Kanałowe czujki dymu

Systemy wentylacji bytowej i klimatyzacji stają się coraz bardziej rozbudowane i zaawansowane konstrukcyjnie. Są one bardzo ważną częścią instalacji budynku w kontekście zapewnienia bezpieczeństwa pożarowego.

Kanałowe czujki dymu są rozwiązaniem pomagającym zapobiegać powstaniu pożaru, jego rozprzestrzenianiu oraz minimalizują oddziaływanie towarzyszących mu czynników, takich jak rozchodzenie się dymu w obiekcie poprzez kanały wentylacyjne. Składają się z czujki dymu optycznej lub jonizacyjnej, montowanej wewnątrz obudowy chroniącej przed wpływami środowiska zewnętrznego. Dotychczas osłony mogły być wprowadzane do obrotu po uzyskaniu certyfikatu zgodności z właściwą aprobatą techniczną. Za ich wydawanie odpowiedzialny jest Dział Aprobat CNBOP-PIB.

Polski Komitet Normalizacyjny opublikował w 2015 r. normę europejską dla czujek kanałowych (PN-EN 54-27:2015), która sankcjonuje wymagania techniczne oraz formalne w zakresie badania i certyfikacji tego wyrobu budowlanego. Dotychczasowe certyfikaty, wydane na podstawie aprobat technicznych, jak i certyfikatów europejskich, obowiązują do 11 marca 2019 r., kiedy to kończy się okres przejściowy określony we wspomnianej normie. Po tym terminie wszystkie kanałowe czujki dymu wprowadzane do obrotu będą musiały mieć certyfikaty stałości właściwości użytkowych wydanych na podstawie normy europejskiej PN-EN 54-27:2015.

Wymagania ogólne

Norma określa wymagania, metody badawcze oraz właściwości użytkowe dla czujek wykrywających dym w kanałach wentylacyjnych obiektów budowlanych. Są one elementem systemu wykrywania i sygnalizacji pożaru lub wręcz inicjują działanie systemu zabezpieczeń przeciwpożarowych.

Kanałowa czujka dymu (DSD) to czujka pożarowa nadzorująca, czy w kanale wentylacyjnym nie pojawia się dym i sygnalizująca wykrycie pożaru w momencie, gdy założona wartość progu zadziałania zostanie przekroczona. Wyróżnia się sześć typów takich czujek:

• DSD typu 1 - punktowa czujka dymu montowana wewnątrz kanału wentylacyjnego,
• DSD typu 2 - punktowa czujka dymu montowana wewnątrz kanału wentylacyjnego wraz z dodatkowym wyposażeniem pomiarowym (dodatkowe wyposażenie pomiarowe, takie jak wskaźniki optyczne, nie jest uwzględnione w normach serii EN 54),
• DSD typu 3 - punktowa czujka dymu montowana na zewnątrz kanału wentylacyjnego, z dodatkowym wyposażeniem mechanicznym umożliwiającym próbkowanie powietrza z kanału wentylacyjnego,
• DSD typu 4 - punktowa czujka dymu montowana na zewnątrz kanału wentylacyjnego, z dodatkowym wyposażeniem mechanicznym umożliwiającym próbkowanie powietrza z kanału wentylacyjnego i dodatkowymi elementami elektronicznymi,
• DSD typu 5 - czujka dymu zasysająca, której wszystkie otwory ssawne znajdują się wewnątrz kanału wentylacyjnego,
• DSD typu 6 - kanałowa czujka dymu działająca na innej zasadzie niż typy 1-5. Typ 6 obejmuje również czujki działające na zasadach opisanych w normach EN 54-7 i EN 54-20 ze zmodyfikowanymi ustawieniami czułości [1].

Kanałowe czujki dymu wykorzystują jeden lub więcej sensorów, jednak należy pamiętać, że sensory inne niż sensor dymu muszą spełniać wymagania właściwej normy serii EN 54.

Badania laboratoryjne czujek kanałowych

Największe zagrożenia wynikające z nieprawidłowego działania elementów systemu sygnalizacji pożarowej to: powstawanie fałszywych alarmów, opóźnione wykrycie lub niewykrycie pożaru, a w efekcie niezadziałanie elementów wykonawczych systemu (np. stałych urządzeń gaśniczych, dźwiękowego systemu ostrzegawczego). Wszystkie te zdarzenia mogą stać się przyczyną rozprzestrzenienia się pożaru na cały obiekt, zwiększonej liczby ofiar i poszkodowanych oraz dużych strat materialnych. Zmniejszają także poczucie bezpieczeństwa użytkowników obiektu.

Jednym z najważniejszych parametrów, w praktyce decydującym o wyborze konkretnego urządzenia, jest przydatność czujki do wykrywania określonego typu pożaru. Podczas badań prowadzonych w warunkach laboratoryjnych czujki mają wykryć w określonym czasie produkty spalania powstające w wyniku tzw. pożarów testowych - oznaczonych jako:

• TF2 szybki rozkład termiczny - piroliza drewna bukowego,
• TF4 płomieniowe spalanie tworzywa (pianki poliuretanowej),
• TF8 spalanie cieczy wydzielającej dym bez ciepła (dekalina).

Dobór testów jest uzasadniony tym, że test TF2 odpowiada powolnemu tleniu się drewna i rozkładowi termicznemu izolacji przeciążonych przewodów elektrycznych, TF4 charakteryzuje palące się materiały wykończeniowe z tworzyw sztucznych, natomiast TF8 - przechłodzone dymy o niewielkiej prędkości wznoszenia, przedostające się z objętego pożarem pomieszczenia na drogi ewakuacyjne [2].

Należy zdawać sobie sprawę, że w kanałach wentylacyjnych panują specyficzne warunki. Dlatego właśnie czujki muszą gwarantować prawidłową pracę co najmniej przy:

• prędkości powietrza od 1 m/s do 20 m/s,
• temperaturze od -10°C do +70°C,
• wilgotności względnej powietrza do 95% przy 40°C.

W kanale dymowym wykonuje się badanie powtarzalności (celem jest wykazanie, że czujka zachowuje się stabilnie i jej czułość nie zmienia się nawet po wielu stanach alarmu) i odtwarzalności (celem jest wykazanie, że czułość czujek nie różni się nadmiernie pomiędzy poszczególnymi próbkami), wykorzystując specjalny aerozol testowy. Celem badania jest obiektywna weryfikacja wartości, po której przekroczeniu czujka kanałowa zadziała, a także stałości tego parametru. Wartość progu zadziałania czujki jest wykorzystywana później do badania oddziaływania warunków środowiska (np. temperatury) na jej pracę. Po każdym badaniu klimatycznym, czyli np. poddaniu urządzenia niskiej temperaturze, sprawdza się wartość progu zadziałania: stosunek wartości progu zadziałania po narażeniu na zimno i wartości otrzymanej podczas badania odtwarzalności nie może być większy niż 1,6.

Próba szczelności przeprowadzana jest tylko dla kanałowych czujek dymu montowanych na zewnątrz kanału i próbkujących powietrze z kanału. Podczas badania wykorzystuje się pompę próżniową, za jej pomocą obniża się ciśnienie o 0,03 kPa/s aż do momentu uzyskania ciśnienia o wartości mniejszej o 1,2 kPa od ciśnienia otoczenia, po czym należy odłączyć pompę próżniową. Trzeba pamiętać, aby podczas badania wszystkie otwory próbkujące (ssawne) były zamknięte. Wzrost ciśnienia, jako efekt nieszczelności, nie może przekroczyć 0,12 kPa w czasie 60 s.

Testy pożarowe (TF2, TF4, TF8) weryfikujące czułość pożarową danego urządzenia przeprowadza się dla dwóch wartości przepływu powietrza: (1 ± 0,2) m/s i (20 ± 2,0) m/s, czyli w sumie należy wykonać ich sześć. Dopuszczalne jest regulowanie ilości paliwa, ustawienia sprzętu i warunków testu tak, aby uzyskać rzetelne wyniki.

Wymagania projektowe

Kanałowe czujki dymu mogą być wykonane z tworzywa sztucznego, materiałów kompozytowych lub metalu. Mają obudowę z otworami do zainstalowania gniazda pod czujkę, do obudowy przymocowana jest rurka zasysająca i wylotowa. Przewody instalacji elektrycznej doprowadza się jednym lub dwoma szczelnymi przepustami. Zadaniem czujek jest kontrolowanie powietrza w kanałach wlotowych oraz wylotowych powietrza w instalacjach wentylacyjnych oraz klimatyzacyjnych.

Osłona przeciwwietrzna tworzy komorę, w której znajduje się czujka dymu. Do komory doprowadza się niewielką część powietrza przepływającego przez kanał. Wraz z rurkami (zasysającą i wylotową) tworzy ona układ próbkujący powietrze.

Miejsce instalowania osłony powinno być starannie dobrane: tak, aby nie znajdowało się za blisko wlotu kanału, gdyż przy laminarnym ruchu powietrza może być wypełniona dymem tylko część kanału, ani też w zbyt dużej odległości od wlotu, gdyż dym może po drodze osadzić się na ściankach.

Aby uniknąć skutków turbulencji powietrza, czujki dymu lub rurki zasysające powinny być instalowane w prostym odcinku kanału, w odległości od najbliższego zagięcia, naroża lub połączenia, wynoszącej co najmniej trzykrotną wartość szerokości kanału.

Ze względu na ruch powietrza w kanale i jego wymuszony przepływ przez komorę osłony, znajdująca się wewnątrz czujka narażana jest na szybsze zanieczyszczenie niż taka sama czujka zainstalowana w normalnych warunkach. Należy w związku z tym okresowo kontrolować wizualnie urządzenie i usuwać nagromadzony pył z jego zewnętrznej powierzchni oraz z wnętrza osłony, np. odkurzaczem. Częstotliwość tych działań, podobnie jak terminy konserwacji, musi być dostosowana do lokalnych warunków i jest uzależniona przede wszystkim od środowiska dozorowania.

Kontrolę czujek należy przeprowadzać zgodnie z instrukcją instalowania i konserwacji, zwracając uwagę na zapewnienie szczelności osłony po każdym zabiegu konserwacyjnym.

***

Dzięki zastosowaniu osłon przeciwwietrznych możliwe jest nadzorowanie kanałów wentylacyjnych z szybkimi przepływami powietrza przez czujki dymu. Należy pamiętać, by stosować produkty certyfikowane przez notyfikowane jednostki certyfikujące i przebadane w akredytowanych laboratoriach. Zespół Laboratoriów Sygnalizacji Alarmu Pożaru i Automatyki Pożarniczej będący częścią CNBOP-PIB zajmuje się przeprowadzaniem badań dla kanałowych czujek dymu na zgodność ze stanowiskami do aprobat technicznych dla takich wyrobów, jak również na zgodność z normą PN-EN 54-27:2015, którą posiada w zakresie akredytacji. 

Tomasz Sowa, Tomasz Popielarczyk i Urszula Garlińska są pracownikami Zespołu Laboratoriów Sygnalizacji Alarmu Pożaru i Automatyki Pożarniczej w CNBOP-PIB
fot. Tomasz Sowa

Literatura:

• PN-EN 54-27:2015 Systemy sygnalizacji pożarowej. Część 27: Kanałowe czujki dymu.
• Wytyczne SITP WP-02:2010 Instalacje sygnalizacji pożarowej Projektowanie.

luty 2017