Instalación de detectores de incendios: casos problemáticos.

Colocación de detectores de incendios: casos problemáticos.

Los requisitos para la ubicación de los detectores de incendios se dan en NPB 88-2001* “Instalaciones de alarma y extinción de incendios. Normas y reglas de diseño.» Sin embargo, este documento regula solo las opciones básicas para colocar detectores en casos relativamente simples. En la práctica, son frecuentes las estancias con techos inclinados, con falsos techos de celosías decorativas, con ventilación de suministro y extracción, etc., que deben protegerse adecuadamente, a pesar de la falta de instrucciones específicas en la norma NPB 88-2001*. Para todos los casos no estándar, existe un requisito general en la cláusula 3. NPB 110-03 “Lista de edificios, estructuras, locales y equipos sujetos a protección mediante instalaciones automáticas de extinción de incendios y alarmas automáticas contra incendios”: “Tipo de instalación automática de extinción , método de extinción, tipo de agentes extintores de incendios, el tipo de equipo para instalaciones automáticas contra incendios lo determina la organización de diseño en función de las características tecnológicas, estructurales y de planificación espacial de los edificios y locales protegidos, teniendo en cuenta los requisitos de la normativa vigente. y documentos técnicos”. NPB 88-2001* también contiene requisitos generales, por ejemplo, según el párrafo 12.19, «la colocación de detectores de incendios puntuales de calor y humo debe realizarse teniendo en cuenta los flujos de aire en la habitación protegida causados ​​​​por la ventilación de suministro o extracción», sin embargo , no se dan criterios para optimizar la ubicación de los detectores, solo se indica que «en este caso, la distancia desde el detector hasta el orificio de ventilación debe ser de al menos 1 m».
En muchos casos complejos, se pueden evitar errores graves en el diseño utilizando materiales adicionales, por ejemplo, la norma europea BS 5839-1:2002 para sistemas de detección y alerta de incendios para edificios, parte 1 “Código de prácticas para el diseño, instalación y mantenimiento de sistemas”, donde en cada apartado y en cada párrafo se describen primero los procesos físicos, y luego los requisitos que surgen de ellos, lo que permite tener confianza en la corrección de la solución elegida en un caso particular. Por ejemplo, al instalar detectores de incendios automáticos, es necesario tener en cuenta las características específicas de su funcionamiento según el tipo:
La eficacia de un sistema automático de detección de incendios se verá afectada por obstrucciones entre los sensores de calor o humo y los productos de la combustión. Es importante que los detectores de calor y humo no se instalen demasiado cerca para obstruir el flujo de gases calientes y humo hacia el detector. Cerca de la unión de la pared y el techo hay un «espacio muerto» en el que la detección de calor o humo no será eficaz. Dado que el gas caliente y el humo se propagan horizontalmente paralelos al techo, de manera similar hay una capa estancada cerca del techo; Esto elimina la instalación con el elemento sensor de un sensor de calor o humo ubicado al ras del techo. Esta limitación puede ser menos importante en el caso de un sistema de aspiración, ya que este sistema extrae activamente muestras de aire de una capa en movimiento de humo y gases calientes. Al instalar sensores de calor y humo, se debe tener en cuenta la posible estructura de los flujos de aire en la habitación. Los sistemas de aire acondicionado y ventilación con altas tasas de intercambio de aire pueden afectar negativamente las capacidades de los sensores al introducirles aire fresco y drenar el aire caliente, el humo y los gases de combustión, o al diluir el humo y los gases calientes del incendio. Se pueden instalar detectores de humo para monitorear el humo en los conductos de ventilación. Básicamente, estos sensores deberían ayudar a evitar la propagación del humo a través del sistema de ventilación; cualquier recirculación debería detenerse en caso de incendio. Estos detectores se pueden conectar a un sistema de alarma contra incendios, pero si los detectores de humo tienen una sensibilidad normal, no pueden ser un medio satisfactorio para detectar un incendio en la zona de la que se suministra el aire, ya que el humo se diluye con el aire limpio extraído. .”
Del modelo físico anterior se desprenden dos principios básicos que se tienen en cuenta a la hora de colocar detectores de humo y calor:
en el caso de suelos planos, en ausencia de interferencias y obstáculos, detectores de humo y calor protegen la zona en forma de círculo en el plano horizontal;
es necesario regular la distancia mínima y máxima de los detectores al techo. Fig.1. El diseño más sencillo de un detector de humo y calor

Según BS 5839-1:2002, el radio de protección de los detectores de humo es de 7,5 m, y el de los detectores de calor, de 5,3 m en proyección horizontal. Por lo tanto, es fácil determinar la ubicación de los detectores en una habitación de cualquier forma: la distancia desde cualquier punto de la habitación hasta el IP de humo más cercano en la proyección horizontal no debe ser más de 7,5 m, desde el térmico, no más de 5,3 m. Estos radios del área protegida determinan distancias algo mayores entre los detectores cuando están dispuestos en una cuadrícula (Fig. 1) en comparación con los requisitos de NPB 88-2001*. Se logran ahorros significativos en el número de detectores (aproximadamente 1,3 veces) en habitaciones grandes cuando se utilizan los detectores en una cuadrícula triangular (Fig. 2). Fig. 2. Colocación de detectores en estancias grandes

Actualmente, en la práctica, estas disposiciones sólo se pueden aplicar cuando se utilizan detectores de aspiración. Las Recomendaciones de la Institución Estatal Federal VNIIPO EMERCOM de Rusia para el diseño de sistemas de alarma contra incendios que utilizan detectores de humo por aspiración de las series LASD y ASD indican que “al proteger habitaciones de forma arbitraria, se determinan las distancias máximas entre las aberturas de entrada de aire y las paredes basándose en que el área protegida por cada abertura de entrada de aire tiene la forma de un círculo con un radio de 6,36 m (Fig. 3).

Distancia para superponer
Según la norma británica BS5839, los detectores de humo deben instalarse en el techo de modo que sus elementos sensores queden ubicados debajo del techo dentro de los límites:
1) 25 mm — 600 mm para detectores de humo;
2) 25 mm – 150 mm para sensores térmicos.
Directamente cerca del techo permanece una capa de aire limpio, lo que determina la distancia mínima desde el elemento sensible del detector de humo y calor hasta el techo, igual a 25 mm. Por el mismo motivo está prohibida la instalación empotrada de detectores. En NPB 88-2001*, actualmente se especifica un requisito similar solo para un detector de incendios de humo lineal, cláusula 12.29. «el eje óptico pasa a una distancia de al menos 0,1 m desde el nivel del techo» y para los detectores de incendios térmicos lineales, cláusula 12.37: «la distancia desde el detector al techo debe ser de al menos 15 mm». Según NPB 88-2001* cláusula 12.18* para todos los detectores de incendios puntuales, “al colgar los detectores de un cable, se debe garantizar su posición estable y orientación en el espacio. En este caso, la distancia desde el techo hasta el punto inferior del detector no debe ser superior a 0,3 m”. BS5839 especifica diferentes distancias máximas desde el suelo para un sensor de humo y para un sensor de calor. Los detectores de humo permiten una detección temprana del incendio, en la fase de materiales ardiendo, y pueden colocarse a una distancia de unos 300 mm del techo, incluso en ausencia de efecto de estratificación. A diferencia de los detectores de humo, los detectores de calor no detectan incendios latentes y, en la etapa de fuego abierto, hay un aumento significativo de la temperatura, por lo que no hay efecto de estratificación y la distancia entre el techo y el elemento sensible al calor aumenta en más. de 150 mm conducirán a una detección del incendio inaceptablemente tardía, es decir, los dejarán prácticamente inoperables.

Techos perforados
En aeropuertos, grandes centros comerciales, etc. se suelen utilizar rejillas decorativas para tapar conductos y cables situados bajo el techo. Por ejemplo, techos tipo “Griiii”. ¿Cómo se deben instalar los detectores de incendios en este caso? BS 5839-1:2002 establece que los sensores montados en el techo principal se pueden usar para proteger el área debajo de un falso techo perforado si se cumplen simultáneamente las siguientes condiciones:
1) el área perforada es más del 40% de cualquier Sección de techo de 1m x 1m;
2) el tamaño mínimo de cada perforación en cualquier sección no será inferior a 10 mm;
3) el espesor del falso techo no será superior a tres veces el tamaño mínimo de cada celda de perforación.
En todos los demás casos, los sensores deben instalarse debajo del falso techo y, si se requiere protección del espacio superior, se deben instalar sensores adicionales en el techo principal en el espacio del techo.
Cuando se cumplen las condiciones anteriores, prácticamente no hay división de la habitación en dos espacios; el humo pasa a través de la perforación del falso techo y es detectado por detectores instalados en el techo. Estas condiciones se cumplen con un gran margen para el techo tipo Grilyato; para una mayor persuasión, se recomienda considerarlo como una celosía decorativa que prácticamente no crea ningún obstáculo para la propagación del humo.

Suelos inclinados
La ausencia en nuestras normas del concepto de superposición inclinada y no horizontal puede provocar graves errores de diseño. La distancia máxima permitida desde el elemento sensible del detector al techo determina el criterio para evaluar la horizontalidad del techo, sin utilizar ningún valor de ángulo de inclinación. Si la diferencia en la altura del techo cuando se utilizan detectores de humo no supera los 600 mm, entonces el humo se acumula en la parte superior de la habitación y el techo se considera horizontal, independientemente del área de la habitación. Del mismo modo, para los detectores de calor, si la diferencia de altura no supera los 150 mm, el techo también se considera horizontal, independientemente del tamaño de la habitación. Con grandes diferencias de altura, el humo con aire caliente fluye cuesta arriba hacia la cresta y la parte superior del volumen se llena. En este caso, la primera fila de detectores de incendios se instala a lo largo de la cumbrera y las filas restantes se instalan paralelas a las primeras pendientes. Es posible colocar los detectores en un nivel inferior, mientras que los elementos sensibles del detector de humo deben ubicarse a no menos de 600 mm de la parte superior del techo, y los elementos térmicos a no menos de 150 mm (Fig. 4). Fig.4. Protección de locales con pendientes en diferentes ángulos BS 5839-1:2002

Además, una sección inclinada del techo, por regla general, aumenta la velocidad de ascenso del flujo de humo y aire caliente hacia la parte superior, reduciendo así el tiempo de retardo antes de que se active el detector. En consecuencia, BS 5839-1:2002 permite un aumento en la distancia entre detectores en la fila superior: por cada grado de ángulo de pendiente, la distancia entre detectores puede aumentar en un 1%, hasta un máximo de 25%. Si las pendientes del piso tienen diferentes ángulos de inclinación, entonces la distancia entre los detectores instalados a lo largo de la cumbrera se selecciona en función del valor menor determinado por el ángulo de inclinación menor (Fig. 4). En este ejemplo, entre los detectores a lo largo de la cresta se permite aumentar en un 18%, es decir, hasta 12,39 m. El resto de detectores se instalan según el valor estándar del radio del área protegida, igual a 7,5 m en proyección horizontal. . Se recomienda prestar especial atención al determinar la ubicación de las siguientes filas de detectores para evitar espacios entre los círculos de detectores de diferentes filas y diferentes radios.
Por supuesto, no podemos utilizar estos matices en la práctica, pero el criterio de superposición inclinada es bastante aplicable. Según NPB 88-2001* cláusula 12.18*, ya mencionada anteriormente, para todos los detectores de incendios puntuales “la distancia desde el techo hasta el punto inferior del detector no debe ser superior a 0,3 m”. Así, en una habitación de 9 x 9 m con un desnivel de aproximadamente 0,6 m, es posible instalar el detector en el centro de la habitación, y con un desnivel mayor se recomienda colocarlo en una parte más alta de la habitación. techo. En este caso, se debe cumplir el requisito especificado en la cláusula 12.18*: «Al instalar detectores de incendios puntuales debajo del techo, deben colocarse a una distancia de las paredes de al menos 0,1 m». Tenga en cuenta que en BS 5839-1:2002 esta distancia para losas horizontales es de 0,5 m.De manera similar a los requisitos para los detectores de humo puntuales, al instalar detectores de humo lineales en BS 5839-1:2002, la distancia desde la viga hasta el techo horizontal debe garantizarse entre 25 mm y 600 mm. En una habitación con techo no horizontal, es decir, cuando la diferencia de altura del techo es superior a 600 mm, es necesario proteger el espacio a lo largo de la cumbrera del techo. En este caso, según BS 5839-1:2002, la distancia entre los ejes ópticos de los detectores lineales también se puede aumentar en un 1% por cada grado de inclinación hasta un máximo del 25% (Fig. 5). Fig.5. Protección de una habitación con techo inclinado

En nuestra práctica, la distancia entre los ejes ópticos no solo no se puede reducir, sino que difícilmente se puede medir en una proyección horizontal, ya que la Tabla 6 de NPB 88-2001* Indica las distancias máximas directamente entre los ejes ópticos de los detectores, sin tener en cuenta su posible colocación en suelo inclinado. Fig.6. Protección de la habitación de nivel medio

Cuando los detectores de humo lineales no se pueden instalar debajo del techo, por ejemplo en atrios con techos abovedados de vidrio, la norma BS 5839-1:2002 permite ubicarlos por debajo de 600 mm del techo. Sin embargo, con tal colocación de detectores, el área protegida se reduce significativamente y asciende hasta el 12,5% de la altura de instalación en cada dirección desde el eje óptico (Fig. 6). El humo diverge en un área mayor a medida que aumenta la altura, por tanto, resulta más económico instalar detectores ópticos lineales a la máxima altura posible. Entonces, por ejemplo, cuando se instala a una altura de 4 m, para una detección confiable de la fuente, la distancia entre los ejes ópticos no debe ser más de 1 m, cuando se instala a una altura de 20 m, respectivamente, no más de 5 m.
Suelos de vigas
En los grandes locales industriales suele haber vigas de considerable altura en el techo. En este caso, la colocación de los detectores deberá realizarse de acuerdo con la cláusula 12.20. NPB 88-2001*: “Los detectores puntuales de humo y calor contra incendios deben instalarse en cada compartimento del techo con un ancho de 0,75 mo más, limitados por las estructuras del edificio (vigas, correas, nervaduras de losa, etc.) que sobresalgan del techo en un distancia de más de 0,4 m. Si las estructuras del edificio sobresalen del techo a una distancia de más de 0,4 m y el ancho de los compartimentos que forman es inferior a 0,75 m, el área controlada por los detectores de incendios, indicada en las tablas 5, 8. , se reduce en un 40%. Si existen partes salientes en el techo de 0,08 a 0,4 m, el área controlada por los detectores de incendios, indicada en las tablas 5, 8, se reduce en un 25%.”
Sin embargo, no se indica a lo largo de qué ejes se debe reducir la distancia entre los detectores. Los haces impiden la propagación del humo en dirección transversal, por lo que es necesario reducir las distancias en esta dirección, asegurando una determinada reducción del área controlada. No tiene sentido reducir las distancias entre los detectores a lo largo de las vigas, ya que el humo se propaga aún más rápido entre las vigas, ya que aparece el efecto de limitar el espacio, como en un pasillo, donde las distancias entre los detectores se pueden aumentar en 1,5 veces. Fig.7. Techo con vigas, M — distancia entre detectores

BS 5839-1:2002 analiza dos opciones con más detalle: vigas lineales (Figura 7) y panales (Figura 8). Fig.8. Techo alveolar

Los requisitos de BS 5839-1:2002 para las distancias permitidas entre detectores a través de las vigas dependiendo de la altura del techo, las alturas de las vigas se dan en la Tabla 1.
Tabla 1

Donde, H – altura del techo; W – ancho de celda; D – altura de la viga.

Para un techo en forma de panal, dependiendo de la relación entre la altura de la viga y el ancho de la celda, los detectores de incendios se instalan en el techo o en la viga (Tabla 2). Aquí el límite para la altura de la viga es de 600 mm (a diferencia de nuestros 400 mm), pero también se tiene en cuenta la altura relativa de la viga: un límite adicional, el 10% de la altura de la habitación.
Tabla 2

Donde, H – altura del techo; W – ancho de celda; D – altura de la viga.