همه چیزدر مورد سیستم اعلام حریق

اکنون در بسیاری از ساختمان‌ها و مکان‌های مسکونی و صنعتی، سیستم‌های اعلام حریق گسترده‌ای استفاده می‌شود. این سیستم‌ها به منظور کاهش خسارات ناشی از حریق و همچنین آگاه ساختن ساکنین در صورت وقوع حریق، مورد استفاده قرار می‌گیرند. برای تشخیص حریق، از سه علامت اصلی آن یعنی دود، حرارت و شعله استفاده می‌شود.

این سیستم‌ها اغلب به دو نوع آنالوگ و آدرس‌پذیر ساخته می‌شوند. سیستم‌های آنالوگ و آدرس‌پذیر با وجود تفاوت‌هایی در فناوری و سطح پیچیدگی، یک اصل مشترک دارند و آن این است که از رله‌های آشکارسازها برای عملکرد استفاده می‌کنند. این سیستم‌ها شامل وسایلی مانند آژیرها، زنگ‌ها و فرمان‌گیرها هستند که در صورت وقوع حریق، ساکنین یا افراد داخل ساختمان را آگاه می‌سازند.

مراکز اعلام حریق به دو دسته معمولی (conventional) و آدرس‌پذیر (addressable) تقسیم می‌شوند که هر یک ویژگی‌ها و نحوه عملکرد متفاوتی دارند.

در سیستم‌های اعلام حریق، از دستگاه‌هایی به نام آشکارساز استفاده می‌شود که در مکان‌های مختلف مانند آشپزخانه، اتاق‌های بازرگانی، هتل‌ها و غیره نصب می‌شوند. این دستگاه‌ها وظیفه دارند تا حریق را تشخیص داده و آن را به ۵ نوع زیر اعلام کنند:

1. دتکتور دودی (Smoke Detector): این نوع آشکارساز بر اساس تشخیص دود کار می‌کند.

2. دتکتور نوری (Photoelectric Detector): از نور برای تشخیص دود استفاده می‌کند.

3. دتکتور یونیزاسیون (Ionization Detector): این آشکارساز بر اساس تغییرات در جریان یون‌ها حریق را تشخیص می‌دهد.

4. دتکتور حرارتی (Heat Detector):
– الف) مبنا بر درجه حرارت ثابت (Fixed Temperature): حرارت ثابتی را برای تشخیص حریق معیار قرار می‌دهد.
– ب) مبنا بر اساس افزایش ناگهانی (Rate-of-Rise Detector): تغییر سریع در دما را تشخیص داده و حریق را اعلام می‌کند.

5. دتکتور شعله (Flame Detector): از شعله برای تشخیص حریق استفاده می‌کند.

6. دتکتور مونوکسید کربن (Carbon Monoxide Detector): این دستگاه برای تشخیص نشت گاز مونوکسید کربن، که یک گاز سمی است، به کار می‌رود.

7. دتکتور ترکیبی دود و حرارت (Multi-Sensor Alarm): این نوع آشکارساز دود و حرارت را همزمان تشخیص می‌دهد.

پس از تشخیص حریق، اطلاعات به مرکز کنترل پنل ارسال می‌شود و از طریق خروجی‌های رله، دستوراتی مانند اطفاء حریق، تماس تلفنی، فعال ساختن هشداردهنده‌های عمومی یا آژیرها صادر می‌شود.

در بخش‌های بعدی این مقاله، به معرفی دو نوع کنترل پنل متعارف و آدرس‌پذیر خواهیم پرداخت.

انواع دتکتور و مفهوم آن

کلمه “دتکتور” یا “Detector” به معنای آشکارساز یا حس‌کننده است، که وظیفه تشخیص یا حس کردن چیزی را دارد. این المان‌ها برای پیشگیری یا انجام عملیاتی مانند اطفاء خطرات استفاده می‌شوند.

بسته به نیاز و کاربرد مورد استفاده، دتکتورها در مدل‌ها و طرح‌های مختلفی در دسترس هستند. سیستم‌هایی که از این دتکتورها برای اعلام خطر، صدور هشدار یا انجام عملیات اطفاء استفاده می‌شوند، به عنوان “سیستم اعلام حریق” شناخته می‌شوند.

انواع دتکتورهای رایج  در حوزه آتش نشانی از نظر نوع عملکرد 

دتکتورهای حریق به چند نوع مختلف تقسیم می‌شوند که هر کدام وظیفه‌های خاصی را انجام می‌دهند:

1. دتکتور دود (Smoke Detector): این دتکتورها برای تشخیص دود از حریق استفاده می‌شوند. زمانی که دود حاصل از آتش‌سوزی وجود دارد، آنها به سرعت اعلام حریق می‌کنند.

2. دتکتور استنشاقی (مکنده دود): این نوع دتکتورها همچنین برای تشخیص دود استفاده می‌شوند، اما برای مکان‌های خانگی طراحی شده‌اند و به سرعت حریق را اعلام می‌کنند.

3. دتکتور دود یونیزه: این دتکتورها دود را با استفاده از فناوری یونیزاسیون تشخیص می‌دهند و در شرایط خاص مانند مکان‌های صنعتی استفاده می‌شوند.

4. دتکتور دود نوری یا تشخیص براساس مادون قرمز: این دتکتورها از نور یا تکنولوژی مادون قرمز برای تشخیص دود استفاده می‌کنند و در برخی از محیط‌ها کاربرد دارند.

5. دتکتور حرارت (Temp. Detector): این دتکتورها برای تشخیص افزایش حرارت در نقاط مشخص شده و در مواقعی که استفاده از دتکتور دود مناسب نیست، به کار می‌روند.

6. دتکتور حرارتی معمولی: این دتکتورها بر اساس درجه حرارت ثابت یا افزایش ناگهانی آن عمل می‌کنند.

7. دتکتور کابلی خطی حرارتی: این دتکتورها در اطراف کابل‌های بلند و در محیط‌های خاصی نصب می‌شوند تا تغییرات دما را اندازه‌گیری کنند.

8. دتکتور گاز (Gas Detector): این دتکتورها برای تشخیص گازهای خطرناک مانند مونوکسید کربن و گازهای دیگر استفاده می‌شوند.

9. دتکتور ترکیبی (Combined Detector): این دتکتورها ترکیبی از ویژگی‌های دتکتورهای مختلف هستند، به طور مثال دتکتورهایی که همزمان دود و حرارت یا دود و گاز را تشخیص می‌دهند.

این دتکتورها با استفاده از فناوری‌های مختلف، مانع از گسترش حریق می‌شوند و به افراد در مواقع بروز حریق هشدار می‌دهند تا جان آنها نجات پیدا کند.

دتکتوردود خانگی

بخش ۹.۶.۲.۹.۴ از قانون ایمنی NFPA 101 نسخه ۲۰۰۶، مشخص می‌کند که آژیرهای دود تک ایستگاهی باید تنها در واحد مسکونی یا محل مشابهی به صدا درآیند.

آنها نباید سیستم هشدار حریق کل ساختمان را فعال کنند مگر اینکه مجوز قضایی مورد تأیید باشد. علاوه بر این، در برخی از آشکارسازهای دود خانگی ممکن است مشکلات زیر وجود داشته باشد:

چون این سیستم‌ها تحت نظر نیستند، اشخاص خرابکار یا دیگران ممکن است یکی از آشکارسازها یا کل سیستم را قطع کنند و ساختمان را بدون حفاظت بگذارند.

ساکنان نیز ممکن است از این مشکلات که جان آنها را تهدید می‌کند، آگاه نباشند. هشداردهنده‌های دود خانگی به حالت قفل هشدار نمی‌شوند، به عبارت دیگر، آژیرهای هشدار خودبه‌خود ریست می‌شوند.

زمانی که یکی از آشکارسازها هشدار فعال می‌شود، تمام سیستم متصل به خود را به صدا درمی‌آورد. این امر باعث می‌شود که پس از برطرف شدن شرایط هشدار، تشخیص و تعیین موقعیت دقیق آژیری که در ابتدا سیستم را به وضعیت هشدار درآورده، دشوار شود.

مکنده دود یا دتکتور استنشاقی

آشکارسازهای مکنده از یک سیستم لوله‌کشی و فن استفاده می‌کنند تا ذرات دود را به داخل محفظه‌ی آشکارساز کشیده و شناسایی کنند. ساختار لوله‌کشی و مکان قرارگیری حفره‌ها بر اساس یک الگوریتم طراحی می‌شوند که به میزان جریان هوا، اندازه اتاق، حساسیت لازم (سرعت تشخیص) و سایر پارامترهای مهم توجه دارد. این پارامترها به‌طور کلی ساختار بهینه را مشخص می‌کنند.

برای مجموعه آشکارسازهای مکنده FAAST و برای طراحی بهینه لوله‌کشی، نرم‌افزار PipeIQ توسعه داده شده است. این نرم‌افزار تنها نرم‌افزار تأیید شده برای استفاده در سیستم‌های FAAST می‌باشد.

دتکتور دودی یونیزه

دتکتورهای یونیزاسیون برای تشخیص دود از یک سیستم لوله‌کشی و فن برای جذب ذرات دود استفاده می‌کنند. این دستگاه‌ها با استفاده از یک منبع رادیواکتیو کوچک، مولکول‌های هوا را یونیزه می‌کنند.

این یون‌ها به سمت الکترودهای مخالف حرکت کرده و جریان الکتریسیته ایجاد می‌کنند. وقتی جریان الکتریکی به مقدار مشخصی کاهش یابد یا افت ولتاژ نشان دهنده حضور دود است، آژیر خطر سیستم اعلام حریق فعال می‌شود.

محفظه نیمه‌هادی این دستگاه هوای داخلی را به صورت مرتب یونیزه می‌کند. منبع رادیواکتیو از عنصر آمریکیم-241 استفاده می‌کند و مولکول‌های یونیزه هوا توسط الکترودهای محفظه جذب می‌شوند.

ورود ذرات دود به داخل محفظه و چسبیدن مولکول‌های یونیزه به ذرات باعث افت ولتاژ می‌شود که توسط دتکتور به عنوان حریق شناخته می‌شود و جریان در مدار اعلام حریق ایجاد می‌کند.

اگر محیط حاوی هوای مرطوب یا ذرات روغنی باشد، عملکرد سیستم اعلام حریق ممکن است تحت تأثیر قرار گیرد و پالس‌های نادرستی ارسال کند.

مزیت این دستگاه‌ها سرعت بالایشان در تشخیص حریق است، اما معایب آنها شامل حساسیت کم در فاز اول حریق، تأثیر حرارت و رطوبت، نیاز به تنظیمات دوره‌ای، و عدم قابلیت استفاده در محیط‌هایی که ذراتی مانند PVC تولید می‌کنند می‌باشد.

دتکتور دود نوری یا تشخیص براساس مادون قرمز

دتکتورهای دود نوری یا همان سنسورهای IR بر اساس ارسال و دریافت نور مادون قرمز عمل می‌کنند. فرستنده در این دتکتورها نور مادون قرمز را با یک فرکانس خاصی ارسال می‌کند، در حالی که گیرنده مداوماً آماده دریافت بازتاب نور مادون قرمز است.

اگر در فضا دودی وجود داشته باشد، دود به عنوان یک بازتاب‌کننده عمل می‌کند. هرچه دود غلیظ‌تر باشد، بازتاب نور مادون قرمز قوی‌تری ایجاد می‌شود.

وقتی که بازتاب به حد تعیین شده توسط دستگاه می‌رسد، دتکتور آلارم فعال می‌شود و می‌توان از این آلارم برای انجام عملیاتی مانند اطلاع‌رسانی و اقدامات ایمنی استفاده کرد.

دتکتور حرارتی

دتکتورهای حرارتی بر اساس دمای محیط کار می‌کنند. این دستگاه‌ها حسگرهایی دارند که به دمای محیط حساس هستند. با استفاده از یک الگوریتم داخلی که در دستگاه پیاده‌سازی شده، دمایی که مشخص شده است را نظارت می‌کنند.

اگر دما به حد تعیین شده توسط کاربر (برنامه‌ریزی شده) برسد، دتکتور آلارم فعال می‌شود و وظیفه خود را انجام می‌دهد. در مقالات بعدی، به توضیحات تکنیکی بیشتر درباره سنسورهای دما خواهیم پرداخت.

دتکتور کابلی خطی حرارتی

دتکتورهای LHD یا دتکتورهای کابلی برای تشخیص حریق در شرایط خاصی مانند حفاظت از ترانسفورماتورها، سینی‌های کابل، مخازن نفتی، و تسمه‌های نقاله استفاده می‌شوند.

این دستگاه‌ها عموماً از دو رشته سیم استفاده می‌کنند که در دمای خاصی مانند ۱۰۵ درجه سانتی‌گراد به هم متصل می‌شوند تا آلارم را در پنل اعلام حریق فعال کنند.

دتکتورهای LHD به دو نوع آنالوگ و دیجیتال تقسیم می‌شوند. دتکتورهای آنالوگ عموماً از چهار سیمه مسی یا فیبر نوری هستند، در حالی که دیجیتال ها دو سیمه هستند.

برخی از برندهای معروف دتکتورهای LHD آنالوگ عبارتند از ProLine، Sensa، APsensing، Protectowire، LIOS، Siemens Termostick، و Hansentek.

در دتکتورهای فیبر نوری، از یک کابل با طول تا ۵ کیلومتر استفاده می‌شود که نور را از یک نقطه به دیگری ارسال و بازتاب می‌دهد.

هنگامی که دما در یک نقطه از کابل به حد تعیین شده از پیش رسید، نور در آن نقطه شکسته شده و اطلاعات به دتکتور منتقل می‌شود تا مکان حریق مشخص شود.

دتکتورهای LHD بسیار دقیق هستند و اختلاف دمای حدود چند سانتی‌متر را تشخیص می‌دهند.

این دتکتورها می‌توانند بسته به نوع محیط و نیاز به صورت لوپ در مکان‌های مختلف نصب شوند، به‌طوری‌که اطلاعات جمع‌آوری شده را از طریق پروتکل‌هایی مانند Modbus و TCP/IP به تجهیزات دیگر ارسال کنند، مانند پنل‌های اعلام حریق یا SCADA.

در مواردی مانند دتکتورهای گازی نیز، از یک دتکتور فشارسنج و لوله مسی برای نشان دادن شرایط محیط استفاده می‌شود که فشار گاز را اندازه‌گیری و به سیستم اطلاعاتی می‌فرستد.

دتکتور نشت گاز

دتکتورهای گازی که بر روی سقف یا دیوار نصب می‌شوند، می‌توانند انواع گازهای خطرناک مانند دی‌اکسید کربن (CO) و گازهایی مثل گاز شهری (متان یا CH4) و گاز مایع پروپان-بوتان (LPG) را کشف و به صورت آلارم اعلام کنند.

در ساختمان‌های امروزی استفاده از دتکتورهای گازی برای شناسایی گاز شهری ضروری است. این دتکتورها معمولاً دو گاز را همزمان کشف می‌کنند: اولاً منوکسید کربن که عامل اصلی مسمومیت گازی است، و دوماً گازهایی مانند متان که عامل اصلی انفجار و آتش‌سوزی در محیط‌های بسته می‌باشد.

سنسورهای گازی برای استفاده در منازل و دفاتر کار به کار می‌روند و به‌صورت مستقل با برق شهری ۲۲۰ ولت یا با استفاده از پنل مرکزی اعلام حریق هماهنگ می‌شوند.

این سنسورها به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند، از جمله سنسورهای گازی مولتی‌سنسور که توسط برندهای معروفی مانند پیشگام، سیف هوم، سیسمیک و غیره تولید می‌شوند.

این سنسورها همچنین می‌توانند مستقل با یک آژیر خودکار نیز مجهز شوند که در صورت وقوع حادثه، به‌طور خودکار آلارم می‌دهند.

دتکتورهای ترکیبی – آشکارسازهای دود و حرارت

دتکتورهای ترکیبی چند معیاره از چندین نوع سنسور تشکیل شده‌اند که به واکنش‌های مختلف مانند گرما، دود، و گازهای قابل اشتعال به طور جداگانه پاسخ می‌دهند.

این سنسورها با استفاده از یک الگوریتم پیشرفته، سیگنال‌های هشدار را بر اساس ورودی‌های دریافتی از این سنسورها تعیین می‌کنند.

یکی از انواع این دتکتورها شامل آشکارساز هواشناسی است که سیگنال‌های تصویری و گرمایی را با هم ترکیب می‌کند. همچنین، آشکارساز پیشرفته‌ی چند معیاره نیز وجود دارد که از چهار سیگنال مختلف شامل تصویر، گرما، مونوکسید کربن و مادون قرمز استفاده می‌کند.

این ترکیب سنسورها باعث می‌شود که دتکتورها به سرعت و با واکنش مناسب به حریق واقعی پاسخ دهند و در مقابل هشدارهای کاذب، ایمنی بیشتری ارائه دهند.

دتکتورهای ترکیبی می‌توانند برای تشخیص مونوکسید کربن و دود همزمان استفاده شوند. این ترکیب ویژگی‌ها در یک دستگاه، هزینه و زمان نصب را کاهش داده و همچنین ظاهر نهایی محصول را بهبود می‌بخشد.

این دستگاه برای هر رویداد، سیگنال‌های جداگانه‌ای را ایجاد می‌کند و ممکن است بسته به نوع آن، از سنسور مونوکسید کربن برای تشخیص گاز یا آتش استفاده شود.

سیستم اعلام حریق

سیستم اعلام حریق در یک ساختمان، وظیفه‌ی خود را با آغاز یک حادثه‌ی حریق اعلام می‌کند تا افراد را به وقوع آن آگاه سازد. با پیشرفت تکنولوژی، این سیستم امروزه می‌تواند به صورت خودکار تجهیزاتی مانند اسپرینکلرها را فعال کرده و آتش را خاموش کند، همچنین اطلاعاتی از وقوع حریق به ایستگاه آتش‌نشانی می‌دهد.

سیستم اعلام حریق اولین وسیله‌ای است که هشدار حریق را دریافت می‌کند، بنابراین اهمیت و صحت عملکرد آن بسیار حائز اهمیت است. در ادامه، به معرفی روش استاندارد برای تست و اطمینان از عملکرد صحیح این دستگاه‌ها خواهیم پرداخت.

راهنمای تست سیستم اعلام حریق مطابق استاندارد

نصب و راه‌اندازی سیستم‌های اعلام حریق باید توسط افراد ماهر و مجرب انجام شود که دارای دانش و تجربه کافی در این زمینه هستند. آن‌ها باید بر اساس استانداردها و جداول مشخص شده در آنها، به صورت دقیق و مرتب عمل کنند.

برای پروژه‌های بزرگی که شامل بیش از ۵۰۰، ۱۰۰۰ یا حتی بیشتر از این تجهیزات هستند، نیاز است که ۱۰۰٪ از تجهیزات مورد تست قرار گیرند تا تضمین شود که سیستم به درستی نصب شده و عملکرد قابل اعتمادی دارد.

استاندارد NFPA 72 به وضوح می‌گوید که تمام تجهیزاتی که برای اولین بار در یک سیستم اعلام حریق نصب می‌شوند، باید مورد تست قرار گیرند و نمی‌توان از تست‌های تصادفی برای تحویل استفاده کرد.

این تست‌ها شامل توضیحاتی در مورد نحوه تست، زمان لازم برای هر تست، و خدمات سرویس و نگهداری است. همچنین جداول مشخصی وجود دارند که توضیح می‌دهند که بر اساس نوع تجهیزات، چه زمانی باید بین هر تست انجام شود.

بسیاری از پیمانکاران به دلیل زمان‌بر بودن و هزینه انجام این کار، به مشتریان اطلاعات کافی در مورد حقوق آنها را ارائه نمی‌دهند تا بتوانند پروژه را در سریع‌ترین زمان ممکن تحویل دهند.

این ممکن است باعث ایجاد نواقص در پروژه شود و به عدم کشف به موقع حریق و کنترل آن منجر شود. حریق ممکن است در هر نقطه‌ای از ساختمان رخ دهد و اگر به موقع شناسایی نشود، می‌تواند خسارات جبران‌ناپذیری به وجود آورد.

به همین دلیل، در ابتدای کار، تمام تجهیزات سیستم اعلام حریق باید بدون استثنا مورد تست و بازرسی قرار گیرند تا از صحت عملکرد آنها اطمینان حاصل شود.

این تست‌ها ممکن است در برخی پروژه‌ها چند روز و در برخی دیگر چند هفته طول بکشد.

کارفرمایان باید از پیمانکاران خود درخواست کنند که هزینه انجام این تست‌ها را در برآورد هزینه‌هاشان در نظر بگیرند تا بتوانند در زمان تحویل پروژه به بهانه‌های عدم انجام تست‌های کامل پاسخ ندهند.

سیستم های متعارف(Conventional)

یکی از قدیمی‌ترین انواع سیستم‌های اعلام حریق، با تغییرات کم، هنوز هم استفاده می‌شود. در این سیستم، مکانی که می‌خواهیم در مقابل حریق محافظت کنیم را به مناطق مختلف تقسیم می‌کنیم.

این مناطق به زون (zone) معروف هستند. برای شناسایی سریع‌تر محل حریق در صورت وقوع، هر زون به یک سیم و مقاومت پایان خط (EOL) وصل می‌شود.

سیستم اعلام حریق آدرس پذیر (addressable)

سیستم‌های آدرس‌پذیر جزو نسل جدید سیستم‌های اعلام حریق هستند. در این سیستم‌ها، هر قطعه مانند آشکارسازها، شستی‌ها، آژیرها و غیره، با یک کد یا آدرس مشخص شناسایی می‌شود.

این قابلیت به سیستم اجازه می‌دهد که در صورت وقوع حریق، محل دقیق آن را با صدای آژیر در زون مربوطه اعلام کند. سیستم‌های آدرس‌پذیر معمولاً به صورت حلقوی و با استفاده از سیم کشی انجام می‌شوند و دارای تکنولوژی‌های پیشرفته‌تری نسبت به سیستم‌های متداول هستند.

این سیستم‌ها دارای مزایای زیادی از جمله سرعت بالا در تشخیص حریق، قابلیت شناسایی دقیق مکان حریق، نگهداری و خدمات آسان‌تر و راحت‌تر هستند.

همچنین، با استفاده از ماژول‌ها و بردهای مختلف، قابلیت توسعه بیشتری برای نظارت از راه دور، کنترل تغذیه و خدمات دیگر را فراهم می‌کنند.

سیستم‌های آدرس‌پذیر همچنین امکان نظارت بر ورودی‌ها و خروجی‌ها را فراهم می‌سازند. در صورت بروز مشکل یا نقصی، کنترل پنل این سیستم‌ها به شما کمک خواهد کرد تا به سرعت مشکل را شناسایی و رفع کنید، مثلاً در هنگام نصب یا انتخاب قطعات.

سیستم‌های هوشمند و آنالوگ نیز با ویژگی‌های مشابهی به سیستم‌های آدرس‌پذیر مجهز هستند، با این تفاوت که تکنولوژی‌های بیشتری برای تست و نگهداری ارائه می‌دهند و از سنسورها برای تخمین سطح هشدار استفاده می‌کنند.

عدم وجود قانون جامع و کامل برای اجرای سیستم‌های اعلام حریق در تمامی ساختمان‌ها، چه در حال ساخت و چه موجود، باعث مشکلاتی شده است.

این خلاء قانونی باعث می‌شود که سیستم‌های حفاظتی حریق که نصب می‌شوند، در طول زمان در خطر قرار گیرند و از کار افتاده و ناکارآمد شوند.

بسیاری از پروژه‌ها، به ویژه پس از گذشت حدود ۶ ماه از تأیید فنی، به دلایلی مانند نبود قوانین مشخص و عدم انتشار فرهنگ ایمنی به جامعه، از نظارت خارج شده و عملکردشان تخریب می‌شود.

عدم فرهنگ‌سازی مناسب در مورد ضرورت نگهداری و حفظ سیستم‌های اعلام حریق توسط مقامات قانونی مسئول نیز مشکلاتی را به وجود آورده است.

این وضعیت باعث شده تا سیستم‌های حفاظتی در اکثر پروژه‌ها بدون توجه لازم از کار افتاده و بی‌اثر شوند و خسارات بزرگی به مردم وارد شود.