Metodika testovania komponentov poplachových systémov v prašnom prostredí

Andrej Veľas, doc. Ing., PhD., Fakulta špeciálneho inžinierstva, Katedra bezpečnostného manažmentu, Žilinská univerzita v Žiline, Ul. 1 mája 32, 010 26 Žilina, e-mail: Andrej.Velas@fsi.uniza.sk, 041 513 6650

Jozef Svetlík, Ing., PhD., Fakulta špeciálneho inžinierstva, Katedra požiarneho inžinierstva, Žilinská univerzita v Žiline, Ul. 1 mája 32, 010 26 Žilina, e-mail: Jozef. Svetlik@fsi.uniza.sk, 041 513 6798

Roman Kameník, Ing., Fakulta špeciálneho inžinierstva, Katedra bezpečnostného manažmentu, Žilinská univerzita v Žiline, Ul. 1 mája 32, 010 26 Žilina

ABSTRAKT

Technické normy obsahujú spôsob testovania komponentov poplachových systémov voči vplyvom prostredia, ktorý je popísaný len všeobecne (napr. STN EN 60068 Skúšanie vplyvu prostredia). Norma zameraná na všeobecné skúšky komponentov poplachových systémov (STN EN 50130-5) rieši síce prachotesnosť, ale presný postup testovania nie je uvedený. V praxi tak nájdeme optické detektory dymu, detektory pohybu a ďalšie komponenty poplachových systémov inštalované aj prašnom prostredí (napr. v drevárskych dielňach a pod.). Článok obsahuje metodiku testovania vybraných komponentov poplachových systémov a výsledky realizovaných pilotných testov v prašnom prostredí.

ABSTRACT

Technical standards include testing method of components for alarm systems in environment, which is described only in general terms (e.g. STN EN 60068 Environmental testing). Standard focused on the general component test alarm systems (EN 50130-5) solves although dust-proof, but the exact test procedure is not said. We have the optical smoke detectors, motion detector sand other components of alarm systems installed and dusty environment (eg. workshops in wood, etc..) in practice. The article contains a methodology for testing of selected components of alarm systems and results of the pilot tests in a dusty environment.

ÚVOD

Optické detektory dymu sú komponentom, ktorý je často používaný velektrickej požiarnej signalizácii, ako aj v elektrických zabezpečovacích systémoch. Pri ich montáži vrámci elektrickej požiarnej signalizácie sa vzhľadom na to, že systém ako taký montuje vo väčšine prípadoch firma so zodpovedajúcim oprávnením, prihliada na vplyvy prostredia. To ale nie je možné povedať omontáži optických detektorov dymu vrámci elektrických zabezpečovacích systémov, kde technik je vyškolený amá skúsenosti predovšetkým skomponentmi elektrických zabezpečovacích systémov, často ale na prostredie neprihliada. Týka so to inštalácií prevažne v malých až stredných objektoch snízkym astredným rizikom bezpečnosti.

Vpraxi sú optické detektory dymu inštalované často tak, vzhľadom na už spomínanú skutočnosť, že nie sú zohľadňované vplyvy prostredia, čoho následkom je vznik falošných poplachov. Známe sú prípady vzniku falošných poplachov spôsobené prievanom, kedy sa do pracovnej komory detektora dostali pevné častice pochádzajúce zpriestoru za detektorom (napr. sadrokartónové podhľady), drobný hmyz, alebo rozvírené prachové častice zchráneného priestoru. Reálnosť takýchto prípadov sme sa rozhodli otestovať vtomto príspevku anavrhli sme metodiku pre realizáciu testov komponentov poplachových systémov vprostredí so zvýšenou prašnosťou.

POUŽITÉ METÓDY

Popis skúšok vplyvu prostredia na komponenty poplachových systémov stanovuje norma STN EN 60068 Skúšanie vplyvu prostredia. Prvá časť STN EN 60068 obsahuje všeobecné postupy meraní a stupne prísnosti. Táto uvedená časť normy popisuje úkony spojené so skúškou detektorov. Jedná sa o tieto úkony:

• Aklimatizácia pred skúškou.
•  Počiatočná kontrola ameranie.
•  Aklimatizácia po skúške.
•  Konečná kontrola ameranie.

Test funkčnosti niektorých typov detektorov je možné realizovať stlačením testovacieho tlačidla detektora dymu. Výrobca zabezpečovacej techniky firma Jablotron napríklad odporúča tento test utypu SD-280 realizovať raz za 30 dní.[2] Vlastnú komoru výrobkovneodporúča rozoberať, alebo akokoľvek čistiť prefúknutím. Podľa výrobcu tým môže dôjsť kzaneseniu prachových častíc do vnútra pracovnej komory.[3]

Testovanie funkčnosti optických detektorov dymu je vpraxi realizované simulačnými aerosólovými sprejmi. Jedná sa vpodstate otest funkčnosti. Pre test je možné využiť tak jednotlivé spreje, ako aj testovacie hlavice umožňujúce testovanie optických detektorov dymu inštalovaných na strope, alebo generátory dymu.

Obrázok 1 Aerósolový sprejaa sada na testovanie detektorov dymu[4][5]

Existujú aj výkonné elektricky napájané generátory dymu, schopné produkovať netoxický dym. Tie sú vzhľadom na náklady na obstaranie používané pri testoch detektorov dymu sporadicky. Využívajú sa predovšetkým pri testoch leteckej techniky.

Obrázok 2 Generátor dymu na testovanie detektorov dymu [6]

Vzhľadom na to, že neexistuje presný postup, ani metodika pre testovanie vplyvu prašnosti prostredia na optické detektory dymu sme vnavrhli vytvorenie testovacej komory snútenou cirkuláciou vzduchu, vktorej by bolo možné simulovať prašné prostredie. Konštrukcia testovacej komory auskutočnenie praktických testov bolo zadané vrámci diplomovej práce vroku 2013 snáslednou realizáciou vroku 2014.

Prvotná idea bola zameraná na vytvorenie komory spriamou cirkuláciou vzduchu, ktorého prúd bude smerovať priamo na testovaný komponent. Ide onajjednoduchšie riešenie, pričom testovaný komponent by bol obtekaný vzduchom sprachovými časticami. Vzhľadom na montáž komponentov elektrickej požiarnej signalizácie aelektrických zabezpečovacích systémov vpraxi, často dochádza kprúdeniu avýmene vzduchu medzi miestnosťou, kde sú montované komponenty aprostredím za namontovaným komponentom (napr. prostredie za sadrokartónovými podhľadmi). Prúdenie vzduchu smeruje teda cez montážne otvory, pričom vzduchom prúdia zároveň prachové častice.

Uvažovali sme aj nad kruhovou cirkuláciou vzduchu. Zabezpečenie rovnomernej cirkulácie vkomore bolo uvažované niekoľkými ventilátormi spriemerom 8-10 cm napájanými 12 V. Použitie niekoľkých ventilátorov sa nakoniec ukázalo ako nepraktické riešenie zdôvodu komplikovaného smerovania prúdiaceho vzduchu zjednotlivých ventilátorov do kruhovej charakteristiky. Vprípade použitia jedného ventilátora by komora musela mať kruhový prierez so vstupom prúdiaceho vzduchu vsmere dotyčnice obalu komory.

Obrázok 3 Jednoduchý náčrt postupu testovania [autori]

Skúšobná komora bola skonštruovaná diplomantom podľa pokynov zplexiskla (hrúbka 5 mm), pričom zvnútornej strany boli hrany utesnené transparentným silikónom. Rozmery skúšobnej komory sú: 0,5x 0,5 x 1 m. Komora má otvor na vstup vzduchu aotvor pre prechod prívodných káblov meraných komponentov.

Postup testovania komponentov bol nasledujúci: klimatické podmienky - teplota 15°C až 35°C, relatívna vlhkosť 35% až 75% a tlak vzduchu 86kPa až 106kPa, zhodné spodmienkami stanovenými pre testovanie komponentov poplachových systémov podľa jednotlivých častí STN EN 50131, 50132, 50136, STN EN 54 aďalších noriem.

Materiály, vybrané pre vytvorenie prašného prostredia:

•  sadra,
•  piliny adrevný prach s priemerom do 0,5 mm,
•  piliny s priemerom 0,7 mm,
•  piliny s priemerom 1 mm,
•  piliny s priemerom 5 – 10 mm[9].

Cez otvor pre vstup vzduchu boli vtestovacej komore rozprašované jednotlivé frakcie pilín anásledne sadra. Piliny boli zvolené zdôvodu schopnosti simulovať umiestnenie komponentov vprašnom prostredí (napr. stolárska dielňa). Pre simuláciu vniknutia prachu do komponentov pri ich inštalácii na sadrokartónové podklady bola zvolená sadra. cirkulácia vzduchu bola zabezpečená priemyselným vysávačom ProfiAir PA 300 svýkonom 1300W.

Obrázok 4 Realizácia pilotného testu [autori]

Testovanými komponentmi vrámci pilotných testov boli:

•  optický detektor dymu Siemens 5TC1290,
•  pasívny infračervený detektor pohybu Sentrol 6155,
•  ionizačný detektor dymu American Sensors ASD100.

Komponenty boli zvolené náhodným výberom spomedzi dostupných komponentov vLaboratóriu bezpečnostného manažmentu. Testovaný bol len jeden kus zkaždého typu komponentu.

Postup merania bol nasledujúci (použitý už vrealizovaných meraniach komponentov EZS):

Obrázok 5 Postup testovania komponentov EZS [11]

VÝSLEDKY TESTOVANIA

Testovaním vybraných komponentov poplachových systémov sa potvrdila možnosť vzniku falošných poplachov. Výsledky pilotných testov (bez opakovania jednotlivých testov) sú uvedené vnasledujúcej tabuľke.

Tabuľka 1 Výsledky pilotných testov [autori]

Detektory dymu reagovali na rozprašované materiály vtestovacej komore zmenou stavu. Detektor pohybu falošný poplach nevyhlásil, ale je pravdepodobné, že vzhľadom na zaprášenie Fresnelovej šošovky došlo kzmene detekčnej charakteristiky. Pre potvrdenie tejto domnienky je potrebné realizovať ďalšie merania svykreslením celej detekčnej charakteristiky detektora pohybu.

Obrázok 6 Dopadajúce čiastočky prachu na komponenty vtestovacej komore [autori]

ZÁVER

Zistené boli nasledujúce nedostatky: Komponent je vhodné umiestniť vpolohe, ktorá sa používa pri montáži vpracovnom prostredí (napr. optické detektory dymu na strop). Prúdenie vzduchu je možné meniť (vytvoriť vstupné otvory pre vzduch aj zbočných strán skúšobnej komory atesty opakovať srôznymi smermi prúdenia vzduchu). Vzorky prachových častíc pre testovanie je potrebné zvoliť vhodnejšie. Ide predovšetkým ofrakciu prachových častíc. Na základe realizovaných testov nie je nutné realizovať testovanie sčasticami prachu väčšími ako 1 mm. Vtechnických normách[13][12] sa pri teste prachotesnosti uvažuje sčasticami so zrnitosťou 75 µm, pričom vpraxi frakcia nemusí byť homogénna. Optickým prachomerom je možné frakciu prachových častíc zmerať asimulovať tak prostredie, vktorom budú detektory použité. Je vhodné pri testoch použiť anemometer pre zistenie rýchlosti prúdenia vzduchu azaistenie porovnateľnosti meraní.

Po testovaní detektorov pohybu je potrebné otestovať ich vykreslením celej detekčnej charakteristiky arealizáciou testov pohybom cez pokrytý priestor.

Komora je využiteľná ipre testovanie ďalších komponentov poplachových systémov, alebo elektrickej požiarnej signalizácie. Upoplachových systémov je vhodné testovať odolnosť pasívnych infračervených detektorov pohybu. Vniknutie prachu do uvedeného typu detektorov môže mať za následok zníženie detekčnej schopnosti. Zníženie detekčnej schopnosti vplyvom vniknutého prachu cez montážne otvory bolo badané na FŠI vroku 2011 avýsledky boli čiastočne publikované vdiplomovej práci Ing. Palicu.

POUŽITÉ LITERÁRNE ZDROJE

[1] ČSN EN 54-7 Elektrická požární signalizace . Část 7 Hlásiče kouře. Október 2010. Český normalizačný inštitút.
[2] Kombinovaný optický detektor dymu a vysokej teploty SD-280. Jablotron Slovakia s.r.o. Citované 3.7.2014. On-line dostupné na: http://www.jablotron.com/sk/katalog-produktov/alarmy/drotove-prvky/detektory/environmentalne/sd-280.aspx
[3] Optický detektor SD-212. Jablotron Slovakia s.r.o. Citované 3.7.2014. On-line dostupné na: http://e-shop.jablotron.sk/download/sd212%28t%29.pdf
[4] Hand Held Smoke Detector Testing Aerosols. Citované 8.7.2014. On-line dostupné na: http://www.thesafetycentre.co.uk/blog/test_apollo_smoke_detectors_with_our_fire_alarm_testing_equi.php
[5] Flame Stop. Fire Alarm System. Citované 17.7.2014. On-line dostupné na: http://alarms.worldsecuresystems.com/detector-testing-equipment/solo-kits/smoke-heat-detector-testing-kit-6m-solo-822
[6] Concept Smoke. Citované 4.8.2014. On-line dostupné na: http://www.concept-smoke.co.uk/applications/smoke_detector_testing.aspx
[7] Advanced Fire Detection Project. Citované 20.8.2014. On-line dostupné na:http://www.nist.gov/el/fire_research/firesafety/project_firedetection.cfm
[8] Palica, I.: Meranie vlastností prvkov elektrických zabezpečovacích systémov. Fakulta špeciálneho inžinierstva, Katedra bezpečnostného manažmentu, Žilinská univerzita vŽiline, 2011.
[9] Kameník,R.: Falošné poplachy komponentov elektrických zabezpečovacích systémov spôsobené ich použitím v prostredí so zvýšenou prašnosťou. Fakulta špeciálneho inžinierstva, Katedra bezpečnostného manažmentu, Žilinská univerzita vŽiline, 2014.
[10] VEĽAS, A.: Elektrické zabezpečovacie systémy. Žilina: EDIS – vydavateľstvo ŽU, 2010. ISBN 978-80-554-0224-6.
[11] VEĽAS, A.: Hodnotenie účinnosti elektrických zabezpečovacích systémov pri ochrane objektov. Žilinská univerzita v Žiline, Fakulta špeciálneho inžinierstva, Katedra bezpečnostného manažmentu, Žilina.
[12] ČSN EN 60068 Skúšanie vplyvu prostredia. Marec 1997. Český normalizačný inštitút.
[13] STN EN 50130-5 Poplachové systémy. Časť 5 Skúšobné metódy vplyvu prostredia. Júl 2002. Slovenský ústav technickej normalizácie.