سیستم اعلام حریق

 سیستم های اعلام حریق

مساحت، کاربری و تعداد طبقات ساختمان از یک سو و رعایت مقررات و استانداردهای معتبر از سوی دیگر و همچنین توجه به نیازهای پروژه و در نظر داشتن صرفه اقتصادی و سهولت در امر بهره برداری و نگهداری، عوامل مهمی در طراحی و انتخاب سیستم اعلام حریق و در پی آن کمیت و کیفیت تجهیزات است. بنابراین سیستم منتخب، بر اساس شرایط طرح می تواند بسیار ساده و یا پیچیده باشد.

اجزای اصلی کشف و اعلام می توانند در یک پوشش حاوی رله متصل به آشکار ساز که زنگی را به صدا در می آورد خلاصه شود. چنین دستگاه قابل حمل و نقلی را می توان به پریز برق کنار تختخواب در اتاق خواب یا پریز آشپزخانه متصل نمود. این گونه وسایل را می توان تجهیزات خودکفای انفرادی یا اختصاصی نامید. اما سیستم های اعلام حریق مورد بحث این کتاب، سیستم هایی هستند که در ارتباطی منطقی با سیم یا بدون سیم، گروهی از تجهیزات، اعم از تابلوهای کنترل مرکزیف آشکار سازها، شستی ها، آژیرها و تجهیزات کمکی و واسطه ای را در نقاط و مناطق مختلف یک ساختمان مدیریت و اداره می کنند.

سیستم های متعارف¹ ، آدرس پذیر² و هوشمند³ ، سه گونه اصلی هستند که در گروه سیستم های متمرکز جای می گیرند. البته در گروه دیگری نیز ارتباط بین تابلوهای کنترل مرکزی و آشکار سازها توسط امواج رادیویی و بودن سیم بر قرار می گردد که این گروه با نام های سیستم رادیویی و یا بی سیم⁴ شناخته می شوند. در مجموع سیستم هایی که به وسیله سیم یا کابل به هم مرتبط می شوند از رواج بیشتری نسبت به انواع بی سیم برخوردار هستند و در میان آن ها سیستم های متعارف و قدیمی تر برای ساختمان های کوچک و متوسط رایج تر است؛ اما برای ساختمان های بزرگ با پیچیدگی های بیشتر و همچنین ساختمان هایی که از سیستم مدیریت ساختمان⁵ بهره می برند، انواع آدرس پذیر و هوشمند که از کارایی و دقت بیشتری برخوردارند، مناسب تر هستند. سیستم های اعلام حریق از لحاظ چگونگی اعلام نیز در دو گروه تک مرحله ای و دو مرحله ای طبقه بندی می شوند.

در سیستم های تک مرحله ای ، تشخیص حریق توسط آشکار سازها موجب ارسال پیام به تابلوی کنترل مرکزی و سپس به صدا در آمدن یکباره آژیرها مبنی بر خروج اضطراری وو فعال شدن سایر سیستم های ایمنی می شود.

در سیستم های دو مرحله ای ، آشکار سازها یا شستی های اعلام حریق سیگنالی محدود به محل مشکوک را به بخش مدیریت حریق یا واحد آتش نشانی مستقر در ساختمان ارسال می کنند و سپس این مدیریت است که پس از بررسی ، تصمیم به اعلام عمومی می گیرد. چنانچه پس از مدت زمانی که از قبل تعیین شده است (معمولا پنج دقیقه) هیچ اقدامی صورت نگیرد، سیگنال های ارسالی بعدی موجب اعلام عمومی می شود.

در ساختمان های عمومی ، اعلام ناشی از حریقی کوچک ممکن است موجب اضطراب و هراس تعداد زیادی از افراد و یا اختلال در روند معمول فعالیت ها شود. از این رو در این گونه اماکن استفاده از پیش پیام سیستم های دو مرحله ای به منظور بررسی هشدار از نظر صحت و ابعاد حریق مناسب تر است. مدارس و استادیوم ها از جمله اماکنی هستند که می توان از این گونه سیستم ها در آن ها بهره برد.

 

سیستم اعلام حریق متعارف

سیستم متعارف از قدیمی ترین انواع سیستم های اعلام حریق است که علی رغم تغییرات کیفی اندک، همچنان مورد استفاده قرار می گیرد. در این سیستم چندین آشکار ساز و شستی که یک منطقه از ساختمان را پوشش می دهند در قالب یک مدار به هم پیوسته و به تابلوی کنترل مرکزی متصل می شوند. بنابراین هر مدار نماینده یک منطقه است.

همان گونه که در تصاویر مشخص شده است، نحوه هم بندی تجهیزات کشف و تشخیص نسبت به تابلوی کنترل مرکزی به صورت شاخه ای و یا به عبارت دیگر شعاعی است. هر تابلوی کنترل مرکزی متعارف می تواند 2، 4، 8، 12 و یا مدارهای بیشتری را پشتیبانی کند.

 

نحوه هم بندی تجهیزات اعلام حریق در سیستم متعارف

حالت های مدار باز، عادی، هشدار و اتصال کوتاه، چهار وضعیتی هستند که هر سیستم اعلام حریقی باید توانایی تشخیص و تعیین آن ها را داشته باشد. تعیین هر یک از این حالت ها توسط کاهش یا افزایش دامنه جریان صورت می گیرد. بنابراین لازم است تا در کل مدار، جریان مستمری برقرار گردد تا با تغییر دامنه آن، تابلوی کنترل مرکزی قادر به تعیین اوضاع مختلف باشد. ضرورت برقراری چنین جریانی ایجاب می کند که از یک وسیله پایشگر و یا مقاومت مناسب در انتهای هر یک از مدارها استفاده شود و از سوی دیگر اختلاف پتانسیل مناسبی نیز از طریق تابلوی کنترل مرکزی تأمین شود. واضح است که بدون وجود مقاومت در انتهای مدار، امکان برقراری جریان دایمی وجود نخواهد داشت، زیرا مدار در حالت اتصال کوتاه قرار می گیرد.

 

نمونه ای از قرار گیری مقاومت در انتهای خط

قطع مدار یا حالت باز در هر نقطه ای با کاهش یا قطع جریان مستمر عمراه است که این نقیصه توسط تابلوی کنترل مرکزی احساس و چراغ مربوط به بروز عیب مدار باز روشن خواهد شد و هشداری صوتی نیز در محل نصب تابلو این عارضه را اعلام می کند.

در شرایط عادی، آشکارسازها جریان بسیار کمی را از خود عبور می دهند (در حدود 100 میکرو آمپر یا کمتر) اما در صورت بروز شرایط حریق و فعال شدن آشکار ساز جریان عبوری از آن ها بنا به نوع تابلوی کنترل مرکزی افزایش یافته و ممکن است تا 50 میلی آمپر نیز برسد. در این حالت تابلوی کنترل مرکزی با افزایش جریان در وضعیت اعلام حریق قرار می گیرد. با افزایش جریان ممکن است، اختلاف پتانسیل تا 5 ولت کاهش یابد، در حالی که در حالت اتصال کوتاه، اختلاف پتانسیل به صفر خواهد رسید. همین اختلاف، تابلوی کنترل مرکزی را قادر می سازد تا بین حالت هشدار و اتصال کوتاه تمایز قایل شود.

شرایط مفروض هر یک از حالت ها در جداول (1-2) به صورت خلاصه تدوین شده است.

 

مقادیر شدت جریان و اختلاف پتانسیل در حالت های چهارگانه اصلی سیستم

شرایط	شدت جریان	اختلاف پتانسیل
مدار باز	کمتر از 5mA	24V
شرایط عادی	(وابسته به مقاومت انتهای خط) 5mA	18V
شرایط هشدار	(وابسته به نوع تابلوی کنترل مرکزی) 50mA	4-15V
اتصال کوتاه	(وابسته به نوع تابلوی کنترل مرکزی)	0V
- اختلاف پتانسیل سیستم معمولا 24 ولت مستقیم است؛ اما اختلاف پتانسیل مدار یا منطقه معمولا کمتر است. - جریان مستمر در حالت عادی معمولا بین 3 تا 10 میلی آمپر است. - مقدار مقاومت انتهای خط بر اساس جریان و طول مسیر تعیین می شود. که معمولا مقدار آن بین 4.7 تا 6.8 کیلو اهم است.

 

به طور کلی و قطع نظر از مقدار مشخص جریان؛ می توان چهار حالتی که سیستم متعارف در آن قرار می گیرد را به شرح زیر خلاصه نمود:

حالت عیب: جریان کم یا قطع جریان

حالت عادی: جریان در محدوده ای مشخص

حالت حریق: جریان زیاد

حالت اتصال کوتاه: جریان زیاد غیر عادی

در داخل شستی ها نیز مقاومتی 470 یا 680 اهمی با سوییچ سری شده است که مقدار جریان را به هنگام بروز حالت هشدار محدود می کند. این مقاومت امکان می دهد تا تابلوی کنترل مرکزی بتواند بین شرایط هشدار و اتصال کوتاه تمایز قایل شود. برای تشخیص قطع شدگی و مدار باز آژیرها نیز که باید در هر سیستم حداقل دو مدار از آن ها وجود داشته باشد، باید از مقاومت مناسب انتهای خط استفاده شود.

در اغلب سیستم های متعارف، مدار هشدار دهنده صوتی از مدار کشف و تشخیص که مبنای تعیین مناطق هستند جداست، اما در گونه ای از سیستم های متعارف که به سیستم متعارف دو سیمه معروف است، می توان آژیرها را نیز در مسیر آشکارسازها و شستی ها قرار داد. که در این صورت صرفه جویی قابل توجه ای در مقدار لوله گذاری و سیم کشی به عمل خواهد آمد.

آشکارسازی هایی که در سیستم متعارف به کار گرفته می شوند دارای عملکرد رله گونه و دارای دو حالت عادی و هشدار هستند که حساسیت آن در کارخانه سازنده از پیش تنظیم شده و نمی توان تغییری در آن به وجود آورد.

در هر منطقه متعارف یا مدار انشعابی یک منطقه نباید بیش از 40 آشکار ساز قرار داد.

 

مشخصات نوعی تابلوی مرکزی متعارف

ساخت شرکت: Menvier                          

اختلاف پتانسیل عملیاتی سیستم: 24VDC

منبع تغذیه اصلی (ورودی اصلی):  % - 50 HZ10 230VAC                     

منبع تغذیه ثانویه                         

(آماده به کار – اضطراری): باتری برای کار 72 ساعته

مقاومت پایش انتهایی خط برای مدار

کشف و مدار هشدار: مقاومت 12 کیلو اهم

خروجی DC کمکی: 2 و 4 منطقه ای -24VDC – 100mA

                            8 و 16 منطقه ای -24VDC – 350mA

تعداد دتکتور به ازای هر منطقه: برای 2، 4، 6، 8، 12 و 16 منطقه ای، 32 دتکتور

تعداد مدار هشدار:  برای 2، 4 منطقه ای، دو مدار و برای 6 تا 16 منطقه ای 4 مدار

بار مدار هشدار: برای 2 و 4 منطقه ای 500 میلی آمپر به ازای هر خط (برای کل یک آمپر)

                        برای 6 تا 16 منطقه ای ، یک آمپر به ازای هر خط (برای کل یک آمپر)

ظرفیت باتری: برای 2 و 4 منطقه ای 7 آمپر ساعت و برای 6 تا 16 منطقه ای 12 آمپر ساعت

شارژ: برای 2 و 4 منطقه ای، 24V با جریان 900 میلی آمپر

         برای 6 تا 16 آمپر منطقه ای 24V با جریان 1300 میلی آمپر

مدت زمان تأمین برق از باتری: 72 یا 24 ساعت

وقفه برای شارژ مجدد: 24 ساعت               

 

سیستم اعلام حریق آدرس پذیر

اصول کشف و تشخیص حریق در سیستم های آدرس پذیر مشابه سیستم های متعارف است، به جز اینکه در این گونه سیستم ها، هر یک از آشکارسازهای اتوماتیک و یا شستی ها دارای آدرس منحصر به فردی هستند که از طریق آن تابلوی کنترل مرکزی قادر به شناسایی و تعیین هر یک از آن ها است.

مدار کشف در این گونه سیستم ها نه به صورت شاخه ای، بلکه به صورت حلقوی است، که از تابلوی کنترل مرکزی آغاز و به همان تابلو ختم می شود و کلیه تجهیزات آشکار سازی به صورت موازی در همین مدار حلقوی جای می گیرند. هر حلقه می تواند به تناسب تعداد تجهیزات و سطوح مورد حفاظت، یک یا چند منطقه را شامل شود و هر تابلوی کنترل مرکزی آدرس پذیر نیز می تواند یک یا چند حلقه را پشتیبانی کند.

آشکارسازهای سیستم آدرس پذیر دارای قسمتی سوییچ گونه هستند که برای شناسایی آن ها توسط تابلوی کنترل مرکزی به کار می رود.

به نظر می رسد که در سیستم های آدرس پذیر، موضوع منطقه بندی چندان حایز اهمیت نباشد، زیرا شناسایی آشکار سازها از طریق شناسه اختصاصی آن ها امکان پذیر است، اما گستردن حلقه تشخیص بر بستر مناطق مختلف می تواند به کشف محل وقوع، سرعت بیشتری دهد. بنابراین در این گونه سیستم ها نیز اگر چه مناطق در قالب مدار مطرح نیستند، اما با توجه به همان معیارهای تعیین منطقه حریق، به صورت مجازی در نظر گرفته می شوند.

حداکثر مساحت فضاهایی که توسط یک حلقه می توانند حفاظت شوند، ده هزار متر مربع است و بر این اساس، یک حلقه پنج منطقه را پوشش می دهد .

در سیستم های آدرس پذیر نیز همچون سیستم های متعارف باید حداقل دو مدار آژیر در نظر گرفته شود.

آشکارسازهای آدرس پذیر نیز مانند آشکار سازهای متعارف دارای حساسیت از پیش تعیین شده کارخانه ای و عملکردی رله گونه هستند. با این تفاوت که از مکانیسم خاصی برای آدرس دهی برخوردارند. تابلوهای کنترل مرکزی سیستم های آدرس پذیر دارای نمایشگر LCD با قابلیت نمایش پیام های کوتاه متنی هستند و می توانند هر یک از آشکار سازها یا شستی ها را شناسایی کنند.

 

سیستم اعلام حریق هوشمند

سیستم های متعارف و آدرس پذیر علی رغم تمایز در نحوه هم بندی و سطح فناوری به کار گرفته شده در ان ها، در یک اصل مشترک هستند و آن نحوه عملکرد رله گونه آشکار ساز ها است، در حالی که در سیستم هوشمند که ان را سیستم آدرس پذیر آنالوگ نیز می خوانند، اساس عملکرد بر پایه استفاده از ریز پردازنده در آشکار سازها و تابلوی کنترل مرکزی و راهبری نرم افزاری پی ریزی شده است.

در سیستم های هوشمند، آشکار سازها همواره فعال و به طور پیوسته پاسخگوی سیگنال های ارسالی از سوی تابلوی کنترل مرکزی هستند و مانند سیستم های آدرس پذیر و متعارف تنها در دو وضعیت هشدار یا عدم هشدار قرار ندارند. بنابراین در این گونه سیستم ها، آشکارسازها نقش حسگرهایی را بازی می کنند که داده ها را به عنوان سیگنال های ورودی در اختیار ریز پردازنده تابلوی کنترل مرکزی قرار می دهند.

هم بندی سیستم های هوشمند نیز مانند سیستم های آدرس پذیر به صورت حلقوی است و می توان با هر حلقه، ده هزار متر مربع را فارغ از تعداد آشکار سازها تحت پوشش قرار داد. آشکارسازهای سیستم هوشمند خود دارای ریز پردازنده هستند و حساسیت آن ها در مقابل اثرات آتش از طریق تابلوی کنترل مرکزی قابل تنظیم است.

در این سیتم، آشکارسازها با پایش پیوسته شرایط محیطی از نظر دود و گرما، اطلاعات را در اختیار تابلوی کنترل مرکزی قرار می دهند و تابلو نیز بر اساس تنظیم هایی از پیش تعیین شده نرم افزاری، واکنش مناسب را نشان می دهد.

در این سیستم، آشکار سازها بیش از انکه در خور این نام باشند نوعی حسگر محسوب می شوند که وظیفه تشخیص را به عهده ندارند، بلکه مقادیر را به طور مستمر در اختیار تابلوی کنترل مرکزی قرار می دهند و این تابلو مرکزی است که با مقایسه مقادیر ارسالی با مقادیر مرجع ذخیره شده، وضعیت عادی یا غیر عادی را تشخیص می دهد.

در این سیستم نشانی هر یک از تجهیزات آشکار ساز در حافظه تابلوی کنترل مرکزی ذخیره می شود و به طور ثابت سیگنال بازخواست کننده ای به منظور تعیین وضعیت کلی سیستم از سوی تابلوی مرکزی به هر یک از تجهیزات فرستاده می شود و به این طریق، سیستم در هر 5 تا 10 ثاینه یکبار به طور کامل وارسی می شود.

پشتیبانی نرم افزاری این امکان را به سیستم می دهد تا بتوان یک یا چند آشکار ساز را ابتدا به صورت مجازی و سپس به طور واقعی از مدار حذف نمود. ارتباط اجزای مختلف سیستم آدرس پذیر آنالوگ بر اساس تبادل اطلاعات و بر پایه پروتکل های خاصی صورت می گیرد. در بین سازندگان تجهیزات اعلام حریق، گروهی دارای پروتکل باز هستند و گروهی دیگر تولید کننده تجهیزاتی با پروتکل بسته هستند. تجهیزات با پروتکل باز معمولا با تولیدات سایر کارخانجات هم ساز و همخوان هستند و قابلیت به کار گیری آن ها در یک سیستم فراهم است. اما تجهیزات با پروتکل بسته دارای ساختار ارتباطی خاصی هستند که امکان به کارگیری آن ها را در کنار سایر محصولات سلب می سازد.

 

در مجموع، مزایای سیستم هوشمند یا آنالوگ آدرس پذیر را می توان به شرح زیر خلاصه نمود:

• انتخاب حساسیت منحصر به فرد برای هر حسگر.
• پایش فعال و مستمر حساسیت و آزمودن حسگرها.
• جبران تغییرات محیطی و تأثیر آن بر حساسیت حسگرها.
• عملکرد هشدار چند مرحله ای در قالب پیش هشدار و هشدار اصلی.
• خود عیب یابی.
• تقریبا بدون هشدار خطا (وقتی آشکار ساز در آستانه اعلام هشدار قرار می گیرد، یک پیش هشدار صادر شده و تابلوی کنترل مرکزی می تواند صحت آن را مورد بررسی و ارزیابی قرار دهد.).
• امکان اتصال 127 وسیله سیستم در یک حلقه.
• قابلیت اتصال سیستم به سایر سیستم های امنیتی و حفاظتی ساختمان از طریق هماهنگی نرم افزاری.
• امکان حذف مجازی حسگر.
• واکنش سریع.
• کاهش هزینه های نگهداری، بهره برداری و توسعه احتمالی.
• دو یا چند تابلوی کنترل می توانند به یک تابلوی کنترل مرکزی متصل گردند و تشکیل شبکه دهند.
• امکان برنامه ریزی از طریق صفحه کلید.
• امکان اتصال به رایانه و کنترل نرم افزاری.
• امکان چاپ نمودن گزارش های عملکردی سیستم شامل هشدارها، عیوب، تنظیم ها و اطلاعات مربوط به نگهداری و راهبری سیستم.
• امکان برنامه ریزی مجزا برای اوقات شب یا روز.
• امکان استفاده از بردهای میانجی برای ارتباط با سیستم های بدون سیم و همچنین سیستم متعارف.
• امکان پشتیبانی 4 حلقه و ذخیره سازی 500 آدرس.

 

در سیستم هوشمند بهتر است موارد زیر مورد توجه قرار گیرد:

• حداکثر طول هر حلقه از 2 کیلومتر تجاوز نکند.
• هر حلقه بیش از 120 آدرس نداشته باشد تا با افزایش انعطاف پذیری سیستم، امکان توسعه سیستم و افزایش تجهیزات وجود داشته باشد.
• در هر حلقه حداکثر 20 مجزا کننده اتصال کوتاه در نظر گرفته شود.
• در هر حلقه حداکثر 25 تکرار کننده در نظر گرفته شود.
• محدوده مقرر برای پوشش هر حلقه مانند سیستم آدرس پذیر 10000 متر مربع است.
• حداکثر طول خط انشعابی از هر حلقه 100 متر باشد.
• حداقل اندازه سیم در سیستم 1.5mm² باشد.
• خط انشعابی از هر حلقه تنها می تواند یک منطقه را پوشش دهد و آشکار سازهای خط انشعابی از هر حلقه نباید از 20 عدد تجاوز کند.