در این مقاله سعی شده به بررسی سیستم اعلام حریق ، انواع دتکتور و کنترل پنل اعلام حریق و همچنین نحوه ی عملکرد آنها پرداخته شود. با مدیاسافت همراه باشید؛

در تعریف کلی سیستم اعلام حریق مجموعه ای از دستگاه هایی می باشد که با یکدیگر در ارتباط بوده و در صورت وجود دود، آتش، منوکسید کرین و سایر شرایط اضطراری آن ها را تشخیص داده و از طریق تجهیزات صوتی و بصری وجود خطر را به مردم اطلاع میدهند.

قبل از هر چیز برای درک بهتر از مفهوم سیستم اعلام حریق شما را به مطالعه مطلب زیر نیز دعوت می نماییم:

انواع کنترل پنل سیستم های اعلام حریق

کنترل پنل اعلام حریق متعارف یا Conventional

پنل های اعلام حریق از نوع متعارف که قبل از سال 1998 نصب می شدند از نوع پنل های معمولی ناحیه ای بودند. در یک سیستم ناحیه ای، دستگاه های اعلام حریق موجود در یک منطقه مشترک یا یک طبقه از یک ساختمان رفاهی به یک مدار آغازکننده هشدار متصل می شوند. هر ناحیه به رسانای مدار خود نیاز دارد. این آرایش این امکان را فراهم می کند تا اعلام هشدار توسط بخش های ساختمان گزارش شود تا بتوان متوجه شد کدام دستگاه در حال هشدار دادن می باشد. پنل های متعارف اغلب در ساختمان های کوچک که داشتن چند ناحیه می تواند می تواند اعلام هشدار کافی را فراهم کند استفاده می شوند.

کنترل پنل اعلام حریق آدرس پذیر یا Addressable

با ظهور ریزپردازنده ها و الکترونیک دیجیتال، صفحات کنترل آدرس پذیر برای سیستم ها و دستگاه های اعلام حریق در ساختمان های متوسط و بزرگ نسبت به سیستم متعارف متداول تر شده اند.آن ها حتی در برخی از کاربرد های کوچک نیز مقرون به صرفه تر شده اند.

سیستم های آدرس پذیر اعلام حریق از کدگذاری دیجیتال و تکنولوژی تسهیم سازی برای شناسایی دقیق تر محل هشدار ها و وضعیت دستگاه ها استفاده می کند. هر دستگاه اعلام حریق در سیستم با یک نشانی خاص برنامه نویسی می شود.

صفحه کنترل سیستم اعلام حریق می تواند بسته به نوع عملکرد مورد انتظار، با یک یا چند نشانی ارتباط برقرار کند. این ارتباط اغلب بر روی یک کابل مشترک تسهیم سازی می شود که برخی اوقات آن را با نام مدار خط هشدار (SLC) می شناسند. این آرایش مقدار سیم کشی لازم برای نصب سیستم را به طور چشمگیری کاهش می دهد. کانال ارتباطی امکان ارتباط دو مسیره را فراهم می کند در نتیجه، صفحه کنترل سیستم اعلام حریق می تواند علاوه بر کنترل دستگاه های اعلام حریق، آن ها را تحت نظر نیز داشته باشد.

یکی از اجزای اصلی یک سیستم اعلام حریق آدرس پذیر ، برنامه نویسی نرم افزاری است که باعث می شود سیستم به درستی کار کند. برنامه نویسی به گونه ای است که می توان به کمک آن از کاربرد های انعطاف پذیر، برای مواردی که می خواهید کنترل های خاصی بر روی ورودی ها و خروجی ها داشته باشید، استفاده کرد.

تکنولوژی های ارتباطی به کار گرفته شده در سیستم های آدرس پذیر امکان استفاده از ویژگی های پیشرفته ای را فراهم کرده که تغییرات حساسیت به دلیل گذر زمان و جمع شدن گرد و غبار را منظور می کند. این  ویژگی ها، در سیستم های استاندارد متعارف وجود ندارند.

دستگاه های اعلام حریق

تشخیص خودکار

اجزای آتش عبارتند از:

• دود (ذرات ریز و ایروسل)
• گرما
• تولید نور

دستگاه های اعلام حریق به منظور تشخیص یک یا ترکیبی از این اجزا ساخته می شوند. اگرچه همه این اجزا برای وجود داشتن آتش ضروری هستند اما ممکن است همه اجزا در حد آستانه قابل تشخیص نباشند. دتکتور هایی انتخاب می شوند که بتوانند المان هایی را که ممکن است در  آتش سوزی  وجود داشته باشند بسته به شرایط محیطی محل نصب  تشخیص دهند. همچنین باید توجه داشت که اجزا، میتوانند در شرایط بدون آتش سوزی نیز در محیط وجود داشته باشند.این امر منجر به هشدار غلط دستگاه خواهد شد که نامطلوب است.

دستگاه های مورد استفاده برای تشخیص آتش سوزی شامل دتکتور های دود، دتکتور های حرارتی، دتکتور های شعله، دتکتور های گاز های تولید شده توسط  آتش، و  همچنین انواع دیگری از دستگاه ها می باشند.

دتکتور های دود، ذرات مرئی یا نامرئی فرآیند احتراق، که ناشی از  سوختن، سوختن ناقص و پردود و یا مرحله آغازین فرآیند احتراق هستند، را تشخیص می دهند. این نوع دستگاه ها خود به دو دسته تقسیم می شوند: فتوالکتریک و  یونیزاسیون.

دتکتور های حرارتی، دمای بالا و یا افزایش دمای ناشی از آتش سوزی را تشخیص می دهند.

دتکتور های شعله، تشعشع ناشی از آتش را تشخیص می دهند.

انواع دتکتور

دتکتور های دود

سه نوع دتکتور دود وجود دارد: یونیزاسیون، فتوالکتریک و ترکیبی.

دتکتور دود از نوع یونیزاسیون

دتکتور دود از نوع یونیزاسیون امروزه به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. توانایی آن برای تشخیص دود ناشی از آتش، زمانی به بهترین نحو مورد استفاده قرار می گیرد که فرآیند سوختن کامل باشد. این حالت موجب تولید ذراتی کوچک می شود.

دتکتور های دود از نوع یونیزاسیون از یک ذره آلفا که یک منبع رادیواکتیو تولید می کند، یک اتاقک دود و صفحات دتکتور باردار تشکیل شده است. منبع آلفا باعث می شود تا هوای موجود در اتاقک دود یونیزه و رسانا شود

زمانی که ذرات دود وارد اتاقک دود می شوند خود را به مولکول های یونیزه شده هوا می چسبانند و رسانایی هوای موجود در اتاقک کمتر می شود.

زمانی که رسانایی هوای موجود در اتاقک از مقدار از قبل تعیین شده ای کمتر شود اعلام حریق فعال می شود.

مزایای دتکتور های دود از نوع یونیزاسیون

• فرآورده های نامرئی فرآیند سوختن را تشخیص می دهد- می تواند آتش هایی را که در مرحله ابتدایی هستند و یا دیگر فرآورده های دودی از نوع ایروسل را تشخیص دهد
• عملکرد سریع- حریق را نسبت به سایر انواع دتکتور دود و یا دتکتور های حرارت سریع تر تشخیص می دهد.

معایب دتکتور های دود از نوع یونیزاسیون

• اگر در محل ها ی در معرض حلال های فرار، گرد و غبار های رسانای ناشی از مواد مختلف و یا محل های مرطوب قرار بگیرند ممکن است هشدار غلط ایجاد کنند
• تنها وجود دود( و نه وجود مواد سمی) را تشخیص می دهد
• پتانسیل نرخ هشدار های غلط بالا می باشد
• محل ها و حوادث معمول برای تشخیص یونیزاسیون
• اتاق های تمیز
• اتاق های کامپیوتر
• داکت های هوای مکانیکی
• مکان هایی که به روش های تشخیص حساس نیاز دارند

دتکتور های دود از نوع فتوالکتریک

دتکتور دود فتوالکتریک متداول ترین دتکتور دود است که امروزه مورد استفاده قرار می گیرد. این دستگاه دود را با استفاده از اصول مسدود سازی نور یا پراکندگی نور تشخیص می دهد. توانایی این نوع از دستگاه ها در تشخیص دودی که از آتش نشات گرفته، در آتش هایی  که ذرات بزرگی را در طی فرآیند سوختن تولید می کنند به بهترین نحو مورد استفاده قرار می گیرد.

دتکتور های دود فتوالکتریک از نوع نقطه ای که از اصل مسدود سازی نور استفاده می کنند دارای یک دستگاه تولید کننده نور(که اغلب یک LED می باشد) ،اتاقک دود، و یک دستگاه حساس به نور که نور را به طور مستقیم از چشمه نور در یافت می کند و به عنوان خروجی یک جریان الکتریکی تولید می کند  می باشند.

دودی که وارد اتاقک دود می شود شدت نوری را که به دستگاه حساس به نور می رسد کاهش می دهد که این امر موجب کم شدن جریان خروجی می شود. وقتی شدت نور از حدی کمتر شود، مدار مربوط به کنترل سنسور، افت جریان تولید شده توسط دستگاه حساس به نور را تشخیص می دهد. وقتی مقدار جریان از مقدار مشخص و از قبل تعیین شده ای کمتر شود  اعلام حریق فعال می شود.

دتکتور های دود فتوالکتریک از نوع نقطه ای که از اصل پراکندگی نور استفاده می کنند نیز به طور مشابه با نوعی که از اصل مسدودسازی نور استفاده می کند ساخته می شوند با این تفاوت که در این نوع، دستگاه حساس به نور به گونه ای نصب می شود که نتواند به طور مستقیم چشمه نور را ببیند. وقتی دود وارد اتاقک می شود، ذرات دود نور منبع را به سمت دستگاه گیرنده نور منعکس می کنند. وقتی شدت نور به اندازه کافی تشخیص داده شود، اعلام حریق فعال می شود.

مزایای دتکتور های دود از نوع فتوالکتریک

• حساس به ذرات مرئی دود
• تشخیص اتش های با حرارت کم و ناقص سوز
• ارائه هشدار زودهنگام

معایب دتکتور های دود از نوع فتوالکتریک

• آلودگی سریع توسط گرد و غبار که منجر به حساسیت کمتر می شود
• تنها وجود دود( و نه وجود مواد سمی) را تشخیص می دهد
• باید به طور مداوم تمیز شود
• پتانسیل نرخ هشدار های غلط بالا می باشد
• محل ها و حوادث معمول برای تشخیص فتوالکتریک
• ادارات و دفاتر
• اتاق های تمیز
• فضاهای با ارتفاع بالاتر از سطح طبقه
• راهرو ها و میان تالار ها
• اتاق های ملاقات
• اتاق های کامپیوتر
• اتاق های مخابرات
• اتاق های تجهیزات الکتریکی
• اتاق خواب ها
• کمد ها

دتکتور های دود از نوع پرتویی

دتکتور دود از نوع پرتویی در واقع دتکتور های فتوالکتریک از نوع خطی هستند که از یک چشمه نور مجزا و گیرنده حساس به نور تشکیل شده اند. این دستگاه ها معمولا در مناطق بزرگ و باز، جایی که خط دید بدون مانعی میان چشمه نور  و گیرنده وجود دارد، نصب می شوند. در چنین محل هایی استفاده از دتکتور های نقطه ای به دلیل نیاز به تعداد دستگاه های زیاد از نظر اقتصادی امکان پذیر نیست.

مزایای دتکتور های دود از نوع پرتویی

• پوشش یک منطقه بزرگ به صورت اقتصادی
• عملکرد سریع

معایب دتکتور های دود از نوع پرتویی

• نیاز به خط دید بدون مانع میان چشمه نور و دریافت کننده
• تراز صحیح باید به طور مداوم حفظ شود
• محل ها و حوادث معمول برای دتکتور های پرتویی
• میان تالار های با ارتفاع زیاد
• فضاهای تولیدی

دتکتور های دود از نوع نمونه گیر هوا

در محیط هایی که تشخیص دود از بیشترین اهمیت برخوردار است یک سیستم نمونه گیر هوا امکان سریع ترین تشخیص دود را فراهم می کند. یک سیستم تشخیص دود از نوع نمونه گیر هوا یک پکیج تشخیص حریق است که بدون نیاز به وسایل دیگر عمل می کند. این سیستم از پنج جز اصلی تشکیل شده است:

• سیستم نمونه گیری از هوا
• سیستم مکش
• مجموعه فیلتر ها
• دتکتور
• سیستم کنترل

این سیستم از شبکه ای از لوله ها برای مکش پیوسته نمونه های هوا و هدایت آن ها به دتکتور دود مرکزی استفاده می کند.

این سیستم به کمک شبکه ای از لوله ها که وارد بخش حفاظت شده می شوند عمل می کند. لوله ها اغلب از مواد ترموپلاستیک ساخته شده اند. مکنده داخلی به طور پیوسته هوا را وارد شبکه لوله ها می کند به منظور حذف قرائت های اشتباه، سیستم یا از مجموعه فیلتر ها و یا از تکنولوژی ذره شمار لیزری به منظور فیلتر کردن گرد و غبار  و ذرات باقی مانده استفاده می کند.

محل ها و حوادث معمول برای دتکتور های دود از نوع نمونه گیر هوا

• مناطق مخابراتی
• اتاق های کامپیوتر
• دیتا سنتر ها
• بیمارستان ها
• اتاق های تمیز
• میان تالار ها
• اتاق های سرد ذخیره سازی
• ایستگاه های برق ونیروگاه ها
• معادن
• کارخانه های کاغذسازی و چوب بری
• موزه ها
• گالری های هنری
• کلیساهای جامع

دتکتور های حرارتی

دتکتور های حرارتی با دمای ثابت

دتکتور های حرارتی با دمای ثابت می توانند در چنین حالت هایی عمل کنند:

• حد ثابت دما
• نرخ سریع تغییر دما در منطقه محافظت شده
• ترکیبی از دو حالت قبل

دتکتور های دود نقطه ای معمولی از نوع دمای ثابت دارای یک  المان کلید دو فلزی هستند که در حد تعیین شده ای از دما قطع می شود. این کلید به طور معمول از دو فلز تشکیل شده است که هرکدام ضریب انبساط حرارتی متفاوتی دارند. گرم شدن فلز با ضریب انبساط بیشتر توسط المان دو فلزی، باعث می شود تا کلید خم شده یا شکل منحنی به خود بگیرد و در نتیجه کلید قطع شود که باعث فعال شدن حالت هشدار خواهد شد.

دتکتور های حرارتی از نوع خطی در واقع کابل هایی هستند که حرارت را در کل طول مسیرشان تشخیص می دهند. یک دتکتور حرارتی خطی می تواند از دو سیم که توسط یک عایق از یکدیگر جدا شده اند تشکیل شود. پس از این که حرارت به مقدار مشخصی می رسد این عایق میانی ذوب می شود و باعث می شود تا سیم ها به یکدیگر تماس برقرار کنند و جریان الکتریکی برقرار شود که این امر موجب فعال شدن اعلام حریق می شود.

دتکتور های حرارتی دوفلزی نقطه ای و مدل کوآکسیال  به صورت خودبازساز هستند. اما انواع اتصال قابل اشتعال و عایق ذوب شونده خود بازساز نیستند.

مزایای تشخبص حرارتی با دمای ثابت

• هزینه کمتر نسبت به دتکتور های دود
• قابل اطمینان تر نسبت به دتکتور های دود
• تحت تاثیر محیط های کثیف و پر گرد و غبار قرار نمی گیرد
• نیاز به نگهداری حداقلی

معایب تشخیص حرارتی با دمای ثابت

• پاسخ دهی کند تر نسبت به دتکتور های دود
• فرآورده های فرآیند سوختن را تشخیص نخواهد داد
• تنها مناسب برای محافظت از اموال

دتکتور های حرارتی از نوع نرخ افزایش

دتکتور های حرارتی از نوع نرخ افزایش (Rate of Rise) نرخی را که دمای هوا در طول یک حادثه آتش سوزی تغییر می کند اندازه گیری می کنند. اندازه گیری تغییر دما در یک فضا امکان پاسخ دهی سریع تری را نسبت به اندازه گیری دمای مطلق فراهم می کند.

دتکتور نرخ افزایش تغییر دما در یک محیط را با استفاده از یک کلید اختلاف فشاری تشخیص می دهد. این کلید دارای یک اتاقک هواست که با استفاده از یک دیافراگم انعطاف پذیر از هوای محیط جدا شده است. با تغییر دمای هوا در محیط، فشار هوا زیاد می شود که باعث به وجود آمدن یک اختلاف فشار در طول دیافراگم می شود.

اتاقک هوا دارای یک نشتی هوای کالیبره شده می باشد که باعث می شود نوسانات معمول دما و فشار در داخل فضای اتاق در دو طرف دیافراگم با یکدیگر خنثی شوند و باعث بسته شدن مدار اعلام حریق نخواهد شد. در جریان حریق، دمای هوا با نرخی سریع تر از نرخ معمولی افزایش خواهد یافت که باعث می شود افزایش فشار در سمت اتاق دیافراگم می شود. نشتی هوا نمی تواند این مقدار را جبران کند و در نتیجه دیافراگم حرکت کرده و مدار دتکتور را می بندد.

مدل های ترکیبی از دتکتور های حرارتی نرخ افزایش و دمای ثابت نیز ساخته شده است که از هر دو تکنولوژی بهره می برند.

مزایای تشخیص حرارتی از نوع نرخ افزایش

• پاسخ دهی سریع تر نسبت به دتکتور دمای ثابت
• تحت تاثیر محیط های کثیف و پر گرد و غبار قرار نمی گیرد
• قابل اطمینان تر نسبت به دتکتور های دود
• ارزان تر از دتکتور های دود
• نیاز به نگهداری حداقلی

معایب دتکتور های حرارتی از نوع نرخ افزایش

• پاسخ دهی کند تر نسبت به دتکتور های دود
• فرآورده های فرآیند سوختن را تشخیص نخواهد داد
• تنها مناسب برای محافظت از اموال

دتکتورهای حرارتی از نوع جبران نرخ (Rate Compensated)

دتکتور های حرارتی از نوع جبران نرخ دستگاه هایی هستند که به گونه ای طراحی شده اند تا بدون توجه به نرخ افزایش دما در محیط، در یک دمای از قبل تعیین شده فعال شوند . این کار با جبران تاخیر حرارتی بین دمای اتاق و داخل دستگاه انجام می شود.

ساختار دستگاه شامل یک لوله  فلزی بیرونی است که با نرخ ثابتی منبسط می شود. در داخل این لوله، مدار مربوط اعلام حریق قرار دارد که زمانی که مقدار انبساط به حد مشخصی برسد بسته می شود اما قطعه فلزی دیگری از این انبساط جلوگیری می کند.

زمانی که نرخ افزایش دما کند باشد، لوله خارجی منبسط می شود و دو  سر مدار را به هم نزدیک می کند. قطعه فلزی داخلی نیرویی مخالف را به دو سر مدار وارد می کند و آنها را از یکدیگر جدا نگه می دارد تا زمانی که کل دستگاه به دمایی معادل دمای از قبل تعیین شده اولیه برسد.

زمانی که نرخ افزایش درجه حرارت زیاد باشد، لوله خارجی سریع تر از این که قطعه فلزی داخلی بتواند آن را جبران کند منبسط می شود. در نتیجه، مدار اعلام حریق زمانی که کل دستگاه به دمای پایین تری نسبت به دمای تعیین شده اولیه رسید فعال می شود، به این ترتیب تاخیر حرارتی جبران می شود.

مزایای دتکتور های حرارتی از نوع جبران نرخ

• پاسخ دهی دقیق و مناسب به تهدیدات مربوط به آتش سوزی
• تقریبا تمام هشدار های غلط را از بین می برد
• تحت تاثیر محیط های کثیف و پر گرد و غبار قرار نمی گیرد
• نسبت به دتکتور های دود قابل اطمینان تر است
• ارزان تر از دتکتور های دود
• نیاز به نگهداری حداقلی

معایب دتکتور های حرارتی از نوع جبران نرخ

• پاسخ دهی کند تر نسبت به دتکتور های دود
• فرآورده های فرآیند سوختن را تشخیص نخواهد داد
• تنها مناسب برای محافظت از اموال

دتکتور شعله (Flame Detector)

دتکتور های شعله برای تشخیص مولفه نور ساطع شده آتش به کار می روند. دتکتور های معمول از این نوع طول موج فرابنفش یا فروسرخ و یا ترکیبی از هر دو را تشخیص می دهند. این دتکتور ها بسیار سریع عمل می کنند و در مناطقی مورد استفاده قرار می گیرند که آتش سوزی های مکرر و یا انفجار ممکن است رخ دهد.

مزایای دتکتور شعله ای

• سرعت بسیار سریع در عملکرد

معایب دتکتور های شعله ای

• میدان دید محدود
• گران
• نیاز به میدان دید بدون مانع
• نگهداری دشوار

کاربرد های متداول دتکتور شعله

• اسکله های بارگیری سوخت
• فضاهای مربوط به فرآیند های صنعتی
• سایر مناطق خطرناک که امکان رخ دادن آتش سوزی سریع وجود دارد

دتکتور گازهای آتش

این دتکتور ها نسبت به گازهای مختلفی که در طول فرآیند سوختن تولید می شوند واکنش نشان می دهند.

• کربن مونوکسید
• کربن دی اکسید
• بخار
• سایر عناصر

دتکتور گاز های آتش از دو نوع تکنولوژی برای پیش بینی حریق استفاده می کند. یک روش از یک ماده نیمه رسانا  می کند که پتانسیل رسانایی فلزات را در شرایط حریق تغییر می دهد. روش دیگر از یک عنصر کاتالیزگر که در درون یک مهره آلومینیومی قرار گرفته است بهره می برد.

مزایای دتکتورهای گازهای آتش

• تشخیص فرآورده های سوختن
• حساسیت کافی برای تشخیص مقادیری از گاز که بین حالت های وجود سطوح قابل تشخیص ذرات و سطوح قابل تشخیص گرما  به وجود می آیند.
• گاز ها را قبل از این که به مقادیر مرگ بار برسند تشخیص می دهد

معایب تشخیص گازهای آتش

• می تواند مستعد هشدار های غلط باشد
• باید در ارتفاع پایین نصب شود که آن را در معرض آسیب قرار می دهد.
• می تواند سمی شود
• مناسب مناطقی که CO و CO2 به عنوان بخشی از عملکرد منطقه به طور متداول تولید می شوند نیست.
• نمی توان آن را به عنوان جانشینی جهان شمول برای دتکتور های دود و دتکتور های حرارت در نظر گرفت
• هزینه بالا