Научная статья на тему 'Testing the reaction of fire detectors in various fire conditions'

Testing the reaction of fire detectors in various fire conditions Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
185
123
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Safety & Fire Technology
Область наук
Ключевые слова
БЕЗОПАСНОСТЬ В ЗДАНИЯХ / ПОЖАРНЫЙ ИЗВЕЩАТЕЛЬ / ПРОТИВОПОЖАРНЫЕ СИСТЕМЫ / ЛОЖНЫЕ ЯВЛЕНИЯ / SAFETY IN BUILDINGS / FIRE DETECTOR / DECEPTIVE EVENTS / FIRE SYSTEMS

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Karwat Bolesław, Stańczyk Emil, Górski Artur

Цель: Целью проведенных исследований являлось определение пригодности пожарных извещателей для применения в разных условиях пожара, а также проверка реакции исследуемых извещателей на намеренно ложные явления. В статье представлены примеры чаще всего используемых пожарных извещателей, сфера их применения и технология, используемая для защиты установок обнаружения пожара от воздействия ложных явлений. В работе рассмотрены требования к современным системам обнаружения пожара. Перечислены здания и места, которые должны быть оснащены установками обнаружения пожаров согласно действующим правилам. Методы: Проведены исследования реакции пожарных извещателей в разных условиях пожара и рассмотрены реакции детекторов на воздействие ложных явлений. В ходе исследований проверялись физко-химические факторы и время реакции детекторов на появившееся воздействие. Для проведения исследований были использованы пожарные извещатели широко используемые в системах пожарной сигнализации, предназначенных для различных целей. Извещатели были размещены на расстоянии 2 метров от источника искусственного пожара. Были проведены три теста для имитации: процесса сварки, тлеющего огня и пожара с открытым огнём. Проводя симуляцию пожарной угрозы, беспрерывно измерялись температура и концентрация дыма, а также реакция извещателей на существующую ситуацию элементов в исследуемых покрытиях. Результаты: Исследования подчеркнули, что только извещатели оборудованные современной технологией динамического адаптирования параметров к меняющимся обстоятельствам пожара, пригодны для широкого спектра применения, так как они позволяют быстрее обнаружить появившуюся угрозу пожара и более устойчивы к ложным явлениям, в сравнении с традиционными извещателями. Выводы: Благодаря проведенным исследованиям было установлено время, за которое данный извещатель может сработать (перейти из неактивного режима к тревоге) в определенных условиях пожара. Время реакции извещателя на появившуюся угрозу является одним из основных параметров, определяющих необходимость применения данного извещателя. Проведенные исследования позволили определить пригодность использования извещателей для разных условий пожара. Благодаря проведенным исследованиям можно более точно подобрать извещатель для конкретного применения и с большой вероятностью избежать тревоги, которая вызвана ложными явлением.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Aim: The purpose of the study was to determine the suitability of fire detectors for use in different fire conditions as well as verify the reaction of tested detectors to misleading trigger information. The paper describes examples of most frequently used fire detectors, their range of application and the technology harnessed to protect fire alarm systems from deceptive influences. The paper discussed modern fire alarm system requirements and the authors identified buildings, and locations, where installation of fire alarm systems is obligatory, in accordance with current regulations. Methods: The reaction of fire detectors was tested in various fire conditions as well as their response to deceptive influences. During tests, measurements were performed on the chemical reaction and detector response speed upon receipt of input signals. Research investigations were performed on fire detectors in common use for a range of different needs. The detec tors were distributed at a distance of about 2 metres from the source of a simulated fire hazard. There were three simulated testing conditions including: a welding process, a smouldering fire and an open fire. During the fire threat simulation, the temperature and smoke concentration as well as the sensors’ activation response were constantly measured. Results: Studies have revealed that only detectors equipped with modern technology, dynamically adapted to deal with a varied range of fire incidents, are suitable for general application. Mainly, because they afford faster detection of potential threats as well as provide greater protection against false activation compared with conventional detectors. Conclusions: As a result of research it was possible to verify, for certain defined fire situations, the time lag for activation of a fire detector. The detector reaction time to a fire threat is one of the fundamental elements, which describe the usefulness of a given sensor. The study made it possible to determine the benefit in use of fire detectors for a range of different circum stances involving the threat of fire. As a result of research it is possible to select more accurately a detector for specific use and, with a higher level of probability, avoid false alarms caused by deceptive forces.

Текст научной работы на тему «Testing the reaction of fire detectors in various fire conditions»

D01:10.12845/bitp.37.1.2015.5

dr hab. inz. Boleslaw Karwat, prof. AGH1 mgr inz. Artur Gorski2 mgr inz. Emil Stanczyk1

Przyjçty/Accepted/Принята: 17.02.2014; Zrecenzowany/Reviewed/Рецензирована: 12.02.2015; Opublikowany/Published/Опубликована: 31.03.2015;

Badania reakcji czujek pozarowych w roznych warunkach pozaru3

Testing the Reaction of Fire Detectors in Various Fire Conditions Исследования реакции пожарных извещателей в различных условиях пожара

ABSTRAKT

Cel: Celem przeprowadzonych badan bylo okreslenie przydatnosci czujek pozarowych do zastosowan w roznych warunkach pozaru, a takze zweryfikowanie reakcji testowanych czujek na wymuszone zjawiska zwodnicze. W artykule przedstawiono przyklady najcz^sciej stosowanych czujek pozarowych, zakres ich stosowalnosci oraz technologic wykorzystywan^ dla zabezpieczenia systemow sygnalizacji pozarowej przed dzialaniem zjawisk zwodniczych. W pracy omowiono wymagania stawiane nowoczesnym systemom sygnalizacji pozarowej. Wymieniono budynki oraz miejsca, w ktorych istnieje obowi^zek stosowania systemow sygnalizacji pozarowej zgodnie z obowi^zuj^cymi przepisami.

Metody: Wykonano badania reakcji czujek pozarowych w roznych warunkach pozaru oraz zbadano odpowiedz detektorow na dzialanie zjawisk zwodniczych. W trakcie badan dokonywano pomiaru czynnikow fizykochemicznych oraz szybkosci reakcji detektorow na zaistniale wymuszenie.

Do przeprowadzenia badan uzyto czujek pozarowych powszechnie stosowanych w systemach sygnalizacji pozarowej przeznaczonych do roznych zastosowan. Czujki zostaly rozmieszczone w odleglosci okolo 2 m od zrodla symulowanego zagrozenia pozarowego. Przeprowadzono trzy testy, symuluj^c: proces spawania, pozar tl^cy oraz pozar charakteryzuj^cy si§ otwartym ogniem. Wykonuj^c symulacjc zagrozenia pozarowego, dokonywano ci^glego pomiaru temperatury oraz st^zenia dymu, a takze reakcji czujek na zaistniale wymuszenie.

Wyniki: Badania dowiodly, ze tylko czujki wyposazone w nowoczesn^ technologic dynamicznego dostosowania parame-trow do zmieniaj^cych sic zjawisk pozarowych nadaj^ sic do szerokiego zakresu zastosowan, poniewaz zarowno pozwalaj^ na szybsze wykrycie zaistnialego zagrozenia pozarowego, jak i umozliwiaj^ wicksz^ odpornosc na zjawiska zwodnicze w porownaniu z tradycyjnymi czujkami.

Wnioski: Dzicki przeprowadzonym badaniom zweryfikowano, w jakim czasie dana czujka jest w stanie przejsc ze stanu nieaktywnego w stan alarmu, dla okreslonych warunkow pozarowych. Czas reakcji czujki na zaistniale zagrozenie jest jednym z podstawowych parametrow okreslaj^cych uzytecznosc zastosowania danego detektora.

Przeprowadzone badania umozliwily okreslenie przydatnosci stosowania czujek dla roznych warunkow pozarowych. Dzicki wykonanym badaniom trafniej mozna dobrac czujkc do konkretnego zastosowania oraz z wickszym prawdopodobienstwem unikn^c falszywych alarmow generowanych przez zjawiska zwodnicze.

Slowa kluczowe: bezpieczenstwo w budynkach, czujka pozarowa, zjawiska zwodnicze, systemy pozarowe Typ artykulu: oryginalny artykul naukowy

1 Akademia Gorniczo-Hutnicza im. Stanislawa Staszica w Krakowie; [email protected] / AGH University of Science and Technology, Poland;

2 Siemens Sp. z o.o. (Ltd.);

3 Autorzy wniesli rowny wklad merytoryczny w powstanie artykulu / The authors contributed equally to this article;

D01:10.12845/bitp.37.1.2015.5

ABSTRACT

Aim: The purpose of the study was to determine the suitability of fire detectors for use in different fire conditions as well as verify the reaction of tested detectors to misleading trigger information. The paper describes examples of most frequently used fire detectors, their range of application and the technology harnessed to protect fire alarm systems from deceptive influences. The paper discussed modern fire alarm system requirements and the authors identified buildings, and locations, where installation of fire alarm systems is obligatory, in accordance with current regulations.

Methods: The reaction of fire detectors was tested in various fire conditions as well as their response to deceptive influences. During tests, measurements were performed on the chemical reaction and detector response speed upon receipt of input signals. Research investigations were performed on fire detectors in common use for a range of different needs. The detectors were distributed at a distance of about 2 metres from the source of a simulated fire hazard. There were three simulated testing conditions including: a welding process, a smouldering fire and an open fire. During the fire threat simulation, the temperature and smoke concentration as well as the sensors' activation response were constantly measured. Results: Studies have revealed that only detectors equipped with modern technology, dynamically adapted to deal with a varied range of fire incidents, are suitable for general application. Mainly, because they afford faster detection of potential threats as well as provide greater protection against false activation compared with conventional detectors. Conclusions: As a result of research it was possible to verify, for certain defined fire situations, the time lag for activation of a fire detector. The detector reaction time to a fire threat is one of the fundamental elements, which describe the usefulness of a given sensor. The study made it possible to determine the benefit in use of fire detectors for a range of different circumstances involving the threat of fire. As a result of research it is possible to select more accurately a detector for specific use and, with a higher level of probability, avoid false alarms caused by deceptive forces.

Keywords: safety in buildings, fire detector, deceptive events, fire systems Type of article: original scientific article

АННОТАЦИЯ

Цель: Целью проведенных исследований являлось определение пригодности пожарных извещателей для применения в разных условиях пожара, а также проверка реакции исследуемых извещателей на намеренно ложные явления. В статье представлены примеры чаще всего используемых пожарных извещателей, сфера их применения и технология, используемая для защиты установок обнаружения пожара от воздействия ложных явлений. В работе рассмотрены требования к современным системам обнаружения пожара. Перечислены здания и места, которые должны быть оснащены установками обнаружения пожаров согласно действующим правилам. Методы: Проведены исследования реакции пожарных извещателей в разных условиях пожара и рассмотрены реакции детекторов на воздействие ложных явлений. В ходе исследований проверялись физко-химические факторы и время реакции детекторов на появившееся воздействие.

Для проведения исследований были использованы пожарные извещатели широко используемые в системах пожарной сигнализации, предназначенных для различных целей. Извещатели были размещены на расстоянии 2 метров от источника искусственного пожара. Были проведены три теста для имитации: процесса сварки, тлеющего огня и пожара с открытым огнём. Проводя симуляцию пожарной угрозы, беспрерывно измерялись температура и концентрация дыма, а также реакция извещателей на существующую ситуацию элементов в исследуемых покрытиях.

Результаты: Исследования подчеркнули, что только извещатели оборудованные современной технологией динамического адаптирования параметров к меняющимся обстоятельствам пожара, пригодны для широкого спектра применения, так как они позволяют быстрее обнаружить появившуюся угрозу пожара и более устойчивы к ложным явлениям, в сравнении с традиционными извещателями.

Выводы: Благодаря проведенным исследованиям было установлено время, за которое данный извещатель может сработать (перейти из неактивного режима к тревоге) в определенных условиях пожара. Время реакции извещателя на появившуюся угрозу является одним из основных параметров, определяющих необходимость применения данного извещателя.

Проведенные исследования позволили определить пригодность использования извещателей для разных условий пожара. Благодаря проведенным исследованиям можно более точно подобрать извещатель для конкретного применения и с большой вероятностью избежать тревоги, которая вызвана ложными явлением.

Ключевые слова: безопасность в зданиях, пожарный извещатель, ложные явления, противопожарные системы Вид статьи: оригинальная научная статья

ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ

1. Wstfp

Zachowanie odpowiedniego poziomu bezpieczen-stwa osob oraz mienia, odpowiednio wczesne wykry-cie pozaru, minimalizacja strat, zniszczen oraz ryzyka spowodowanego pozarem to podstawowe zadania systemow sygnalizacji pozarowej (SSP) stosowanych w nowoczesnych budynkach. Obowi^zek stosowa-nia systemow sygnalizacji pozarowej wyposazonych w urz^dzenia samoczynnego wykrywania i przeka-zywania informacji o pozarze, a takze urz^dzenia odbiorcze alarmow pozarowych i sygnalow uszko-dzeniowych reguluje Rozporz^dzenie Ministra Spraw Wewn^trznych i Administracji z dnia 7 czerwca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpozarowej budynkow, in-nych obiektow budowlanych i terenow (Dz.U. 2010 nr 109 poz. 719). W szczegolnosci obowi^zek stosowa-nia SSP dotyczy budynkow uzytecznosci publicznej takich jak:

• budynki handlowe lub wystawiennicze (jednokon-dygnacyjne o powierzchni strefy pozarowej powyzej 5000 m2, wielokondygnacyjne o powierzchni strefy pozarowej powyzej 2500 m2),

• teatry o liczbie miejsc powyzej 300,

• kina o liczbie miejsc powyzej 600,

• budynki o liczbie miejsc sluz^cych celom gastro-nomicznym powyzej 300,

• sale widowiskowo-sportowe o liczbie miejsc po-wyzej 1500,

• szpitale, z wyj^tkiem psychiatrycznych, oraz sanatoria - o liczbie lozek powyzej 200 w budynku,

• szpitale psychiatryczne o liczbie lozek powyzej 100 w budynku,

• domy pomocy spolecznej i osrodki rehabilitacji dla osob niepelnosprawnych o liczbie lozek powyzej 100wbudynku,

• zaklady pracy zatrudniaj^ce powyzej 100 osob niepelnosprawnych w budynku,

• budynki uzytecznosci publicznej wysokie i wysokosciowe,

• budynki zamieszkania zbiorowego, w ktorych przewidywany okres pobytu tych samych osob przekracza trzy doby, o liczbie miejsc noclego-wych powyzej 200,

• budynki zamieszkania zbiorowego niewymie-nione w poprzednim punkcie, o liczbie miejsc noclegowych powyzej 50,

• archiwa wyznaczone przez Naczelnego Dyrektora Archiwow Panstwowych,

• muzea oraz zabytki budowlane, wyznaczone przez Generalnego Konserwatora Zabytkow w uzgodnieniu z Komendantem Glownym Pan-stwowej Strazy Pozarnej,

D01:10.12845/bitp.37.1.2015.5

• osrodki elektronicznego przetwarzania danych o zasifgu krajowym, wojewodzkim i w urzfdach obsluguj^cych organy administracji rz^dowej,

• centrale telefoniczne o pojemnosci powyzej 10000 numerow i centrale telefoniczne tranzy-towe o pojemnosci 5000-10000 numerow, o zna-czeniu miejscowym lub regionalnym,

• garaze podziemne, w ktorych strefa pozarowa przekracza 1500 m2 lub obejmuj^ce wifcej niz jedn^ kondygnacjf podziemn^,

• stacje metra i stacje kolei podziemnych,

• dworce i porty, przeznaczone do jednoczesnego przebywania powyzej 500 osob,

• banki, w ktorych strefa pozarowa zawieraj^ca salf operacyjn^ ma powierzchnif przekraczaj^c^ 500 m2,

• biblioteki, w ktorych zbiory tworz^ narodowy zasob biblioteczny [1].

Z biegiem lat zwifkszaly sif wymagania dotycz^ce systemow SSP. Pocz^tkowo ich zadaniem bylo wy-krycie i poinformowanie o wyst^pieniu pozaru oraz uruchomienie odpowiednich procedur alarmowych. Obecnie oprocz funkcji podstawowej wymaga sif, aby systemy takie wykrywaly rozne rodzaje pozarow, a takze byly odporne na dzialanie zjawisk zwodni-czych, ktore zaklocaj^ pracf systemu i powoduj^ generowanie falszywych alarmow, obnizaj^c tym samym czujnosc ludzk^. Z jednej strony wymaga sif, aby systemy SSP wykrywaly zjawiska pozarowe w jak najkrotszym czasie, czyli d^zy sif do zwifkszania czulosci detektorow, z drugiej jednak strony d^zy sif do wyeliminowania reakcji systemu w przypadku wyst^pienia zjawisk zwodniczych, czyli pewnego rodzaju „uspienia" detektorow dla pewnych warun-kow pracy.

W artykule przedstawiono wplyw roznych zjawisk wystfpuj^cych podczas pozaru na dzialanie czujek stosowanych w systemach SSP. Badania dotycz^ce wplywu roznych warunkow pozarowych na odpo-wiedzi detektorow zostaly przedstawione mifdzy innymi w pracach [2], [3].

Czujka pozarowa stanowi czfsc skladow^ systemu sygnalizacji pozarowej, zawiera co najmniej jeden czujnik, ktory ci^gle lub w odstfpach czasu kontro-luje co najmniej jedno odpowiednie fizycznie i/lub chemicznie zjawisko towarzysz^ce pozarom i ktory przekazuje co najmniej jeden odpowiedni sygnal do centrali sygnalizacji pozarowej [4]. Przed doborem czujek pozarowych do konkretnej instalacji nalezy okreslic, jakie czynniki towarzysz^ce pozarom (pro-dukty spalania) mog^ byc wykrywane przez czujki. Podstawowe produkty spalania oraz zjawiska towa-rzysz^ce spalaniu to:

• dym zawieraj^cy cz^stki stale i gazy pozarowe,

• cieplo,

• promieniowanie elektromagnetyczne w pasmie podczerwieni i ultrafioletu [5].

Do wykrywania powyzszych zjawisk stosuje sif rozne rodzaje czujek mifdzy innymi:

• jonizacyjne czujki dymu,

• czujki optyczne dymu dzialaj^ce na zasadzie roz-proszenia swiatla,

• liniowe czujki dymu zawieraj^ce nadajnik i od-biornik promieniowania podczerwonego,

• czujki zasysaj^ce dym,

• czujki ciepla nadmiarowe i nadmiarowo-roznicowe,

• czujki plomieni IR (ang. Infrared), UV (ang. Ultra-violet), gazu,

• czujki wielodetektorowe, integruj^ce dwa lub trzy rodzaje czujnikow.

Czfstym negatywnym zjawiskiem wystfpuj^cym w systemach sygnalizacji pozarowej jest pobudze-nie czujki i wywolanie falszywego alarmu przez tzw. zjawisko zwodnicze, ktorym moze bye np. para wodna pochodz^ca z lazienki hotelowej czy kuch-ni, spaliny samochodowe, dym papierosowy, suchy lod w dyskotekach, aerozole wytwarzane podczas spawania, roznego rodzaju zrodla ciepla i wiele in-nych. Przyczyn^ falszywych alarmow moze bye tez pole elektromagnetyczne emitowane przez roznego rodzaju urz^dzenia elektryczne [6]. Przed wyborem odpowiedniej czujki do konkretnego zastosowania nalezy na etapie koncepcji przewidziee mozliwose wystfpowania zjawisk zwodniczych. Szczegolnie istotne jest to w zakladach produkcyjnych, w ktorych generowane s^ roznego rodzaju gazy, pyly i zabru-dzenia. Od nowoczesnych systemow pozarowych, a w szczegolnosci od zastosowanych detektorow wymaga sif, aby byly odporne na dzialanie wszel-kiego rodzaju zjawisk zwodniczych i generowaly alarm wyl^cznie w chwili rzeczywistego zagroze-nia pozarowego. Dlatego w miejscach, gdzie takie zjawiska mog^ wyst^pie, coraz czfsciej stosuje sif wielodetektorowe czujki pozarowe wyposazone w al-gorytmy oraz technologif pozwalaj^c^ na interpre-tacjf zjawisk zachodz^cych w komorze pomiarowej w czasie rzeczywistym. Czujki takie pozwalaj^ na dynamiczne dostosowanie parametrow w zalezno-sci od zachodz^cych zjawisk, dzifki czemu s^ duzo bardziej odporne na dzialanie zjawisk zwodniczych od czujek, w ktorych zastosowano algorytmy trady-cyjne. Maj^ duzo szerszy zakres zastosowania, gdyz zmiana parametrow nie jest statyczna, tylko zmienia sif dynamicznie w zaleznosci od sygnalow pocho-dz^cych z czujnikow. W artykule [7] przedstawiono

D01:10.12845/bitp.37.1.2015.5

przyklady rozwi^zan ukladow detekcyjnych stoso-wanych w obszarze wykrywania pozaru.

2. Opis toru pomiarowego

Do badan uzyto 6 czujek pozarowych stosowanych w systemach SSP:

• czujka nr 1: scattered-light smoke detector - kon-wencjonalna, optyczna czujka dymu dzialaj^ca na zasadzie rozproszenia swiatla, wyposazona w detektor optyczny, powszechnie stosowana czujka dymu,

• czujka nr 2: neural fire detector - harsh - czujka wielodetektorowa, wyposazona w dwa detekto-ry optyczne do pomiaru rozproszenia swiatla w przod i wstecz oraz w dwa czujniki ciepla, zwifkszaj^ce odpornosc na dzialanie zjawisk zwodniczych. Czujka przeznaczona do trudnych warunkow srodowiskowych, dzialaj^ca w oparciu

0 dynamiczne dostosowanie parametrow z cha-rakterystyk^ ustawion^ na srodowisko brudne,

• czujka nr 3: optical smoke detector - standard

- czujka optyczna przeznaczona glownie do wykrywania pozarow generuj^cych dym, wyposazona w czujnik rozproszeniowy w przod z czulosci^ ustawion^ na standardow^,

• czujka nr 4: neural fire detector - clean - czujka neuronowa wyposazona w dwa detektory optyczne do pomiaru rozproszenia swiatla w przod

1 wstecz, dwa detektory ciepla. Czujka dzialaj^ca w oparciu o dynamiczne dostosowanie parametrow z charakterystyk^ ustawion^ na srodowisko czyste,

• czujka nr 5: optical smoke detector - sensitive

- optyczna czujka dymu, w ktorej czulosc zostala podwyzszona przy jednoczesnym ograniczeniu jej odpornosci na zjawiska zwodnicze,

• czujka nr 6: ionization smoke detector - jonizacyj-na czujka dymu, jedna z powszechniej stosowanych czujek wykonana w tradycyjnej technologii. Czujka przeznaczona glownie do wykrywania pozarow z otwartym ogniem.

Czujki zostaly rozmieszczone w odleglosci okolo 2 m od stanowiska symulacyjnego. Badania polegaly na symulowaniu rzeczywistych pozarow oraz badaniu odpowiedzi czujek na zaistniale zagrozenie. Podczas testow dokonywano ci^glego pomiaru temperatury w °C oraz stfzenia dymu w %/m. Przeprowadzono trzy testy, symuluj^c:

1 - proces spawania,

2 - pozar tl^cy,

3 - pozar charakteryzuj^cy sif otwartym ogniem.

ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ

W przypadku testu 1 zasymulowano proces spawania, który charakteryzuje sif emitowaniem wie-lu zjawisk identycznych do zjawisk generowanych podczas prawdziwego pozaru. W momencie spa-wania wydzielane s^ duze ilosci gazów oraz dymu, natomiast nie wystfpuje duzy wzrost temperatury (poza obszarem spawania). Podczas testu przerywano proces spawania, co jest typowe dla takiej czynnosci w warunkach rzeczywistych. Przeprowadzony test symulowal wyst^pienie zjawiska zwodniczego na dzialanie czujek pozarowych.

Test 2 polegal na symulowaniu pozaru charakte-ryzuj^cego sif wyl^cznie emitowaniem dymu, bez wystfpowania ognia. Do symulacji uzyto trzech ka-walków bukowego drewna, które umieszczono na rozgrzanej plycie grzewczej. Pozar tl^cy w pocz^t-kowej fazie cechuje niewielki prawie zerowy wzrost temperatury oraz duza koncentracja dymu.

Test 3 polegal na symulowaniu pozaru charakte-ryzuj^cego sif otwartym ogniem. Jako ciecz latwo-paln^ uzyto n-heptan. Pozar z otwartym ogniem cechuje sif szybkim wzrostem temperatury oraz emisj^ trudno zauwazalnego dymu. Tego typu pozar jest szczególnie trudny do wykrycia przez czujki optyczne.

3. Przedstawienie wyników badan

W trakcie przeprowadzanych badañ dokonywano pomiaru temperatury oraz stfzenia dymu, a tak-ze reakcji czujek na zaistniale wymuszenie. Wyni-ki badañ zostaly przedstawione na wykresach, na których górna czfsc obrazuje zachowanie czujek pozarowych, które mog^ znajdowac sif w jednym z czterech stanów:

• stan nieaktywny (praca normalna), detektor nie jest pobudzony, brak informacji o zagrozeniu - oznaczenie N,

• stan pobudzenia, detektor wykrywa pewne symp-tomy wyst^pienia stanu zagrozenia - oznaczenie P,

• stan ostrzezenia, czujka informuje o dluzej utrzy-muj^cym sif stanie pobudzenia, stan wstfpnego ostrzezenia przed pozarem - oznaczenie O,

• stan alarmu, definitywne wygenerowanie alarmu, czujka wykryla pozar - oznaczenie A.

Dolny wykres obrazuje zmierzone czynniki fizykochemiczne.

Stfzenie gazów zostalo zmierzone w dwóch miej-scach jako rozproszenie swiatla w komorze pomiarowej i zobrazowanych na wykresie jako FW - rozproszenie swiatla w przód, ang. forward scattering, oraz BW - rozproszenie swiatla wstecz, ang. backward scattering.

D01:10.12845/bitp.37.1.2015.5

Na ryc. 1 przedstawiono wykresy reakcji czujek na dzialanie zjawiska zwodniczego, ktorym bylo spawanie (test 1). Dolny wykres obrazuje pomia-ry temperatury i stfzenia dymu mierzone podczas trzech cykli symulowanego procesu spawania. Cech^ charakterystyczn^ spawania jest dynamiczny wzrost stczenia gazow. Jak przedstawiono na ryc. 1 wick-szosc czujek w czasie ponizej 20 sekund przeszla w stan alarmu, czego konsekwenj w rzeczywistych warunkach byloby wywolanie alarmu I stopnia i ko-niecznosc reakcji ze strony sluzb odpowiedzialnych za bezpieczenstwo budynku. Dla wickszosci czujek gazy emitowane podczas spawania s^ interpretowane jako pozar, czego efektem jest bezposrednie przejscie ze stanu nieaktywnego w stan alarmu czujki (przejscie ze stanu N w stan A). Tylko czujka nr 2 wypo-sazona w technologic dynamicznego dostosowania parametrow oraz przeznaczona do pracy w trudnych warunkach, pomimo chwilowego pobudzenia nie zasygnalizowala stanu ostrzezenia. Przeprowadzone badania dowiodly, ze w miejscach narazonych na czcste zjawiska zwodnicze oraz trudne warunki pracy, tylko stosowanie czujek wielodetektorowych wypo-sazonych w odpowiednie algorytmy rozpoznawcze gwarantuje unikniccie falszywych alarmow.

Na ryc. 2 przedstawiono wyniki badan dla testu 2 polegaj^cego na symulacji reakcji czujek na dzialanie pozaru tl^cego. Dla wymuszonego zjawiska wzrost stczenia gazow w pocz^tkowej fazie jest niewielki, dlatego czujki zostaly pobudzone dopiero po 50 sekundach. Jako pierwsze zagrozenie pozarowe wykryly czujki optyczne - nr 5, nr 3 oraz czujka nr 4 przy stc-zeniu gazow na poziomie 3 w %/m. Badania dowiodly nieprzydatnosc zastosowania czujki jonizacyjnej do wykrywania tego typu zagrozen.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Ostatni test polegal na symulowaniu pozaru charakteryzuj^cego sic otwartym ogniem, bcd^cego szczegolnie niebezpiecznym zjawiskiem ze wzglcdu na szybkosc rozprzestrzeniania i wzrostu temperatury. Wyniki uzyskanych badan przedstawiono na ryc. 3. Wickszosc czujek wykryla obecnosc zjawiska zagrozenia w pocz^tkowej fazie symulacji pozaru, przy temperaturze 35-40 w °C oraz niewielkim stc-zeniu gazow na poziomie 2 w %/m. Tylko czujka nr 1 w trakcie przeprowadzanych badan nie wykryla zadnych oznak pozaru, co eliminuje j^ w tego typu zastosowaniach. Wartym podkreslenia jest fakt, ze detektor wyposazony w technologic dynamicznego dostosowania parametrow z ustawieniami na srodo-wisko czyste wykryl pozar szybciej nawet od czujki jonizacyjnej, ktora wykorzystywana byla czcsto dla tego typu pozarow.

D01:10.12845/bitp.37.1.2015.5

Ryc. 1. Wykres reakcji czujek na wymuszone zjawisko zwodnicze - spawanie | Fig. 1. Detectors' response to the forced deceptive phenomenon - welding [8]

Ryc. 2. Wykres reakcji czujek na pozar tl^cy [8] Fig. 2. Detectors' respone to the smoldering fire [8]

DOI:10.12845/bitp.37.1.2015.5

ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ

Ryc. 3. Wykres reakcji czujek na otwarty ogien [8] Fig. 3. Detectors' response to the open fire [8]

4. Podsumowanie

Jak najszybsze wykrycie pozaru, detekcja roznych rodzajow zagrozen pozarowych oraz odpornosc na zjawiska zwodnicze to trzy podstawowe wymagania stawiane czujkom pozarowym stosowanym w nowo-czesnych systemach sygnalizacji pozarowej.

Przeprowadzone badania umozliwiaj^, szczegol-nie projektantom i osobom odpowiedzialnym za zabezpieczenie obiektow przed pozarem, na traf-niejszy dobor czujek pozarowych do konkretnego zastosowania. Wykonane pomiary dowiodly, ze czuj-ki bazuj^ce na nowoczesnej technologii dynamicz-nego dostosowania parametrow do zmieniaj^cych siç zjawisk pozarowych wpisuj^ siç w szeroki zakres zastosowan, wykrywj pozary charakteryzuj^ce siç roznymi zjawiskami i pozwalaj^ na szybsze wykrycie zaistnialego zagrozenia w porownaniu do

tradycyjnych czujek. Ich szczególn^ zalet^ jest duza odpornosc na zjawiska zwodnicze, co pozwala na stosowanie ich w wymagaj^cych srodowiskach. Op-tyczne czujki konwencjonalne maj^ ograniczone zastosowanie w srodowisku przemyslowym, gdyz s^ narazone na dzialanie zjawisk zwodniczych, przez co mog^ generowac falszywe alarmy pozarowe.

Wykonane badania dowiodly, ze tylko rzetelna analiza mozliwych zagrozeñ pozarowych, rozpoznanie czynników oraz zjawisk, jakie mog^ wyst^pic podczas pozaru, a takze znajomosc procesów rozprzestrzeniania ognia moze przyczynic siç do odpowiedniego doboru czujek. Jest to o tyle istotne, ze trafny dobór detektorów moze spowodowac wczesniejsze wykrycie zagrozenia pozarowego, ograniczaj^c tym samym zniszczenia spowodowane pozarem oraz zwiçkszaj^c szanse na ugaszenie i ochronç zycia i mienia ludzkiego.

Literatura

[1] Rozporz^dzenie Ministra Spraw Wewnçtrz-nych i Administracji z dnia 7 czerwca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpozarowej budynkow, innych obiektów budowlanych i terenów (Dz.U. 2010 nr 109 poz. 719).

[2] Cleary, T. G., Results From a Full Scale Smoke Alarm Sensitivity Study. Suppression and Detection Research Application: A Technical Working Conference, 13th Annual. SUPDET 2009. Proceedings. Fire Protection Research

D01:10.12845/bitp.37.1.2015.5

Foundation. February 24-27, 2009, Orlando, FL, 2009.

[3] Cleary T. G., Grosshandler W. L., Chernovsky A., Smoke Detector Response to Nuisance Aerosols. International Conference on Automatic Fire Detection "AUBE '99", 11th. Proceedings. University of Duisburg. [Internationale Konferenz uber Automatischen Brandentdeckung.] March 16-18, 1999, Duisburg.

[4] PN-EN 54-1:2011 Systemy sygnalizacji pozarowej - Czcsc 1: Wprowadzenie.

[5] Wytyczne SITP WP - 02:2010 - Wytyczne projektowania instalacji sygnalizacji pozaru, czerwiec 2011.

[6] Kosnik J., Falszywe alarmypozarowe, BiTP Issue 2, 2007, pp. 179-188 [dok. elektr.] http:// czytelnia.cnbop.pl/czytelnia/5/94 [dostçp 03.09.2013].

[7] Turkiewicz R., Innowacyjne technologie majqce zastosowanie w obszarze wykrywania zagrozenia pozarowego, BiTP, Issue 1, 2007, pp. 283-298 [dok. elektr.] http://czytelnia.cnbop.pl/czytel-nia/15/81 [dostçp 09.09.2013].

[8] Dokumentacja techniczna, materialy firmy Siemens.

* * *

dr hab. inz. Boleslaw Karwat, prof. AGH - kierownik Zamiejscowego Osrodka Dydaktycznego AGH w Mielcu, Se-kretarz Kolegium Dziekanow Wydzialow Mechanicznych Polskich Uczelni Technicznych, Przewodnicz^cy Rady Progra-mowo-Naukowej Uniwersytetu Trzeciego Wieku w Mielcu, Prezes Zarz^du Fundacji Wydzialu Inzynierii Mechanicznej i Robotyki AGH, Czlonek Rady Funduszu Stypendialnego im. St. Staszica AGH. Zainteresowania badawcze koncentruje na zagadnieniach dynamiki ukladow elektromechanicznych, modelowania systemow wytwarzania, szeroko rozumianej ochrony srodowiska przyrodniczego.

mgr inz. Artur Gorski - od 2008 roku Product Manager systemow sygnalizacji pozarowej, a od 2010 roku Kierownik Dzialu Wsparcia Technicznego CPS FS w Siemens Sp. z o.o. Od wielu lat prowadzi szkolenia z zakresu systemow sygnalizacji pozarowej. Specjalista w zakresie m.in. systemu Cerberus PRO produkcji Siemens. Czynnie wspolpracuje z wieloma biurami projektowymi i firmami wykonawczymi, udzielaj^c wsparcia merytorycznego na kazdym etapie projektu.

mgr inz. Emil Stanczyk - absolwent Akademii Gorniczo-Hutniczej im. Stanislawa Staszica w Krakowie, student studiow doktoranckich Wydzialu Inzynierii Mechanicznej i Robotyki AGH. Obszar prowadzonych badan: wykorzystanie urz^-dzen adsorpcyjnych oraz absorpcyjnych w systemach chlodniczych, optymalizacja procesow. Zainteresowania: automaty-ka w budownictwie, systemy zabezpieczen obiektow wojskowych.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.