MUNKABIZTONSÁG 2.5
Korszerű tűzjelző rendszerek Tárgyszavak: tűzjelzés; elektroakusztikus vészjelzés; gázérzékelők; vízköd oltóanyag; számítástechnikai berendezés.
Elektroakusztikus vészjelzők A hagyományos vészjelzőket (sziréna, riasztó, duda) az emberek egyre inkább figyelmen kívül hagyják, mert ezek a rendszerek csak azt jelzik, hogy valamilyen vészhelyzet van. A számos lehetséges vészhelyzet (pl. tűzriadó, bombariadó, vegyi anyag-, gáz-, sugárveszély) jelzése félreérthető. Ha az emberek fel is ismerik, hogy tűzjelzésről van szó, kételkednek a riasztásban, azt hiszik, hogy próba- vagy hamis riasztás történik. A problémát a kommunikáció hiánya jelenti, ami elektroakusztikus vészjelzőkkel kiküszöbölhető. Hangosbeszélő segítségével az emberek pontosan tájékoztathatók és felszólíthatók az evakuálásra vagy az épületben maradásra, ugyanis az emberek a beszédre sokkal gyorsabban reagálnak, mit bármely más jelzésre. Vészhelyzetben a késlekedés, a zűrzavar vagy a személyi sérülés közvetlen kommunikáció segítségével jelentősen csökkenthető. Sokszor az emberek nem tudják, mit tegyenek, hová menjenek, ezért pánik törhet ki. Szóban ugyanakkor akár több nyelven is ismertetni lehet a menekülési és az evakuálási útvonalakat, ami különösen fontos például a nemzetközi konferenciaközpontokban, szállodákban vagy repülőtereken. Az elektroakusztikus vészjelző elektronikusan előállított, akusztikus jeleket és beszédet alkalmaz riasztásra. Általában a tűzjelző rendszer riasztására automatikusan aktiválódik, és az evakuálás folyamata előre programozott menetrend szerint megindul. A jelzés riasztással indul, ezt követi egy előzetesen eltárolt szöveg bemondása azon az emeleten, ahol a tüzet észlelték, illetve az alatta és a felette levő emeleteken. Gyakori a kétlépcsős riasztás, azaz az egyik épületrészben az evakuálásra történő riasztás és figyelmeztetés a másikban. A rendszer kezdetben automatikusan üzemel, később (pl. a tűzoltók megérkezése után) kézi működtetésre térnek át. A nagy épületekben, ahol sokan élnek, ugyanakkor korlátozott a lépcsőházak kapacitása, nem lehetséges a lakosokat egyszerre evakuálni. Ekkor a hangosbemondón lépcsőzetes evakuálásra kell utasítást adni. Elektroakusztikus vészjelzést alkalmaznak olyan épületekben is, ahol az emberek az épület alaprajzát vagy a menekülési utakat nem ismerik. A riasztórendszert gyakran egyéb kommunikációs célra is használják. 1
Az elektroakusztikus vészjelzőket az 1960-as évek végén Kanadában alkalmazták először. A 70-es években az Egyesült Államok tűzvédelmi szakemberei is felismerték a beszéd előnyét a hagyományos riasztással szemben az evakuálás során, és átvették a kanadai tapasztalatokat. Észak-Amerikában a tűzvédelmi előírások szerint minden hét és több emeletes házban, valamint azokban az épületekben, ahol 50 főnél többen tartózkodhatnak, elektroakusztikus vészjelzőt kell felszerelni. Az Egyesült Államokban a tűzjelző berendezések 30–35%-a rendelkezik hangriasztóval. Miután a rendszerek nagyok, gyakran több kiszolgáló egység található a házakban. A rendszerek integrált tűz- és vészjelző rendszerek, azaz rendelkeznek központi berendezéssel az egyidejű tűzjelzéshez és hangriasztáshoz, illetve optikai jeladókkal. A rendszer lehet központi vagy alközpontokkal kiépített, decentralizált. Napjainkban az Egyesült Államokban egycsatornás rendszereket alkalmaznak, de terjed a kétcsatornás rendszerek használata is. Kanadában háromcsatornás rendszerek üzemelnek. Az analóg audio-rendszerek mellett megjelentek az első digitális nyolccsatornás rendszerek is. Üzemi feszültségük 25 vagy 70 V, gyakran rendelkeznek tűzjelző telefonrendszerrel is. Háttérzene-szolgáltatást vagy hívórendszerként történő üzemeltetést Észak-Amerikában korábban nem engedélyeztek, a hangosbeszélő nem megfelelő ellenőrzése miatt, ezt a korlátozást azonban időközben feloldották. Ázsiában, a Csendes-óceáni térségben és Közép-Keleten az elektroakusztikus vészjelzők alkalmazása az észak-amerikaihoz hasonlóan történik. A rendszerek üzemi feszültsége 25, 70 vagy 100 V, háttérzene szolgáltatására, illetve hívórendszerként is alkalmazzák. Az európai országokban több éve alkalmaznak már elektroakusztikus tűzjelzőket. Nagy-Britanniában, Hollandiában és a skandináv országokban a rendszert szabványosították. Jellemző a központi, egycsatornás kiépítés. Az analóg rendszerek mellett itt is megjelentek az első digitális nyolccsatornás rendszerek. Üzemi feszültségük 100 V. Európában követelmény a riasztórendszer jó hallhatósága és az érthető beszéd. Az első európai szabvány 1998-ban jelent meg (EN 60849, elektroakusztikai vészjelzők) és szabályozza többek között a rendszer működését, az ellenőrzést, az üzembiztonságot, a vészjelző rendszer kiépítését és a tartalék áramellátást. Minősített termékszabvány Európában azonban még hiányzik. Németországban ez idáig még nem szabványosították az elektroakusztikus vészjelzőket és az EN 60849 szabványt sem ismerik. Nagy-Britanniában 1990-től a 8 emeletnél magasabb irodaházakban hangosbeszélővel támogatott lépcsőzetes evakuálási tervet kell készíteni. A digitális jelfeldolgozás lehetővé teszi több, különböző hangjelet adó hangcsatorna egy digitális rendszerbe történő egyidejű átvitelét, különböző hangosbeszélő csoportokon át. A gyors adatátvitellel kiváló minőségű zeneés képátvitel valósítható meg. Digitális erősítővel az erősítés hatásfoka 80%nál nagyobb lehet. A vészjelzők akkumulátorainak áramfelvétele és kapacitá 2
sa az analóg erősítőkének a fele, miután utóbbiaknál a betáplált energia 40– 50%-a hővé alakul. Az elektroakusztikus vészjelzőket soros adatátviteli egységekként is alkalmazzák, ami megkönnyíti a rendszer egyes elemeinek paraméterezését, csökkenti a kábelezési igényt, a beruházási költségeket és a rendszernek optimális rugalmasságot biztosít. A karbantartás hatékonyságát növelik a távdiagnosztizálási lehetőségek. Gázérzékelők (elektrokémiai cellák, félvezetők) Az RWE Energie AG niederaussemi erőműve szénkezelő berendezésében 1991-ben bekövetkezett tűzeset után felmerült az igény a poros környezetben is működő tűzérzékelők alkalmazása iránt. Ekkor fejlesztették ki a gázérzékelő/jelzőrendszereket (GSME, Gas-Sensor-Melde-Einheit), amelyek poros környezetben is biztosan detektálják a tüzet, a hagyományos optikai füstérzékelőkkel vagy füstelszívókkal szemben. A gázérzékelőket már több német, lengyel, dán és spanyol erőműben alkalmazzák. A tűz – különösen a parázsló tűz – első detektorai a felszabaduló gázok félvezető gázérzékelőkkel való meghatározásán alapultak. A gázmolekulák az érzékelőhöz való diffúziójuk során szűrőn haladnak át, amely megakadályozza a por vagy a víz behatolását. Minden tűzfajtát egy-egy jellemző hang jelez. Mikro ellenőrzőegységgel értékelik az érzékelő amplitúdó-jeleit, azok időbeli lefolyását és meghatározott kioldási kritérium esetén bekövetkezik a riasztás. A GSME rendszereknél alkalmazott érzékelők az alábbi gázokra szelektívek: – a szerves anyagok égése és a szén hideg oxidációja során keletkező szén-monoxid – fa, papír, szén és fémparázs nedvesség jelenlétében keletkező, illetve a víz elektromos, kémiai vagy katalitikus átalakítása (akkutöltés, korrózió, szén elgázosítása) során keletkező hidrogén – szerves anyagok (fa, papír, szén, műanyag) teljes égése során keletkező szénhidrogének – forró gázoknál és motoroknál keletkező nitrogén-oxidok. A GSME-L3/HC érzékelő a port és a vizet nem, a gázt viszont átereszti. A nagynyomású, folyamatos vízsugár vagy a vízpermet a pórusokon áthatol. Bajonettzáras rendszer megkönnyíti a rendszer szerelését. A normál üzem, a riasztás és a zavar jeleit három LED jelzi. A teljesítményfelvétel 2 VA, ami túlnyomórészt az érzékelők fűtésére fordítódik. A detektálás H2-re, CO-re és hosszú láncú szénhidrogénekre érzékeny gázérzékelőkkel történik. A GSME-L1 érzékelők tervezése során nehézséget jelent a hagyományos füstérzékelőkkel való kompatibilitás biztosítása. Az érzékelőt és a kiértékelő elektronikát szabványos műanyag házba építik be a portól és a kondenz 3
víztől való védelem céljából. A teljesítményfelvétel 1 VA-nál kisebb. A jelzés két színben (zöld: normál üzemmenet, piros: riasztás vagy narancssárga: zavaró hatás) üzemel. A detektálást szénhidrogénekre és nitrogén-oxidokra érzékeny érzékelőkkel végzik. A hőérzékelők működését hőellenállás segíti. A jelek központi fogadását és továbbítását két módon valósítják meg: – A kisebb berendezéseknél egy speciálisan kialakított központ áll rendelkezésre. Az érzékelőktől a központig haladó adatátvitel és az érzékelők áramellátása kétvezetékes busz rendszeren át valósul meg. Egy központba max. 30 GSME-érzékelő köthető be. A riasztás késleltetése és az érzékelő érzékenysége programozható. A riasztási vagy a zavaró jelek kapcsolón, telefonon vagy rádión vihetők át. Speciális riasztó/hívó sorozatok is programozhatók. A központba a paraméterek modemeken át érkeznek be és biztonsági rendszerekkel korrigálhatók, illetve megváltoztathatók. Az üzemeltetési költségek alacsonyak. Az érzékelők beállítása a környezeti feltételek változásához illeszthető és optimálható. – A nagyobb berendezéseknél, ill. a már meglevő berendezések összekapcsolásakor az érzékelőket közvetlenül kötik be a központba. Ennek érdekében az érzékelőket a tűzjelző központhoz kell elrendezni. Az érzékelők áramellátását külön hálózat biztosítja. Integrálni lehet különféle érzékelőrendszereket: határérték elven működő érzékelőket, impulzus érzékelőket, a SigmaSys huroktechnikáját és a SecuriPro rendszert. A gázérzékelők alkalmazhatók a hagyományos optikai érzékelőket elszennyező környezetben is. Nagyobb érzékenységgel észlelik a parázslást, mielőtt nyílt láng keletkezne belőle. További speciális alkalmazási területeik: – Alkalmazás szénbunkerben. A Rheinbraun Rt. Ville Berrenrath-i erőművében GSME-HC érzékelőt telepítettek közvetlenül a szénsiló felett. A silót szállítószalag tölti meg szénnel. A szénport elszívják, a területet rendszeresen nedvesen tisztítják. A területen a CO-koncentráció nagy (100 ppm-nél nagyobb) a szén hideg oxidációja miatt. Parázsló tűz vizsgálata során az érzékelő környezetében a COkoncentráció 15–30 ppm-mel növekedett. A CO-érzékelőket egy héten keresztül vizsgálva a jelek nem tértek el a normál üzemvitel esetén tapasztalt jelektől. A CO-érzékelő tehát nem alkalmazható a tűz detektálására. A szénhidrogén-detektorok jeleinek egyhetes vizsgálatakor a jelek tűz esetén 10–20-szor nagyobbak voltak, mint normál üzemmenet esetén. A szénhidrogén- és a CO-érzékelők jeleinek összekapcsolásával jó detektálhatóság és érzékenység valósítható meg. A GSME-HC érzékelő nagy CO-koncentrációjú környezetben is alkalmazható. – Alkalmazás gipszfeldolgozó üzemben.
4
A gipsz és hasonló tulajdonságú építőanyagok tárolásánál és feldolgozásánál a normál üzemvitel során keletkező nagy mennyiségű por lerakódik a felületeken, és behatol a nyitott elektronikus rendszerekbe, így többek között az optikai füstérzékelőkbe. Porálló tűzjelzők korlátozás nélkül alkalmazhatók. Az érzékelők elhelyezésének tervezésekor figyelembe kell venni, hogy az érzékelőhöz éghető gázok vagy aeroszolok kerülhetnek. Motorok kipufogógázai nem kerülhetnek közvetlenül az érzékelőkhöz, mert hasonló jelet adnak, mint a nyílt folyadéktüzek. – Alkalmazás szűrők ellenőrzésére. Gázérzékelőkkel detektálhatók az atomerőművekben alkalmazott aktív szén szűrőkön keletkező tüzek. Az E-ON Rt. által a brokdorfi erőműben végrehajtott vizsgálat kedvezőnek minősítette a gázérzékelők parázsló tűz detektálására való alkalmazását. A radiológiai laboratóriumban végzett vizsgálat szerint a radioaktív sugárzás nem károsította a félvezető gázérzékelőket. A levegőztetőberendezések átalakításával további mérőrendszereket fejlesztettek ki. Tűzvédelem a számítástechnikai berendezéseknél A számítástechnikai berendezések és a kapcsolótermek nagyon tűzveszélyesek az esetleges rövidzárlatok, a nem megfelelő hűtés, a műanyag kábelek, ill. a gépek és kapcsolószekrények alkatrészeinek túlhevülése miatt. A keletkező tüzeket a folyadéktüzekhez hasonló tulajdonságuk miatt nehéz oltani. Problémát okoz továbbá a nagy mennyiségű, korrozív alkotórészeket tartalmazó füstgáz keletkezése, amely a tűztérben gyorsan továbbterjedve helyreállíthatatlan károsodást okoz a berendezésekben és adatvesztést okoz. Az információtechnikai (IT) területeken keletkező tüzek a tűz során fellépő magas hőmérsékletek miatt okoznak problémát. A számítógéppel támogatott folyamatok világszerte egyre terjednek. Az érintett társaságok kedvező költségű és biztonságos adatgyűjtő rendszereket keresnek, IT-szakértők pedig korszerű IT- és telekommunikációs szerver, internet és adatgyűjtő központokat ajánlanak. A szállítók az ügyfeleik számára a rendszereik teljes körű biztonságát garantálják, amelyben a tűzvédelem is fontos szerepet játszik. A Redbus Interhouse brit társaság az IT-központjaihoz nagynyomású vízködöt előállító berendezést szállít, mert az IT és a telekommunikációs központok oltásához sem a hagyományos locsolórendszerek, sem a gázzal oltó berendezések nem alkalmasak. A locsolórendszereknél alkalmazott nagy oltóanyag-térfogat miatt fennáll a veszélye az elektromos berendezések meghibásodásának. Ezek a rendszerek a hatáskörzetükben biztosítják a tűztér jó hűtését, a szerver szobákban és az adatátviteli kábeleknél jellemző elfedett tüzekhez azonban nem, vagy csak rosszul érnek el. A tüzek terjedése és a füstgázok képződése nem akadályoz 5
ható meg megfelelően. A füstgázképződés és a nagy mennyiségű oltóvíz miatt a tűz megközelítése és a tájékozódás lehetősége csak korlátozott vagy lehetetlen, ami jelentős egészséget veszélyeztető forrás a veszélyben levők és a sérültek, illetve a mentésben részt vevők számára. Szóba jöhet a rendszer átépítése vagy átalakítása az oltóberendezés illesztése érdekében, ezt azonban a gyakorlatban nem alkalmazzák. A CO2-vel végzett oltás nem biztosít hűtőhatást a tűztérben, így gyakran jelentős a hőterhelés. További probléma a gáz toxikus volta. Az oltás és a mentés megnehezítése mellett az érintett helyiségekbe csak légzésvédővel vagy gondos szellőztetés után lehet belépni. A kiáramló oltógáz a sebesültek életét veszélyezteti, az oltáshoz szükséges nagy CO2-koncentráció halált okozhat. Az IT-rendszerek esetében olyan hatékony és biztonságos oltási technológia szükséges, amelynél az alkalmazott oltóanyag nem károsítja a berendezéseket. Alternatív oltóanyagként ajánlják a tiszta, 100 bar nyomással elporlasztott vízköd alkalmazását. A cseppátmérő csökkentésével a hagyományos rendszerekhez képest megnő a hőátadás felülete. A porlasztott ködcseppek átmérője 10–150 µm, ami kedvez az oltásnak. A kis cseppek a gázhoz hasonlóan mozogva érik el az érintett területet. A nagynyomású vízköd alkalmazásakor az alábbi hatások lépnek fel: – Hűtőhatás: a nagy reakciófelület megteremti a lehetőséget az energiafelvételhez, amely során hasznosítják a víz oltóanyag hőelvonási képességét. A tűztérbe való belépésnél a csepp elvonja a hőenergiát, párologni kezd és további hőenergiát vesz fel. Minden oltóanyag közül a víznek a hőkapacitása, ill. a párolgási entalpiája a legnagyobb. A hőmennyiség, amely a csepp átmérőjének a függvényében 1 másodperc alatt 1 dm3 vizet 1 oC-al melegít fel, 100 µm cseppátmérőnél 12 W/L.K, 500 µm cseppátmérőnél 1 W/L.K. A gázzal oltó rendszereknek nincs hűtőhatásuk, ezért csak gáztömör, megfelelő nyomásmentesítővel felszerelt terekben alkalmazhatók. – Inertizáló hatás, amely során a vízköd a környező levegővel a tűztérbe kerül és ott a magas hőmérsékleten elpárolog. A folyamat végbemenetelének előfeltétele a cseppek µm-es mérete. A több, mint 1600szoros térfogatnövekedés a víz elpárolgásakor a tűztérben a levegő oxigéntartalmát kiszorítja, vagyis a helyi O2-koncentráció csökken és a tűz végül elalszik. A gáz oltóanyagokkal ellentétben a nagynyomású vízköd alkalmazásakor a párolgás miatt a tűztérben csak lokális inertizálás megy végbe, vagyis az O2koncentráció csak jelentéktelen mértékben változik. Ez az ott tartózkodó személyek miatt fontos, mert számukra így a tér nem veszélyes. A nagynyomású vízköd alkalmazásánál vannak egyéb kedvező hatások is, amelyek nem közvetlenül a tűzoltást szolgálják. Az égés során keletkező hidrofil gázok alkotóelemei jól oldódnak a ködcseppekben vagy lerakódnak (pl. a korom). A füstgázemissziók és az általuk okozott károsodás így jelentős 6
mértékben csökkenthető. A vízköd a füstgázmosóhoz hasonlóan működik, ami különösen az adatátviteli kábelek és a szerverek estén fontos, ahol nagy mennyiségű PVC-vel kell számolni az égés során. A vízköd azon képessége, hogy a hőmérsékletet más oltóanyagnál gyorsabban csökkenti és a füstgázokat kimossa, az emberek védelménél fontos. A vízköd alkalmazása tehát ideális azon környezetben, ahol emberek tartózkodnak. Az amerikai környezetvédelmi hatóság és a nemzeti tűzvédelmi társaság által végzett vizsgálatok során megállapították, hogy a vízköd mint oltóanyag nem veszélyezteti az embereket, a finom vízködcseppek nem okoznak fulladást, amint azt korábban állították. A levegő oxigéntartalmának a csökkentése sem jelent veszélyt, mert ez csak helyileg, a láng környezetében valósul meg. A tűz vízköd oltóanyaggal végzett oltása 16–18%-os oxigéntartalom mellett valósul meg, a vízköd embereket veszélyeztető hatása kizárható. A vízköddel oltó rendszerek előzetes jelzés nélkül alkalmazhatók. A tűzoltók bemehetnek a tűztérbe az oltóberendezés üzemelése alatt. A nagynyomású vízköd alkalmazása során a köd gázhoz hasonló szétterülése miatt a porlasztókat le kell fedni. A rendszerhez kis (10–50 mm belső) átmérőjű csövek elegendőek, ami a szerelést és telepítését egyszerűbbé teszi. A szivattyú, a vízellátó és a nyomástartó rendszer helyigénye csökken. (Regősné Knoska Judit) Kupfer, H.: Elektroakustische Notfallwarnsysteme für den Brandfall. = Technische Überwachung, 42. k. 10. sz. 2001. p. 13–15. Kelleter, J.: Effektiver Brandschutz in Industrieanlagen mit Gassensoren. = Technische Überwachung, 42. k. 10. sz. 2001. p. 16–19. Kopp, R., Fischer, N.; Sprakel, D. K.: Brandschutz bei EDV-Anlagen. = Technische Überwachung, 42. k. 10. sz. 2001. p. 20–22.
7
