Moduły w systemach oddymiania: Funkcje i zastosowanie

Moduły w systemach oddymiania, takie jak te stosowane w centralach oddymiania RZN oraz centralach przewietrzania GVL, a także w Uniwersalnej Centrali Sterującej Polon-Alfa UCS 6000, pozwalają na łatwą rozbudowę funkcjonalności systemu oddymiania oraz jego dostosowanie do specyfiki obiektu. Dzięki zastosowaniu odpowiednich modułów wewnętrznych możemy wzbogacić centralę o szereg dodatkowych opcji, organizując pracę siłowników okiennych w bardziej zaawansowany sposób. Moduły te mogą być wykorzystywane zarówno w centralach oddymiania, jak i centralach przewietrzania, stosowanych w systemach naturalnej wentylacji.

Znaczenie systemów oddymiania w bezpieczeństwie pożarowym

Trudno dziś wyobrazić sobie kompletną ofertę dotyczącą systemów przeciwpożarowych bez systemu odprowadzania ciepła i dymu, potocznie zwanego oddymianiem. Według najnowszych badań, największe zagrożenie dla osób przebywających w czasie pożaru w budynku jest spowodowane przez dym i toksyczne gazy, będące efektem spalania. Aż 90% ofiar pożarów w obiektach ginie wskutek zatrucia gazami. Dzięki specjalnym urządzeniom można odprowadzać trujące produkty spalania ze stref objętych pożarem lub zmniejszać ich stężenie.

W razie pożaru systemy wentylacyjne, odprowadzające dym i ciepło, tworzą i utrzymują przypodłogową przestrzeń wolną od dymu. Służą one jednocześnie do odprowadzania gorących gazów wydzielanych podczas pożaru w jego stadium rozwojowym. Stosowanie tych systemów do tworzenia obszarów niezadymionych, poniżej unoszącej się warstwy dymu, stało się powszechne. Skuteczny system oddymiania powinien:

• przeciwdziałać przedostawaniu się dymu i gorących gazów pożarowych poza strefę objętą pożarem;
• umożliwiać ewakuację ludzi z zagrożonej strefy;
• ułatwiać przeprowadzenie skutecznej akcji ratowniczo-gaśniczej poprzez zapewnienie odpowiedniej widzialności;
• zmniejszać straty materialne spowodowane działaniem dymu i wysokiej temperatury.

Uniwersalna Centrala Sterująca UCS 6000

Zrealizowanie powyższych postulatów jest możliwe w przypadku zastosowania nowej centrali sterującej UCS 6000 (Uniwersalna Centrala Sterująca) firmy Polon-Alfa. Jest to modułowe urządzenie mikroprocesorowe, które łączy w sobie funkcje centrali sygnalizacji pożarowej i uniwersalnego sterownika oddymiania z funkcją dziennego przewietrzania. Centrala jest przeznaczona do uruchamiania urządzeń przeciwpożarowych służących do oddymiania grawitacyjnego i mechanicznego (klapy oddymiające, klapy odcinające) i umożliwia:

• wykrywanie pożaru (zadymienia);
• uruchamianie automatyczne lub ręczne urządzeń przeciwpożarowych instalowanych w systemach oddymiania;
• akustyczne i optyczne sygnalizowanie stanów pracy zewnętrznych urządzeń sterowanych (alarm, uszkodzenie);
• automatyczną kontrolę zadziałania urządzeń przeciwpożarowych i wykonawczych (siłowniki, elektromagnesy, wentylatory itp.) systemu oddymiania;
• automatyczną kontrolę własnych układów i obwodów centrali;
• przekazywanie podstawowych informacji o alarmie, uszkodzeniu, stanie urządzeń przeciwpożarowych i wykonawczych systemom nadrzędnym (np. systemowi POLON 4000, systemowi IGNIS 1000 lub innym).

Centrala UCS 6000 może pracować indywidualnie jako jedno- lub wielostrefowy uniwersalny sterownik oddymiania lub w adresowalnych liniach/pętlach dozorowych central sygnalizacji pożarowej systemu POLON 4000.

Modułowość i konfiguracja UCS 6000

Ze względu na budowę modułową, uniwersalna centrala sterująca UCS 6000 może występować w wielu konfiguracjach, tworząc system central UCS 6000 o wydajności prądowej wyjść sterujących od 4 A do 64 A (osiem niezależnych stref oddymiania po 8 A). W zależności od potrzeb dotyczących sterowania i zasilania urządzeń przeciwpożarowych centrala może być wyposażona w następujące moduły funkcjonalne i akumulatory:

Moduły funkcjonalne

• MGS-60 4A, 8A (moduł głównego sterownika zawierający jeden moduł MGL 4 A lub 8 A):
  • nadzorowana linia wejściowa przyjmująca sygnał alarmu z zewnętrznej centrali sygnalizacji pożarowej;
  • linia zasilająca czujnik deszczu i (lub) wiatru (0,5 A/24 V);
  • linia przyjmująca sygnał z czujnika deszczu i (lub) wiatru;
  • przekaźnik alarmu PKA - nadzorowana ciągłość toru (1 A/24 V);
  • przekaźnik uszkodzenia PKU (1 A/24 V).
• MZU-60 (moduł zasilania uniwersalnego 16 A/24 V):
  • przekaźnik uszkodzenia zasilania PKUZ (1 A/24 V);
  • nadzorowane wyjście do zasilania urządzeń zewnętrznych (0,5 A/24 V).
• MGL-60 4 A, 8 A (moduł grupowo-liniowy, wersja 4 A lub 8 A):
  • konwencjonalna linia dozorowa (czujki szeregu 40);
  • konwencjonalna linia ręcznych przycisków oddymiania (przyciski szeregu PO-6X);
  • nadzorowane wyjście główne uniwersalnego zastosowania do sterowania urządzeniami przeciwpożarowymi i zasilania ich (siłowniki i napędy klap przeciwpożarowych, elektromagnesy oddzieleń przeciwpożarowych itp.) - 4 A/24 V lub 8 A/24 V;
  • linie kontrolne stanu przełączników krańcowych urządzeń przeciwpożarowych sterowanych i zasilanych przez wyjście główne;
  • linie przyjmujące sygnały z przycisków przewietrzających (OTWÓRZ, ZAMKNIJ).
• MPW-60 (moduł przekaźników wysokonapięciowych):
  • 2 programowalne przekaźniki wysokonapięciowe PK1 i PK2 (5 A/230 V);
  • 2 nadzorowane, programowalne linie kontrolne LK1 i LK2 (24 V).
• MKA-60 (moduł komunikacji adresowalnej) - do włączenia do adresowalnej linii dozorowej systemu POLON 4000.
• MPD-60 (moduł przekaźników dodatkowych):
  • 2 nadzorowane, programowalne przekaźniki PK1 i PK2 (1 A/24 V);
  • 2 nadzorowane, programowalne linie kontrolne LK1 i LK2 (24 V).

Moduły zasilaczy

• SP-150-27.5PLA - moduł zasilacza 150 W (5 A);
• SP-240-27.5PLA - moduł zasilacza 240 W (10 A);
• SP-500-27.5PLA - moduł zasilacza 500 W (20 A) w dwóch wykonaniach: SP1 i SP2.

Do każdego modułu zasilania uniwersalnego przypadają dwie sztuki akumulatorów 7,2-9 Ah.

Powyższe wyposażenie centrali, łącznie z akumulatorami, mieści się w obudowie małej - o wymiarach 400×400×160 dla łącznej obciążalności wyjść do 16 A - oraz dużej - o wymiarach 1150×630×190 dla łącznej obciążalności wyjść od 32 A do 64 A.

Wyzwalanie i detekcja zagrożeń

Do detekcji pożaru służy konwencjonalna linia dozorowa z czujkami szeregu 40. Można zaprogramować wariant alarmowania ze wstępnym kasowaniem (60 s) w celu eliminacji przypadkowych zadziałań.

W sekcji sterowania oddymianiem, uruchomienie urządzeń przeciwpożarowych jest możliwe w wyniku:

• zadziałania czujki na konwencjonalnej linii dozorowej;
• zadziałania ręcznego przycisku oddymiania;
• pojawienia się sygnału alarmu z zewnętrznej centrali sygnalizacji pożarowej, np. IGNIS 1000;
• otrzymania rozkazu z centrali systemu POLON 4000.

W przypadku otrzymania sygnału inicjującego następuje uruchomienie procedury oddymiania zgodnie z zaprogramowanym scenariuszem pożarowym danego obiektu. Blokowane są przyciski przewietrzania, ignorowane są sygnały z czujnika deszczu i (lub) wiatru.

Funkcjonalne i elastyczne sterowanie

Ze względu na swoją uniwersalność centrale UCS 6000 umożliwiają praktycznie każdy rodzaj sterowania za pomocą wyjść sterujących (moduł MGL-60), które można zaprogramować do pracy w trzech trybach.

Tryby pracy siłowników

• TRYB PRACY 1 jest przeznaczony dla urządzeń przeciwpożarowych wyposażonych w dwukierunkowe, sterowane dwu- lub trzyprzewodowo i zasilane napięciem stałym 24 V siłowniki (napędy) elektryczne.
• TRYB PRACY 2 jest przeznaczony dla urządzeń przeciwpożarowych wyposażonych w siłowniki (napędy) elektryczne (24 V) ze sprężyną. Siłowniki tego rodzaju są stosowane w odcinających klapach przeciwpożarowych. Siłownik ze sprężyną powrotną ustawia klapę w położenie pracy (pozycja DOZÓR), napinając w tym samym czasie sprężynę powrotną. Po zatrzymaniu siłownik jest cały czas pod napięciem do chwili, gdy zostanie przerwane zasilanie (w wyniku alarmu lub uszkodzenia). Energia zmagazynowana w naciągniętej sprężynie automatycznie ustawia klapę w położeniu bezpiecznym, czyli ALARM.
• TRYB PRACY 3 jest przeznaczony dla urządzeń przeciwpożarowych sterowanych przerwą prądową lub impulsem prądowym, wyposażonych w elektromagnesy lub elektrozawory zasilane napięciem stałym 24 V.

Uzasadnienia czasowe sterowań

Możliwe jest niezależne zaprogramowanie uzależnień czasowych dla każdego wyjścia sterującego:

• T1 - czas opóźnienia wysterowania;
• T2 - czas wysterowania;
• T3 - czas przerwy wysterowania.

Dodatkowo dla wyjścia sterującego WY w trybie pracy 3 (MGL-60) oraz dla przekaźników wysokonapięciowych (MPW-60) i niskonapięciowych (MPD-60) można zaprogramować również liczbę impulsów sterujących N. Programowane są również czasy kontroli zadziałania wyjść na liniach kontrolnych skojarzonych z wyjściami sterującymi WY oraz przekaźnikami PK1 i PK2:

• Tk1 - czas kontroli zadziałania linii kontrolnej LK1;
• Tk2 - czas kontroli zadziałania linii kontrolnej LK2.

Sterowanie oddymiającymi i odcinającymi klapami przeciwpożarowymi

Obecnie na rynku istnieje wiele rozwiązań służących do sterowania klapami przeciwpożarowymi. W przypadku klap oddymiających elementem wykonawczym jest napęd elektryczny, np. siłownik wrzecionowy, łańcuchowy lub zębatkowy. Do sterowania zazwyczaj wykorzystuje się dwa przewody. Ruch siłownika (lewo - prawo, góra - dół) odbywa się po podaniu napięcia stałego 24 V na silnik elektryczny, przy czym polaryzacja tego napięcia określa kierunek ruchu. Siłowniki ze sterowaniem trzyprzewodowym są stosowane rzadziej, a zmiana kierunku obrotu odbywa się poprzez przełączanie napięcia między przewodami.

W przypadku klap odcinających elementem wykonawczym jest siłownik ze sprężyną powrotną. Centrala UCS 6000 jest przygotowana do pracy z takimi urządzeniami, niezależnie od tego, czy musi wysterować siłownik dwuprzewodowy, trzyprzewodowy, czy elektromagnes sterowany przerwą lub impulsem prądowym. Do sterowania tymi urządzeniami i zasilania ich przeznaczone jest dedykowane wyjście przekaźnika głównego, umieszczone na module MGL-60. Maksymalna liczba modułów MGL-60 w centrali to 7 + 1 w MGS-60. Adres modułu ustawia się za pomocą przełączników obrotowych. Wyjście przekaźnika głównego jest wyjściem uniwersalnym i może być zaprogramowane w trzech trybach pracy z odpowiednimi parametrami czasowymi. Ponadto można zaprogramować kontrolę ciągłości zasilania (rezystory końcowe 5,6 kΩ) oraz kontrolę stanu przełączników krańcowych urządzeń przeciwpożarowych sterowanych i zasilanych za pomocą wyjścia głównego.

Funkcja Deadlock (forsowanie klap)

Przy niekorzystnych warunkach atmosferycznych zewnętrzne klapy lub okna mogą przymarznąć. Moduł MGL-60 centrali UCS 6000 umożliwia zaprogramowanie funkcji deadlock, czyli funkcji forsowania klap. W przypadku zadeklarowania funkcji forsowania, po uruchomieniu wyjścia głównego w stanie alarmu pożarowego następuje cykliczne, chwilowe przestawianie kierunku pracy siłowników (napędów) w odstępach dwuminutowych przez 30 minut. W przypadku zastosowania siłowników lub napędów samohamownych (z wyłącznikami przeciążeniowymi) możliwe jest zaprogramowanie wyłączania zasilania i sterowania siłownikiem po osiągnięciu pozycji krańcowej, co ogranicza zużycie energii elektrycznej.

Kontrola stanu krańcówek

Aby wymagania scenariusza pożarowego dla obiektu były spełnione, stan urządzeń wykonawczych (klap) powinien być monitorowany. W przypadku UCS 6000 możliwa jest kontrola stanu (położenia) tych urządzeń poprzez kontrolę stanu dedykowanych wejść modułów MGL-60, do których podłączone są styki przełączników krańcowych sterowanych urządzeń. Możliwe jest sprawdzanie tylko stanu przełączników krańcowych (czy są zwarte, czy rozwarte). Ponadto można nadzorować ciągłość linii przełączników krańcowych (zwarcie albo przerwa). W przypadku zaprogramowania nadzoru nad ciągłością linii przełączników krańcowych należy również zaprogramować kontrolę stanu. W przeciwnym razie centrala zgłasza nieprawidłową konfigurację jako uszkodzenie systemu.

Podłączenie siłowników i dobór okablowania

Centrala UCS 6000 umożliwia podłączenie przewodów siłowników o maksymalnym przekroju 4 mm² (żyła w postaci drutu miedzianego). Ze względu na znaczny pobór prądu (spadek napięcia na linii) przez siłowniki klap należy dobrać odpowiedni przekrój przewodów łączących siłowniki z centralą. Wymagany przekrój przewodu z żyłami miedzianymi można wyznaczyć, posługując się zależnością:

S = 0,015 × I × L

gdzie:

• S - przekrój przewodu [mm²]
• I - przewidywany prąd obciążenia [A]
• L - długość przewodu [m]

Dzienna wentylacja - przyciski przewietrzania

Centrala UCS 6000 umożliwia dzienne przewietrzanie. Do sterowania oknem lub klapą wentylacyjną (do otwierania i zamykania) służą przyciski przewietrzania, które są podłączane do dedykowanych zacisków modułu MGL-60. Przewietrzanie jest realizowane przez każdy moduł MGL-60 niezależnie (indywidualnie). Wspólny jest tylko czujnik deszczu/wiatru podłączany do modułu MGS-60.

Tryby przewietrzania

• W trybie 1 przewietrzania okna lub klapy są otwierane (albo zamykane), dopóki wciśnięty jest przycisk OTWÓRZ (albo ZAMKNIJ). Tym samym można uchylić (ustawić) okno lub klapę w dowolnej pozycji. Dodatkowo można ustawić czas automatycznego zamknięcia Tp2 okien lub klap wentylacyjnych.
• W trybie 2 przewietrzania jednokrotne wciśnięcie przycisku OTWÓRZ (albo ZAMKNIJ) powoduje otwarcie (albo zamknięcie) okien lub klap wentylacyjnych. W tym trybie można dodatkowo ustawić parametry czasowe przewietrzania:
  • czas otwarcia okien lub klap wentylacyjnych (Tp1);
  • czas automatycznego zamknięcia okien lub klap wentylacyjnych (Tp2).

W trybie 2 do modułu MGL-60 można przyłączyć - zamiast przycisków przewietrzających - zewnętrzny programowany zegar sterujący z dwoma stykami OTWÓRZ i ZAMKNIJ. W ten sposób można niezależnie sterować przewietrzaniem i dodatkowo wykorzystać w tym celu urządzenia automatyki pogodowej - czujnik deszczu i (lub) wiatru. W przypadku alarmu pożarowego działanie przycisków przewietrzających jest zablokowane. W centrali UCS 6000 w wersji wielostrefowej, w przypadku alarmu w jednej strefie, otwarte wcześniej w pozostałych strefach klapy do dziennej wentylacji zostaną niezwłocznie zamknięte.

Sterowanie wentylatorami oddymiającymi

W systemach sterowania oddymianiem stosowane są wentylatory wyciągowe i nawiewne w celu utrzymania stref wolnych od dymu. Uruchomienie wentylatorów, w zależności od scenariusza pożarowego obiektu, może nastąpić albo w wyniku opóźnienia sygnału sterującego wentylatorami względem sygnału sterującego klapami, albo po otrzymaniu sygnału zwrotnego potwierdzającego otwarcie (lub zamknięcie) klap w strefie objętej pożarem. Zastosowanie blokady uruchomienia wentylatorów do czasu potwierdzenia przejścia klap w pozycje bezpieczeństwa może, w przypadku uszkodzenia łączników krańcowych, doprowadzić do unieruchomienia systemu oddymiania. Centrale systemu UCS 6000 mogą sterować wentylatorami na oba sposoby. Projektant systemu może zdecydować, jaki sposób sterowania będzie najbardziej odpowiedni, tym bardziej, że centrala UCS nadzoruje stan (położenie) klap przeciwpożarowych.

Moduł przekaźników wysokonapięciowych MPW-60 umożliwia sterowanie urządzeniami przeciwpożarowymi zasilanymi z sieci napięcia przemiennego 230 V poprzez przekaźniki PK1 i PK2. Ponadto możliwe jest monitorowanie stanu urządzeń przeciwpożarowych sterowanych przekaźnikami PK1 i PK2 za pomocą wejść linii kontrolnych. W centrali mogą znaleźć się maksymalnie cztery moduły MPW-60. Adres modułu ustawia się za pomocą przełączników obrotowych. Programowalne przekaźniki ze stykami bezpotencjałowymi PK1 i PK2 można wykorzystać do sterowania urządzeniami wykonawczymi instalacji oddymiania (do ich załączania i wyłączania), między innymi do sterowania wentylatorami nawiewnymi lub wywiewnymi (w zależności od potrzeb), kurtynami i roletami dymowymi, oddzieleniami przeciwpożarowymi. Linie wyjściowe przekaźników PK1 i PK2 są dodatkowo zabezpieczone bezpiecznikiem topikowym o nominale 6,3 A/250 V.

Ponadto można zaprogramować uzależnienia czasowe przekaźników PK1 i PK2. Programując kontrolę (potwierdzenie) zadziałania przekaźników, można ustawić dodatkowo czas na potwierdzenie zadziałania. W przypadku braku potwierdzenia w zaprogramowanym czasie centrala UCS 6000 zgłasza uszkodzenie. Jeżeli centrala UCS 6000 współpracuje z centralą systemu POLON 4000, ta ostatnia będzie dodatkowo sygnalizować odpowiednie komunikaty alarmów technicznych (w dozorowaniu i alarmie) lub uszkodzeń niemaskowalnych (w alarmie). W przypadku modułu przekaźników dodatkowych MPD-60 mamy do dyspozycji dwa przekaźniki niskonapięciowe o obciążalności 1 A/24 V.

Nadzór i kontrola nad systemem oddymiania

Centrala systemu UCS 6000 zawiera jeden moduł głównego sterownika MGS-60, który kontroluje cały system oddymiania poprzez sprawowanie funkcji nadzoru i sterowania pozostałymi modułami funkcjonalnymi systemu UCS 6000 oraz posiada dedykowane wejścia i wyjścia do podłączenia tych elementów systemu, które są wspólne dla wszystkich modułów, niezależnie od wersji prądowej systemu (4A, 8A, 16A, 32A, 48A, 64A).

Do modułu głównego sterownika można przyłączyć:

• zewnętrzny, nadrzędny SSP (centrale systemu POLON 4000);
• zewnętrzny, nadrzędny SSP (konwencjonalny, np. centrale systemu IGNIS 1000);
• zewnętrzny system monitorowania lub sygnalizacji;
• czujnik deszczu/wiatru do sterowania pogodowego.

Zasilanie systemu oddymiania

Podstawowym źródłem zasilania systemu oddymiania, sterowanego i kontrolowanego przez centralę systemu UCS 6000, jest sieć elektroenergetyczna 230 V/50 Hz. Zmiana napięcia o +10% i -15% nie ma wpływu na poprawną pracę centrali. Jednoczesne zasilanie centrali oraz buforowanie lub ładowanie baterii akumulatorów dołączonej do modułów MZU-60 zapewniają wewnętrzne zasilacze, które wytwarzają napięcie o wartości regulowanej przez moduły MZU-60 w zależności od stopnia naładowania baterii rezerwowych.

Zasilacze centrali umożliwiają pobór prądu:

• do 5 A w sposób ciągły, przez moduł zasilacza SP-150-27.5PLA;
• do 10 A w sposób ciągły, przez moduł zasilacza SP-240-27.5PLA;
• do 20 A w sposób ciągły, przez moduł zasilacza SP-500-27.5PLA.

Na etapie projektowania instalacji należy sprawdzić, czy całkowity prąd, który będzie pobierany z zasilaczy centrali, nie przekroczy wyżej podanych wartości. Podczas sprawdzania należy wziąć pod uwagę sumę wszystkich prądów pobieranych jednocześnie z zacisków centrali, łącznie z prądem zasilania samej centrali. Należy również zwrócić uwagę na dopuszczalne wartości prądów poszczególnych wyjść.

W przypadku zaniku napięcia w sieci, rezerwowym zasilaniem centrali jest bateria akumulatorów o napięciu znamionowym 24 V (2×12 V, 4×12 V, 6×12 V lub 8×12 V w zależności od konfiguracji sprzętowej centrali) i pojemności od 7,2 do 9 Ah. Przełączenie z zasilania zasadniczego na rezerwowe następuje samoczynnie, bez powodowania przerwy w zasilaniu. Podczas dozorowania, bez zasilania zasadniczego, z kompletem ostrzegaczy na linii dozorowej i podłączonym jednym ręcznym przyciskiem oddymiania PO-6X, lecz bez zasilania urządzeń dodatkowych, prąd pobierany przez centralę nie przekracza 120 mA.

Bateria akumulatorów jest ładowana samoczynnie przez urządzenie ładujące, które jest zintegrowane z modułem MZU-60 centrali. Prąd ładowania jest ograniczony do około 2,1 A. W stanie pełnego naładowania wartość prądu ładowania jest bliska zera, a napięcie buforowania powinno wynosić 27,3 V. Ogólna sprawność baterii i urządzenia ładującego jest stale kontrolowana, a uszkodzenia są sygnalizowane przez centralę. Moduł MZU-60 jest wyposażony w przekaźnik sygnalizacji uszkodzenia zasilania PKUZ (styki bezpotencjałowe). Wyjście umożliwia pobór prądu o natężeniu do 0,5 A i jest zabezpieczone bezpiecznikiem 630 mA.

Okablowanie w systemach sterowania oddymianiem

Wszystkie podłączenia elektryczne należy wykonać zgodnie z obowiązującymi przepisami odnoszącymi się do wytrzymałości ogniowej i mechanicznej oraz z zachowaniem parametrów określonych w dokumentacji techniczno-ruchowej central UCS 6000 (odpowiedniej rezystancji). Połączenia elektryczne można wykonać przewodami nieekranowanymi, za wyjątkiem przewodu łączącego centralę UCS 6000 z centralą systemu POLON 4000 (zalecany jest przewód instalacyjny YnTKSYekw 1×2×0,8 mm). Poniżej zestawiono obwody systemów oddymiania wraz z wymaganiami dotyczącymi niepalności i wytrzymałości ogniowej przewodów.

Zgodnie z rozporządzeniem należy dobierać takiej klasy kable PH bez podanego wyróżnika liczbowego (odpowiadającego czasowi odporności ogniowej), która gwarantuje ciągłość dostawy energii i sygnału przez wymagany czas. Zgodnie ze stosowaną klasyfikacją mogą to być kable PH30, PH60 lub PH90.

tags: #modul #mgl #oddymianie