Základní typy detektorů EPS a jejich rizika

Základní typy detektorů EPS a jejich rizika
Popisek: Ilustrační foto
26 / 01 / 2016, 09:45

Elektrická požární signalizace je velice důležitou součástí bezpečnostních systémů.

Tento článek je proto zaměřen na správnost umístění jednotlivých typů detektorů elektrické požární signalizace a měření vlivu krbových kamen na vznik planých poplachů u termo-diferenciálních detektorů. Měření prokázalo, že za použití paliva s velmi rychlým hořením a velkou výhřevností je vznik planých poplachů možný.

ÚVOD

Elektrická požární signalizace (EPS) slouží nejen k ochraně majetku, ale především k ochraně lidských životů. Požární signalizace je tedy nástrojem pro včasné odhalení požáru.

Historicky se první elektrická požární signalizace objevila v New Yorku roku 1847 a sloužila jako síť požárních hlásek. V roce 1851 proběhlo zavádění prvních veřejných hlásičů a nakonec byl v roce 1854 zaveden a zprovozněn první automatizovaný systém veřejných hlásičů pro včasné varování před požárem v Bostonu. Při uvedení do provozu měl tento automatizovaný systém čtyřicet dva veřejných hlásičů. Historicky se tak stal prvním soběstačný systém, který byl připojen na první pult centralizované ochrany.

Vývoj systémů EPS je neustálý a vyvíjejí se stále nové a zdokonalenější detektory a ústředny. U těchto systémů je velmi důležitá správná instalace a to dle platné legislativy (ZÁKON č. 133/1985 Sb. o požární ochraně, VYHLÁŠKA 246/2001 Sb. o stanovení podmínek požární bezpečnosti a výkonu státního požárního dozoru a VYHLÁŠKA 23/2008 o technických podmínkách požární ochrany staveb). Dále je také důležité, aby se zamezilo planým poplachům, které by mohly nastat při nevhodně zvoleném typu detektoru.

EPS detektory a jejich variabilita umístění

EPS detektorů je mnoho typů, ale nejčastěji se instalují detektory s detekcí kouře (opticko-kouřové) nebo tepla. Pokud hovoříme o tepelných detektorech, je možné je dále rozdělit na teplotní, které hlídají maximální teplotu, a termo-diferenciální, které monitorují nárůst teploty za určitý čas.

Opticko-kouřové detektory monitorují zplodiny hoření a to konkrétně „viditelný“ kouř. Mají v sobě optickou komoru, která v normálním případě pohlcuje IR (infra red) záření emitované IR diodou. V klidovém stavu IR paprsek nedopadá na přijímač. Při vniknutí kouře do komory se na jeho pevných částech začne IR paprsek lámat a dochází k občasnému dopadu IR záření na přijímač. Tato informace je poté zpracována a vyhodnocena elektronikou detektoru. [1,2]

Teplotní detektory jsou oproti opticko-kouřovým jednodušší. Jsou to vlastně teploměry, které hlídají maximální teplotu (nastavenou výrobcem nebo uživatelem). Tato teplota je definována většinou okolo 60°C. Pokud je tato teplota překročena, tak detektor vyhodnotí poplach. [1,3]

Termo-diferenciální detektory hodnotí diferenciaci teploty, což znamená nárůst teploty za určitý čas. Tato teplota je definována normou ČSN EN 54, ale standardně se vyhodnocení pohybuje v rozmezí 6 až 10°C.min-1. Po takovémto nárůstu je vyhodnocena poplachová událost. [1,3]

U jednotlivých typů vyhodnocení vzniká určité riziko, že budou vyhlašovat plané poplachy. Jedná se o poplachy, na které má detektor v obvyklém případě reagovat, nicméně v daném konkrétním případě, kdy detektor zareaguje, se nejedná o požár – viz tab. I.

Měření nárůstu teploty při spalování v krbových kamnech

V praxi se objevilo pár případů vyvolání planého poplachu u termo-diferenciálního detektoru při užívání krbových kamen. Proto bylo provedeno měření zkoumající právě tento úkaz. K měření bylo použito následující vybavení:

  • Krbová kamna
    • CALOR
  • Palivo
    • Kulový teploměr
    • Teploměr před zdrojem
    • Teploměr analyzátoru (instalovaného na odvod spalin)
    • Smrková štěpka
  • Tří typů teploměrů

Smrková štěpka má standardně obsah vody (W) 0,1428 kg.kg-1 a výhřevnost paliva podle ČSN 44 1352 (Qn) 17106 kJ.kg-1. Má velmi rychlé hoření, plamen čistý (viz obr. 1) a nedopal žádný. Díky těmto parametrům se stává smrková štěpka ideálním vzorkem pro toto měření. [4]

 

Obr. 1 Plamen při spalování vzorku

K měření nárůstu teploty v místnosti byla použita kamna na tuhá paliva CALOR společnosti Wamsler, v souladu s ČSN EN 13240 „Spotřebiče na tuhá paliva k vytápění obytných prostorů – Požadavky a zkušební metody“. Předepsané palivo pro kamna je dřevo, uhlí a uhelné brikety. [4]

Byly měřeny tři rozdílné teploty. Bylo měřeno sálavé teplo, pro jehož měření byl využit kulový teploměr, který byl vybaven odporovým teplotním čidlem Pt1000. Kulový teploměr má za účel demonstrovat teplotu, kterou skutečně vnímá člověk. Dále byl využit teploměr, který byl umístěn před zdroj a teploměr v analyzátoru zplodin. Označení při jejich měření bylo následující:

  • t1……teplota kulového teploměru
  • t2……teplota teploměru před zdrojem
  • t3……teplota teploměru analyzátoru

Vyhodnocení a diskuze

Pokus byl prováděn v rámci spalování vzorků smrkové štěpky. Podle průběhu teplot t3 lze zaznamenat jednotlivé skoky pro spalované vzorky a lze říci, že teplota byla nejnižší. Hodnoty z teploměru t2 a kulového teploměru t1 zaznamenávají poměrně shodný průběh, s tím, že teplota kulového teploměru je o cca 15 °C vyšší. Lze tedy říci, že se jedná o složku sálavého tepla, kterou běžný tepelný senzor nezachytí a odpovídá vnímání teploty lidským organismem – viz obr. 2. [4,5]

 

Obr. 2 Hodnoty naměřené teploty v místnosti v závislosti na čase

Z grafu je dále patrné, že v čase hoření okolo sedmé až desáté minuty dochází k prudkému nárůstu teplot. Tento nárůst teplot je dostačující k vyvolání planých poplachů u termo-diferenciálních detektorů.

Závěr

Elektrická požární signalizace je velmi důležitá součást bezpečnostních systémů. Například na rozdíl od poplachových zabezpečovacích a tísňových systémů jsou nástrojem především pro ochranu lidských životů.

Vzhledem k občasným planým poplachům vznikajícím u termo-diferenciálních detektorů instalovaných do místnosti s krbovými kamny bylo provedeno měření, které simulovalo topení výhřevnějším palivem. Jako palivo byla vybrána smrková štěpka, protože má velmi rychlé hoření a dochází u ní při hoření k rychlému uvolňování tepla. Testy jednoznačně prokázali, že dochází ke skokovému oteplení, které může termo-diferenciální detektor identifikovat jako vznikající požár.

Je proto nezbytné, aby byly jednotlivé typy detektorů použity opravdu tam, kam patří a byla tak minimalizována šance vzniku planých poplachů. Ty jsou pro správnou funkci elektrické požární signalizace nežádoucí.

Autoři:

  • Jan Hart, David Černý, Veronika Nídlová - Česká zemědělská univerzita v Praze, Kamýcká 129, Praha, Česká republika
  • Jiří Bradna - Výzkumný ústav zemědělské techniky, v.v.i., Drnovská 507, Praha, Česká republika

Poděkování: Tento článek byl napsán díky grantu České zemědělské univerzity v Praze IGA 2013 "Interní Grantová Agentura" (číslo grantu: 2013: 31170/1312/3116). Článek vznikl v rámci institucionální podpory na dlouhodobý koncepční rozvoj VÚZT, v. v. i. RO0615.

Reference

[1] Heřman, J., et al.: Elektrotechnické a telekomunikační instalace. Praha: Verlag Dashöfer, 2008. ISSN 1803-0475.

[2] Staff, H., Honey, G.: Electronic Security Systems Pocket Book. Elsevier Science, 1999. 226p. ISBN-13: 9780750639910.

[3] Capel, V.: Security Systems & Intruder Alarms. Elsevier Science, 1999. 301p. ISBN-13: 9780750642361.

[4] Černý D., Malaťák J.: Emission and combustion characteristics of a coal stove fired with briquettes of biomass. In: 12th International Workshop for Young Scientists, str. 19, Abstract Book, ISBN: 978-83-89969-04-0.

[5] Malaťák, J.; Bradna, J.; Kučera. M.; Černý. D.; Passian, L.: ANALYSIS OF SELECTED WOOD BIOFUELS AND EVALUATION OF THEIR THERMAL EMISSION PROPERTIES. In: 5th International Conference TAE, 402 – 408, ISBN: 978-80-213-2388-9.

Abstract. Electric fire alarm system is a very important part of security systems. This article is therefore focused on the location accuracy of fire alarm detectors different types and measuring the stoves impact on emergence of false alarms by thermo-differential detectors. Measurements showed that by using fuel with a very fast burning and high calorific value is possible false alarms occurrence.

Keywords: electric fire alarm, detectors types, spruce chips, thermo-differential detector, stoves

Klíčová slova: elektrická požární signalizace, typy detektorů, smrková štěpka, termo-diferenciální detektor, krbová kamna

 

Tagy článku