سیستم اعلام حریق چیست و چگونه کار می کند؟

سیستم اعلام حریق چیست ممکن است این سوال برای شما هم پیش آمده باشد و بخواهید با این سیستم بیشتر آشنا شوید؛ در این آموزش از بخش برق ساختمان به این مورد میپردازیم، پس حتما این مقاله را انتها مطالعه کنید.

همچنین در آموزش قبل در مورد سیستم اعلام سرقت از منزل توضیحاتی را خدمت تان ارائه کردیم که پیشنهاد میکنم بخوانید.

وقتی از یک ساختمان هوشمند صحبت می کنیم، علاوه بر تمرکز بر ایجاد انواع امکانات رفاهی، خدماتی، ارتباطی و حتی مقولاتی مانند تعامل با اجزای ساختمانی، باید در تکاپوی ایجاد امنیت نیز باشیم. در بحث امنیت، پرداختن به حفاظت جانی و مالی ساکنین بنا، موضوعی چالش برانگیزی است. خصوصاً اگر با یک بنای مسکونی بلند مرتبه همراه باشیم. یکی از این مباحث، پرداختن به سیستم اعلام حریق هوشمند می باشد.

هر بنای مسکونی، صنعتی، تجاری و یا خدماتی می تواند به هر دلیلی مستعد آتش سوزی باشد. در این حالت باید قبل از آنکه آتش در فضاهای محدود ساختمان گسترش پیدا کند، آن را شناسایی کرده و به شکل فراگیر و موثر اقدام به هشدار برای تمام افراد حاضر در بنا داشته باشیم. به موازات این هشدار نیز سیستم مذکور باید توانایی مدیریت کنترل آتش و حتی خاموش کردن آن را داشته باشد. حضور سیستم اعلام حریق خانگی و یا صنعتی به عنوان یک بخش کلیدی و حتی اجباری برای نصب شدن در بسیاری از بناهای مدرن امروزی مطرح می باشد. اما این سیستم ها دقیقا چه هستند؟ تحت چه ساز و کاری می ‌توانند حضور آتش را شناسایی کنند؟ چه اجزایی دارند و با چه الگوهایی می توانیم آنها را در ساختمان های هوشمند امروزی نصب کنیم؟

طرز کار سیستم اعلام حریق چگونه است؟

از سیستم اعلام حریق هوشمند انتظار وظیفه ای جز شناسایی دقیق آتش در فضاهای ساختمانی نداریم. آنها طراحی شده اند تا حضور هر گونه آتش غیر متعارف را در فضای ساختمان شناسایی کرده و به ترتیبی مراحل هشدار تا کنترل آتش را به انجام رسانند. در میان تمام الگوهای طراحی انواع سیستم اعلام حریق، اصول ثابتی در شناسایی آتش وجود دارد. برای پیدا کردن آتش کافی است به تغییرات شرایط محیط پس از حضور آتش حساس باشیم. آتش سوزی همراه با تولید دود و البته گرمای بسیار بالایی است. از آنجا که فضاهای ساختمانی همگی محدود به دیوارها هستند، گرما و دود حاصل از آتش به سرعت در چنین محیط هایی انباشته شده، شرایط کلی فضای ساختمان را دگرگون می کنند. پس برای شناسایی آتش کافی است نسبت به تغییرات در شرایط عادی فضاهای ساختمانی دقت کنیم. البته این کار در یک سیستم اعلام حریق خانگی و صنعتی به شکل خودکار و توسط انواع سنسورهای دودی و حرارتی صورت می‌ گیرد.

زون در سیستم اعلام حریق

هر سیستم اعلام حریق، بسته به بزرگی فضای ساختمانی، آن را به چند بخش که با نام زون تعریف می‌ شود، دسته بندی خواهد کرد. آنگاه در هر یک از این زون ها یک سنسور آشکارساز دود و یا حرارت نصب خواهد شد. سنسورهای آشکارساز دود و حرارت از یک الگوی تقریباً ساده الکترونیکی که سوئیچی ترانزیستوری است، بهره ‌مند هستند. هر گونه افزایش غیر متعارف دود و یا حرارت باعث عملکرد این سوئیچ های ترانزیستوری می شود.

در سیستم اعلام حریق کلاسیک با الگوی تغییرات دیجیتال سعی در شناسایی آتش داشتند. در این الگو هر گونه حضور دود و یا حرارت بیش از اندازه متعارف، معرف آتش بود. اما در الگوهای مدرن شده امروزی با توجه به نرخ تغییرات در شرایط محیط ساختمان اقدام به شناسایی آتش دارند. مثلاً نمی‌ توانیم دود حاصل از یک سیگار و یا حرارت ناشی از یک اجاق خوراک پزی را به عنوان آتش سوزی در فضای ساختمان در نظر بگیریم. برای آنکه بتوانیم این جریانات عادی در تولید دود و آتش را با ایجاد یک آتش سوزی مجزا کنیم، الگوی نرخ تغییرات در شرایط عادی فضای ساختمانی را مطرح کرده ‌اند.

به این ترتیب سیستم کنترلر مرکزی که مدیریت سیگنال های ارسالی تمام سنسورها را بر عهده دارد، در یک پایش دائمی اقدام به تحلیل شرایط محیط می کند. آنگاه اگر نرخ تغییرات در سطح دی اکسید کربن و یا گرمای محیط ساختمانی رشد بسیار سریع داشته باشد، با یک آتش سوزی مواجه هستیم. اینکه بخش کنترل مرکزی سیستم اعلام حریق با چه الگوهایی می‌ تواند این نرخ رشد سریع را شناسایی کند، ماجرا در طراحی چنین سیستم هایی است.

تحلیلی بر انواع سیستم اعلام حریق

در یک تعریف کلی مطرح کردیم که هر سیستم اعلام حریق از یک بخش کنترل مرکزی برخوردار است که با پایش دائمی اطلاعات آمده از جانب سنسورهای تشخیص دود و حرارت، آتش را شناسایی می ‌کند و در خروجی، انواع تجهیزات هشدار دهنده و یا کنترل آتش را فعال خواهد کرد. این یک تعریف کلی از سیستم اعلام حریق می باشد؛ اما همین تعریف ساده در شکل ها و ایده های متنوعی طراحی شده است.

• سیستم اعلام حریق متعارف

این روش تقریباً ساده ترین ایده در پیاده سازی سیستم اعلام حریق می باشد. در این روش هر فضای ساختمانی به تعدادی از بخش های مجزا دسته بندی شده و برای هر بخش تعدادی نقاط تماس که محل نصب سنسورها می باشد را تعریف می ‌کنند. در این حالت حضور آتش در مجاورت هر یک از سنسورها خبر از آتش سوزی در آن منطقه ساختمانی خواهد داد. به این ترتیب مدار مربوط به آن بخش در کنترل مرکزی سیستم اعلام حریق فعال خواهد شد.

این سیستم الگوی طراحی بسیار ساده ای دارد. بخش های کاملاً مجزا از هم که فرمان هایی کاملاً اختصاصی را برای سیستم کنترلر مرکزی تولید می ‌نمایند. برای نصب شدن در فضاهای کوچک ساختمانی می ‌توانیم بر الگوی طراحی شده این نوع سیستم اعلام حریق متکی باشیم. اما اگر فضای ساختمانی، بزرگ شود و نیاز به تعریف تعداد زیادی از مناطق باشد، عملاً نمی ‌توانیم از توانمندی محدود این سیستم ها بهره ‌مند باشیم. این الگوی طراحی نمی تواند در تشخیص دقیق محل آتش سوزی کارآمد باشد. چرا که در نهایت خبر آتش سوزی در بخشی از ساختمان را می ‌دهد که خود آن بخش بسیار بزرگ همراه با چندین سنسور است. پس نمی توان الگوی پیش بینی دقیقی از محل و نوع آتش سوزی را مطرح کرد.

• سیستم اعلام حریق آدرس پذیر

در یک سیستم اعلام حریق آدرس پذیر هر یک از دتکتورهای تشخیص آتش در هر یک از زون ها دارای یک آدرس منحصر به فرد خواهد شد. به این ترتیب به راحتی می توانیم فارغ از محدودیت ها، تعداد بسیار بالایی از انواع سنسورها را به پنل کنترل مرکزی در سیستم اعلام حریق متصل کنیم.

عیب بزرگ سیستم های متعارف، تعریف یک ورودی مجزا برای هر یک از آشکارسازها می باشد. به طوریکه برای هر سنسور  ورودی مجزایی را در پنل کنترل اصلی تعریف می کنیم. از آنجا که در این افزودن ورودی ‌ها همراه محدودیت هستیم، نمی ‌توانیم از چنین سیستم هایی در فضاهای بسیار بزرگ با تعریف زون های متعدد بهره ‌مند باشیم. اما در تعریف سیستم اعلام حریق آدرس پذیر، تکنولوژی ساخت پنل کنترلر مرکزی کاملاً متفاوت شده است. در این سیستم هر یک از سنسورها بخش کوچکی از یک شبکه محلی تحت مدیریت پنل مرکزی هستند. کافی است برای هر کدام از سنسورهای تشخیص آتش یک آدرس منحصر به فرد در نظر بگیریم. آنگاه تمامی این سنسورها تنها با حضور دو رشته سیم در یک شبکه ارتباطی با پنل مرکزی در ارتباط هستند و با تعریف توپولوژی های خاص، اطلاعات خود را رد و بدل می کنند.

به این ترتیب دیگر برای تعریف انبوه سنسورها و یا هر گونه بخش دیگری که قرار است اطلاعاتی را تولید نماید، در سیستم اعلام حریق هوشمند محدودیتی نداریم. از طرفی به طور دقیق می توانیم محل وقوع آتش سوزی را با سرعت بالا شناسایی کنیم.

اجزای به کار رفته در سیستم اعلام حریق

در مقدمات امر همراه با تعریفی ساده و قابل فهم به بیان مختصری از توپولوژی های کلاسیک و مدرن برای پیاده سازی انواع سیستم اعلام حریق پرداختیم. حال لازم است اندکی در این سیستم ها دقیق شویم تا ببینیم که آنها از چه بخش هایی تشکیل شده اند.

انواع دتکتورها در سیستم اعلام حریق

مهمترین و کلیدی‌ ترین امر در موفقیت عملیاتی هر سیستم اعلام حریق در شناسایی درست و به موقع آتش می باشد. این سیستم ها با بهره مندی از انواع دتکتورها که در اصطلاح فارسی با نام آشکارسازها ترجمه می‌ شوند، می ‌توانند محل وقوع آتش را شناسایی کنند. ایده های متفاوتی برای شناسایی آتش مطرح است. ایده هایی که باعث ساخت انواع دتکتور شده است. مانند:

• دتکتورهای دودی:

این آشکارسازها با کمک یک سیستم ساده فتوالکتریک می‌ توانند حضور دود حاصل از آتش سوزی را شناسایی کنند. البته در مواجه شدن با آتش سوزی هایی که منجر به تولید دود قابل توجهی نیستند، چندان دقت عمل مناسبی ندارند.

• دتکتورهای یونیزاسیون:

در این آشکارسازها از تشعشعات رادیو اکتیو استفاده شده است تا با یونیزه کردن هوا و اندازه گیری مقدار جریان جاری در آن حضور کمترین دود را نیز تشخیص بدهند. دقت عمل این دتکتورها بسیار بالا است. اما بهتر است در فضاهای مسکونی که همراه با انواع تجهیزات خوراک پزی است، مورد استفاده قرار نگیرند.

• دتکتورهای دودی با عملکرد خطی:

وقتی فضای تحت نظارت دتکتور بسیار بزرگ می‌ شود می ‌توانیم از دتکتورهای دودی با عملکرد خطی بهره ‌مند باشیم. در این دتکتورها یک فرستنده و گیرنده تعریف شده است. آنها فاصله میان فرستنده تا گیرنده را پایش می کنند. یک سیگنال نوری میان فرستنده تا گیرنده در جریان است. حضور دود می تواند باعث اختلال در این تبادل نور باشد. همین به هم ریختن یکنواختی در تبادل نور برای درک حضور دود ناشی از آتش سوزی کافی است. این نوع دتکتورها برای نصب شدن در فضاهای بسیار بزرگ مانند انبارها، سالن ها و سوله ها مناسب هستند.

• دتکتورهای حرارتی:

شاید ساده ترین ایده در تشخیص آتش، جستجوی دود ناشی از آن باشد؛ اما تکیه بر دود همیشه بهترین پاسخ را نمی دهد. مثلاً در صورت پایش امنیتی و ضد حریق یک فضای باز مانند محوطه های بزرگ صنعتی چطور می خواهیم متکی بر آشکارسازی دود باشیم؟ در چنین فضاهایی هر آتش سوزی کوچکی به سرعت بزرگ می ‌شود. اما دود حاصل از آنها توسط باد به سرعت پخش شده، عملاً قابلیت آشکارسازهای دودی را محدود می‌ کند. تمام آتش سوزی ها همراه با تولید حرارت بالایی هستند. حرارت یک مشخصه فیزیکی است که با وزش باد از بین نمی ‌رود و البته در هر نوع آتش سوزی حتی آنها که فاقد تولید دود قابل توجهی هستند نیز مشاهده می شود. انواع دتکتورهای حرارتی را در مدل‌ های دما ثابت، دمای ثابت بالا، حرارتی افزایشی و… طراحی و تولید می ‌کنند.

• دتکتورهای ترکیبی:

بهترین ایده برای شناسایی آتش آن است که بتوانیم به شکل همزمان پایش مناسبی از مقدار دود تولید شده همراه با تشخیص افزایش دما را داشته باشیم. یک ایده ساده متکی بر نصب دو سنسور به شکل همزمان می باشد. اما اگر هوشمند باشید، استفاده از دتکتورهای ترکیبی که از هر دو امکان تشخیص دود و حرارت بهره مند هستند، استفاده خواهید کرد.

• مرکز کنترل سیستم اعلام حریق:

سنسورهای دودی و یا حرارتی بخش جمع آوری اطلاعات در سیستم اعلام حریق را دارند. اما این اطلاعات لازم است تا تحت یک پردازش دائمی قرار گیرند. بخش مرکز کنترل سیستم اعلام حریق یک برد الکترونیکی است که برای پردازش اطلاعات سنسورها و تهیه خروجی ها تنظیم شده است. این مرکز کنترل دارای کلیدها و یا صفحه نمایش هایی لمسی برای تعریف برنامه های کنترلی از جانب ما هستند.

• انواع تجهیزات هشدار دهنده:

سنسورها وقوع آتش را پیش بینی می کنند و مرکز کنترل قرار است تا اطلاعات این سنسورها را تحلیل کرده تا در نهایت هر گونه وقوع آتش سوزی را پیش بینی کرده، به اطلاع ساکنین بنا برساند. لذا انواع تجهیزات هشدار دهنده می توانند آژیر، فلاشر و… باشند که در بخش خروجی سیستم حضور دارند.

• منبع تغذیه:

تمام سیستم اعلام حریق توسط نیروی برق کار می کنند. اما لازم است تا اطمینانی کافی در تامین همیشگی نیروی برق وجود داشته باشد. به هر حال قرار نیست که در صورت نبود جریان برق سیستم اعلام حریق نیز از کار بیافتد. از این رو تمام سیستم های اعلام حریق دارای منبع تغذیه مجزایی هستند تا بتوانند برق در سطح ولتاژ مناسبی را برای سیستم اعلام حریق آماده سازند و در عین حال در زمان قطع برق، قابلیت فعال نگه داشتن سیستم اعلام حریق را داشته باشند.