تجهیزات و اجرای سیستم اعلام حریق

سیستم اعلام حریق چیست؟

به طور کلی سیستم های کشف و اعلام حریق یا به اختصار سیستم اعلام حریق، به مجموعه‌ای از تجهیزات الکترونیکی گفته می‌شود که وظیفه آشکارسازی حریق و محل یا زون حریق را در اماکن مختلف بر عهده دارد.

این سیستم، زمانی که آتش (حریق)، دود، حرارت و … بوجود می آید شروع به کار می کند و آژیر یا چراغ چشمک زن خطر را به کار می اندازد. بدین ترتیب به ساکنین محل هشدار می دهد تا بر این اساس مقدمات عملیات اطفاء و در شرایط بحرانی تخلیه افراد و ساکنین انجام پذیرد و همزمان با آن سناریوهای کنترلی نیز انجام شود.

انواع سیستم های اعلام حریق

به طور کلی سيستم هاي اعلام حريق به 2 نوع  سيستم اعلام حريق متعارف Conventional  و سيستم اعلام حريق آدرس  پذير Addressable  تقسیم می شود.

سيستم اعلام حريق كانونشنال يا متعارف

سيستم هاي متعارف از نوع قديم ترين سيستم هاي اعلام حريق است که علي رغم تغييرات کيفي اندک، همچنان جهت تصرف هایی با شرایط خاص مورد استفاده قرار مي گيرند . دراين سيستم چندين دتکتور و شستي که يک منطقه از ساختمان را پوشش مي دهند در قالب يک مدار (زون) به هم پيوسته به تابلوي کنترل مرکزي متصل مي شوند  .

به همین سبب هر مدار نماينده يک منطقه (زون) است. نحوه هم بندی تجهيزات کشف و آشکارسازی (تشخيص) نسبت به تابلوی کنترل مرکزي به صورت شاخه اي و يا به عبارت ديگر شعاعي است. هر تابلوي کنترل مرکزي متعارف مي تواند 16،12،8،4،2 و يا مدارهاي بيشتري را پشتيباني کند.

حالت سیستم اعلام حریق متعارف

در شرايط عادي، دتکتورها (کاشف ها یا آشکارسازها) جريان بسيار کمي را از خود عبور مي دهند (در حدود 100 ميکرو آمپر يا کمتر). اما در صورت بروز شرايط حريق و آشکار سازي، جريان عبوري از آنها بنا به نوع تابلوي کنترل مرکزي افزايش يافته و ممکن است تا 50 ميلي آمپر برسد.

با افزايش جريان، ممکن است اختلاف پتانسيل کاهش يابد. درحالي که در حالت اتصال کوتاه، اختلاف پتانسيل به صفر خواهد رسيد که همين اختلاف، تابلوي کنترل مرکزي را قادر مي سازد تا بين حالت هشدار (اعلام) و اتصال کوتاه تمايز قائل شود  .
بطور کلي و صرف نظر از مقدار مشخص جريان، مي توان ٤ حالتي که سيستم اعلام حریق متعارف در آن قرار مي گيرد را بشرح ذيل خلاصه نمود :

–     حالت عيب: جريان کم يا قطع جريان
–     حالت عادي: جريان در محدوده اي مشخص
–     حالت حريق: جريان زياد
–     حالت اتصال کوتاه: جريان زياد غير عادي
در داخل شستي ها نيز يک مقاومتي 470 اهمی با سوييچ سري شده است که مقدار جريان را به هنگام بروز حالت هشدار محدود مي کند. اين مقاومت امکان مي دهد تا تابلوي کنترل مرکزي بتواند بين شرايط هشدار و اتصال کوتاه تمايز قائل شود.

براي تشخيص قطع شدگي يا مدار باز آژيرها نيز – که بايد در هر سيستم حداقل دو مدار از آن ها وجود داشته باشد- بايد از مقاومت مناسب انتهاي خط استفاده شود.

اجزای سیستم اعلام حریق متعارف

در اغلب سيستم هاي متعارف، مدار هشدار دهنده دیداری و شنیداری (آژیر و چراغ چشمک زن)  از مدار کشف و تشخيص که مبناي تعيين مناطق هستند جداست. اما در گونه اي از سيستم هاي متعارف که به سيستم متعارف دو سيمه معروف است، مي توان آژيرها/چراغ چشمک زن ها (استروب ها) را نيز در مسير دتکتورها و شستي ها قرار داد که در اين صورت، صرفه جويي قابل توجهي در مقدار لوله گذاري و سيم/کابل کشي به عمل خواهد آمد .

دتکتورهایی که در سيستم متعارف به کار گرفته مي شوند داراي عملکردي رله گونه و داراي دو حالت عادي و هشدار هستند که حساسيت آن در کارخانه سازنده از پيش تنظيم شده است و نمي توان تغييري در آن به وجود آورد. در هر منطقه متعارف يا مدار انشعابي يک منطقه نبايد بيش از 40 آشکار ساز قرار گيرد (متناسب با جریان مصرفی هر دتکتور). که این موضوع بر اساس مشخصات شرکت های سازنده محصول می تواند تغییر کند.

بطور خلاصه سيستم اعلام حريق متعارف سيستمي است كه درآن اجزاي ميداني مانند دتكتورهاي دود، حرارت، دود و حرارت (ترکیبی) و شستي هاي اعلام حريق به صورت آنالوگ همگي به طور موازي به يك زوج سيم متصل مي‌شوند و در صورتي كه هر يك از اجزاي ميدان از حالت نرمال به حالت آلارم تغيير كند، سيگنال جريان افزايش يافته و كنترل پنل مركزي با توجه به اين تغيير جريان و افزايش آن نسبت به حالت نرمال (Stand-By) به حالت آلارم تغيير وضعيت خواهد داد .

سيستم اعلام حريق آدرس پذير

اصول کشف و تشخيص حريق در سيستم هاي آدرس پذير مشابه سيستم هاي متعارف است، بجز اينکه در اينگونه از سيستم ها، هر يک از دتکتورها (دتکتورهای اتوماتيک) و يا شستی ها، داراي آدرس منحصر به فردي هستند که از طريق آن تابلوي کنترل مرکزی (پنل مرکزی اعلام حریق) قادر به شناسايي و تعيين محل دقیق  هر يک از آن ها است.

مدار کشف در اينگونه از سيستم ها به صورت حلقه ای (لوپ) است که از تابلوي کنترل مرکزي آغاز و به همان تابلو ختم مي شود و کليه تجهيزات کشف و اعلام در همين مدارهای حلقوي جاي مي گيرند.

هر لوپ مي تواند به تناسب تعداد تجهيزات و سطوح مورد حفاظت، يک يا چند منطقه (زون) را شامل شود و هر تابلوي کنترل مرکزي آدرس پذير نيز مي تواند يک يا چند حلقه را پشتيباني کند.

دتکتورهای سیستم آدرس پذیر

دتکتورهاي سيستم آدرس پذير داراي قسمتي سوييچ گونه هستند که اين سوييچ ها براي شناسايي آن ها توسط تابلوي کنترل مرکزي به کار مي روند.

به نظر مي رسد در سيستم آدرس پذير، منطقه بندي اهميت کمتري در مقايسه با Conventional دارد، زيرا شناسايي دتکتورها از طريق شناسه اختصاصي (آدرس) و لوپ آن ها امکان پذير است، اما گستردن حلقه (لوپ) تشخيص بر بستر مناطق مختلف، مي تواند به کشف محل وقوع، سرعت بيشتري دهد.

بنابراين در اين گونه سيستم ها نيز اگرچه مناطق در قالب مدار مطرح نيستند، اما با توجه به همان معيارهاي تعيين منطقه حريق، به صورت مجازي در نظر گرفته مي شوند.

حداکثر مساحت فضاهايي که توسط يک حلقه مي توانند حفاظت شوند، در صورت يکپارچه بودن فضا، ١0هزار متر مربع است و بر اين اساس، يک حلقه ٥ منطقه را پوشش مي دهد. در سيستم هاي آدرس پذير نيز همچون سيستم هاي متعارف بايد حداقل دو مدار آژير در نظر گرفته شود.

دتکتورهای آدرس پذير نيز مانند دتکتورهای متعارف داراي حساسيت از پيش تعيين شده کارخانه اي و عملکردي رله گونه هستند، با اين تفاوت که از مکانيزم خاصي براي آدرس دهي برخوردارند.

لازم به توضیح است که در دتکتورهای آدرس پذیر امکان تنظیم درجه حساسیت وجود دارد.

به طور معمول روند عملياتي شدن فرمان اعلام حریق با فعال شدن دتکتورها به صورت اتوماتيک (که در این مبحث به صورت خودکار ذکر شده است) و يا توسط شستی به صورت دستي آغاز مي شود.

دتکتورها به کمک ساختاري خاص و تحريک پذير، سيگنالي را براي تابلوي کنترل مرکزي ارسال مي کنند و تابلوي کنترل مرکزي پس از دريافت پيام ضمن تعيين محل وقوع حريق و دتکتور تحريک شده، اعلام کننده هاي شنیداری/دیداری را فعال مي کند.

انواع دتکتورهای اعلام حریق

1. دتکتور دودی اعلام حریق

دتکتور دودی، نقش اصلی عنصر حفاظت از جان را ایفا می کند. چرا که با تشخیص دود، آتش سوزی را تشخیص داده و با اعلام آن به پنل مرکزی حریق شرایط را جهت انجام اقدامات لازم مهیا می کنند و به طور کلی این دتکتورها شامل موارد زیر می شوند.

انواع دتکتورهای دودی

– دتکتورهای دودی فتوالکتریک(Photoelectric Detectors)

این دتکتورها از یک منبع نوری و سنسور فتوالکتریک ساخته شده است که با وقوع آتش سوزی، دود ناشی از آتش سوزی وارد محفظه دتکتور شده و مسیر نور را قطع می کند. این قطع شدن نور یا پراکنده شدن نور بر اثر برخورد با ذرات دود و منعکس شدن آن باعث فعال شدن دتکتور و اعلام آن به پنل مرکزی می شود.

– دتکتورهای یونیزاسیون(Ionization Detectors)

این نوع دتکتورها دارای یک عنصر تشعشع رادیواکتیو هستند که در اثر عبور اشعه رادیو اکتیو از هوای داخل محفظه و یونیزه کردن آن، مقداری جریان عبور می‌کند. در مواقعی که دود داخل این محفظه می‌شود، جریان عبوری تغییر می‌کند و باعث کشف و اعلام حریق می‌شود.

امروزه به دلیل وجود تشعشعات رادیواکتیو از نظر زیست محیطی تولید این گونه دتکتورها رو به کاهش و توقف است. شایان ذکر است که دتکتورهای دودی چند حسگر یا دتکتور دودی فوتوالکتریک با نور آبی (به جای نور قرمز) می تواند جایگزین مناسبی برای دتکتورهای یونیزاسیون باشد.

 – دتکتورهای دودی خطی(Beam Detectors)

از دتکتورهای دودی خطی و یا همان بیم دتکتورها در مواردی که محدودیت ارتفاع نصب دتکتور داشته و یا بخواهیم فضای بزرگ و وسیعی مانند انبار، سالن یک کارخانه و یا سوله … را تحت پوشش سیستم اعلام حریق قرار دهیم استفاده می کنیم.

دتکتور شامل یک گیرنده و فرستنده و یک رفلکتور است. فرستنده­ طیف نوری در ردیف طیف مادون قرمز را به صورت متقارن به سمت رفلکتور می­فرستد و در رفلکتور نور منعکس می­شود و گیرنده این نور گرفته شده را با درصد انتشار و درصد جذب نور مقایسه و وضعیت محیط را بررسی می­نماید. در شروع کار، دتکتور اولین مقدار جذب شده پس از تنظیم آینه و دتکتور را به عنوان مبنا قرار می­دهد. در صورتی­که در مراحل بعدی درصد نور جذب شده کمتر باشد (طبق تنظیم مثلا کمتر از 70%) این مرحله به عنوان وجود مانع تلقی شده و موجب ارسال آلارم می­ گردد.

– دتکتورهای دودی کانالی(Duct Smoke Detectors)

در اماكن بزرگ كه از سیستم تهویه مطبوع استفاده می شود، همواره این خطر وجود دارد كه دود توسط سیستم تهویه هوا به نقاط دیگر ساختمان سرایت كند. به همین منظور از دتكتور دودی کانالی (داکتی) استفاده می شود.

دتكتور کانالی دودی از نظر كاركرد هیچ تفاوتی با سایر دتكتورهای دودی نقطه ای ندارد و فقط درون محفظه ای یك دتكتور دودی قرار می گیرد كه از طریق یك لوله، هوای داخل كانال تهویه مطبوع وارد محفظه می شود، توسط دتكتور آنالیز می گردد و از لوله دیگر خارج می شود.

داكت دتكتور روی بدنه كانال هواساز نصب می گردد و لوله های ورودی و خروجی آن داخل كانال قرار می گیرند. حال اگر دود وارد كانال هواساز شود، دتكتور فعال شده و از طریق مدار کنترلی خود یا از اینترفیس اعلام حریق خروجی را بر اساس سناریوی کنترلی دود و حریق به تابلو کنترل هوارسان یا به دمپرها فرمان بسته شدن می دهد تا دود به سایر نقاط سرایت نكند.

– دتکتورهای دودی مکشی یا نمونه گیر(Air Sampling Detectors)

این دتکتوراعلام حریق بر اساس نمونه گیری از هوای محیط مورد نظر و آنالیز آن توسط پنل مخصوص خود، وجود دود حاصل از حریق احتمالی را تشخیص می دهد .

دتکتور نمونه گیر حساسیت و سرعت بسیار بالایی دارد و مناسب فضاهای تمیز یا فضاهایی با تجهیزات گران قیمت و حساس مثل اتاق های سرور و دیتا سنتر و … است.

دتکتور های حرارتی اعلام حریق

آتش متشکل از 4 عامل از جمله ماده سوختنی، اکسیژن، حرارت و واکنش شیمیایی است که سومین سرچشمه آتش (حریق)، حرارت است. یکی از راه های تشخیص حریق وجود گرما در یک منطقه است. دتکتورهای حرارتی نسبت به گرما حساس هستند و هنگامی که محیط تغییرات غیرمعقول در مقابل حریق داشته باشد این دتکتور عمل می کند.

طرز کار دتکتور حرارتی

دتکتور حرارتی از یک بی متال (دو نوار فلزی با جنس مختلف) تشکیل شده است. زمانی که گرما روی بی متال اثر می کند، گرما باعث نزدیک شدن کنتاکت ها به یکدیگر و بسته شدن مدار داخلی سنسور می شود و به این صورت سبب عملکرد دتکتور می شود.

کاربرد دتکتور حرارتی

این دتکتورها بیشتر برای مکان هایی مانند آشپرخانه یا آبدارخانه، پمپ خانه، موتورخانه یا هر نقطه ای که شروع کننده آتش و تولید کننده گرما باشد می تواند مورد استفاده قرار گیرد. این نوع دتکتور شامل 3 نوع دتکتور حرارتی نقطه ای (Spot)  ثابت، ثابت دما بالا و حساس به افزایش دما و یک نوع دتکتور کابلی حرارتی است.

انواع دتکتور حرارتی

• دتکتور حرارتی دمای ثابت (Fixed Temperature Heat Detectors)

این دتکتور یکی از متداول ترین نوع دتکتور حرارتی است. هنگام وقوع حریق با افزایش دمای محیط مادامی که دمای پیرامون دتکتور به دمای معینی مانند 58 درجه سانتیگراد برسد، سنسور این دتکتور عمل کرده و اخطار آلارم را برای پنل اعلام حریق مرکزی ارسال می کند.

• دتکتور حرارتی دمای ثابت بالا (High Fixed Temperature Heat Detectors)

این دتکتور مشابه به دتکتور حرارتی ثابت است با این تفاوت که وقتی دمای محیط پیرامون دتکتور به دمای 78 درجه سانتیگراد می رسد این دتکتور عمل کرده و اخطار آلارم را برای پنل اعلام حریق مرکزی اعلام می کند.

• دتکتور حرارتی افزایشی (Rate of Rise Heat Detectors)

زمانی که دمای محیط تحت پوشش دتکتور در بازه زمانی مشخص بیش از حد تعریف شده (توسط کارخانه سازنده) افزایش پیدا کند، این دتکتور عمل نموده و اخطار آلارم را برای پنل اعلام حریق مرکزی اعلام می کند.

• دتکتورهای LHD یا دتکتورهای کابلی (کابل حرارتی)

این دتکتورها برای تشخیص حریق در شرایط خاص مانند حفاظت از ترانسفورماتورها، سینی کابل ها، مخازن نفتی، تسمه نقاله ها و … استفاده می شوند. در نوع معمولی از این سیستم، زمانی که دو رشته سیم در دمای خاصی مثل 105 درجه ی سانتی گراد (یا دماهای دیگر) به یکدیگر اتصال یابند، آلارمی برای پنل دتکتور کابلی حرارتی ارسال می شود که وضعیت این آلارم می تواند توسط اینترفیس اعلام حریق وارد سیستم اعلام حریق گردد.

• دتکتورهای ترکیبی دودی و حرارتی (Multi Heat and Smoke Detectors)

دتكتورهای تركیبی دودی و حرارتی از هر دو سنسور دود و حرارت برای تشخیص وقوع حریق استفاده می كنند. به طور کلی سنسور دود و حرارت به یکدیگر وابسته اند و توسط یك میكروپروسسور كنترل می شوند. به این صورت که افزایش کُند دما، حتی زمانی كه به دماهای بالا نیز برسد، به تنهایی برای اعلام وضعیت حریق كافی نیست و می بایست ذرات دود نیز توسط سنسور شناسایی گردد یا این كه دما ظرف مدت زمان محدودی به صورت ناگهانی افزایش یابد .

دتکتورهای ترکیبی متعددی نیز وجود دارد که نحوه عملکرد هریک به واسط فعال شدن سنسورهای متعدد موجود در دتکتور است که از جمله آن ها می توان به دتکتورهای ترکیبی دودی، حرارتی، مونو اکسید کربن و شعله (IR) اشاره نمود.

اجزا و تجهیزات سیستم اعلام حریق

هر سیستم اعلام حریق از بخش های زیر تشکیل شده است:  کنترل پنل اعلام حریق، دتکتور اعلام حریق، شستی اعلام حریق، آژیر یا چراغ چشمک زن اعلام حریق و اینترفیس اعلام حریق و …

کنترل پنل اعلام حریق در واقع قلب سیستم کشف و اعلام حریق به شمار می آید که تمام ورودی ها و خروجی های سیستم را نظارت و کنترل می نماید.

شستی اعلام حریق

شستی اعلام حریق یكی از اجزاء مهم در سیستم اعلام حریق است كه نقش اصلی سیستم های اعلام حریق دستی را که بارها در این مبحث از مقررات ملی آورده شده است ایفا می کند. شستی اعلام حریق به دو صورت المان شکننده شیشه ای و المان انعطاف پذیر (طلقی) قابل استفاده در سیستم های اعلام حریق است.

ادوات هشدار دهنده دیداری و شنیداری اعلام حریق

ادوات هشدار دهنده دیداری و شنیداری عموماً با نام آژیر و چراغ های چشمک زن (فلاشر یا استروب) به کار برده می شوند. وظیفه آن ها اعلام وضعیت حریق است تا بتوان بر این اساس عملیات اطفاء، تخلیه ساکنین یا سناریوهای متعدد انجام پذیرد.

اینترفیس اعلام حریق

اینترفیس های اعلام حریق یا واسط هایی که می توانند به صورت واسط ورودی یا واسط خروجی و یا واسط ورودی – خروجی باشند، در سیستم های اعلام حریق استفاده می شوند. این اینترفیس ها وظیفه صدور فرمان خروجی یا دریافت ورودی از سیستم های رایج در ساختمان ها را دارند.

شایان ذکر است که بر اساس سناریوهای حریق از پیش تعریف شده یا سناریو هایی که می توان در هر مرحله تعریف کرد یا تغییر داد، این فرامین توسط اینترفیس های اعلام حریق صادر یا دریافت می شود. به عنوان مثال می توان به تجهیزاتی از قبیل سیستم های هوارسان، پله برقی، آسانسور، دمپرهای کنترلی دود، اگزاست فن، فن های فشار مثبت، درب های کنترلی یا اتوماتیک و … فرمان صادر نمود یا از تجهیزاتی همانند فلوسوییچ یا تمپر سوییچ های سیستم اطفاء یا پنل های اطفاء گازی همانند FM200 سیگنال دریافت نمود.

لازم به توضیح است که در سیستم های اعلام حریق آدرس پذیر این عملیات بدون پیچیدگی خاصی با در نظر گرفتن اینترفیس های آدرس پذیر اعلام حریق و تعریف سناریو های اعلام حریق انجام می گیرد اما در سیستم های اعلام حریق متعارف به دلیل عدم امکان استفاده از اینگونه اینترفیس ها می بایست این عملیات به واسطه رله های خروجی یا ورودی های موجود روی پنل مرکزی اعلام حریق انجام پذیرد .