseri. Camera de umidificare este adesea denumită „cameră de ceață”. Schema de principiu a unei instalații care utilizează detecția prin aspirație cumulată cu efectul de condensare este prezentată în figura 4.13.

Figura 4.13. Schema de principiu – instalație de detecție prin aspirație

Detectoarele de fum cu aspirație și cu fascicul optic sunt sensibile la valoarea medie a densității fumului pe lungimea tubulaturii de aspirație sau al fasciculului optic și sunt potrivite pentru utilizarea sub tavanele înalte sau acolo unde fumul poate fi dispersat, înaintea detectării. În general detectoarele de fum au un răspuns apreciabil mai rapid decât detectoarele de căldură, dar sunt mai susceptibile de a da alarme false. Dispozitivele de detecție cu aspirație sunt dispozitive de detecție ultrarapidă special proiectate pentru a furniza informații despre prezența aerosolilor în aerul aspirat din încăperea protejată putând detecta, astfel, un potențial incendiu, încă din faza incipientă. Detectorul de fum cu aspirație de tip Filtrex este compus din :

– camera de detecție;

– placă cu circuite care conține și senzorul de debit de aer;

– intrarea pentru tubulatura de aspirație, cu element de monitorizare a debitului de aer;

– interfață de comunicare conține 3 relee corespunzătoare nivelurilor de alarmă (FIRE, PRE-ALARM, FAULT), comanda de izolare a detectorului de restul sistemului (pentru operațiuni de service), conexiunile pentru alimentare și conectare în rețea;

– aspirator (ventilator);

– filtru;

– orificiu de evacuare a aerului;

Detectoarele cu aspirație (EN 54-20) pot reacționa la densități ale fumului foarte reduse dar funcție de tipul constructiv pot întimpina probleme cauzate de murdarire (volume semnificative de aer trec prin dispozitivul de detecție) sau de lipsa de întretinere (filtrele îmbicsite pot duce la nefunctionarea detectoarelor).

Figura 4.14. Sisteme de aspirație

Prelevarea monstrelor de aer pentru a identifica particulele de fum se poate realiza prin utilizarea unor ventilatoare încorporate în detector ce creeaza diferența de presiune necesară sau folosirea principiilor tuburilor Venturi în curenții de aer ai instalatiilor de ventilație. Detectoarele de fum utilizate sunt de cele mai multe ori detectoare punctuale conventionale sau analogic adresabile încapsulate în carcasa detectorului cu aspirație. Principala caracteristică este nivelul redus al atenuării implicit rezultând o sensibilitate ridicată.

Analizând detectoarele de fum trebuiesc specificate și cazurile în care acestea nu sunt adecvate.

Astfel detectoarele de fum nu pot detecta un incendiu produs de substanțe lichide sau gaze care ard fără a produce particule de fum detectabile (arderea alcolilor sau a hidrogenului). Daca în incendiul produs de astfel de substante nu sunt implicate și alte materiale combustibile care să producă fum detectoarele descrise mai sus nu vor funcționa. Normativul I18 recomandă ca detectoarele de fum instalate să inițieze starea de alarma înainte ca atenuarea produsă de fum să atingă pe caile de evacuare

0.5 dB/m ceea ce corespunde

unei vizibilitati de aprox. 15 m.

Figura 4.15. Interior tipic – Detector cu aspirație

Mod de funcționare

Detectorul de fum cu aspirație de tip Filtrex, utilizează o cantitate mică de aer ventilat și filtre foarte fine înlocuibile; aerul din zona supravegheată este aspirat continuu prin intermediul ventilatorului și tubulaturii, traversând senzorul de debit; o cantitate redusă a aerului este trecută prin filtru, restul fiind evacuat. Prima treaptă a filtrului reține impuritățile din aerul aspirat, înainte ca acesta să fie introdus în camera de detecție. A doua treaptă de filtrare foarte fină, furnizează aerul curat pentru camera de detecție, rolul filtrelor find acela de a forma o barieră de protecție împotriva contaminării sistemului optic de detecție.

Cel mai mare dezavantaj al tuturor detectoarelor de fum este acela că, dacă aerul care intră în camera de detecție conține o cantitate mare de praf și particule de apă, acestea, datorită principiilor de funcționare, sunt incapabile să facă diferența între fum și alte particule de materie. Detectorul reacționează la particulele de praf sau picături fine de apă ca și cum ar fi fum, generând astfel alarme false.

Camera de detecție conține o sursă laser de mare eficiență și un sistem optic configurat astfel încât să asigure detecția fumului provenit de la o mare varietate de materiale. Trecerea fumului prin camera de detecție produce o dispersie a luminii proporțională cu cantitatea acesteia, dispersia fiind măsurată de un element fotosensibil.

Starea detectoarelor, alarmele de incendiu și de defect, pot fi vizualizate pe panoul frontal al centralei de semnalizare din figura 4.16 și stocate în memoria internă (cu marcarea datei și orei) apoi transmise la distanță prin intermediul interfeței de comunicare.

Figura 4.16. Centrală VESDA

În camera de detecție o rază laser măsoară atenuarea intensității luminii, detectând astfel diferite particule din aer. Spectrul de detecție variază între 0,005 % și 20 % concentrație de aerosoli în aer cu o rezoluție de 0,015 %.

Modulul de absorbție a fost conceput special pentru acest sistem. Acesta permite ca probele de aer să fie luate prin intermediul unor tubulaturi. Lungimea maximă a tubulaturii pentru fiecare detector este de 200 m. Gurile de aer separate permit obținerea de viteze mari ale aerului, ducând la timpi de reacție reduși; pot fi detectate inclusiv cele mai mici concentrații de fum chiar în spații bine ventilate.

Tubulatura poate fi configurată ca o rețea de corpuri active de absorbție conectate între ele. Se poate crea un sistem pe mai multe nivele de detecție, cu tubulatura instalată în plafoane suspendate sau plafoane false, sau pot fi montate chiar tuburi flexibile direct pe instalațiile de ventilare.

Sistemul poate fi completat cu un modul opțional pentru detecție pe tubulaturi. Acesta poate identifica și anunța care dintre tuburile de absorbție conține fum. Acest lucru face posibilă identificarea precisă a zonei cu evenimente. Identificarea zonei este afișată pe display-ul panoului de comandă al centralei de semnnalizare. Acesta servește și la afișarea informațiilor relevante cât și la controlul funcțiilor. Nivelul concentrațiilor de fum este afișat într-o bară de grafic cu 20 de leduri. Cele 4 nivele de alarmare sunt afișate cu ajutorul unor leduri sub formă de săgeți. La același detector pot fi conectate mai multe display-uri care asigură astfel monitorizarea și controlul din mai multe puncte.

Detectorul este prevăzut cu două filtre de 25 microni pentru a preveni pătrunderea particulelor de praf sau de apă și permite pătrunderea particulelor de fum. Corpul filtrului este fix, partea exterioară este detașabilă, putând fi înlocuită (figura 4.17).

Figura 4.17. Înlocuirea filtrului Fig. 4.18. Circulația particulelor

de aer prin detector

Pentru funcționarea detectorului, un sistem independent de ventilare cu aer montat în interiorul detectorului, supravegheat de panoul de control, este prevăzut pentru a introduce aer (figura 4.18).

La detectoarele de fum cu aspirație mișcarea aerului spre camera de detecție este total controlată de ventilator, acestea putând fi folosite în medii unde viteza aerului este ridicată fără pericolul apariției alarmelor false.

Sistemul nu trebuie neapărat închis pe timpul perioadei de curățare, acesta asigurând protecția în continuare. Perioadele de mentenanță în spațiile cu mult praf trebuie să se realizeze la intervale de timp mai mici, deoarece fără pătrunderea prafului în cameră, alarmele false, datorită stabilizării prafului, sunt eliminate.

Concluzii

Comparativ cu detectoarele punctuale de fum, sistemele de detecție a fumului prin absorbție pot realiza protecția unor suprafețe mult mai mari per aparat, atât prin utilizarea aspirației forțate cât și prin extinderea rețelei de conducte și duze de aspirație. Trebuie menționat că lungimea conductelor de aspirație și transport este limitată de timpul maxim de transport a aerului prin acestea și care nu poate depăși 120 de secunde.

Cu ajutorul aparatelor de detecție prin absorbție se pot realiza următoarele tipuri de protecție:

monozonă, când aparatul permite localizarea fumului în toată aria de detecție, care, de regulă, este limitată la o zonă sau o încăpere;

multizonă, când aparatul diferențiază între mai multe arii protejate constituite, de regulă, din zone sau încăperi distincte;

multipunct, când aparatul diferențiază între mai multe puncte individuale de detecție.

Avantajele dispozitivelor:

– se reduce la minim pagubele datorită timpului rapid de repaus;

– se reduce la minim numărul alarmelor false datorită funcției de memorare, și sistemului de autocurățare;

– eficiență din punct de vedere al costurilor datorită posibilităților multiple de
programare, și costurilor mici de întreținere.

-particulele de fum sunt imediat detectate; dacă este depășită valoarea maximă, este activată imediat o alarmă la panoul de control al sistemului de detectare al centralei de semnalizare.

-tubulatura de aspirație poate fi montată în plafoane sau podele false fără a afectarea estetica zonei.

Un avantaj al sistemelor de detecție prin absorbție îl constituie faptul că poate realiza o detecție multinivel. Această facilitate se realizează prin instalarea conductelor cu orificii de aspirație la diverse nivele în plan vertical, lucru deosebit de important pentru aplicații ca magazii cu stive înalte, spații de depozitare supraetajate cu comunicație liberă între ele, etc. Prin absorbția aerului la diferite înălțimi, sunt eliminate incertitudinile în detecție ca urmare a efectului de stratificare a fumului. Efectul de stratificare prezintă o importanță deosebită pentru încăperile cu înălțimi mari, cum este cazul depozitelor cu stive înalte.

În analiza comparativă trebuie avute în vedere și aspectele legate de mentenanță. Putem considera ca avantaj și operația de mentenanță preventivă care se reduce la un singur detector.

Trebuie însă precizat că instalația de detectare a fumului cu absorbție are încă un preț de cost mult mai ridicat decât cel al detectoarele de incendiu de tip punctual.

Acest dezavantaj este însă compensat de sensibilitatea extrem de ridicată a detecției, astfel încât pierderile materiale și/sau umane potențiale în caz de incendiu ca urmare a faptului că detecția arderii se face într-un stadiu incipient, sunt cu mult mai mici decât în cazul protecției prin detectoare punctuale.

Tubulatura de aspirație poate fi realizată, în funcție de aplicație, din material plastic sau metalic, orificiile de aspirație sunt astfel dimensionate încât să permită absorbția aceleași cantități de aer. La monitorizarea spațiilor, se poate utiliza o rețea de tubulaturi dispuse simetric cu câte un orificiu de aspirație pe punct de aspirație. Sunt posibile combinații ale detectoarelor de fum cu aspirație cu alte tipuri de detectoare de fum cu:

– lumină difuză (transparență);

– ionizare;

– combinație fum și temperatură.

4.4. Detectoare cu cameră de ionizare

Principiul de funcționare al detectorului cu cameră de ionizare are la baza modificarea curentului aparut între ecran și plăcile metalice ca urmare a apariției particulelor de fum ionizate în interiorul camerei.

Sursa radioactivă este selectată astfel încit emisia ei să fie preponderentă în particule alfa cu distanța de penetrare redusă astfel încit materiale obișnuite să o poata opri. Uzual se folosesc surse cu americium sau diverși izotopi ai acestuia sub forma de folie sau în formă gazoasă.

Indiferent dacă detectorul de fum este cu cameră de ionizare sau optic dupa tipul semnalului transmis poate fi convențional cu 2 sau mai multe stări ( veghe, alarmă și/sau stări anormale de funcționare) sau analogic (caz în care generează un semnal de ieșire ce reprezintă variația parametrului măsurat).

Figura 4.19 Corespondența între semnalul analogic măsurat și cel digital transmis

Detectoarele cu cameră de ionizare sunt sensibile la incendii ce produc particule mici în procese de ardere rapidă. Eficiența lor este mai mica în cazul incendiilor mocnite cu fum dens ce conține particule de dimensiuni mari (exemplu: arderea materialelor plastice tip PVC sau spumă poliuretanică).

Detectoarele cu cameră de ionizare conțin o cantitate mică de material radioactiv, americiu învelit într-o foiță perforată de aur. Se rulează împreună aur și lingouri de oxid de americiu pentru a forma o folie cu grosimea de aproximativ un micrometru. Această folie subțire este apoi prinsă între un suport de argint mai subțire (aprox. 0,25 mm) și o folie de paladiu laminat de 2 microni. Aceasta este destul de groasă pentru a reține în totalitate materialul radioactiv, dar destul de subțire pentru a permite particulelor alfa să treacă.

Camera de ionizare este de fapt compusă din 2 plăci de metal aflate la o mică distanță una de cealaltă. Una dintre plăci este încărcată pozitiv, iar cealaltă negativ. Între cele două plăci moleculele de aer, constituite în majoritate din atomi de oxigen și azot, sunt ionizate atunci când electronii sunt aruncați afară din molecule de către particulele alfa provenite de la materialul radioactiv (particulele alfa sunt mari și grele în comparație cu electronii). Rezultă astfel atomi de oxigen și azot încărcați pozitiv deoarece au lipsă de electroni; electronii liberi sunt încărcați negativ.

Figura 4.20 ilustrează modul de funcționare a tehnologiei cu cameră de ionizare. Atomii pozitivi plutesc pe placa negativă, iar electronii negativi plutesc pe placa pozitivă. Mișcarea electronilor este înregistrată ca fiind un flux de curent slab dar stabil. Când intră fumul în camera de ionizare, curentul este întrerupt deoarece particulele de fum se atașează ionilor încărcați pozitiv readucându-i la starea neutră. Acest fapt reduce electricitatea dintre cele două plăci. Atunci când curentul electric scade sub un anumit prag se declanșează alarma.

Figura 4.20. Schema de funcționare a detectorului de fum cu cameră de ionizare

Partea de detecție a acestui altui tip de detector constă în două camere – una deschisă, camera exterioară și una semietanșată de trimitere a semnalului. În camera de trimitere a semnalului se găsește montată o folie de Americiu 241 cu o activitate radioactivă joasă care permite curentului să treacă între camera exterioară și cea interioară când detectorul este alimentat. Când fumul intră în detector, particulele acestuia se atașează ionilor, cauzând o reducere a trecerii curentului și de aici o creștere în voltajul măsurat la limita dintre cele două camere. Creșterea voltajului este monitorizată de circuitul electronic care declanșează alarma la detectorul respectiv atunci când se atinge pragul stabilit. În exteriorul detectorului se găsește un LED roșu vizibil care se aprinde când detectorul trece în starea de alarmă.

Figura 4.21. Ilustrarea modului de funcționare al detectorului de fum cu cameră de ionizare

Figura 4.22. Detectori de fum cu cameră de ionizare

4.5. Detectoare autonome pentru spațiile rezidențiale, protecție modernă împotriva incendiilor

Pericolul de incendiu la locuințe. Dezvoltarea unui incendiu într-o locuință

Locuințele, la fel ca toate celelalte categorii de construcții, prezintă pericol de incendiu și risc pentru viața oamenilor, siguranța la foc fiind una dintre cerințele obligatorii, stabilite prin lege, pentru calitatea în construcții. Soluțiile adoptate la proiectarea și executarea construcțiilor și instalațiilor pentru îndeplinirea exigențelor de siguranță la foc trebuie să asigure protecția și evacuarea utilizatorilor, limitarea pierderilor materiale, preîntâmpinarea propagării incendiilor și protecția pompierilor și a celorlalte forțe care intervin.

Dezvoltarea incendiului în locuințe, considerate în mod normal cu pericol mic de incendiu, ține seama de aceleași considerente ca în orice spațiu închis. Factori de tipul: forma și dimensiunile încăperii, sarcina termică, deschiderile spre exterior, natura și poziționarea materialelor combustibile, locul și modul de inițiere al incendiului, dispunerea încăperii în clădire, intervin de regulă în dezvoltarea unui incendiu.

Cele mai multe incendii încep cu o perioadă, de regulă scurtă, în care încăperile sunt umplute de fum. În plus, dacă incendiul izbucnește pe timpul nopții, există șanse mari ca persoanele din încăperea respectivă să fie surprinse în timpul somnului și să nu se poată trezi, acest lucru ducând, de regulă, la decesul acestor persoane aflate în încăpere datorită fumului și nu din cauza temperaturii și flăcărilor. Fumul este produs de obicei în faza de ardere lentă a unui incendiu, iar cantitatea de fum care se degajă într-un timp relativ scurt poate fi foarte mare. Fumul degajat în timpul incendiilor poate provoca victime în câteva secunde deoarece are în compunere: gaze toxice cu efecte asupra circulației sanguine și a sistemului nervos (acizii cianhidrici), gaze toxice cu efect de asfixiere (monoxidul de carbon, dioxidul de carbon), gaze toxice cu efect iritant și alergic cum ar fi amoniacul, dioxidul de sulf.

Mijloacele de protecție pasivă împotriva incendiului, de genul elementelor de construcții rezistente la foc, elementelor de protecție a golurilor, sistemelor de desfumare pot limita unele dintre efectele incendiului. S-a constatat că fumul se propagă extrem de repede în incăperile unei clădiri, printr-o mișcare de ascensiune urmată de o propagare laterala și eventuala coborâre până la umplerea spațiului și pătrunde, datorită diferențelor de presiune, în spațiile învecinate. Uneori măsurile de protecție pasivă nu pot să împiedice această propagare. pentru aplicații în care există sisteme de climatizare – ventilație, fumul poate fi transportat foarte rapid și în spații care nu se învecinează cu spațiul în care s-a declanșat incendiul.

În prezent, pe plan internațional, pentru limitarea deceselor la incendiile de locuințe, soluția de protecție activă cea mai utilizată este detectorul autonom de fum, detector specializat care emite și semnale audibile de alarmă. Această soluție a fost adoptată și legiferată în unele state occidentale: S.U.A., Marea Britanie, Suedia, Norvegia.

Detectoare autonome, conform standardelor EN ISO 12239 și EN 54-1

Detectoarele autonome sunt definite în proiectul de standard EN ISO 12239 și EN 54-1, ca aparate pentru detectarea și alarmarea la incendiu, care funcționează pe principiul dispersiei luminii, transmisiei luminii sau al ionizării, pentru utilizarea în domeniul locuințelor sau altor aplicații asemănătoare. Principalele diferențe constructive și funcționale dintre detectoarele autonome și celelalte detectoare de incendiu, care se folosesc în sistemele de detectare și alarmare, sunt modul de alimentare diferit și integrarea unui etaj de avertizare acustică. Parametrul supravegheat de regulă cu detectoarele autonome este fumul degajat la incendiile din locuințe.

Clasificarea detectoarelor autonome, în funcție de principiul de funcționare al senzorului este următoarea:

detectoare autonome optice de fum;

detectoare autonome cu ionizare

Detectoarele autonome optice de fum (fotoelectrice), sunt acele detectoare la care senzorul este sensibil la modificarea intensității unui fascicul luminos, la dispersia sau la transmisia luminii prin fum, iar detectoarele autonome cu ionizare se bazează în funcționare pe un senzor tip cameră de ionizare sensibilă la particulele de fum. Detectoarele autonome pot fi conectaet cu alte detectoare de fum similare cu ele și/sau aparaturi conexe sau echipamente de confirmare a alarmei, dar nu trebuie neapărat să fie conectate la aceste echipamente.

Ca mod de funcționare, detectoarele autonome sunt detectoare de fum punctuale, cu autoresetare, reintrând în starea normală de veghe după ce concentrația în care se găsesc particulele de fum din senzor scade sub limita de alarmă și după trecerea unui timp de alarmare stabilit, având integrate unele funcții suplimentare specifice utilizării în mediul rezidențial. Pe lângă structura clasică a unui detector punctual, care conține un senzor optic de fum, sau cu ionizare, circuit electronic format din următoarele etaje: amplificator, referință, comparator și circuit de ieșire, detectorul autonom are o serie de etaje specifice, din care cel mai important este cel de alarmare audibilă locală (sirenă). Un alt etaj specific este cel de alimentare, detectorul putând fi conceput pentru alimentare într-una din variantele următoare: baterie, direct sau indirect de la rețeaua de joasă tensiune, de la rețeaua de joasă tensiune și cu acumulatori, într-un sistem de detectare și alarmare rezidențial.

Figura 4.23. Schema bloc a unui detector autonom de fum în care s-a pus în evidență cu linie punctată detectorul convențional de fum utilizat în sistemele de detectare

Blocurile unui detector autonom au următoarele funcțiuni:

senzorul este sensibil la emisiile de fum provenite de la un eventual focar ;

etajul amplificator preia semnalul de la senzor și îl amplifică până la un nivel necesar prelucrării ;

comparatorul face diferența dintre semnalul de la ieșirea amplificatorului și un semnal de referință constant furnizând la ieșirea sa un semnal pentru releu;

etajul de referință are menirea de a asigura conform pragului de sensibilitate reglat un semnal de nivel constant necesar comparatorului ;

releul este etajul care comută starea detectorului din veghe în alarmă dacă la intrarea sa comparatorul îi transmite comanda necesară;

etajul de alimentare este compus dintr-o baterie care asigură autonomia de funcționare a detectorului;

blocul de avertizarea acustică locală este conectat la ieșirea releului.

Figura 4.24. Detector autonom de fum

Avantajul utilizării detectoarelor autonome față de un sistem de detectare la locuințe este că un detector este mult mai ieftin și mai ușor de implementat pe scară largă. Dezavantajul principal este că majoritatea detectoarelor autonome sunt prevăzute cu baterii de alimentare ce trebuie schimbate. La o primă analiză a caracteristicilor detectoarelor autonome se poate menționa un posibil avantaj al acestora, acela de a nu depinde, în anumite variante de alimentare, de rețeaua de joasă tensiune deoarece ele pot fi alimentate de la o baterie care asigură funcționarea independentă de rețea. Supravegherea corectei funcționări se face în permanență prin semnalizarea vizuală intermitentă printr-un LED.

Semnalizarea audibilă de alarmare trebuie să fie de minim 85 dB acustici, conform standardului ISO 12239, cel puțin pentru un minut și de 82 dB acustici, pentru următoarele 4 minute. În momentul declanșării detectorului, de regulă, semnalul luminos se modifică din semnal intermitent de supraveghere în semnal continuu de alarmă. În cazul în care tensiunea bateriei scade sub un anumit prag, care poate pune în pericol buna lui funcționare, se inițiază o semnalizare audibilă printr-un semnal diferit de cel utilizat pentru alarma de incendiu.

Deoarece detectoarele de acest tip necesită o verificare periodică, ele sunt prevăzute cu un etaj de testare a funcționării corecte în timp. Prin intermediul testării se poate simula mecanic sau electric fumul în camera de măsurare a detectorului, corespunzător unei valori nu mai mari decât dublul valorii pragului minim de declanșare.

Diferențele dintre detectoarele existente sunt fie constructive, fie funcționale, acestea pot fi de exemplu: o calitate superioară a părții mecanice, o protecție împotriva pătrunderii insectelor și a luminii, o electronică mai dezvoltată, o fiabilitate ridicată și toleranța la defecte. Un criteriu important de care trebuie să se țină seama la construcția detectoarelor autonome de fum este acela al modului cum pătrunde fumul în camera de măsură a aparatului. Este necesar ca fumul să poată pătrunde din toate direcțiile la fel de bine. Calitatea mecanică obținută la construcția detectoarelor autonome este verificată prin testele din standardul EN ISO 12239.

Gradul de imunitate împotriva declanșării alarmelor false se realizează și prin protecția împotriva pătrunderii insectelor și a luminii asigurate de carcasă. Circuitul electronic de prelucrare utilizat poate contribui la reducerea alarmelor false datorită unor proceduri de evaluare a semnalelor de la senzor, cum ar fi întârzieri, comparări cu valori prestabilite, variații în timp ale semnalelor. Siguranța mărită în funcționare se obține prin asigurarea unei sensibilități constante la fum.

Soclu buton test

corp detector

led indicator

Figura 4.25. Detector autonom de fum – vedere laterală și de jos în poziția de montare

Importanța folosirii detectoarelor autonome de fum

În cele mai multe cazuri, în incendii decesele sunt din cauza fumului. Conform literaturii de specialitate și a studiilor publicate, la cei mai mulți oameni decedați în incendii, pierderea vieții a survenit la persoanele surprinse în timpul somnului. Unii dintre aceștia ar fi putut supraviețui dacă ar fi avut locuința protejată cu un detector de fum. Un număr mare de oameni îsi pierd viața anual datorită incendiilor, alții sunt răniți grav, sau răniți ușor. Pagubele ating ordine de mărime considerabile.

În incendiile de locuințe din unele țări își pierd viața mai mulți oameni decât în industrie. Cauza acestui fapt este că în industrie sistemele de detectare a incendiului sunt mai larg răspândite decât în locuințe, acestea garantând descoperirea timpurie a incendiilor, înainte ca viețile oameilor să fie puse în pericol. Importantă poate fi și perioada de timp a zilei în care izbucnește incendiul.

După cum reiese din statistici aproximativ 20% din incendii izbucnesc în timpul nopții. O explicație al numărului mare al deceselor în incendiile produse noaptea ar putea fi că în timpul nopții un incendiu este sesizat mai greu de către om decât în timpul zilei. Astfel s-a constatat că simțul mirosului este inactiv în timpul somnului. Asta înseamnă că cei mai mulți oameni mor prin asfixiere datorită gazelor toxice degajate în timpul incendiului, înainte ca ei sau altcineva să observe incendiul.

Figura 4.26. Detectori autonomi de fum

Statisticile sunt îngrijorătoare pentru anumite țări, chiar dacă protecția constructivă prin folosirea de mijloace pasive împotriva incendiilor este foarte dezvoltată. Prin aceasta se împiedică extinderea incendiului spre locuințele sau casele învecinate, dar persoanele din interiorul clădirii rămân totuși expuse, fară a avea nici o protecție împotriva fumului produs de incendiu. În SUA și Scandinavia detectoarele autonome de fum pentru locuințe sunt utilizate pe scară largă și acest fapt nu este din cauza construcțiilor de lemn din aceste țări, ci datorită bunei informări și convingerii populației precum și a reglementărilor legale care obligă la utilizarea în locuințe a detectoarelor autonome de fum. Conform organizației NFPA din SUA, decesele la incendiile de locuințe au scăzut cu 34% de la 5200 în 1980 la 3240 în 2000, datorită detectoarelor autonome, a sistemelor sprinkler și a informării publicului despre măsurile de prevenire împotriva incendiilor. În prezent, datele organizației NFPA indică un procent de 94% locuințe americane dotate cu detectoare autonome, iar o statistică a deceselor la incendiile de locuințe arată că jumătate din numărul acestora au apărut la cele 6% locuințe nedotate cu detectoare autonome.

Eficiența rezultatelor ca urmare a folosirii detectoarelor autonome este diferită de la țară la țară datorită mai multor aspecte: în SUA, de exemplu, detectoarele sunt impuse de mai mult timp, aceasta însemnând că multe detectoare aflate în utilizare se află la capătul duratei lor de viață și pot să nu mai fie complet funcționale. Tot în SUA există multe detectoare cu ionizare care pun probleme la dezafectare datorită sursei radioactive. Alte motive pot fi: bateriile pot fi luate de la detectoare pentru alte scopuri, semnalele audibile ale detectoarelor care avertizează asupra slăbirii bateriei sunt neglijate, raportul calitate/preț de cost al aparatelor poate determina utilizarea unor detectoare ieftine cu performanțe mai slabe. Modul de procurare al detectoarelor autonome este determinat de găsirea pe piață a produsului și de prețul acestuia. Un detector de tip autonom poate avea un preț de la câțiva dolari la câteva zeci de dolari. Ca urmare, rezultă că starea economică a populației are o importanță foarte mare în generalizarea acestei măsuri de protecție relativ accesibilă în țările dezvoltate.

Situația în țara noastră

În țara noastră incendiile la locuințe reprezintă circa 70% din totalul incendiilor. Numărul incendiilor la locuințe este repartizat la circa 43% în mediul urban și 57% în mediul rural, numărul persoanelor decedate fiind de circa 63% din numărul total al decedaților în incendii.

În ultimii ani se constată o tendință de creștere mai pronunțată a dinamicii incendiilor în mediul urban față de mediul rural. De exemplu, în 2006 față de 2005 a crescut în mediul urban cu 19,7%, iar în mediul rural cu 14,4%, în 2007 față de 2006 numărul incendiilor a crescut în mediul urban cu 13%, iar în mediul rural cu 9%. În perioada 01.01.-31.08.2008 raportat la aceeasi perioadă a anului 2007, numărul incendiilor izbucnite la gospodăriile cetățenesti a scăzut cu 12% în mediul rural, în schimb în mediul urban acesta a crescut cu 4% .

Datele pentru o perioadă mai mare de timp pot arăta mai bine situația creșterii de-a lungul timpului a numărului de incendii și a deceselor la incendiile de locuințe. În ceea ce privește detectoarele autonome, acestea sunt cunoscute numai de specialiști, nefiind popularizate, ci doar definite prin standardul SR EN 54. Menționăm totodată, că nu există obligativitate legală pentru utilizarea detectoarelor autonome pentru protecția împotriva incendiului. Aceste detectoare reprezintă în prezent cea mai simplă metodă de protecție activă la incendiile de locuințe și în consecință o metodă care se poate aplica și la noi în țară.

O cerință esențială pentru utilizarea detectoarelor autonume pentru protecția împotriva incendiului este că acestea trebuie să fie certificate. Cea mai mare problemă pentru implementarea detectoarelor autonome la noi în țară este existența acestor produse pe piața internă la un preț accesibil. Produsele respective trebuie să fie însoțite de instrucțiuni complete în limba română pentru montare, utilizare, testare, întreținere. Trebuie să fie arătate limitele domeniului de funcționare și chiar un mod de planificare a evacuării și salvării persoanelor în caz de incendiu.

Odată montate detectoarele autonome trebuie urmărite prin efectuarea de teste periodice, de regulă lunare, de către locatari. Înlocuirea bateriilor la detectoare trebuie efectuată după o durată de circa un an, sau atunci când detectorul indică scăderea tensiunii. Societățile de asigurare trebuie atrase în sistemul de apărare împotriva incendiilor la locuințe, pentru limitarea pierderilor de vieți omenești și de bunuri prin prevederi legale corespunzătoare scopului introducerii detectoarelor și asigurării unei protecții active la incendiu.

Prețul detectoarelor poate reprezenta o piedică în cazul utilizării pe scară largă a acestora, de aceea trebuie încurajată producția internă în scopul obținerii unor produse ieftine și cu caracteristici conforme utilizării la detectarea incendiilor.

4.6. Alarme contra fumului și alte echipamente de detecție și alarmă la incendiu

În 2003, departamentele de pompieri au răspuns la 388.500 de incendii la clădirile de locuințe în Statele Unite care au revendicat viețile a aproximativ 3.145 de oameni. Alarmele de fum funcționale reduc considerabil probabilitatea unor răniri fatale legate de incendiu la reședințe prin furnizarea ocupanților o atenționare din timp și dându-le timp să scape. Strategia alarmei de fum este de a obține echipament universal de detecție/alarmare de încredere împotriva incendiilor la locuințe (o alarmă contra fumului combină detectorul și alarma într-o singură unitate fără folosirea unui echipament de control și semnalizare).

Consiliul Public pentru Siguranță la Foc din SUA a pregătit această lucrare ca fiind prima dintr-o serie de lucrări care vor sublinia strategiile majore pentru a reduce „taxa” anuală de morți pentru incendiile de reședințe, mai ales la case.

Consiliul Public pentru Siguranță la Foc este un consiliu cu 16 membri de agenții federale și organizații non-guvernamentale, create pentru a dezvolta un efort național coordonat de eliminare a deceselor în incendii de locuințe până în anul 2020. După cum este subliniat în această lucrare, un număr de probleme importante trebuie adresate pentru a maximiza impactul strategiei de alarme contra fumului asupra morților în incendii de reședințe.

Alarmele de fum însă lipsesc din 4% din casele din Statele Unite. Acest grup corespunde la 39% din incendiile de locuințe raportate și la aproape jumătate din decesele din incendiile de locuințe raportate. Ele reprezintă aproape 4 milioane de unități locuibile.

Aproximativ 20% din locuințele din Statele Unite au alarme contra fumului instalate dar niciuna nu funcționează. Aproape toate din aceste 20% implică baterii epuizate sau lipsă, în opoziție cu alimentarea pe curent. Aproape jumătate din ocupanții gospodăriilor cu alarme de fum nefuncționale au dat un motiv că alarmele erau o pacoste datorită faptului că dădeau alarme continue, fapt pentru care a urmat scoaterea lor din funcțiune. Ele reprezintă în mare 21 de milioane de unități locuibile și aproximativ 30 de milioane sau mai mult de alarme contra fumului.

Cercetarea disponibilă indică faptul că programele au mai mult succes dacă distribuția de alarme contra fumului este suplimentată de instalarea directă combinată cu educația de susținere a întreținerii și a vizitelor de verificare planificate. De asemenea este important faptul că evaluarea programului trebuie intenționată să îmbunătățească caracteristicile programului după cum este nevoie și demonstrează eficacitatea programului.

Alarmele de fum reduc mult probabilitatea unei răniri fatale cauzate de un incendiu de reședință prin furnizarea ocupanților unei avertizări și dându-le posibilitatea și tipul în plus să se salveze. Deci strategia alarmelor de fum este de a obține folosirea universală în locuințe a echipamentelor de detecție și alarmare de încredere în Statele Unite. Următoarele criterii sunt alegeri și considerații relevante în folosire, eficacitate și încredere :

Componenta incendiului care declanșează alarma (de exemplu particulele de fum după mărime, gazul toxic, căldura) – pentru alarmele de fum, componentele sunt particulele de fum;

Sursa de curent pentru dispozitiv (de exemplu baterii sau branșament);

Acoperirea alarmei (de exemplu o alarmă pentru o întreagă locuință, pentru fiecare nivel, fiecare nivel plus dormitoarele, fiecare cameră) – pentru alarmele de fum, unitatea este independentă și conține atât senzorul de detecție cât și alarmă, în timp ce detectoarele de fum ar putea să nu conțină o alarmă și sunt de obicei o parte a unui sistem mai mare cu un panou de comandă a alarmei de incendiu.

Interconexiunile (dacă fiecare alarmă este o stație independentă, unde alarma sună doar când senzorul ei detectează focul sau unitățile sunt conectate, prin cablaj sau prin radiodifuziune, astfel încât toate alarmele sună când o unitate detectează focul);

Comportamentele și educația specifice eficienței alarmelor de fum (de exemplu instalarea corespunzătoare, întreținere corespunzătoare, planificarea evacuării). Succesul acestei strategii depinde la fel de mult de securizarea schimbării comportamentului ca și de alarma de fum propriu-zisă sau de comportamentul ei fizic. Orice program de siguranță la incendiu, concentrat asupra alarmei de fum, trebuie să aibă o componentă de schimbare a comportamentului puternică și eficientă.

Problema țintă: decesele la incendiile de clădiri civile

Decesele la incendiile de locuințe au scăzut substanțial din moment ce în anii anteriori s-a răspândit utilizarea alarmelor de fum. În 1983, când 24% dintre locuințe aveau alarme de fum, au fost 4.725 de decese în urma incendiilor la case. În 2010, când mai mult de 85% dintre locuințe aveau alarme de fum, numărul de decese a scăzut cu 41% la 1.937. Rata de decese în urma incendiilor de locuințe, relativ la populația rezidentă, a scăzut cu 52% în aceeași perioadă.

Locuințele cu alarme de fum (chiar dacă au operat sau nu) au o rată de decese în urma incendiilor tipică, care este cu 40-50% mai mică decât rata pentru locuințele fără alarme de fum. Rata de decese în urma incendiilor de locuințe raportată la numărul de incendii este esențial neschimbată din 1983 până în 2010. Totuși există dovezi conform cărora utilizarea alarmelor de fum a contribuit la declinul incendiilor de locuințe raportate, prin permiterea ocupanților să descopere și să controleze multe incendii care altfel ar fi crescut îndeajuns încât să necesite intervenția pompierilor profesioniști.

Decesele la incendiile de locuințe, 2006-2010

1: alarme funcționale

2: alarme nefuncționale

3: fără alarme

Asigurarea că alarmele de fum funcționează va obține încă o reducere. În 1999-2007:

58% dintre decesele în urma incendiilor la locuințe au avut loc în locuințe fără alarme de fum. Aceste circumstanțe reprezintă o lipsă în folosință.

19% dintre decesele la incendiile de locuințe au avut loc în locuințe cu alarme de fum unde acestea nu funcționau. Aceste circumstanțe reprezintă o lipsă de încredere.

28% dintre decesele în urma incendiilor de locuințe au avut loc în locuințe cu alarme de fum funcționale. Aceasta reprezintă o lipsă în eficiență.

Factori în eficiența strategiei alarmelor de fum

În 2007, detectoarele autonome erau prezente în 94% din toate locuințele Statelor Unite (de exemplu locuințele cu una sau cu două familii). În 2001 alarmele de fum erau prezente în doar 61% din incendiile de locuințe din Statele Unite care au fost suficient de puternice să necesite răspunsul departamentelor de pompieri. Aceasta înseamnă că locuințele fără alarme de fum sunt de 15 ori mai probabile să raporteze un incendiu de locuință decât sunt cele cu alarme instalate. Din acest motiv, scopul acoperirii universale reale rămâne esențial la succesul per total al acestei strategii.

Tabelul 4.3. În anul 2001 victimele incendiilor la reședințele civile unde alarmele de fum erau prezente și au acționat

Tabelul 4.4. În anul 2002 victimele incendiilor civile unde alarmele de fum au fost prezente și au acționat

4.7. Concluzii

Recomandările pentru aplicarea detectoarelor de fum autonome pot cuprinde domenii ca locuințe de toate categoriile, apartamente, case, vile, cămine de copii și bătrâni, sedii mici firme, birouri spații de cazare în moteluri și hoteluri mici, orice spații la care nu este obligatorie montarea unui sistem de detectare și alarmare la incendiu, dar unde există pericolul izbucnirii unui incendiu și poate fi afectată viața omului care este neprețuită. O informație de ultimă oră, privind detectoarele autonome, este cea potrivit căreia doi proiectanți din Marea Britanie sesizând rata mare a detectoarelor inoperabile datorită sistemului de alimentare cu baterii, au propus un model ingenios la care alimentarea se face din acumulatori și de la rețea, cu montarea direct într-un soclu universal pentru becuri, separat sau într-o lampă de iluminat.

Alegerea unui detector de fum

Există o mulțime de firme cu reputație în domeniul detectoarelor de fum. Nu contează de unde sunt cumpărate detectoarele sau de ce fel sunt ele, dar trebuie cumpărate doar pe cele care poartă marca unei organizații care testează și evaluează aceste produse.

Orice detectoare de fum etichetate oferă protecție – daca este alimentat de baterii sau de rețeaua de alimentare cu curent a clădirii, dacă este fotoelectric sau cu cameră de ionizare.

Trebuie urmărite în mod obliigatoriu recomandările producătorului în ceea ce privește instalarea, testarea și întreținerea. Acesta fiind un lucru extrem de important.

Necesarul de detectoare

În concordanță cu standardele actuale în vigoare, pentru o protecție minimă este nevoie de detectoare în afara dormitoarelor, adică în fiecare încapere incluzând aici și subsolurile.

Pentru o protecție sporită pompierii recomandă instalarea de detectoare în fiecare dormitor, în sufragerii, alte utilități și holuri. Dacă locatarii dorm cu ușile dormitoarelor închise, este imperios necesar a se monta detectoare în dormitoare. Detectoarele sunt deasemenea recomandate pentru bucătării, mansarde locuibile sau nelocuibile și garaje. Trebuie să se asigure audibilitatea detectoarelor sunt din fiecare dormitor.

NPFA recomandă folosirea a cel puțin un detector de fum la fiecare nivel al locuinței, la fel și câte unul lângă fiecare încăpere în care se doarme. De exemplu, dacă dormitoarele sunt apropiate, în aceeași aripă a casei, un detector de fum din hol ar trebui să sune destul de tare încât să trezească toate persoanele care dorm. Dar dacă dormitoarele se află în capete opuse ale holului trebuie făcută investiția pentru încă un detector care să protejeze și celălalt dormitor separat.

Cea mai bună cale de a se asigura necesarul de detectoare este de a le asculta pur și simplu. Dacă există zone din casă unde sunetul este slab, acoperit, sau greu de auzit, sau dacă cineva din casă nu se trezește la sunetul detectoarelor, este probalilă necesitatea suplimentării numărului de detectoare.

CAPITOLUL V

DETECTOARE DE CĂLDURĂ

5.1. Detectorul de căldură

Detectoarele de caldura functioneaza pe principiul modificarii parametrilor electrici pentru o variatia temperaturii ambientale. Pot fi detectoare statice sau velocimetrice. Constructiv pot fi mecanice (cu contacte bimetal), pneumatice (incinte inchise ce is modifica dimensiunile la variatii de temperatura) sau electronice utilizind jonctiuni semiconductoare sau alte materiale cu propietati electrice variabile functie de temperatura. Detectoarele de caldura pot fi resetabile (autoresetabile) sau neresetabile.

Cele mai des folosite detectoare de căldură au ca principiu de funcționare utilizarea unei perechi potrivite de termistoare pentru a simți căldura. Un termistor este expus temperaturii ambientale, celălalt fiind etanșat (fig. 5.1). În condiții normale cele două termistoare înregistrează temperaturi similare, dar, în cazul dezvoltării unui incendiu, temperatura înregistrată de termistorul expus va crește rapid, rezultând un dezechilibru între termistoare, aceasta ducând la schimbarea stării detectorului în cea de alarmă. Detectoarele cu rată de creștere sunt destinate detectării incendiului atunci când temperatura crește, dar ele au deasemenea o limită superioară a temperaturii la care detectorul va intra în starea de alarmă dacă rata de creștere a temperaturii a fost prea lentă pentru a declanșa detectorul mai devreme.

Figura 5.1. Schema de funcționare a detectorului de căldură

În exterior, detectoarele de căldură sunt remarcabile față de detectoarele de fum având deschideri largi înspre atmosfera înconjurătoare pentru a permite o circulație bună a aerului în jurul termistorului extern.

Temperatura statică de răspuns – temperatura la care un detector poate produce un semnal de alarmă daca este supus la o rată mică de creștere a temperaturii (0,2 grade K/min).

Temperatura tipică de aplicare – temperatura la care un detector poate fi expus pe perioade lungi de timp în absența unei stări de incendiu;

Figura 5.2. Detector static cu membrana Figura 5.3. Detector static electronic amovabil

Temperatura maximă de aplicare – temperatura maximă la care un detector poate fi expus fie și pe perioade scurte de timp în absenta unui incendiu;

Detectoarele de caldură statice inițiază semnalul de alarmă în intervalul de temperaturi cuprins între Temperatura Minimă de raspuns static și Temperatura Maximă de raspuns static.

Figura 5.4

Figura 5.5. Detectoare de căldură punctuale

Se observă cu usurință urmatoarele relații între temperaturi:

Temperatura Minimă de raspuns static = Temperatura Tipica de aplicare + 29 grade Celsius Temperatura Maxima de aplicare = Temperatura Minima de raspuns static – 4 grade Celsius

Temperatura Maxima raspuns static = Temperatura Minima de raspuns static + 16 grade Celsius * (* exceptie face clasa A1)

Functie de clasa fiecarui detector valorile temperaturilor sunt conforme tabelului de mai jos:

Tabelul 5.1. Valorile temperaturilor în funcție de clasa fiecărui detector

Detectoare de căldură velocimetrice

Inițiază starea de alarmă la rate de creștere a temperaturii mai mari decât valorile prestabilite (Valorile uzuale sunt de 3-7 grade Celsius /min).

5.2. Sisteme lineare de detecție a caldurii

Detectoare de căldură liniare resetabili (EN 54-22)

Detectoarele liniare permit masurarea temperaturii in lungul liniei de detectie . Senzorul propriuzis poate fi un cablu special ce isi modifica proprietatile electrice functie de temperatura sau chiar o fibro optica. Se utilizeaza preponderent in spatiile in care alte tipuri de detectoare nu pot fi utilizate dagorita dimensiunilor sau conditiilor de mediu.

Figura 5.6. Cablu de detecție și unitate de analiză

Senzorii sunt produși astfel încit să reziste la condiții de mediu coroziv (mediu acid sau bazic) sau la produse specifice (diluanți organici, produse petroliere, etc.).

Introducere

Monitorizarea în timp real al clădirilor, tunelurilor și a altor locații cu risc ridicat de incendiu permit detectarea din timp a incendiului și posibilitatea ca sistemul de stingere să acționeze mai repede și mai exact. Sistemul liniar de detecție a căldurii Sensornet permite monitorizarea în timp real a temperaturii pentru linii de detectoare de până la 30 de km lungime.

Alarma se poate acționa iar sistemul de stingere se activează în ariile cu risc ridicat de incendiu din cadrul clădirilor limitând astfel degradările și pagubele în aceste spații. Cheia acestui sistem este acela că oferă un control exact în fiecare punct de pe cablu fără a lăsa spații neacoperite.

Deasemenea sistemul are o construcție foarte simplă oferind costuri de instalare redusă în comparație cu alte detectoare (detectoare de fum sau detectoare cu infraroșu).  

Monitorizarea în timp real al clădirilor, tunelurilor și a altor locații cu risc ridicat de incendiu permit detectarea din timp a incendiului și posibilitatea ca sistemul de stingere să acționeze mai repede și mai exact.

Aceasta se dovedește crucială în situațiile în care factori, ca de exemplu vântul, poate cauza scăderea temperaturii foarte repede chiar și la o distanță relativ scurtă de locul incendiului. Sistemul liniar de detecție a căldurii Sensornet poate fi programat astfel încât orice tip de instalare să poată fi divizată într-un număr mare de zone de interes (compartimente de incendiu), definite de către utilizator (până la 500 de zone diferite). Alarmele pot astfel fi setate în concordanță cu mediul înconjurător încât alarmele false să fie reduse la minimum.

Alarmele pot apărea la utilizator sub diverse forme, de exemplu: deasupra unei rețele de centru de control emițând semnale la tabloul de comandă al clientului.

Figura 5.7. Model de cablu utilizat de sistemul de detecție a căldurii Sensornet

Domenii de utilizare

Sistemul liniar de detecție a căldurii Sensornet (bazat pe tehnologia de detecție de tip santinelă a distribuției de temperatură) oferă una din cele mai noi tehnologii de detecție a incendiului existente actualmente pe piață. Aceste detectoare de căldură prezintă avantaje considerabile asupra detectoarelor convenționale de căldură, fum sau flacără și sunt utilizate cu succes în următoarele tipuri de instalații:

Tuneluri de cabluri

Parcări de autovehicule

Tuneluri de transport (ferate și rutiere)

Scări rulante

Platforme maritime sau alte amplasamente asemănătoare

Încăperi industriale

Puțuri de mină sau coridoare subterane

Hangare de avioane

Tuneluri de cabluri

Benzi transportoare de cărbune

Capace plutitoare de rezervoare de combustibil

Tablouri de distribuție a curentului electric

Depozite

Transformatoare electrice

Detecția incendiilor și a supraîncălzirii în tunelurile de transport (ferate și rutiere)

Construcția și mediul interior tunelurilor de transport posedă dificultăți unice în problemele legate de protecția la incendii. Riscul siguranței vieții și pericolul la oamenii care călătoresc prin aceste structuri închise sunt activate atunci când pasagerii sunt forțați să se evacueze prin sensurile de circulație pline de fum sau alte ieșiri de siguranță în cazul unui incendiu.

Printre posibilele cauze de incendiu în tunelurile de transport se numără: acumularea de resturi combustibile de-a lungul șoselelor și prin canalele de ventilare, căderile de combustibili și uleiuri pe suprafața străzii, materiale inflamabile transportate, scurtcircuite sau funcționări anormale ale instalațiilor electrice, ventilația și echipamentele aferente, sau hazarde provocate de oameni cum ar fi accidentele rutiere.

Dintre toate potențialele cauze de incendiu din tuneluri, incidentele care implică motoarele autovehiculelor reprezintă cea mai mare grija. Incendiile la motoarele autovehiculelor reprezintă cam 17% din totalul incendiilor raportate. Moartea și rănirea în incendiile de autovehicule rezultă în urma expunerii directe la căldură și de la inhalarea de produși toxici ai combustiei.

Sistemul de detecție liniară oferă o soluție eficace pentru acest unic tip de risc. Acest sistem este montat pe plafon exact deasupra șoselelor, fiind disponibil într-o gamă largă de modele și temperaturi de operare destinate să reziste factorilor de mediu ostil din interiorul tunelurilor.

Aspectul sistemului poate fi înbunătățit prin montarea cablurilor în nișe speciale și în camere de echipamente care găzduiesc cablurile de control și alimentare cu energie electrică, cele de ventilare și cele de comunicație și echipamentul de semnalizare. Cablurile sistemului pot fi montate împreună cu toate acestea deoarece sunt foarte flexibile și pot urmări astfel traseele nișelor de cabluri și astfel acoperind toate zonele, inclusiv ridicările verticale ale cablurilor.

Sistemul liniar de detecție poate fi bine monitorizat și poate activa sistemele de stingere, alarmele și dispozitivele optice de semnalizare, să controleze echipamentul de ventilare și sa identifice exact locul în care s-a produs evenimentul. Aceste modele de detectoare multifuncționale sunt disponibile într-o gamă largă de modele diferite în funcție de cerințele operaționale și de mediu. Nici un alt sistem nu este mai flexibil și mai puțin costisitor. Detectoarele de incendiu punctuale, declanșatoarele manuale și alte tipuri de dispozitive de inițiere pot fi folosite în combinație cu acest sistem.

Figura 5.8. Tunel rutier protejat cu sistem de detecție liniară a căldurii

Distribuția de căldură în tuneluri

În cazul unui incendiu de autoturism temperaturile pot atinge foarte rapid valori de până la 2000C în decursul a doar câteva minute. Cu toate acestea, în cazul în care în tunel există fenomenul de tiraj sau vânt, profilul temperaturii poate varia într-un mod total aleatoriu. Este o practică comună ca tunelurile să fie prevăzute cu sisteme de ventilație cu viteze ale aerului mai mari de 5 m/s motiv pentru care este esențial ca la amplasarea detectoarelor să se țină cont de acest factor perturbator. De exemplu, diagrama următoare descrie două scenarii diferite pentru același tunel. În primul caz viteza de mișcare a curenților de aer este mai mică de 1 m/s, iar în cel de-al doilea caz viteza aerului atinge valoarea de 6 m/s.

Figura 5.9. Distribuția căldurii în interiorul unui tunel la doar câteva minute de la incendierea unui autoturism și în care viteza de deplasare a curenților de aer nu depășește 1 m/s.

Figura 5.10. Distribuția căldurii în interiorul unui tunel la doar câteva minute de la incendierea unui autoturism și în care viteza de deplasare a curenților de aer atinge 6 m/s.

În primul caz temperaturile ating valori de până la 2100C în apropierea sursei de foc. Totuși, atunci când viteza de mișcare a aerului crește la 6 m/s temperatura la nivelul plafonului (acolo unde sunt amplasate detectoarele de căldură) scade până la valori de 600C și va atinge valori chiar mai scăzute în raport cu creșterea de deplasare a curenților de aer. Este foarte important ca sistemul să detecteze incendiul în ambele cazuri.

Detecția incendiilor și a supraîncălzirii la benzile transportoarele de cărbune

Incendiile de la benzile transportoare de cărbune de obicei sunt cauzate de fricțiunea dintre bandă și role, electricitate statică, operații de sudare sau combustie spontană. Dat fiind faptul că focul se răspândește cu repeziciune la o bandă în mișcare, sistemele liniare sunt destinate unui răspuns rapid și în a face diferența între o situație de foc controlat și un dezastru major.

Figura 5.11. Sistem linear de detecție a incendiilor la tuneluri de benzi transportoare cu carbune

Cheia acestui sistem este un cablu de detectare a căldurii care poate fi instalat în imediata apropiere a oricărui tip de transportor. Un sistem liniar de detecție poate iniția o alarmă, declanșa un sprinkler sau alte sisteme stingere a incendiilor și să oprească benzile transportoare. Măsurătorile digitale precise oferă informații precise despre locul oricărei supraîncălziri, permițând pompierilor sa determine locul de intrare pentru acțiune.

Detecția incendiilor și a supraîncălzirii la transformatoarele electrice

Sistemul liniar de detecție este cel mai potrivit pentru protecția transformatoarelor electrice. Detectorul poate fi foarte ușor instalat lângă sau direct pe transformator în aer liber pentru a detecta orice situație de supraîncălzire. Flexibilitatea mare a detectorului îi permite acestuia să fie amplasat ușor și în orice spațiu dorit.

Acest tip de sistem de detecție oferă rezistență la atmosfere agresive des întâlnite pe lângă transformatoare. Sistemul de alarmă vă anunța imediat zona de alarmă și de defect și va activa semnalul de alarmă necesar. Sistemul mai e deasemenea capabil să supervizeze sprinklerele sau alte sisteme de stingere a incendiilor

Figura 5.12 Detecția incendiilor la transformatoare electrice

Transformatoarele electrice fac obiectul incendiului provenit de la multe surse. Incendiile apar des din cauza deteriorării izolației transformatoarelor. Astfel se produc arcuri electrice care supraîncălzesc uleiul izolant cauzând spargerea rezervorului de ulei; mai departe arcul electric urmează să producă incendiul. Incendiile mai sunt inițiate și de fulgere. Întreținerea potrivită poate reduce aceste riscuri. Protecția atentă la defecte prin acoperire și îngrădire, instalare de paratrăznet, dispozitive de întrerupere a curentului pot deasemenea oportunitatea apariției unui incendiu devastator.

În ciuda protecției cu aceste măsuri luate și a bunei întrețineri, riscul unui incendiu rămâne destul de ridicat, și un sistem de protecție este recomandat și adesea necesar. Spuma este foarte eficientă la incendile de lichidele inflamabile și combustibile (cum ar fi uleiul de la transformatoarele electrice) dar este un bun conducător de energie electrică și nu ar trebui folosit în preajma echipamentelor electrice sub tensiune. Instalațiile cu dioxid de carbon sunt eficiente în aer liber în funcție de efectele vântului. Dacă sistemele de sprinklere sunt instalate la o prea mare distanța petru a oferi o detecție rapidă, sistemele liniare de detecție pot fi instalate direct pe dipozitivele de protejat.

Sistemele liniare de detecție pot închide automat alimentarea transformatoarelor și apoi să declanșeze sprinklerele sau alte dispozitive de stingere.

O atenționare rapidă este dată chiar în cazul unei supraîncălziri înainte ca incendiul sa fie inițiat și poate fi folosit la fel de bine și în aer liber cât și în încăperi.

Eficiența alarmelor date de sistemele liniare de detecție a incendiilor

Este esențial ca în cazul apariției unui incendiu sistemul să răspundă pe cât de repede posibil. Totuși, este doar o cerință imperativă ca sistemul să nu emită alarme false care ar afecta negativ utilizarea adecvată a sistemului. Bazându-se pe vastele cercetări din această industrie, Sensornet recomandă un set de algoritmi care asigură că sistemul va fi extrem de prompt în răspuns și totuși va păstra alarmele false la un nivel minim.

Incendiile în tuneluri pot lua o varietate de forme dependente de mediul înconjurător (drum, cale ferată, tuneluri de cabluri), dar vaste cercetări au arătat că incendiile se desfășoară, în doar câteva minute (10 minute la un incendiu de mașină, 3 minute dacă există o sursă deschisă de combustibil), cu emisie puternică de fum și radiație termică (5 megawați pentru o mașină, 20 megawați pentru un TGV).

Temperaturile pot atinge 2000C foarte repede, dar valorile acestora pot crește cu peste 500C pe minut. În aceste situații sistemul liniar de detecție a căldurii Sensornet va răspunde foarte repede la incendiu. Totuși, în cazul în care mișcările aerului în tuneluri se desfășoară la viteze ridicate (> 3m/s) , fapte ce ar putea fi create de un sistem de ventilație de exemplu, temperatura poate să nu mai depășească valoarea de 600C deasupra focarului.

Temperatura scade cu rapiditate odată cu îndepărtarea de sursa de incendiu și deci, nu este o problemă simplă de setare a sistemului de detecție la o anumită valoare a temperaturii, ci folosirea unui sistem combinat de alarme. Sensornet recomandă 3 situații în care alarma se va declanșa la evenimentele produse în tuneluri:

Temperatura depășește 600C

Gradientul (creșterea) de temperatură depășește 100C/minut

Diferența de temperatură într-un punct depășește cu 150C temperatura mediului

Deoarece incendiile pot evolua foarte rapid, este necesar ca măsurile de intervenție să fie luate pe cât de repede posibil. Sistemul emite impulsuri la fiecare 10 secunde și astfel este capabil să intervină asigurându-se detecția foarte rapidă a incendiului. De menționat este faptul că timpul necesar fluxului de impulsuri depinde în mare măsură de lungimea circuitului de cablu, astfel că timpul necesar crește odată cu lungimea cablului. Totuși, sistemul este conceput astfel încât acest timp nu va depăși niciodată valoarea maximă de 1 minut.

Concluzii

Necesitatea alarmării în caz de incendiu indiferent de modalitățile de desfășurare a unui incendiu, impun ca sistemul de detecție să fie util în orice condiții de mediu, iar sistemul liniar de detecție a căldurii corespunde acestor cerințe. Pentru cazurile descrise mai sus, folosind tipul standard de programare a detecției și alarmare specifice sistemului Sensornet, în primul scenariu descris alarma va fi declanșată de creșterea de temperatură, în timp ce în cel de-al doilea scenariu alarma și intervenția va fi declanșată în funcție de pragul programat de temperatură la care a fost setat sistemul de detecție. În ambele cazuri sistemul va reacționa foarte rapid astfel ca pagubele produse până la momentul declanșării sistemului de stingere să fie minime.

CAPITOLUL VI

DETECTOARE DE FLĂCĂRI

6.1. Generalități

Flacara este acea regiune a unui incendiu unde arderea (oxidarea) produce emisii de radiații în spectrul vizibil, infraroșu și ultraviolet.

Detectarea prezentei flăcării conferă certitudinea existenței unui incendiu însa există scenarii în care fumul dens poate absorbi radiația luminoasă împiedicind detecția. Frecvența de detecție poate fi simplă sau multiplă. Înaltimea maximă admisă de montaj nu poate depăși 20 de metri.

În cazul arderii unui lichid combiustibil, cea mai timpurie semnalizare este dată de regulă de un detector de flacără.

Radiația la care sunt sensibile detectoarele de flacără se propagă în linie dreaptă și nu este necesară existența unui plafon pentru orientarea către produsul de ardere. Ca urmare, detectoarele de flacără se pot utiliza în exterior sau în incinte cu tavane foarte înalte, unde detectoarele de căldură și de fum sunt inadecvate.

Detectoarele de flacără sesizează radiația provenită din ardere. Se poate utiliza detectarea radiației ultraviolete, a celei infraroșii sau o combinație a celor două. Spectrul radiației generate de arderea majorității materialelor are o lățime de bandă suficient de mare pentru a putea fi sesizat de oricare detector de flacără, însă în cazul anumitor materiale (ca de exemplu cele anorganice) este posibil a se impune alegerea anumitor detectoare capabile să reacționeze la benzi specifice ale spectrului lungimilor de undă.

Detectoarele de flacără reacționează la o ardere cu flacără mai rapid decât detectoarele de căldură sau de fum. Din cauza ineficienței de detectare a arderii mocnite, detectoarele de flacără nu pot fi considerate a fi detectoare pentru utilizare generală.

Datorită principiului de propagare a radiației, nu este necesară instalarea pe tavan a detectoarelor de flacără.

Figura 6.1. Detectoare punctuale de flacără

Figura 6.2

Detectoarele de flacără sunt adecvate în special utilizării în aplicații de genul supravegherii unor suprafețe deschise extinse în magazii sau depozite de lemne, pentru supravegherea locală a zonelor critice unde un incendiu cu flacără se poate propaga foarte rapid, de exemplu în cazul pompelor, vanelor sau a tubulaturilor pentru lichide combustibile, sau pentru zone cu materiale combustibile dispuse vertical și în pelicule subțiri ca de exemplu panouri sau suprafețe acoperite cu vopsea de ulei. Detectoarele de flacără trebuie utilizate doar acolo unde se poate asigura vizibilitatea directă către zona supravegheată.

Radiația în spectru ultraviolet și cea în infaroșu diferă prin capacitatea de pătrundere prin diverse materiale. Radiația ultravioletă – în spectrul lungimilor de undă utilizate în detectarea incendiilor – poate fi absorbită de ulei, grăsimi, majoritatea tipurilor obișnuite de sticlă și de multe tipuri de fum. Radiația în spectru infraroșu este afectată în mai mică măsură. Trebuie luate măsuri de protecție împotriva depunerilor de ulei, grăsimi și praf.

Radiația ultravioletă provenind de la o flacără poate fi împiedicată să ajungă la detector dacă incendiul produce o cantitate semnificativă de fum înaite de apariția flăcării. Dacă se utilizează detectoare de flacără în spectru ultraviolet în locuri unde este posibilă arderea mocnită a materialelor, trebuie luate măsuri de susținere a acestor detectoare cu detectoare de alte tipuri.

Trebuie luate măsuri de prevedere în cazurile în care utilizarea detectoarelor de flacără are loc acolo unde procesele de producție sau altele produc radiații. În cazul în care detectoarele de flacără pot fi expuse radiației solare, trebuie utilizate tipuri de detectoare cu parasolare.

Detectoarele punctuale ce utilizeaza senzori de monoxid de carbon conform fig.6.4 pot fi conectate la o instalatie de detectie si alarmare la incendiu sau pot opera in mod independent avind incorporate dispozitive de alarmare. Senzorul de monoxid de carbon poate fi intilnit si in detectoarele multisenzor alaturi de senzori de fum si de caldura.

Figura 6.3. Diagrama de detecție tipică

Figura 6.4. Detector punctual ce utilizează senzori de monoxid de carbor

6.2. Detector de flăcări cu raze ultraviolete

Detectorul de flăcări cu raze ultraviolete este conceput pentru a detecta radiațiile ultraviolete emise de o gamă largă de focuri, incluzând focurile de hidrocarburi, hidrogen și metale. Acest tip de detector este ideal pentru o mare varietate de aplicații și s-a dovedit fiabil chiar și în medii extreme.

Figura 6.5. Detectoare optice de flăcări în infraroșu și în ultraviolet

Sensibilitate spectrală

Detectorul de flacari răspunde la radiații ultraviolete cu lungimi de undă cuprinse intre 185 si 260 nanometri (1850 – 2600 Angstrom). Radiațiile ultraviolete care vin de la soare sau radiațiile de la iluminatul artificial (fluorescent, cu vapori de mercur sau lămpi incandescente) nu extind raza de sensibilitate a aparatului.

La amplasarea detectorului se va ține seama de câțiva factori, cum ar fi: distanța pâna la foc, tipul de material care arde sau temperatura, precum și factori de mediu care ar putea influența răspunsul detectorului la radiații.

Domenii de utilizare

Fabrici de automobile și vopsitorii;

Hangare pentru avioane (comerciale sau militare);

Platforme petroliere, conducte de transport și nave maritime;

Tipografii;

Rafinării petrochimice (producție, depozitare, descărcare, transport);

Clădiri variate de producție, procesare și depozitare;

Depozite de muniție;

Depozite de lichide inflamabile sau gaze toxice și parcuri de rezervoare;

Generatoare de curent si stații nesupravegheate;

Potențiali inhibatori

Un potențial inhibator poate fi orice produs aflat între detector și sursa potentială de foc, ce poate induce în eroare aparatul, poate bloca detectarea focului, sau reduce sensibilitatea la foc. Posibili inhibatori pot fi incluși în cele ce urmează, dar nu numai:

– obiecte solide cum ar fi mașini, sticlă, plexiglass între detector și sursa probabilă de incendiu;

– apă, ceață, ploaie, noroi sau praf pe fereastra detectorului sau mult fum între detector și sursa potențială de incendiu.

Un alt potențial inhibator poate fi prezența gazelor ce absorb razele ultraviolete sau vapori chimici între detector și sursa. Asemenea gaze pot impiedica detectarea incendiului. Concentrațiile mici ale acestor gaze nu sunt suficiente pentru a obstrucționa senzorul. Mutarea detectorului mai aproape de sursă și mărirea sensibilității acestuia poate rezolva această problemă. Următorul tabel conține o listă de gaze absorbante comune:

Figura 6.6. Detector de

flăcări cu raze ultraviolete

Tabelul 6.1. Gaze absorbante comune

Câmpul vizual al detectorului este: 70 grade vertical și 120 grade orizontal.

Descrierea aparatului

Figura 6.7. Schema detectorului de flăcări cu raze ultraviolete

Instalarea detectorului

Detectorul poate fi ajustat pentru diferite niveluri de sensibilitate în funcție de viteza de răspuns a acestuia. Această rată de răspuns este dependentă de intensitatea radiației ultraviolete care ajunge la detector, care, de asemenea depinde de tipul combustibilului, temperatură, mărimea flăcării și distanța dintre flacără și detector. Întreruptoarele DIP sunt folosite pentru a seta sensibilitatea detectorului și setările de temporizare ale acestuia. Amplasarea acestora este prezentată în imaginea de mai jos:

Figura 6.8. Schema de montaj a detectorului de flăcări cu raze ultraviolete

Pentru setarea sensibilității aparatului se ține cont de următorii factori:

– mărimea potențialului incendiu;

– distanța dintre detector și incendiul posibil;

– tipul substanțelor inflamabile ce trebuie detectate;

– factori de mediu.

Funcționarea detectorului

Figura 6.9. Schema funcționării detectorului de flăcări cu raze ultraviolete

Odată instalat, detectorul va începe o secvență de pornire de 90 secunde. În tot acest timp ledul verde va fi pornit și acesta va emite un curent de funcționare de 3mA . Daca nu au fost probleme, aparatul intră în operația de funcționare normală (curent de 4mA). Sunt trei leduri care indică starea detectorului: roșu, galben și verde. Ledul verde indică dacă aparatul este in funcțiune, cel roșu – alarma, iar cel galben – defectul. În următorul tabel se indică starea ledurilor și curentul emis în funcție de diferite operații:

Tabelul 6.2. Starea LED-ului detectorului

În momentul detectării incendiului, aparatul emite un curent de 20 mA la o centrală specifică de control, moment în care este dată alarma și sunt anunțate forțele ce vor intra în acțiune pentru stingerea incendiului. Este posibilă și darea de alarme false, ce pot avea diferite cauze:

– pierderea de tensiune;

– probleme interne;

– scurtcircuite pe traseul de conductori ai detectorului;

– obstrucționarea câmpului vizual al aparatului;

– surse de ultraviolete în câmpul detectorului.

Specificații tehnice

Tensiunea de lucru: 11.0 – 32.0 V curent continuu

Consum de curent: 70 mA nominal

120 mA maxim

Temperatura de lucru: -40 C +75 C

Câmp vizual: 120 grade orizontal / 70 grade vertical

Raza spectrală: radiații UV in banda 185 260 nanometri

2600 angstromi)

Temporizare: 3, 4, 5, 7 secunde

Sensibilitate: 8, 16, 24 sau 32 semnale pe secundă

Materialul de fabricație: Aluminiu (opțional oțel inoxidabil)

Umiditate: de la 0 la 100% umiditate relativă

Greutate: 2.1 Kg

Curent emis: de la 0 la 20mA la o impedanță maximă de 800 Ohmi.

Amplasarea detectoarelor de flacără

– detectorul se va îndrepta în direcția de unde se așteaptă izbucnirea incendiului;

– se asigură o zonă de monitorizat neobstrucționată;

– se vor amplasa mai multe detectoare pentru a se asigura monitorizarea în bune condiții a pericolului;

– montarea detectorului se va face cu aproximativ 1 metru sub tavan pentru a reacționa pozitiv înainte de a fi blocat de acumulările de fum la tavan;

– dacă se poate acumula fum dens în jurul flăcării (incendii de natură electrică) se recomandă suplimentarea detectoarelor cu altă protecție, cum ar fi detectoare de fum sau particule;

– detectorul trebuie să fie accesibil pentru a fi curățat;

– se recomandă aplecarea detectorului cu 10 – 20 grade pentru a reduce acumularea de praf care ar putea bloca fereastra detectorului;

– când este amplasat în exterior, sensibilitatea detectorului poate fi influențată de ceață, ploaie sau gheață;

– în cazul apariției alarmelor false se recomandă micșorarea sensibilității aparatului în cazul apariției acestora din cauza activităților din împrejurimi;

– detectoarele răspund la radiații, nu la raze ultraviolete. Razele X pot activa detectorul. Deoarece razele X sunt folosite des în inspecțiile industriale, poate fi necesară scoaterea din uz a detectorului când inspecțiile se desfășoară în apropiere.

6.3. Detecția modernă a incendiilor utilizând razele infraroșii

Viitoarele sisteme de detecție a incendiilor trebuie să aibă capacitatea de a diferenția amprentele unui incendiu si cele ale unui factor perturbator, deoarece problemele alarmelor false au afectat detectoarele de fum actuale.

În instalațiile de mare valoare cum ar fi camerele de semiconductoare și centralele telefonice, este evident faptul că este nevoie de un eficient sistem de detecție a incendiilor, întrucât de obicei aceste sisteme de detecție sunt folosite pentru a activa instalațiile fixe de protecție împotriva incendiilor, iar o declanșare falsă a acestora este de nedorit. Alarmele false pot cauza goluri de producție si pot afecta încrederea operatorului în sistemele de monitorizare. Având acestea în vedere, a fost dezvoltat un nou sistem de detecție a incendiilor care folosește razele infraroșii împreună cu o tehnică modernă de procesare a semnalelor (rețele artificiale neurale). Acest nou sistem de detecție a incendiilor promitea să ofere o atenționare rapidă a pericolelor și să determine natura acestor surse de pericole: de la un incendiu sau de la alți factori perturbatori.

Figura 6.10. Detector infraroșu

multispectru (UV-IR,

UV, IR)

A fost demonstrat că sistemele de detecție a incendiilor cu mai mulți senzori sunt mult mai sigure decât orice alt sistem care detectează un singur parametru și pot fi făcute mai robuste prin folosirea metodelor inteligenței artificiale. Obiectivul acestor eforturi de cercetare este de a folosi un analizor de gaze în infraroșu ce folosește transformata fourier (TF-IR) pentru a dezvolta un inteligent sistem de detecție a incendiilor care poate fi folosit la facilitățile cu valori mari. Prin acest analizor s-au făcut măsurători ale gazelor provenite de la incendiile cu flacără, de la cele mocnite si de la alți factori perturbatori. Aceste măsurători au fost făcute în diferite spații. Acest tip de sistem se bazează pe tehnica eșantionării aerului din mai multe spații diferite care apoi sunt livrate la un analizor de particule. Sistemul TF-IR poate fi ușor încorporat în sistemele de detecție și pot fi comparate cu tehnologia actuală.

Au fost testate numeroase materiale, inclusiv poliuretan, polivinilcloridă, polimetilmetacrilat, polipropilenă, polistiren, polietilenă de densitate mică, amoniac, tetrafluorometan, izopropanol alcool, cabluri, etc. Figura 6.11. indică o parte a spectrului de la o ardere a unui foc mocnit a unui cablu obișnuit cu izolație de PVC.

Figura 6.11. TF-IR regiunea spectrală care indică evoluția HCl a unui cablu supraîncălzit

Figura 6.12. arată concentrațiile unor tipuri de combustibili: N2O și formaldehidă ușor observate într-un test de incendiu Douglas Fir. Aceleași observații pot fi făcute și pentru alte materiale testate.

Figura 6.12. Concentrația de gaz a testului de incendiu Douglas Fir

Concentrațiile materialelor folosite măsurate de TF-IR, împreună cu o rețea neurală pot fi folosite pentru a identifica unde este și unde nu este un incendiu și pentru a clasifica incendiile cu flacără si cele mocnite dacă întradevăr este vorba de un incendiu. Pentru a construi rețeaua neurală necesară a fost ales un pachet comercial de soft pentru rețelele neurale. A fost contruită și testată o așa numită rețea Learning Vector Quantisation (LVQ) (Figura 6.13).

Intrările acestei rețele în acest moment sunt concentrațiile a CO2, CO, H2O, CH4, CH3OH, formaldehidă, HCl, C2H4, N2O, NH3, CF4, NO, metil metacrilat, izopropanol alcool, C2H6, C3H6, C6H14, C2H2, C6H6. Ieșirile rețelei sunt clasificările datelor de intrare ca fiind un incendiu cu flacără, un incendiu mocnit sau o altă sursă de semnale perturbatoare. Rezultatele au fost de un foarte mare succes, astfel că din 248 de cazuri testate numai 12 cazuri au fost greșit clasificate, majoritatea din cauza dificultăților în a clasifica modurile de combustie din timpul tranziției de la incendiu mocnit la cel cu flacără.

Figura 6.13. Caracterizarea surselor de incendiu și perturbatoare cu ajutorul rețelei Learning Vector Quantisation (LVQ).

CAPITOLUL VII

DETECTOARE CU LASER

7.1. Generalități cu privire la detectoarele cu laser

Detecția fumului cu raze laser permite obținerea unor sensibilități foarte ridicate. Uzual se utilizează laseri cu semiconductor la o putere mai redusă față de valoarea lor nominală, ceea ce asigură o creștere considerabilă a duratei minime de utilizare, putându-se ajunge până la 10 ani.

Radiația provenită de la minilaserul cu semiconductor este focalizată printr-un sistem optic special, la dimensiunile unui punct în centrul camerei de măsură.

Prin măsurarea pulsurilor individuale de radiații produse de particulele de fum se determină concentrația de fum. Lumina difuzată de particulele de fum este transformată în impulsuri electrice de dispozitivul optic de recepție, aceasta fiind un element semiconductor cu o durată mare de utilizare. Detectorul optic este o fotodiodă în avalanșă care poate lucra la un nivel de sensibilitate de circa 10000 de ori mai mare decât o fotodiodă convențională. Mărimea impulsului electric obținut la ieșirea din dispozitivul optic de recepție este funcție de dimensiunea particulelor care traversează raza laser. Camera de măsură este dimensionată și construită astfel încât aerul să aibă o curgere lină prin ea, prevenindu-se căderea în aceasta a unor particule mai grele.

În condițiile în care prin camera de măsură circulă aer curat, numai o cantitate foarte redusă de lumină va ajunge la dispozitivul optic de recepție. Se stabilește astfel un curent de intensitate foarte redusă care este utilizat pentru supravegherea funcționării corecte a detectorului. Dacă în camera de măsură sunt prezente și particule de fum, atunci fiecare particulă va difuza lumina spre elementul optic de recepție care o transformă în impuls de curent.

Amplitudinea impulsului electric este legată de mărimea dimensiunilor particulei, iar numărul de impulsuri de densitatea de particule.

Circuitul electronic de detecție identifică numărul de particule care trec prin detector, prin numărarea impulsurilor individuale furnizate de dispozitivul optic cu avalanșă. Semnalul electric obținut prin integrarea acestor impulsuri reprezintă măsura concentrației de particule de fum.

Pornind de la premiza că întotdeauna într-un volum dat de aer aspirat dintr-o incintă în care se manifestă un incendiu există mai multe particule mici de fum decât particule mari de praf, rezultă că particulele de praf vor avea un efect foarte mic asupra măsurătorii totale.

În plus, semnalul produs de particulele de praf poate fi eliminat din semnalul util având în vedere caracteristicile diferite ale acestuia comparativ cu impulsul provenit de la o particulă de fum.

În figura 7.1 este prezentată schema de principiu a unui detector de fum cu laser.

Figura 7.1. Schema de principiu a unui detector de fum cu laser

Legendă:

1. minilaser cu semiconductror;

2. colimator;

3. lentile;

4. dispozitiv de recepție;

5. cameră de măsură.

Sistemele de detecție a fumului prin aspirație care utilizează tehnologia laser au o sensibilitate ridicată de circa 1000 de ori mai mare decât a detectoarelor punctuale de fum.

Ca urmare, detecția incendiului se poate realizează într-o fază incipientă, cu mult timp înainte ca emisiile de fum sau flăcările să fie importante.

Sistemele de detecție a fumului prin aspirație pot astfel constitui un mijloc foarte eficient în protecția vieții oamenilor în caz de incendiu. Sistemele pot fi utilizate și la protecția încăperilor cu echipamente și instalații foarte costisitoare sau care îndeplinesc funcțiuni deosebite și a căror deteriorare în caz de incendiu ar conduce fie la pierderi deosebit de mari, fie la consecințe sociale și/sau economice importante. Ele pot fi utilizate inclusiv pe nave maritime.

7.2. Detectarea incendiilor cu ajutorul barierelor de fum

Introducere

Rolul unui sistem automat de detectare și de alarmare la incendii constă în supravegherea permanentă a spațiului protejat, în detectarea incendiului în cel mai scurt timp posibil și în declanșarea sistemelor de alarmare și/sau de protecție, pentru o intervenție rapidă și eficientă.

La apariția unui semnal de incendiu, instalația transmite alarma locală de incendiu prin activarea sistemelor de căutare a personalului de intervenție și a dispozițiilor de alarmă internă.

În cazul în care nu are loc o intervenție umană, după expirarea unei anumite temporizări, echipamentul de control și semnalizare declanșează alarma generală.

Concomitent cu alarma externă, instalația activează comenzile specifice în caz de incendiu (închiderea ușilor rezistente la foc, deschiderea trapelor de evacuare a fumului, întreruperea alimentării cu energie electrică) și declanșarea instalațiilor de stingere a incendiului.

Structura și funcționarea barierelor de fum

Barierele de fum sunt echipamente automate de detectare a incendiilor formate din două dispozitive optoelectronice, denumite emițător și receptor. Acestea se pot amplasa unul față de celălalt la distanțe cuprinse între lO m și lOO m.

Figura 7.2. Bariera de fum Emițătorul generează un fascicol luminos în spectrul

infraroșu, orientat către receptor. Receptorul prelucrează și analizează semnalul primit și bariera de fum poate semnaliza următoarele stări:

– lipsa evenimentului;

– detectarea incendiului;

– apariția unui obstacol opac între emițător și receptor.

Lipsa evenimentului corespunde situației în care fascicolul luminos ajunge la receptor cu o intensitate care depășește valoarea unui prag minim impus (Figura 7.4).

Atunci când fascicolul luminos străbate un mediu în care s-a degajat fum, intensitatea luminii recepționate scade (Figura 7.3.). Daca intensitatea scade sub valoarea pragului minim setat de operator, atunci se detectează un incendiu și se declanșează alarma.

Figura 7.4. Apariția unui obstacol opac între Figura 7.3. Lipsa evenimentului în mediu

emițător și receptor cu fum

Apariția unui obstacol opac între emițător și receptor (Figura 7.4) conduce la obturarea fascicolului luminos și bariera de fum semnalizează așa-numita stare de nefuncționare (trouble).

În timpul exploatării barierei de fum se poate depune praf pe elementele transparente ale emițătorului și receptorului, datorită particulelor solide aflate în suspensie în aer. Intensitatea semnalului luminos recepționat scade astfel progresiv și se pot declanșa alarme d e incendiu false. De aceea, receptorul barierei d e fum s e p revede c u facilitatea compensării electronice automate pentru diminuarea treptată a intensității semnalului luminos.

Barierele de fum moderne pot dispune de funcția "Clean Me" (curăță-mă), cu ajutorul căreia anunță personalul de întreținere despre depunerea unui strat considerabil de praf pe elementele transparente. Anunțarea se produce atunci când peste 50% din fascicolul luminos în infraroșu este obturat de stratul de praf depus.

Indicatorul de stare este un mic panou care poate semnaliza cele trei situații ce pot apare în funcționarea barierei de fum: de veghe, de incendiu și de apariție a unui obstacol în calea fascicolului. Se montează într-o zonă apropiată de sol unde poate fi observat cu ușurință de om, dar nu la o distanta mai mare de 30.5m de receptor.

Barierele de fum pot dispune de funcții suplimentare care, spre exemplu, să permită acționarea automată a exhaustoarelor din halele mari de producție unde ventilația permanentă nu este posibilă.

Amplasarea barierelor de fum

Amplasarea corectă a barierelor de fum în spațiile protejate este esențială pentru buna funcționare a sistemelor automate de detectare și semnalizare a incendiilor. în acest scop pentru alegerea locului de amplasare a barierelor de fum trebuie respectate o serie de reguli, dintre care cele mai importante sunt prezentate în continuare.

Emițătorul și receptorul barierei de fum se montează în poziție perpendiculară unul pe celalalt, la o distanță și la o temperatură ambiantă impuse de producător (spre exemplu 9,2 – 106,8m, respectiv -30°C – +54°C).

Nu este permisă folosirea de oglinzi pentru devierea fascicolului luminos și traiectoria optică nu poate fi întreruptă de obiecte stabile cu înălțime mare.

Dispozitivele barierei pot fi montate direct pe tavan sau pe pereții laterali, la o distanță minimă impusă (de exemplu 10,2cm) de unul din colțurile încăperii. Pentru un tavan înclinat, sau "în 2 ape", traiectoria optică trebuie plasată astfel încât sa fie mai jos cu trei metri de „vârful" tavanului, deoarece stratificarea aerului poate împiedica fumul să ajungă la cota cea mai înaltă a încăperii. Stratificarea are loc atunci când fumul, ridicându-se pentru că este mai cald decât aerul înconjurător, ajunge la un nivel unde are aceeași temperatură ca și aerul care îl înconjoară și nu se va mai ridica până la tavan. De aceea, montarea se va face acolo unde se consideră înălțimea minimă de stratificare a aerului.

Barierele se vor monta întotdeauna pe suprafețe rigide și stabile ale construcției, de regulă pe tavane sau pe pereți. Suprafețele pe care se montează elementele barierei de fum trebuie să nu fie supuse la mișcări ale construcției. Trebuie evitată instalarea barierelor pe suporturi fixate doar la un singur capăt, deoarece la o deplasare foarte mică față de poziția de lucru a suportului pe care este amplasat emițătorul (de exemplu cu lcm), devierea fascicolului luminos la receptor va fi de 3,Im dacă distanța dintre elementele barierei este de lOOm.

Influențele negative asupra funcționării barierei de fum datorate expansiunilor și contracțiilor normale ale construcției sunt compensate automat cu ajutorul circuitelor electronice specializate ale barierei.

Pe traseul optic dintre emițătorul și receptorul barierei de fum trebuie să nu existe obstacole sau corpuri în mișcare.

Dispozitivele optoelectronice ale barierelor de fum trebuie amplasate acolo unde traseul optic nu trece prin apropierea gurilor de aspirație sau de evacuare a aerului din instalațiile de ventilare și climatizare. Deformarea fascicolului luminos dintre emițător și receptor poate avea loc și în vecinătatea corpurilor de încălzire care degajează o mare cantitate de căldură.

Lumina naturală de la soare și lumina provenita de 1a surse extrem de 1uminoase (lămpi de înaltă presiune cu sodiu sau mercur) pot perturba funcționarea barierelor de fum. De aceea, receptorul nu trebuie îndreptat spre nici una din aceste surse de lumină sau spre razele directe ale soarelui. Iluminatul fluorescent poate constitui o problemă numai în cazul holurilor cu lungimi mari. Lămpile cu incandescență nu reprezintă o problema atâta timp cât nu sunt în calea fascicolului luminos dintre emițător și receptor.

In spații supravegheate foarte reci, cum ar fi de depozitele de alimente și de medicamente, fumul se poate răci foarte repede și este puțin probabil să se ridice la tavan. De aceea, bariera de fum se montează la înălțimi mai mici decât cele obișnuite.

In timpul funcționării, barierele de fum pot reprezenta surse de perturbații electromagnetice care ar conduce la o funcționare defectuoasă a receptoarelor radio și de televiziune. De aceea, instalarea barierelor trebuie făcută conform recomandărilor fabricantului.

CAPITOLUL VIII

DETECTOARE MULTISENZOR

Principiile de funcționare ale detectoarelor multisenzor

Detectoarele multisenzor se obțin prin combinarea a două sau mai multe tipuri de detectoare (fum/căldură sau fum/căldură/flacără) și prelucrarea semnalelor de fiecare tip cu ajutorul unor calcule matematice. Astfel, cel puțin în mod teoretic, se poate face o distincție mai bună între alarmele reale și cele false.

Un exemplu de detector multisenzor conține un senzor optic de fum și un senzor de temperatură (termistor) ale căror ieșiri sunt combinate pentru a da o valoare analogă finală.

Figura 8.1. Detector multisenzor

Construcția detectorului multisenzor este similară cu cea a unui detector optic. Schema secționată (Figura 8.2.) arată amplasarea camerei optice și a termistorului.

Semnalele de la senzorul optic de fum și de la cel de temperatură sunt independente și reprezintă nivelul de fum și temperatura aerului din vecinătatea detectorului. Un microprocesor prelucrează cele două semnale. Procesorul semnalului de temperatură extrage numai informațiile privind rata de creștere în combinație cu semnalul optic. Detectorul nu va răspunde la o creștere lentă de temperatură – chiar dacă temperatura atinge un nivel destul de ridicat. O schimbare bruscă de temperatură va furniza o alarmă chiar și fără prezența fumului, dacă persistă timp de 20 de secunde.

Sensibilitatea detectorului este considerată optimă pentru majoritatea aplicațiilor generale din moment ce oferă un rspuns bun și atât la incendiile mocnite cât și la cele cu flacără.

Figura 8.2. Schema secționată a detectorului multisenzor

8.2. Îmbunătățirea detectării incendiilor prin utilizarea detectoarelor multisenzor

Detectoarele de incendiu trebuie să detecteze incendiul încă din fază incipientă cu un grad înalt de siguranță. Aria de aplicare a detectoarelor de incendiu este extrem de diversă, variind de la spații de birouri până la depozite și chiar la clădiri industriale cu aer poluat datorat procesului de producție. Ca o regulă, măsurarea criteriului de detecție al unui incendiu este de fapt măsurarea intensității fumului produs de incendiu. O simplă presupunere indică faptul că dacă nu este foc, densitatea aerosolilor nu va corespunde cu cea din cazul unui incendiu. În practică, depinzând de aria de acțiune a senzorilor și de tipul de materiale combustibile, există o gamă largă de tipuri de incendiu, de la o ardere mocnită până la o ardere ultra rapidă a lichidelor, densitatea și culoarea fumului variind la fiecare și având curbe de timp diferite. Detectorul cel mai potrivit ar trebui să funcționeze cu aceeași eficiență în oricare din aceste condiții diferite. Este evident faptul că detectoarele optice de fum au cel mai bun mod de reacție doar cu anumite tipuri de fum, chestiune luată în vedere de comisia internațională de testare și standardizare, care cere testarea detectoarelor cu o mare varietate de incendii pentru a putea garanta că un detector omologat va asigura o anumită limită a sensibilității detecției.

Folosirea detectoarelor este limitată atunci când mediul prezintă unele proprietăți fizice asemănătoare cu cele ale unui incendiu. Acestea sunt pentru un detector particule fine de praf, vapori sau aerosoli care sunt transportați din diferite motive prin aer în încăperile protejate, unde pot produce semnale similare cu ale unui incendiu. Asemenea semnale, similare cu cele de incendiu, sunt numite semnale false, deoarece ele imită un semnal de incendiu pentru detector.

Evaluarea alarmelor false

În prezent detectoarele de incendiu sunt folosite în milioane de aplicații diferite unde, într-un mod cât mai sigur, ele au obiectivul de a asigura securitatea la incendii. Având un număr mare de detectoare, ocazional se poate întâmpla într-un mediu mai sever să fie produse semnale false cu aceeași valoare care corespunde incendiului. Probabilitatea acestor cazuri este relativ scăzută, probabilitatea unui incendiu real fiind deasemenea scăzută. În ambele cazuri alarma începe să sune la fel și în cazul unui incendiu real ca și în cazul unei alarme false, rezultatul declanșării unei astfel de alarme este acțiunea de evacuare. Atenția utilizatorului cât și a pompierilor este mai întâi de toate captată de alarmă. Astfel incidența alarmelor false și supărătoare, deși acestea depind foarte puțin de numărul de detectoare, devine un parametru important în funcționarea detectoatelor de incendiu.

Acest parametru poate fi eficient demonstrat prin statistici și distribuția frecvenței semnalelor false în relație cu detectarea incendiilor. Figura 8.3 arată schematic distribuția frecvenței pentru semnalele false cât și pentru detecția incendiilor.

Figura 8.3. Distribuția schematică a semnalelor false în relație cu detectarea incendiilor

Detectorul declanșează alarma odată ce nivelul semnalului a ajuns la o valoare stabilită. Cerințele minime pentru valoarea acestui prag sunt acelea la care detectorul identifică tipurile de incendii testate în concordanță cu standardele aplicate. Bazându-ne pe statisticile semnalelor false, o probabilitate neexplicată rămâne aceea a valorii pragului la care semnalele false pot provoca o alarmă. Forma curbei în acest grafic arată doar un progres schematic, în realitate curba pentru semnalele false este mult mai neregulată. Oricum, în conformitate cu statisticile facute până acum, suprapunerea acestor curbe în apropierea pragului rămâne la fel. Probabilitatea alarmelor false poate fi influențată și de variația măsurătorilor. O măsurare ne-tehnică va reduce drastic numărul de detectoare dintr-un mediu critic, permițând astfel ”ascunderea” unor parametrii ai incendiului, lucru care ar duce la o eficiență mai scăzută și la costuri mai mari. O măsurătoare tehnică, pe de altă parte, ar putea duce de exemplu la o procesare mai sofisticată a semnalului, care a fost detectat încă din faza incipientă a incendiului. De asemenea va putea fi posibilă evaluarea curbei de timp a incendiului, astfel putându-se face diferența între semnalele false, care pot fi foarte dese sau foarte rare, și cele de incendiu.

În acest studiu trebuie avut în vedere faptul că trebuie facută diferența între incendiile cu evoluție lentă, cu ardere mocnită, și cele cu rată de creștere mare. Rezultatul rămâne acela că probabilitatea semnalelor false datorită proprităților fizice ale mediului nu poate fi complet exclusă și că îmbunătățirea performanțelor detectoarelor de a elimina semnalele false. Acest fapt poate fi explicat prin exemplul unei discoteci, unde fumul de discoteca produs de aparatele din incintă încețoșează ringul de dans în fiecare seară și nimeni nu ia în considerare faptul că detectoarele devin ineficiente sub acțiunea acestui fum.

Observații privind adoptarea soluției cu multisenzori

Pentru a găsi o soluție la problema de mai sus trebuie luată în considerare apariția parametrilor caracteristici ai incendiului.
Într-un incendiu, sunt generați cei mai diferiți produși ai combustiei:
* Fumul (depinde de material, aerosoli și diferențe de densitate și mărime).
* Căldura.

* Radiația flăcărilor.

* Gazele de ardere.
Detecția fumului, un parametru caracteristic al incendiului, este în prezent cea mai des utilizată metodă de detectare a incendiilor. Este aplicabilă aproape universal pentru o gamă largă de situații de supraveghere.

Curbele de căldură și temperatură generate intr-un incendiu pot fi de asemenea folosite în detecția incendiilor; un fapt evident este acela că creșterea temperaturii în relație cu temperatura ambientală este semnificativă în detecția incendiilor. Senzorul de temperatură trebuie să fie suficient de aproape de sursă pentru a putea fi detectat incendiul, astfel aria supravegheată este considerabil mai mică în comparație cu cea a detectoarelor de fum. De exemplu, incendiile mocnite generează o căldură relativ mică în faza incipientă, ceea ce impune o anumită limită în folosirea detectoarelor de temperatură.

Măsurarea radiației temperaturii este ușor realizabilă în condițiile în care senzorul de radiație folosit are “vedere liberă” la o potențială sursă de incendiu. Detectoarele de temperatură sau cele optice sunt echipate cu o tehnologie sofisticată datorită necesității protejării unui câmp variat.

În timpul combustiei, gazele de ardere sunt formate ca rezultat al transformării materialelor. Cantitatea și tipul de gaze formate depind de materialul care arde și de tipul focului. În cazul unui foc mocnit, există un volum de monoxid de carbon produs mai mare pe când la focurile deschise cantitatea de dioxid de carbon este mai mare. În plus, oxizii de azot vor fi formați în cantități mai mici, la fel și hidrocarburile.

Senzorii de gaz sunt în zilele noastre disponibili la un preț rezonabil și destul de siguri, cu garanție și consum redus de energie electrică. Detecția gazelor în primele faze ale incendiului este un pas important în reducerea alarmelor false, astfel extinzând sfera acestor aplicații.

Luând în considerare mai îndeaproape la frecvența semnalelor provocate de gaze în condiții normale, este foarte evident că probabilitatea detecției acestora este destul de semnificantă în comparație cu detecția unui foc. Astfel concentrația de monoxid de carbon dintr-o cameră plină de fum gros va ajunge foarte ușor la valorile la care se fac testele pentru detectoare. Acest lucru este valabil si în alte tipuri de aplicații, concentrații mari de monoxid de carbon vor putea fi găsite și în ateliere auto, de exemplu, la fel și în garaje și în ateliere improvizate.
Având în vedere concentrațiile de monoxide de carbon generate în diferite teste și simulări de incendiu, este notabil faptul că aceste concentrații depind foarte mult de tipul de foc. Focurile mocnite indică o concentrație marcantă, în timp ce focurile deschise arată că valoarea monoxidului de carbon este mai mare și poate să fie la fel de bine produs în medii critice.
Această evaluare generală a monoxidului de carbon pentru diferite aplicații fac un lucru să fie clar: că utilizarea unui singur senzor de gaz pentru detecția incendiilor în faza incipientă nu este foarte eficientă în toate cazurile și că monoxidul de carbon va fi generat doar de un foc în urma combustiei,materialelor.
Considerații similare sunt valabile și pentru alte gaze generate în urma arderii.
Evaluarea semnalului dat de senzorii de gaz a unui detector de incendiu produce vreun beneficiu suplimentar. Pentru a răspunde acestei întrebări, referitor la utilizarea lor foarte folositoare, este necesar să facem o evaluare echilibrată a tuturor semnalelor date de senzorii unui detector combinat. Este important faptul că semnalele variate ale senzorilor vor avea un comportament diferit în cazul unei alarme false pentru a aduce informații suplimentare în vederea analizării semnalului. Astfel în cazul unui nor de praf, vom primi un semnal acustic de la senzorul optic de fum, dar senzorul de monoxid de carbon va rămîne tăcut în timp ce în alt caz un semnal acustic de la senzorul de monoxid de carbon nu va prezenta vreo disturbare a senzorului optic de fum. În cele ce utmează vom analiza și descrie mai amănunțit un detector de incendiu cu trei senzori cu moduri de acțiune diferite:

Un detector optic de difuzie a luminii cu suficientă sensibilitate în detectarea luminii generate de un foc.

Un detector de căldură care nu este stimulat de fum, praf, aburi, etc. și care reacționează doar la anumite nivele atinse de temperatură în cazul unui incendiu.

Un detector de monoxid de carbon care reacționează la monoxidul de carbon produs de un incendiu dar cu o bună reacție în cazul unui mediu sever.

Mai întâi, trebuie analizat dacă semnalul este triplat la fel ca și în cazul unui incendiu sau va fi singular, ca în cazul unui mediu sever. Aceste măsurători produc un mare număr de valori măsurabile, care mai departe vor fluctua de la o măsurătoare la alta. Pentru a face aceste noțiuni mai ușor de înțeles și de prezentat, nivelele semnalelor sunt categorisite în sectoare și clase. Astfel este posibil să se aranjeze valorile tuturor testelor într-un tabel mult mai ușor de înțeles. Clasificarea aleasă urmărește următoarele:

“Nimic” – nici un semnal măsurabil care ar putea fi transmis spre analiză.

“Puțin” – un semnal care poate fi transmis dar care este prea mic pentru a putea lua o decizie clară a evenimentului (foc, alarmă falsă).

“Mai mult” – un semnal care este aproape de valarea pragului pentru un singur detector dar nu atinge această valoare. Dacă un astfel de semnal este produs de perturbații, un detector cu un singur senzor va fi foarte probabil să dea alarme false.

“Mult” – un semnal care depășește valoarea pragului.

“Foarte mult” – un semnal care depășește clar valoarea pragului.

Valorile celor trei senzori în urma testelor de incendiu și a parametrilor perturbatori au fost introduse într-un tabel pe baza acestei definiții. Orice principiu al fiecărui senzor poate fi evaluat în tabel. Un singur senzor optic de fum ar putea da o alarmă falsă de incendiu și în cazul tuturor parametrilor perturbatori listați mai jos. În cele ce urmează vom observa că un singur senzor de fum optic nu va detecta două din testele de incendiu T I 1 și T I 6, ceea ce este în contradicție cu standardele. Privind însă la valrorile împerecheate ale unui senzor optic și de căldură combinate, este notabil faptul că în toate incendiile cu “mult” fum există și multă căldură, iar unde este “nimic” referitor la temperatură este “foarte mult” referitor la fum. Combinarea cu un senzor de căldură adițional duce la o îmbunătățire considerabilă a probabilității apariției unei alarme false dată de parametrii perturbatori care “imită” fumul. Evaluarea semnalelor de la un senzor combinat de gaz fum și temperatură recomandă folosirea acestor tipuri de detectoare într-un mediu care va fi, cel mai probabil, fără emisii de monoxid de carbon dar cu semnale optice pronunțate, cum ar fi fumul de discotecă.

Tabelul 8.1. Clasificarea semnalelor

Pentru a arăta diferența dintre semnalele reale și cele false așa cum sunt ele percepute de un detector cu trei senzori, valorile au fost încă o dată trasate într-o diagramă tridimensională (Figura 8.4). Punctele negre mici reprezintă distribuția variației parametrilor perturbatori, în timp ce punctele roșii mai mari indică valoarea celor trei senzori în cazul unui test de incendiu. Simpla reprezentare grafică în spațiu a combinării celor trei semnale diferite demonstrează eficacitatea în înlăturarea semnalelor perturbatoare.

Figura 8.4. Poziția semnalelor perturbatoare Figura 8.5. Pragul imaginar de declanșare

și de incendiu reprezentate prin concentrația al detectorului optic de fum

de fum, temperatură și concentrația de

monoxid de carbon.

Acum putem introduce în această diagramă pragul de declanșare al unui detector optic de fum. Prin aceasta se poate observa că testele T I 1 și T I 6 se află sub pragul de declanșare a detectorului optic de fum (Figura 8.5).

Înainte de declanșarea alarmei sunt luate în considerare următoarele criterii:

Semnalul crește rapid?

Semnalul rămâne constant sau cade?

Crește temperatura?

Crește concentrația de monoxid de carbon?

Pentru a înțelege comportamentul dinamic a celor trei senzori, ne vom ghida după semnalul optic. În cazul unui incendiu este vizibil că semnalul crește continu, în timp ce semnalul dat de senzorul optic crește rapid și după o anumită perioadă de timp cade din nou.

Figura 8.6. Comportamentul semnalului optic în comparație cu cel al celor trei senzori

Analizând evoluția în timp, este posibil să se ajusteze pragul alarmei în funcție de rata de creștere a semnalului. Dacă rata de creștere este tipică unui incendiu, poziția pragului rămâne neschimbată și detectorul va declanșa alarma. În cazul unei creșteri rapide, este știut că este vorba de un parametru perturbator, iar pragul va fi momentan ridicat. Creșterea rapidă a semnalului este luată ca un potențial factor perturbator, iar pragul optic va fi mutat într-o arie mai puțin sensibilă.

Figura 8.7. Creșterea rapidă a progresului unui incendiu

Înainte de a ne decide dacă depășirea pragului optic este într-adevăr un eveniment de alarmă, este mai întâi verificat dacă mărimea semnalului rămâne constantă, fiind astfel o alarmă reală. Aceasta considerându-se o alarmă de încredere datorită ratei de creștere a semnalului, care inițial a fost considerat că este provocată de un parametru perturbator.

Extinderea acestei arii de cercetare mult mai mult, la curbe de semnal mult mai complexe și la semnale date de combinații ale celor trei senzori permite o adaptare inteligentă a pragului de declanșare a alarmei la condițiile de mediu existente în fiecare caz.
Magnitudinea absolută a ratei alarmelor false poate fi determinată doar înregistrând diferite statistici. Există încercări făcute de diferite unități de pompieri și alte instituții mai înalte pentru a stabili astfel de valori. Rezultatul depinde de ideea că trebuie cunoscut numărul de detectoare prevăzute pentru spațiul respectiv, de tipul senzorilor folosiți și de firma producătoare. Un alt fapt important este acela de a știi tipul mediului în care acestea sunt instalate și dacă alarma este dată de senzori sau de sistem. Pentru a atinge valori precise, întotdeauna este necesar să folosim căi diferite. Bazându-ne pe relațiile statistice dintre apariția alarmelor false și poziția pragului decizional este sigur a spune că un detector combinat la fel cum a fost descris mai sus promite o rată a alarmelor false decât metoda folosirii detectoarelor tradiționale.

8.3. Eliminarea alarmelor false prin folosirea detecției incendiilor cu senzori multipli și rețele neurale

Introducere

Un obiectiv principal al detecției incendiilor la locuințe este acela de a crește timpul disponibil pentru evacuare. Într-un recent studiu experimental, doar 200-300 de secunde pentru evacuare au fost puse la dispoziție de un detector de fum localizat intr-o cameră unde a izbucnit un foc mocnit.

Timpul de detecție este o funcție a sensibilității detectorului. Totuși, un detector cu o sensibilitate mare poate furniza o mare frecvență de alarme false deoarece detectoarele de fum din zilele noastre nu pot face diferența între incendiu și sursele de alarme false. Date despre incendiile din Statele Unite din anii ’80 indică faptul că 95% dintre toate alarmele furnizate de detectoarele de fum nu erau necesare. O soluție propusă pentru reducerea alarmelor false fără afectarea activării prompte a detectorului implică folosirea inteligenței în locul senzorilor cu tehnologia combinării curenților. S-a subliniat faptul că această tehnologie avansată a senzorilor cu inteligență ar putea fi implementată pentru a îmbunătăți timpul de detecție în același timp cu limitarea frecvenței alarmelor false.

O echipă de la Departamentul de Inginerie a Protecției la Incendii și Inginerie Chimică de la Universitatea din Maryland au îndreptat cercetările lor pentru a determina caracteristicile unui detector de incendii modern care este sensibil și poate diferenția între suspensiile în aer produse de incendiu și cele produse de alte surse. Echipa de ingineria protecției la incendiu s-a concentrat în a selecta sursele de incendiu și cele de alarme false și de a caracteriza amprenta fiecăreia. Echipa de la Inginerie Chimică a aplicat metode analitice cum ar fi rețelele neutre și variate metode statistice pentru a cerceta amprenta și modul de răspuns al senzorilor și a oferi capabilitatea diferențierii între incendiile cu flacără, cele fără flacără și sursele de alarme false. Acest efort a fost dirijat în trei faze.

Experiment la scară mică

Testele la scară mică sunt conduse în a caracteriza amprenta surselor de incendiu și de alarme false și a completa observația lui Okayama. Modificările studiului lui Okayama sunt realizate pentru a furniza o arie mai mare a măsurătorilor pentru a descrie amprenta.

Aparatul pentru experimentul la scară mică este un tunel simplificat cu suspensii în aer produse de surse introduse sub o carcasă aflată lângă intrare. Măsurătorile elementare relative sunt acumulate pentru a oferi o viziune rudimentară a amprentelor. Măsurătorile includ temperaturile măsurate la intrare și la ieșire din aparat. La mijlocul aparatului, obscuritatea luminii, concentrațiile tuturor gazelor (CO, CO2 și O2) și prezența oricăror gaze oxidante sunt măsurate. Prezența gazelor oxidante este măsurată de un senzor de oxidare a metalelor Taguchi. Sursele fumului sau altor gaze sunt plasate sub carcasa de la intrarea aparatului. O mare varietate de combustibili și surse de alarme false sunt selectate pentru a reprezenta mediul ambiental dintr-o locuință. Aerosolii sunt generați într-o gamă largă de condiții: epruvete cu ardere cu flacără sau piroliză, epruvete încălzite sau aerosoli.

Un simplu sistem expert formulat dintr-un manual de date a clasificat cu succes 28 din 31 de surse în testele la scară mică. Regulile acestui sistem sunt:

Incendiile cu facără sunt indicate de o concentrație de CO2 mai mare decât 1500 ppm.

Piroliza solidelor oferă o amprentă cu o concentrație de vârf a monoxidului de carbon de cel puțin 28 ppm, iar răspunsul detectorului Taguchi este mai puțin de 6V.

Toate celelalte amprente sunt căpătate de la surse disturbante.

O rețea neutră elipsoidală oferă o clasificare îmbunătățită a datelor la scară mică. Datele de la două treimi din teste sunt folosite pentru exercițiu și rămășițe pentru teste. Toate sursele exceptând cea mocnită sunt exact clasificate. Succesul obținut din experimentul la scară mică confirmă probabilitatea conceptului prezentat de Okayama.

Experiment la scară mare

Eforturile în fazele următoare continuă realizând experimente la scară mare și extinzând numărul surselor pentru a determina dacă observațiile obținute în urma experimentelor la scară mică sunt de asemenea aplicabile și la o scară reală. Experimentele la scară mare sunt similare cu cele la scară mică unde sunt monitorizate o largă varietate de incendii și surse de factori perturbatori, cu cercetarea modului de răspuns a senzorilor. În faza a doua, și sursele de incendiu și cele perturbatoare sunt introduse singular. Altfel, în a treia fază surse multiple incluzând ambele tipuri de surse sunt furnizate simultan.

Experimentele la scară mare sunt realizate într-o cameră de 3,6 /3,6 m cu o înălțime de 2,4 m. Camera nu este climatizată, cu temperatura și umiditatea dictate de condițiile atmosferice. Măsurătorile includ temperatura, pierderea de masă a sursei de foc, concentrațiile de CO, CO2 și O2, obscuritatea luminii și voltajul emis de doi senzori de oxidare a metalelor (Taguchi modelele 822 și 880). În plus, două detectoare de fum comerciale (unul fotoelectric și unul cu cameră de ionizare) se găsesc pe tavan, în centrul camerei. O diagramă a camerei, incluzând locația relativă a senzorilor, este prezentată în figura 8.8.

Figura 8.8. Diagrama camerei de test

1. sursa de foc 2. fotocelula

3. termocuple 4. laser He-Ne

5. epruvetă de Cu 4,75 mm 6. detector de fum cu cameră de ionizație

7. detector de fum fotoelectric 8. Taguchi 822

9. Taguchi 880

Senzorii de oxidare a metalelor Taguchi 822 și 880 sunt sensibili la prezența unei largi game de gaze oxidante și alte mirosuri din mediu. Măsurătorile pierderilor de masă sunt folosite pentru a estima producerea fragmentelor de amprente a diferitor surse de incendiu. Producerea surselor de alarme false sunt estimate pe baza cantității de material introdus. Deoarece testele sunt realizate intr-un spațiu neclimatizat datele sunt colectate cu cel puțin două minute înainte de a introduce orice sursă pentru a putea nota condițiile de mediu inițiale și schimbările care survin introducerii unei surse de incendiu sau de alarmă falsă.

Concluzii

Ca rezultat al efortului experimental, un detector rapid de incendiu având șase senzori pare să fie fiabil, cu diferențierea oferită de o rețea neutră sau analiza statistică multivariată a răspunsurilor senzorilor. Metoda ACP pentru un detector prototip oferă o îmbunătățire în ceea ce privește timpul de răspuns rapid dar fiind mai puțin capabil în a diferenția între sursele reale și cele false coparativ cu detectoarele comerciale. Analiza preliminară a ratelor de CO2 pare a fi promițătoare în viitorul abilității de diferențiere. Sunt necesare cercetări adiționale pentru a caracteriza amprenta scenariilor care implică combinații în plus de surse care pot masca amprenta incendiului sau cauza alarme false. Meritul unei caracterizări mai cuprinzătoare a amprentei unui incendiu sau a unei surse de alarmă falsă prin utilizarea senzorilor adiționali ar trebui investigat.

Acest proiect este sprijinit de Building and Fire Research Laboratory of the National Institute of Standards and Technology (NIST). Dr. William Grosshandler este monitorul tehnic. Principalul co-cercetător pentru acestr proiect a fost Thomas J. McAvoy, profesor în Departamentul de Inginerie Chimică.

În concluzie, o combinație între detectoarele de fum și cele de căldură în locuințe ar putea oferi o bună protecție. Deci, detectoarele de căldură trebuie folosite în plus și nu să înlocuiască detectoarele de fum. Detectoarele de fum se declanșează de obicei înainte ca flăcările și căldura să atingă nivelul necesar activării detectorului de căldură – aceste secunde în plus putând fi critice pentru salvarea ocupanților unei locuințe.

CONCLUZII GENERALE

Diferența dintre detectoarele de fum și cele de căldură este evidentă și dacă ne referim la nume. Detectoarele de fum “simt” fumul, iar detectoarele de căldură sunt sensibile la schimbările de temperatură. Oricum, ele nu sunt interschimbabile.

Un detector de fum dă alarma de incendiu când simte produsele combustiei în atmosferă. Așa cum oricine care are un detector de fum aproape de bucătărie știe, acesta se declanșează foarte repede, chiar și la prezența unei mici cantități de fum. Diferențele dintre cele două detectoare de fum sunt minore, amândouă operând prin detecția produșilor de ardere.

Detectoarele de căldură dau alarma de incendiu când temperatura din jurul detectorului atinge un anumit nivel. Detectoarele de căldură nu sesizează fumul. Unele studii arată că detectoarele de căldură nu oferă declanșarea la timp pentru a se evacua persoanele cărora le este amenințată viața de incendiu. Totuși, un detector de căldură poate fi un valoros sistem de protecție suplimentar în zone precum bucătăriile și mansardele, unde detectoarele de fum nu sunt recomandate. Acestea nu sunt recomandate a se folosi în dormitoare sau alte spații unde se doarme.

Cele mai fatale incendii de locuințe apar noaptea, în timp ce oamenii dorm. Gazele otrăvitoare și fumul de la un incendiu din locuințe pot bloca foarte rapid simțurile.

De aceea orice locuință are nevoie de un dispozitiv care să poată trezi ocupanții în timp util pentru a se salva din incendiu. Dintre toate dispozitivele de alarmare la incendiu cu preț scăzut, pompierii consideră că detectoarele de fum sunt cele mai potrivite.

Timpul de detecție, alarmare și intervenție este influențat direct de distanța până la aria protejată, lungimea mărită a cablului crește timpul de emisie-recepție a impulsurilor transmise de centrală către ultimul detector de pe circuit, dar cu toate acestea, faptul că sistemul limiar de detecție poate asigura detecția la distanțe de până la 30 km lungime fără ca timpul de răspuns în eventualitatea producerii unui eveniment nedorit să nu depășească 1 minut, face ca sistemul să prezinte mari avantaje la utilizare.

Dispozitivele de detecție cu aspirație reprezintă o alternativă la detectoarele automate de incendiu pentru încăperi cu suprafețe mari (birouri, depozite, galerii de artă, muzee, etc), unde dispunerea unui număr mare de detectoare ar mări costul investiției sau acolo unde din anumite considerente este necesară amplasarea ascunsă a acestora.

Folosirea câtorva caracteristici diferite ale parametrilor furnizează o mult mai bună diferențiere între semnalele false și cele de incendiu. Metoda combinării procesării semnalelor care are curba tipică de timp a influenței parametrilor și incendiile reale permite o bună înlăturare a oricărui semnal fals similar unui incendiu.

Ca rezultat al efortului experimental, un detector rapid de incendiu având șase senzori pare să fie feazibil, cu diferențierea oferită de o rețea neutră sau analiza statistică multivariată a răspunsurilor senzorilor. Metoda folosirii senzorilor multipli oferă o îmbunătățire în ceea ce privește timpul de răspuns rapid fiind capabil în a diferenția între sursele reale și cele false comparativ cu detectoarele comerciale.

LISTA FIGURILOR

Figura 2.1. Fazele incendiului și răspunsul detecției – pag. 11;

Figura 2.2. Dezvoltarea unui incendiu – pag. 14;

Figura 2.3. Tipul de detecție a incendiului în funcție de evoluția în timp și mărimea pagubelor incendiului – pag. 14;

Figura 2.4. Fazele propagării incendiului în funcție de timp și temperatură – pag. 15;

Figura 3.1. Declanșatoare manuale de alarmă – pag. 18;

Figura 3.2. Exemplu de cablare – declanșatoare manuale (aplicații convenționale) – pag. 18;

Figura 3.3. Schema sistemului de detectoare și alarmă la incendiu conform SR EN 54-1 – pag. 22;

Figura 3.4. Spații orizontale între detectoare conform SR EN 54-7 (fum) și SR EN 54-5 (termice) – pag. 30;

Figura 3.5. Amplasarea detectoarelor în spații multietajate – pag. 31;

Figura 3.6. Diagrama de timp la obiective fără sisteme automate de detecție – pag. 31;

Figura 3.7. Diagrama de timp în cazul folosirii detectoarelor automate –pag. 32;

Figura 3.8. Modelul piramidal al integrării sistemelor în clădire – pag. 34;

Figura 3.9. Integrarea sistemelor de detectare și alarmare a incendiilor într-un sistem de gestiune tehnică – BMS – pag. 36;

Figura 4.1. IQ8Quad – detector optic de fum – pag. 36;

Figura 4.2. Propagarea căldurii prin conducție – pag. 39;

Figura 4.3. Propagarea căldurii prin convecție – pag. 39;

Figura 4.4. Propagarea căldurii prin radiație – pag. 39;

Figura 4.5. Propagarea incendiului prin flăcări și scântei – pag. 40;

Figura 4.6. Arderea deschisă a lemnului – pag. 40;

Figura 4.7. Arderea lentă (piroliză) lemnului – pag. 40;

Figura 4.8. Principiul de funcționare al unui detector optic – pag. 41;

Figura 4.9. Vedere de sus camera optică – pag. 41;

Figura 4.10. Exemplu privind comportarea unui detector la nivele diferite de obturație obținute cu diferite materiale combustibile – pag. 42;

Figura 4.11. Detectoare punctuale de fum – pag. 42;

Figura 4.12. Structura de principiu a sistemelor de detectare a fumului prin aspirație – pag. 43;

Figura 4.13. Schema de principiu – instalație de detcție prin aspirație – pag. 44;

Figura 4.14. Sisteme de aspirație – pag. 45;

Figura 4.15. Interior tipic – detector cu aspirație – pag. 46;

Figura 4.16. Centrală VESDA – pag. 47;

Figura 4.17. Înlocuirea filtrului – pag. 48;

Figura 4.18. Circulația particulelor de aer prin detector – pag. 48;

Figura 4.19. Corespondența între semnalul analogic măsurat și cel digital transmis – pag. 50;

Figura 4.20. Schema de funcționare a detectorului de fum cu cameră de ionizare – pag. 51;

Figura 4.21. Ilustrarea modului de funcționare al detectorului de fum cu cameră de ionizare – pag. 52;

Figura 4.22. Detector de fum cu cameră de ionizare – pag. 52;

Figura 4.23. Schema bloc a unui detector autonom de fum în care s-a pus în evidență cu linie punctată detectorul convențional de fum utilizat în sistemele de detectare – pag. 55;

Figura 4.24. Detector autonom de fum – pag. 55;

Figura 4.25. Detector autonom de fum – vedere laterală și de jos în poziția de montare – pag. 56;

Figura 4.26. Detectori autonomi de fum – pag. 57;

Figura 5.1. Schema de funcționare a detectorului de căldură – pag. 64;

Figura 5.2. Detector static cu membrană – pag. 65;

Figura 5.3. Detector static electronic amovabil – pag. 65;

Figura 5.4. Rata de creștere a temperaturii (grade C/min.) – pag. 66;

Figura 5.5. Detectoare de căldură punctuale – pag. 66;

Figura 5.6. Cablu de detecție și unitate de analiză – pag. 67;

Figura 5.7. Model de cablu utilizat de sistemul de detecție a căldurii Sensornet – pag. 68;

Figura 5.8. Tunel rutier protejat cu sistem de detecție lineară a căldurii – pag. 70;

Figura 5.9. Distribuția căldurii în interiorul unui tunel la doar câteva minute de la incendierea unui autoturism și în care viteza de deplasare a curenților de aer nu depășeste 1 m/s – pag. 70;

Figura 5.10. Distribuția căldurii în interiorul unui tunel la doar câteva minute de la incendierea unui autoturism și în care viteza de deplasare a curenților de aer atinge 6 m/s – pag. 71;

Figura 5.11. Sistem linear de detecție a incendiilor la tuneluri de benzi transportoare cu cărbune – pag. 71;

Figura 5.12. Detecția incendiilor la transformatoare electrice – pag. 72;

Figura 6.1. Detectoare punctuale de flacără – pag. 75;

Figura 6.2. Volume de supraveghere admise pentru un detector de flacără montat pe perete sau în colțul incintei – pag. 75;

Figura 6.3. Diagrama de detecție tipică – pag. 77;

Figura 6.4. Detector punctual ce utilizează senzor de monoxid de carbon – pag. 77;

Figura 6.5. Detectoare optice de flăcări în infraroșu și în ultraviolet – pag. 78;

Figura 6.6. Detectori de flăcări cu raze ultraviolete – pag. 79;

Figura 6.7. Schema detectorului de flăcări cu raze ultraviolete – pag. 80;

Figura 6.8. Scema de montaj a detectorului de flăcări cu raze ultraviolete – pag. 80;

Figura 6.9. Scema funcționării detectorului de flăcări cu raze ultraviolete – pag. 81;

Figura 6.10. Detector infraroșu multispectru (UV-IR, UV, IR) – pag. 83;

Figura 6.11. TF-IR regiunea spectrală care indică evoluția HCl a unui cablu supraîncălzit – pag. 84;

Figura 6.12. Concentrația de gaz a testului de incendiu Douglas Fir – pag. 84;

Figura 6.13. Caracterizarea surselor de incendiu și perturbatoare cu ajutorul rețelei Learning Vector Quantisation (LVQ) – pag. 84;

Figura 7.1. Schema de principiu a unui detector de fum cu laser – pag. 86;

Figura 7.2. Barieră de fum – pag. 87;

Figura 7.3. Lipsa evenimentului în mediul cu fum – pag. 87;

Figura 7.4. Apariția unui obstacol opac între emițător și receptor – pag. 87;

Figura 8.1. Detector multisenzor – pag. 90;

Figura 8.2. Schema secționată a detectorului multisenzor – pag. 90;

Figura 8.3. Distribuția schematică a semnalelor false în relație cu detectarea incendiilor – pag. 91;

Figura 8.4. Poziția semnalelor perturbatoare și de incendiu reprezentate prin concentrația de fum, temperatură și concentrația de monoxid de carbon – pag. 95;

Figura 8.5. Pragul imaginar de declanșare al detectorului optic de fum – pag. 95;

Figura 8.6. Comportamentul semnalului optic în comparație cu al celor trei senzori – pag. 96;

Figura 8.7. Creșterea rapidă a progresului unui incendiu – pag. 96;

Figura 8.8. Diagrama camerei de test – pag. 99.

LISTA TABELELOR

Tabelul 3.1. Tabel privind criterii de alegere a detectoarelor pentru diverse încăperi – pag. 24;

Tabelul 3.2. Tabel privind modul de echipare a construcțiilor cu instalații de semnalizare a incendiilor în cazurile în care este obligatorie prevederea instalației de semnalizare – pag. 26;

Tabelul 3.3. Distanțele orizontale de funcționare recomandate pentru detectoare în funcție de înălțimea încăperii – pag. 28;

Tabelul 3.4. Înălțimea de montare a detectoarelor de fum, căldură și de flacără –

pag. 30;

Tabelul 3.5. Dispunerea detectoarelor punctuale de fum și de căldură – pag. 31;

Tabelul 3.6. Variantă de organizare a protecției la incendiu – pag. 33;

Tabelul 4.1. Componența admosferei – pag. 38;

Tabelul 4.2. Nivelele de atenuare tipice – pag. 41;

Tabelul 4.3. Victimele incendiilor din anul 2001 de la reședințele civile unde alarmele de fum erau prezente și au acționat – pag. 62;

Tabelul 4.4. Victimele incendiilor din anul 2002 de la reședințele civile unde alarmele de fum au fost prezente și au acționat – pag. 62;

Tabelul 5.1. Valorile temperaturilor în funcție de clasa fiecărui detector – pag. 66;

Tabelul 6.1. Gaze absorbante comune – pag. 79;

Tabelul 6.2. Starea LED-ului detectorului – pag. 81;

Tabelul 8.1. Clasificarea semnalelor – pag. 95.

GLOSAR – TERMINOLOGIE SPECIFICĂ

Alarmă – semanal acustic și/sau optic inițiat de om sau de un dispozitiv de inițiere (detector, decanșator manual de alarmă etc.) prin care persoanele din incintă sunt anunțate despre existența unui eveniment (incendiu, efracție).

Alarmă falsă – alarmă produsă în condițiile în care pericolul nu este real.

Anularea semnalizării acustice – operație manuală de oprire a semnalului acustic.

c.a. – curent alternativ

c.c. – curent continuu

Cale de transmisie – conexiune fizică, externă echipamentului de control și semnalizare (cebtrala de semnalizare), necesară pentru transmisia de informații și/sau tensiuni de alimentare:

între echipamentul de control și semnalizare (centrală de semnalizare) și celelalte componente ale unei instalații de semnalizare a incendiului, și/sau;

între părți ale unui echipament de control și semnalizare (centrala de semnalizare) dispuse în carcase diferite.

Circuit de detectare – cale de transmisie care leagă puncte de detectare și/sau semnalizare la echipamentul de control și semnalizare (centrala de semnalizare).

Clădire înaltă – construcție civilă supraterană la care pardoseala ultimului nivel folosibil este situată la peste 28 m față de terenul accesibil autovehiculelor pompierilor pe cel puțin două laturi ale clădirii. Atunci când ultimele niveluri sunt locuințe de tip duplex sau triplex se ia in considerare numai nivelul de acces din circulațiile comune orizontale ale clădirii.

Clădire foarte înaltă – construcție civila (publică) la care pardoseala ultimului nivel folosibil este situată la înălțimea de 45 m, sau mai mult.

Comanda automată a dispozitivelor de intervenție în caz de incendiu – dispozitiv automat folosit pentru acționarea automată a unor echipamente de protecție împotriva incendiului, după recepția unui semnal de la echipamentul de control și semnalizare (centrala de semnalizare).

Declanșator manual de alarmă (buton de semnalizare) – componentă a unei instalații de semnalizare a incendiilor care este utilizată pentru semnalizarea manuală a unui incendiu.

Detector de incendiu – componentă a sistemului de detectare a incendiului ce conține cel puțin un senzor care constant sau la intervale regulate monitorizează cel puțin un parametru fizic și/sau chimic asociat cu incendiul, și care furnizează un semnal corespunzător la echipamentul de control și semnalizare (centrala de semanlizare).

În cazul detectoarelor convenționale, acestea sesizează doar depășirea unor valori limită, monitoarele analogice transmițând centralei de semnalizare informația furnizată de parametrul fizic și/sau chimic supravegheat sau un echivalent al acestuia.

Detector de căldură – detector care răspunde la o creștere de temperatură.

Detector de fum – detector sensibil la particulele produse de combustie și/sau piroliză, suspendate în atmosferă (aerosoli).

Detector de fum cu cameră de ionizare – detector sensibil la produse de combustie capabile să afecteze curenții de ionizare din interiorul detectorului.

Detector optic de fum – detector sensibil la produse de combustie capabile să afecteze absorția sau difuzia unei radiații în domeniul infraroșu, vizibil și/sau violet al spectrului electromagnetic.

Detector de flacără – detector care răspunde la radiația electromagnetică emisă de flăcările unui incendiu.

Detector multisenzor – detector care răspunde la mai mult de un parametru al incendiului.

Detector static – detector care inițiază o alarmă atunci când mărimea parametrului măsurat depășește o anumită valoare, pentru un timp suficient.

Detector diferențial – detector care inițiază o alarma atunci când diferența (în mod normal mică) între mărimile parametrului măsurat în două sau mai multe locuri depășește o anumită valoare, pentru un timp suficient.

Detector de rată de creștere (velocimetric) – detector care inițiază o alarmă atunci când rata de schimbare a parametrului măsurat cu timpul depășește o anumită valoare, pentru un timp suficient.

Detector punctual – detector care răspunde la parametrul sesizat în vecinătatea unui punct fix.

Detector multipunctual – detector care răspunde la parametrul sesizat în vecinătatea unui numar de puncte fixe.

Detector liniar – detector care răspunde la parametrul sesizat în vecinătatea unei linii continue.

Detector resetabil – Detector care, după răspuns, poate fi repus din starea sa de alarmă în starea sa normală de veghe, din momentul în care condițiile care au declanșat intrarea lui în stare de alarmă încetează, fără a fi necesar să se inlocuiascănici unul din elementele sale.

Detector autoresetabil – detector resetabil care trece de la sine în starea sa normală de veghe.

Detector resetabil de la distanță – detector resetabil care poate fi trecut în starea sa normală de veghe printr-o comandă efectuată de la distanță.

Detector resetabil local – detector resetabil care poate fi trecut în starea sa normală de veghe printr-o comandă manuală efectuată la detector.

Detector neresetabil (cu elemente schimbabile) – detector la care, după răspuns, trebuie înlocuite una sau mai multe componente pentru a trece în starea sa normală de veghe.

Detector neresetabil (fără elemente schimbabile) – detector care, după răspuns, nu mai poate fi trecut în starea sa normală de veghe.

Detector amovibil – detector care este proiectat astfel încât să permită cu ușurință demontarea din poziția sa normală de funcționare pentru scopuri de mentenanță și întreținere.

Detector inamovibil – detector la care modul de montareeste astfel încât demontarea ușoară din poziția sa normală de funcțioanare pentru scopuri de mentenanță și întreținere nu este posibilă.

Detector cu două stări – detector care generează una din cele două stări de ieșire referitoare la condițiile de ”veghe” sau “alarmă de incendiu”.

Detector multistare – detector care generează o stare de ieșire dintr-un număr limitat (mai mare de două) în legătură cu condițiile de “veghe”, “alarmă la incendiu” sau cu alte condiții anormale.

Detector analogic – detector care generează un semnal de ieșire ce reprezintă valoarea parametrului sesizat.

Dispozitiv autonom de alarmare la fum – carcasă, care conține elemente de detectare a fumului, alimentare cu energie și alarmă, și care este proiectată pentru declanșarea unei alarme de incendiu în aplicații casnice.

Dispozitiv de transmisie alarmă la incendiu – echipament intermediar care transmite un semnal de alarmă de la un echipament de control și semnalizare (centrală de semnalizare) la un dispozitiv de recepție a alarmei.

Dispozitiv de transmisie semnal de defect – echipament intermediar care transmite un semnal de defect de la echipamentul de control și semnalizare (centrala de semnalizare) la un despozitiv de recepție a semnalului de defect.

Distanța de căutare – distanța maximă ce trebuie parcursă în cadrul unei zone pentru identificarea detectorului neadresabil care a inițiat un semnal de alarmă

Echipament de alimentare cu energie electrică – componentă a instalației de semnalizare a incendiului care asigură alimentarea cu energie electrică a echipamentului de control și semnalizare. (Echipamentul de alimentare cu energie electrică include surse de alimentare principale și de rezervă.)

Echipament de control și semnalizare (Centrală de semnalizare) – componentă a unei instalații de semnalizare a incendiului sau a unui sistem de alarmă împotriva efracției, echipament multifuncțional care, în principal, asigură recepționarea, prelucrarea, centralizarea și transmiterea semnalelor de la și către elementele periferice interconectate în sistem.

Instalație de semnalizare a incendiului – ansamblu complex, compus din declanșatoare manuale de alarmă (butoane de semnalizare) și detectoare automate, conectate la un echipament de control și semnalizare (centrală de semnalizare) care permite monitorizarea dispozitivelor de semnalizare și care poate acționa automat, înaintea instalației de stingere, pornirea pompelor de incendiu, oprirea instalației de ventilare, pornirea instalației de evacuare mecanică a fumului, trecerea prin dispozitiv de anclanșare automată pe sursa de alimentare electrică de rezervă, acționarea ușilor antifoc, alertarea pompierilor și salvării etc.

Resetare – operație capabilă de a încheia o stare de alarmă la incendiu și/sau o stare de defect.

Semnalizare – informație dată de un indicator.

Sursă de alimentare electrică de bază – alimentarea cu energie electrică a instalației de semnalizare a incendiului sau a sistemului de alarmă la efracție în condiții normale de funcționare.

Sursă de alimentare electrică de rezervă – alimentarea cu energie electrică a instalației de semnalizare a incendiului sau a sistemului de alarmă la efracție în cazul indisponibilității sursei de bază.

Stare funcțională – stare caracterizată prin prezența tensiunii electrice și a semnalizărilor la echipamentul de control și semnalizare.

Stație de recepție alarmă de incendiu – centru de la care pot fi inițiate în orice moment măsuri necesare de protecție și de intervenție la incendiu.

Stație de recepție semnal de defect – centrul de la care pot fi inițiate măsurile corective necesare.

Zonă – subdiviziune a spațiilor protejate în care sunt instalate unul sau mai multe puncte și pentru care este furnizată o semnalizare zonală comună.

BIBLIOGRAFIE

Ing. Cristian Șoricuț – Curs ,,Inginerie sisteme de securitate”;

Ing. Carol Șamu – Seminar ,,Inițiere în tehnica sistemelor de detecție a incendiilor”;

Șerbu T.; Matea I.: „Instalații automate de semnalizare a incendiilor” – Editura MIChP, București, 1999.

Col. Ing. Pompiliu Bălulescu, ing. Vasile Călinescu – Instalații automate de detectare și stingere a incendiilor Editura Tehnică – București 1977.

Lect. Univ. Dr. Ing. Șerbu Traiean, Lect. Univ. Dr. Ing. Flucuș Ioan – Instalații speciale de protecție împotriva incendiilor

Conf.univ.dr.ing. Manuel Șerban, Asist. univ.ing. Liviu-Valentin Bălănescu – Instalații de detecție a fumului de înaltă sensibilitate. SIGPROT 2006, București, România, 26 Mai 2006

As. drd. ing. Ionuț HOMEAG (IGSU) – Integrarea sistemelor de detectare și alarmare a incendiilor într-un sistem de gestiune tehnică -. A 41-a Conferință Națională de Instalații Electrice și Automatizări, SIEAR – Sinaia – 2006;

Prof. dr. ing. Traiean Șerbu – Eficacitatea instalațiilor de semnalizare a incendiilor . Facultatea de Pompieri;

Drd. ing. Florea Grigore, ing. Cristian Damian – Detectoare autonome pentru spațiile rezidențiale, protecție modernă împotriva incendiilor -: Centrul de Studii, Experimentări și Specializare p.s.i.;

Normativ pentru proiectarea și executarea instalațiilor de semnalizare a incendiilor și a sistemelor de alarmare contra efracției din clădiri – Indicativ I 18/2-02;

Documentație de firmă: protectowire fire systems- http://www.protectowire.com.

Documentație de firmă: www.sensornet.com.

Documenteție de firmă – Apollo Fire Equipement Company – www.apollofire.com.

Documentație de firmă: www.newport.com.

SR EN 54-1 – Sisteme de detecție și alarmă la incendiu. Partea 1: Introducere;

SR EN 54-2+AC – Partea 2: Echipamente de control și semnalizare;

SR EN 54-4+AC – Partea 4: Echipament de alimentare electrică;

SR CEI 839-1-4 – Sisteme de alarmă (efracție);

S.T.A.S. nr. 8779 – Cabluri de semnalizare cu izolație cu manta de PVC;

Pr. EN 54-13 – Sisteme de detectare și alarmă la incendiu. Condiții pentru sisteme;

Pr. EN 54-14 – Sisteme de detectare și alarmă la incendiu. Ghid de proiectare, executare și punere în funcțiune;

Pr. SR TS 54-14 Sisteme de detectare și de alarmă la incendiu. Ghid de aplicare pentru planificare, proiectare, instalare, punere în funcțiune, utilizare și întreținere;

Normativ de siguranță la foc a construcțiilor. Indicativ P118/ 99;

Ghid pentru proiectarea, executarea și exploatarea instalațiilor interioare de semnalizare incendiu și pază contra efracției din clădirile civile și de producție – I.P.C.T. S.A.