Bezpečnostní inženýrství. - Detektory požárů a senzory plynů -

Bezpečnostní inženýrství

- Detektory požárů a senzory plynů -

Elektrická požární signalizace a detekce úniku plynu

2

EPS = důležitá součást systémů protipožární ochrany •

zajišťuje včasnou a rychlou identifikaci a lokalizaci vzniku požáru

•

dána projektovou dokumentací, která vychází z požární ochrany objektu

Systémy EPS • Konvenční  systém rozezná jen požární úsek, smyčku, vhodný pro menší objekty omezení falešných poplachů

• Adresovatelné  systém přesně určí, který hlásič hlásí  hlásiče

 konvenční – hlásiče s pevně nastavenou hodnotou vyhlášení požáru (běžné hlásiče - spínač)  analogové – hlásiče monitorují prostředí a vyhodnocují změnu


3

Konvenční systém - hlásiče se zapojují do jednotlivých požárních smyček - max. 25 hlásičů na smyčku - nelze kombinovat na jedné požární smyčce automatické hlásiče s manuálními (tlačítkovými)

Adresný systém -

zapojení do linek, max. max. 32 prvků v lince, lze spojovat do kruhu přes izolátory podle typu ústředny je možné zapojit 256 nebo 512 hlásičů ústředny mají vlastní paměť, kde se zapisují všechny události včetně data a času pomocí reléových skříní lze (ovládat jakékoliv další zařízení za použití dalších podmínek), například zavírat požární dveře, spouštět výstražné sirény, zapínat havarijní nápisy, spouštět odvětrávací zařízení na odvod spalin, spouštět hasící zařízení apod. - ovládání musí být přímé a ne přes další systémy řízení a regulace (např. osvětlení, větrání, ...)

http://www.interconnect.cz/


4

Vybrané zákonné přepisy související s EPS Zákon č. 133/1985 Sb. o požární ochraně, ve znění pozdějších předpisů. Vyhláška č. 246/2001 Sb. o stanovení podmínek požární bezpečnosti a výkonu státního požárního dozoru (vyhláška o požární prevenci). Vyhláška č. 268/2011 kterou se mění vyhláška č. 23/2008 Sb., o technických podmínkách požární ochrany staveb. ČSN 73 0875 – Požární bezpečnost staveb - Stanovení podmínek pro navrhování elektrické požární signalizace v rámci požárně bezpečnostního řešení a návrh projektu.

ČSN 34 2710 – Elektrická požární signalizace - Projektování, montáž, užívání provoz, kontrola, servis a údržba (ČSN EN 54-1) ČSN 73 0802 Požární bezpečnost staveb - Nevýrobní objekty , ČSN 73 0804 Požární bezpečnost staveb - Výrobní objekty a ostatní normy řady ČSN 73 08xx.

Elektrická požární signalizace

5

č.246/2001 Sb. – vyhláška o požární prevenci §8 Elektrická požární signalizace (1) U elektrické požární signalizace se kromě pravidelných jednoročních kontrol provozuschopnosti provádějí zkoušky činnosti elektrické požární signalizace při provozu, a to a) jednou za měsíc u ústředen a doplňujících zařízení, b) jednou za půl roku u samočinných hlásičů požáru a zařízení, které elektrická požární signalizace ovládá, pokud v ověřené projektové dokumentaci nebo v prováděcí dokumentaci, popřípadě v průvodní dokumentaci výrobce nebo v posouzení požárního nebezpečí není, vzhledem k provozním podmínkám nebo vlivu prostředí, určena lhůta kratší.

(2) Zkouška činnosti elektrické požární signalizace při provozu se provádí prostřednictvím osob pověřených údržbou tohoto zařízení. Shoduje-li se termín zkoušky činnosti elektrické požární signalizace při provozu s termínem pravidelné jednoroční kontroly provozuschopnosti, pak tato kontrola provedení zkoušky činnosti nahrazuje. (3) Zkouška činnosti jednotlivých druhů samočinných hlásičů požáru se provádí za provozu pomocí zkušebních přípravků dodávaných výrobcem.

Požární hlásiče - rozdělení

6

Detektory požáru – ruční požární hlásič = nejstarší metoda detekce (nejjednodušší) • poplach spouští pozorovatel Pro bezprostřední vyhlášení požárního poplachu nebo spuštění hašení. Povrchová montáž na snadno dostupných místech.

Výhody - rychlé hlášení nebezpečí po přímém pozorování

Nevýhoda - nepracuje automaticky

7

Automatické požární detektory • Automatický hlásič požáru je zařízení, které umí zjistit vznik požáru na základě vyhodnocení vnějších projevů požáru (kouře) a vyhlásit požární poplach. • Existuje mnoho typů hlásičů v závislosti na způsobu detekce požáru a použití. • Nejrozšířenějším typem je optickokouřový hlásič kouře. Má nejlepší provozní vlastnosti. • Dalšími typy jsou např. tepelný hlásič a plamenný hlásič

8

Automatické požární detektory - principy

9

Měření teploty = nejstarší automatické detektory požárů, rozvoj automatických hasicích systémů (sprinklerů – stabilní hasicí zařízení) od 1860. Termoelektrické články měří teplotu na základě termoelektrického jevu. Ten funguje na principu, že v uzavřeném elektrickém obvodu dvou vodičů z různých kovů, kdy má každý různou teplotu, teče elektrický proud. Pokud tento obvod rozpojíme, jsme schopni měřit hodnoty termonapětí, které jsou dány rozdílem teploty mezi spoji.

Termomaximální detektory spustí alarm při dosažení nastavené teploty, domácnost cca 60 °C. Termodiferenciální detektory spoustí alarm při nárůstu teploty větším než 8 °C/minutu.

Automatické požární detektory - principy Opticko-kouřový hlásič

JOB-Detec HDv HD 3001 O

JOB-Detec HD 3008 O http://www.pilotni.cz/

10


11

Kombinovaný opticko-kouřový hlásič

JA-63S, Jablotron


12

Kombinovaný opticko-kouřový hlásič Ionizační hlásič •

•

•

Princip funkce ionizačního hlásiče je naprosto shodný s opticko-kouřovým hlásičem. Rozdíl spočívá v druhu zdroje záření a vyhodnocovacího modulu. Zdrojem záření je mizivé množství radioaktivního prvku Americia (Am).

• Oba hlásiče potřebují zdroj napájení (pro funkci LED diody a vyhodnocovací jednotky, kontrolního okruhu přijímače, světelné kontrolky, akustické sirény) • Při likvidaci ionizačního hlásiče - jde o nebezpečný odpad, vyžaduje zvláštní režim zacházení (uložení do speciálního kontejneru, evidence původu a speciální likvidace v určené laboratoři apod.) ! • Při likvidaci opticko-kouřového hlásiče jde o „obyčejný“ elektronický odpad.


13

Plamenné hlásiče Každý typ paliva vytváří plamen se specifickým emisním spektrem.


14

Automatické požární detektory - principy Plamenné hlásiče Většina energie je „neviditelná“. Část spektra, kterou můžeme pozorovat, je ve viditelné oblasti díky uhlíku přítomném v plamenu. Neviditelnou infračervenou oblast spektra vnímáme jako teplo.

15

2% z celkové energie plamene

Energie kW

Palivo bez uhlíku (např. vodík) hoří světle-modrým transparentním plamenem. Ve spektru také chybí typický CO2 pík při vlnové délce 4.4µm a tak může být detekován pouze UV nebo UV/IR detektory.

Near IR Visible UV

Vlnová délka

4.4

Automatické požární detektory - principy Plamenné hlásiče Každý plamenný hlásič obsahuje jeden nebo více optických senzorů citlivých na elektromagnetické energie vyzařované na různých vlnových délkách v různých spektrálních pásmech.

Výhody: • rozsah • citlivost • rychlost • přesnost Nevýhody: – náklady – detektor musí „vidět“ plamen

16

Automatické požární detektory - principy Plamenné hlásiče – UV/IR kombinace 1. 2.

2.7 micron IR senzor (detekce H2O radiace) 4.3 micron IR senzor (detekce CO2 radiace) IR3 detektor

N-heptan: 65 m Methan: 30 m

17

Plynové senzory

18

Principy Vstupní veličina: • chemická veličina (výskyt určité látky v analyzovaném prostředí) • dělení senzorů podle skupenství anal. fáze (plynové x kapalinové) • požadavek na důkaz (určení kvality) nebo na stanovení (kvantita) Princip detekce • jedná se vždy o kontaktní senzory (interakce pevná látka -plyn) • elektrické vlastnosti aktivní vrstvy se popisují modelem polovodiče • aktivní vrstva senzoru se během detekce chemicky nemění, pouze si vyměňuje přímo nebo zprostředkovaně elektrony s molekulami detekovaných plynů • v důsledku toho se mění její elektro-fyzikální vlastnosti Výstupní veličina • elektrická (impedance resp. rezistance) • pasivní senzory

Plynové senzory

19

Chemický senzor vs. klasický analyzátor výhody

nevýhody

chemické senzory

nízká cena, jednoduchost obsluhy, malé rozměry, nízká spotřeba, přenosnost, rychlost

nestabilita, nepřesnost, rozptyl parametrů při výrobě, problémy se selektivitou, katalytickými jedy, citlivostí, dynamickými vlastnostmi

klasické analyzátory *

přesnost, stabilita, selektivita, odolnost, trvanlivost

vysoká cena, náročná obsluha, velké rozměry, vyšší spotřeba, nepřenosnost

* chromatografie, hmotnostní, UV a VIS spektroskopie, elektrochemické metody, ...

Plynové senzory

20

Polovodičový senzoru – ÚFMT VŠCHT Schéma řezu planárním senzorem:

• interdigitální Pt elektrody aktivní vrstva Pt - elektrody

Pt -drátky

Al2O3 substrát topení

Skutečná podoba senzoru: a) měrné elektrody b) topení

• vzdálenost mezi elektrodami desítky μm • substrát z nevodivé keramiky • aktivní vrstva nejčastěji na bázi oxidu kovu (SnO2,In2O3 apod.) • tloušťka aktivní vrstvy cca 100 – 500 nm

Plynové senzory Princip funkce - jedná se o tzv. spalovací režim detekce. • vyžaduje porézní aktivní vrstvu s velkým relativním povrchem (tvořenou jednotlivými zrny polovodivého materiálu) • probíhá v prostředí se značným nadbytkem kyslíku (21 vol.% O2 vs. řádově jednotky až stovky ppm detekovaných plynů) • molekuly detekovaných plynů si zprostředkovaně vyměňují elektrony s aktivní vrstvou • aktivní vrstva během detekce nemění chemické složení ani krystalovou strukturu • registrují se změny rezistance (impedance) senzoru v závislosti na složení okolní atmosféry • rezistance senzoru jako celku je řízena procesy na hranicích zrn

21

Plynové senzory Komerční senzory

• hlavním dodavatelem je japonská firma FIGARO (řada senzorů TGS) • cena v řádu stovek Kč za jednotlivý senzor

22

Plynové senzory Umístění • instalace v místě, kde je unik plynu nejpravděpodobnější Zemní plyn • plyn má tendenci stoupat a zaplňovat jakékoliv prostory nad úrovní úniku • snímací element detektoru má být instalován nad úrovní možného zdroje úniku a v blízkosti stropu (obvykle 0,3 m od stropu) v místě, kde není bráněno proudění vzduchu (nábytkem nebo vybavením) LPG (propan – butan) • plyn má tendenci klesat a zaplňovat jakékoliv prostory pod úrovní úniku • snímací element detektoru má být instalován má být instalován co nejníže (obvykle 0,1 m nad podlahou) v místě, kde není bráněno proudění vzduchu (nábytkem nebo vybavením) Detektor nemá být instalován • v uzavřeném prostoru (např. ve skříni) • přímo pod výlevkou • v blízkosti dveří nebo okna • v blízkosti odsávače, digestoře • v prostoru, kde může teplota poklesnout pod -10 °C nebo překročit 40 °C • kde prach a špína mohou zanést snímač • ve vlhkém nebo mokrém místě

23

Bezpečnostní inženýrství. - Detektory požárů a senzory plynů -

Recommend Documents