Detectores de aspiración: un desconocido familiar.
Introducción
Con la publicación de la Ley Federal No. 123 «Reglamentos técnicos» sobre requisitos de seguridad contra incendios» comenzó a mostrarse un creciente interés en los detectores de humo por aspiración.
Cada vez más fabricantes mundiales comenzaron a suministrar sus sistemas de aspiración al mercado ruso.
Aunque el tipo de datos de los detectores en sí no es nuevo en el mercado ruso de sistemas de alarma contra incendios (FAS), antes del 1 de mayo de 2009 había poco interés en dichos sistemas.
Primero de Todo, esto se debió tanto al precio de estos detectores como a la ausencia de este tipo de detectores de incendios en el marco regulatorio ruso.
Los fabricantes que vieron las perspectivas de los sistemas de aspiración en el mercado ruso desarrollaron, junto con VNIIPO, recomendaciones para el uso y diseño de dichos sistemas, de modo que los diseñadores pudieran al menos de alguna manera justificar su elección.
Pero eso es todo Esto ya es cosa del pasado; en la actualidad, la necesidad de tales recomendaciones ha desaparecido y los principales documentos para el diseño de sistemas de aspiración son la norma nacional GOST R 53325-2009 “Equipo contra incendios. Equipo automático contra incendios.
Requisitos técnicos generales.
Métodos de prueba», que establece requisitos técnicos y métodos de prueba de certificación y un conjunto de normas SP5.13130.2009 «Sistemas de protección contra incendios.
Instalaciones automáticas de alarma y extinción de incendios.
Estándares y reglas de diseño», que establece los requisitos de diseño.
En este artículo, intentaremos descubrir en qué se diferencian los detectores de aspiración entre sí, a qué se debe prestar atención al elegir y diseñar un sistema basado en este tipo de detector.
Principio de funcionamiento
Un detector de humo por aspiración contra incendios es un detector en el que se toman por la fuerza muestras de aire y humo del local protegido a través de un sistema de tuberías con orificios y se transportan a una cámara de humo. ubicado en el mismo bloque con un aspirador, por ejemplo, una turbina, ventilador o bomba que proporciona un flujo de aire estable.
El sistema de tuberías se ubica en la zona controlada, pudiendo instalarse el dispositivo de aspiración, la unidad central, en un lugar conveniente para el control y mantenimiento en la misma habitación o en otra.
Fig. 1 detector de aspiración
En muchos casos, este método de control (extracción constante de aire forzado a través de un sistema de tuberías desde un volumen controlado) proporciona ventajas significativas sobre los detectores puntuales tradicionales, a los que, en determinadas condiciones, es posible que simplemente no llegue el humo.
El aspirador asegura el flujo de aire a través de cada orificio desde un volumen suficientemente grande de la habitación, lo que compensa la influencia de los flujos de aire de la ventilación de suministro y extracción, los sistemas de aire acondicionado, etc., que distorsionan la distribución «estándar» de fumar en la habitación.
La aspiración también reduce el efecto de la estratificación del aire (estratificación) en una habitación alta, cuando una capa de aire caliente debajo del techo impide que el humo entre a la parte superior de la habitación.
Además , el humo entra simultáneamente a través de varias aberturas en la tubería (efecto acumulativo) compensa la reducción de la concentración de humo bajo el techo en una habitación alta.
Parámetros como el diseño y la forma de la cámara de humo de un detector puntual, que si están mal diseñados aumentan significativamente el tiempo de respuesta, no son en absoluto relevantes para un sistema de aspiración.
Características de diseño
A pesar de todas sus ventajas, el detector de aspiración también tiene un principal inconveniente: su elevado precio, que actualmente es el factor fundamental que limita su uso.
Aunque todo el mundo entiende perfectamente que un detector de aspiración es un dispositivo técnicamente complejo y, en realidad, es un sistema autónomo independiente que está conectado al sistema principal de alarma contra incendios del edificio y, por tanto, no puede ser barato.
Pero existen detectores de aspiración de la llamada clase PIB, cuyo interés crece cada año.
Según sus características de diseño, los detectores de aspiración se pueden clasificar a grandes rasgos en dos clases principales. .
La clase VESDA — Aparato de detección de humo muy temprana (equipo para la detección de humo ultra temprana) incluye detectores en los que el densímetro óptico del medio está integrado en la cámara de humo de la unidad de aspiración y es su parte integral.
Por ejemplo, detectores de aspiración FAS-420-TT2 de Bosh, Vesda VFT-15 de Xtralis.
Clase PIB — Point In the Box (detector puntual en la caja) incluye detectores de aspiración con El densímetro óptico del medio es un detector de humo puntual ubicado en la cámara de humo de la unidad de aspiración.
Por ejemplo, los detectores de aspiración LASD y ASD-Pro de System Sensor.
Son los detectores de aspiración de la clase PIB los que pueden reducir significativamente el precio de un detector de aspiración, manteniendo todos los aspectos positivos. características del sistema de aspiración.
Las capacidades de los detectores de clase PIB están determinadas en gran medida por el tipo de detector de humo utilizado, instalado en la unidad central.
Por ejemplo, los detectores de aspiración de la serie LASD utilizan un detector de humo láser 7251 con un láser en miniatura (Fig. 2).
El brillo de la radiación láser es aproximadamente dos órdenes de magnitud mayor (100 veces) en comparación con los LED, y el enfoque del haz garantiza una ausencia casi total de reflejos en las paredes de la cámara de humo. Como resultado, un detector láser de este tipo proporciona una detección ultra temprana de una situación de riesgo de incendio con niveles de humo de 0,001 dB/m.
Los sistemas de aspiración basados en dicho detector son capaces de generar señales de alarma preliminares, según las cuales el personal de servicio puede eliminar la fuente de humo con un daño mínimo.
Al mismo tiempo, el precio de dicho sistema será relativamente bajo.
Fig. 2 Cámara de humo del detector puntual 7251
Los principales parámetros a los que hay que prestar atención a la hora de elegir un detector de aspiración son su sensibilidad, el método de filtrado de las muestras de aire y el control del flujo de aire.
Sensibilidad y tiempo de transporte
La sensibilidad es probablemente la característica principal de un detector de aspiración, como cualquier detector de humo.
La sensibilidad se puede considerar como el valor mínimo de la óptica específica. densidad en una de las muestras en la que el detector genera una señal de «Fuego».
Depende de la tecnología de detección de humo utilizada, así como del diseño del dispositivo de muestreo, el número, tamaño y ubicación de los orificios, etc.
Normalmente se utiliza tecnología de detección de humo láser. en sistemas de aspiración (Fig. . 2) o método LED (mecanismo óptico de alta sensibilidad).
El uso de la tecnología de detección de humo por láser permite detectar humo con una densidad óptica específica de menos de 0,001 dB/m, que es cientos de veces mayor que la sensibilidad de los detectores de humo LED puntuales.
Esto lleva el nivel de protección contra incendios a un nivel completamente nuevo. Al detectar tales concentraciones de humo, es posible, utilizando los medios disponibles, prevenir un incendio mucho antes de que se desarrolle.
De acuerdo con GOST R 53325-2009, en términos de sensibilidad, Los detectores de aspiración se dividen en tres clases:
clase A – detectores de alta sensibilidad (densidad óptica específica del medio inferior a 0,035 dB/m);
clase B – detectores de alta sensibilidad (densidad óptica específica del medio de 0,035 a 0,088 dB/m);
clase C – sensibilidad estándar del detector (densidad óptica específica del medio superior a 0,088 dB/m).
Las pruebas para determinar la sensibilidad de acuerdo con GOST R 53325-2009 se llevan a cabo únicamente usando el soporte “Smoke Channel”.
Además, en el canal de humos hay una parte del tubo de entrada de aire con un orificio, que está lo más lejos posible del bloque detector de aspiración.
La parte restante del tubo con Los orificios abiertos deben ubicarse fuera del canal de humo.
El aire limpio ingresa a través de estos orificios y, en consecuencia, se reduce la densidad óptica del medio que ingresa a la unidad detectora de aspiración.
Arroz. 3. Reducir la concentración de humo
A la hora de elegir un detector de aspiración, hay que tener en cuenta que los fabricantes, por regla general, indican en las especificaciones técnicas el valor máximo de sensibilidad de la propia unidad de aspiración.
Implementar dicha sensibilidad solo es posible cuando se utiliza un orificio de entrada de aire en la tubería.
Si hay varios orificios de muestreo de aire en la tubería, la concentración de humo en la muestra de aire disminuirá en proporción al volumen de aire limpio que ingresa a la tubería a través de los orificios restantes (Fig. 3).
Por ejemplo, hay 10 orificios de muestreo de aire en la tubería.
Supongamos que el mismo volumen de aire pasa a través de cada orificio y humo con una densidad óptica específica de 2%/m (0,088 dB/m) ingresa a la tubería a través de un orificio de entrada de aire, y aire limpio ingresa a través de los 9 orificios restantes. Así, en la chimenea el humo se diluye con aire limpio 10 veces y su densidad al entrar en la unidad central ya será del 0,2%/m (0,0087 dB/m).
En consecuencia, para un análisis preliminar de la sensibilidad del orificio en sí (ya que es el orificio de entrada de aire el que equivale a un detector de humo puntual de acuerdo con SP5.13130.2009), se puede utilizar la siguiente suposición: la sensibilidad del orificio es igual a la relación entre la sensibilidad de la unidad de aspiración y el número máximo esperado de orificios en la tubería.
En realidad, calcular la dilución del humo con aire limpio es mucho más complicado que lo descrito anteriormente.
Es necesario tener en cuenta el tamaño, el número y la ubicación de las aberturas de entrada de aire, la presencia de juntas de esquina, tes y capilares en el sistema de tuberías, y el diámetro de las tuberías, etc.
Además, para igualar los flujos de aire a través de los orificios y, en consecuencia, la sensibilidad, se instala un tapón en el extremo de la tubería, generalmente con un orificio cuyo área es varias veces mayor que los orificios de entrada de aire, lo que también debe tenerse en cuenta. cuenta en el cálculo. Todos estos puntos pueden ser tenidos en cuenta mediante el programa de cálculo que viene completo con el detector de aspiración.
El siguiente parámetro importante que se debe tener en cuenta al diseñar un sistema de aspiración es el tiempo de transporte. Según GOST R 53325-2009, este tiempo se da para cada clase y no debe exceder los 60 s para los detectores de clase A, los 90 s para los de clase B y los 120 s para los de clase C.
Este tiempo aquí se refiere al tiempo que lleva transportar la muestra de aire desde el orificio más externo de la tubería hasta el elemento sensible al humo en el bloque.
Filtración y control del flujo de aire
Es lógico suponer que, al tener una alta sensibilidad, los detectores de aspiración deberían ser muy críticos ante influencias perturbadoras como el polvo.
Los primeros detectores de aspiración se desarrollaron específicamente para la protección de salas ultralimpias y zonas herméticas.
Los modernos detectores de aspiración con microprocesador tienen un sistema de filtración incorporado y están bien adaptados a diversas condiciones de funcionamiento. .
Para uso en áreas polvorientas y muy contaminadas, por regla general, se instalan filtros externos en las tuberías, que les permiten capturar partículas en el aire.
Para proteger áreas con alta humedad, muchos fabricantes proporcionan dispositivos adicionales para proteger la unidad central de la condensación (Fig. 4).
Se minimiza la probabilidad de una activación falsa del dispositivo en habitaciones polvorientas. programando niveles de disparo apropiados y rango de medición de estabilización.
Fig. 4 Dispositivo de protección contra la humedad
Es igualmente importante garantizar el control del flujo de aire que pasa a través de la cámara de humo del detector de aspiración.
Una disminución en el flujo de aire indica obstrucción de los orificios en el sistema de tuberías, un aumento indica una fuga en la conexión de la tubería o un daño mecánico en la tubería.
En estos casos, se produce un mal funcionamiento: una disminución de la sensibilidad.
Monitorear los cambios en el nivel del flujo de aire en un detector de aspiración equivale a monitorear el estado del circuito cuando se utilizan detectores de incendio puntuales.
Además, los valores del nivel “normal” «El flujo de aire debe almacenarse en una memoria no volátil en caso de un corte de energía.
Según GOST R 53325-2009, si una fuga de aire o una obstrucción provoca un aumento o disminución en el volumen de flujo de aire en un 20% o más, entonces el detector de aspiración debe generar una señal de falla.
El mismo documento establece un requisito para la resistencia al calor de la tubería de aire: debe garantizar el desempeño de sus funciones en condiciones de exposición al fuego durante el tiempo necesario para transportar muestras de aire a la unidad de procesamiento y analizar el estado de las muestras controladas mediante humo. medios técnicos de detección.
Colocación de los detectores de aspiración
La forma en que se deben colocar los detectores de aspiración está prescrita en el conjunto de normas SP5.13130.2009 . Observemos los puntos principales.
Los detectores de aspiración de clase A pueden proteger objetos de hasta 21 m de altura, clase B — hasta 15 m, clase C — hasta 8 m.
Las distancias entre las aberturas de entrada de aire no deben exceder los 9 m, desde el orificio hasta la pared — 4,5 m.
Además, estas distancias no dependen de la altura de la habitación protegida ni de la clase. del detector. Esto se debe al efecto acumulativo mencionado anteriormente.
Este documento también señala que para la protección de grandes espacios abiertos y locales con una altura superior a 8 m, como atrios, talleres de producción, almacenes, zonas comerciales, terminales de pasajeros, gimnasios y estadios, circos, salas de exposiciones de museos, galerías de arte. , así como en salas con una gran concentración de equipos electrónicos (salas de servidores, centrales telefónicas automáticas, centros de datos), se recomienda utilizar detectores de aspiración de clase A y B.
Conclusión
En conclusión, me gustaría señalar que hoy en día los detectores de aspiración con tecnología láser de detección de humo son el tipo más eficaz de detectores de humo y de incendios, capaces de detectar un incendio latente en una etapa extremadamente temprana del desarrollo de una situación de riesgo de incendio, cuando es posible eliminar este incendio utilizando medios improvisados sin pérdidas materiales importantes.
Los detectores de aspiración de la clase condicional PIB son más asequibles y al mismo tiempo tienen todas las ventajas principales de los sistemas de aspiración.
Y la aparición de detectores de aspiración como clase en nuestro marco regulatorio aumentará contribuir al uso cada vez más extendido de sistemas de aspiración en diversas instalaciones, llevando la seguridad contra incendios a un nivel cualitativamente nuevo.
Detector de aspiración monocanal MG-Laser (MaviGard)
El detector tiene un amplio rango dinámico de entrada y un algoritmo de adaptación a las condiciones externas del entorno de trabajo (LDD — tecnología de separación de polvo por láser), lo que le permite afrontar con éxito la tarea de detectar humo tanto en «salas limpias» como en habitaciones polvorientas.
La señal de alarma se puede emitir tanto a través de salidas de relé como a través de la placa de interfaz.
La longitud máxima del canal es de 100 m.
Rango dinámico: 0, 6–25 % de oscuridad por metro.
Los tamaños de las partículas detectadas son de 0,003 a 10 µ.
El detector tiene dos niveles de alarma, relé “Atención”, “Fuego”, “Fallo” .
Los intervalos de servicio para la cámara láser son de 10 años.
Fuente de alimentación: 21,6 – 24,4 V CC. actual. Consumo de corriente: 350 mA.
Dimensiones: 190 x 230 x 110 cm Peso – 1,2 kg.
Detectores de aspiración de la serie LASD (System Sensor)
Diseñados para su uso en salas ultralimpias, zonas de contención (microelectrónica producción), talleres de procesamiento (carpintería, papel, fábricas de tabaco), edificios con arquitectura no estándar, atrios de vidrio, museos, bibliotecas, archivos.
Una buena solución para salas largas y altas (hasta 15 m), almacenes, áreas con equipos electrónicos (salas de servidores, centros de computación, sistemas de telecomunicaciones).
También se utiliza para equipar espacios detrás techos suspendidos (tensados), debajo de pisos dobles, en áreas polvorientas y de difícil acceso.
Asegurar la detección más rápida posible de una situación de riesgo de incendio y reducir la influencia de los flujos de aire , la ausencia de bucles y dispositivos electrónicos en la sala protegida. Fácilmente integrable en elementos decorativos y estructuras de construcción.
Tener un programa de diseño conveniente.
Fácil de instalar, programar y mantener.
Al actualizar el sistema la alarma contra incendios requiere costos mínimos.
Titanus MicroSens FAS-420-TM-RVB (Bosch)
El detector compacto de la serie Titanus MicroSens monitorea un área de hasta 400 m² y se conecta a las centrales de incendios a través de un bucle direccionable LSNi.
El detector utiliza una tubería de varias configuraciones con una longitud total de hasta 50 m y con hasta 8 orificios.
El umbral de respuesta del detector es ajustable en el rango de 0,5–2%/m (0,02–0,09 dB/m ), clases A y B según GOST R 53325-2009.
El detector tiene un indicador de nivel de humo de 10 segmentos, que muestra valores desde 0,05%/m (0,002 dB/m).
La función de monitoreo ROOM IDENT de 5 zonas separadas permite al detector determinar la ubicación del incendio con precisión hasta la apertura de la tubería.
El detector también monitorea la tubería para detectar contaminación y posibles daños.
Para uso en áreas explosivas, húmedas y polvorientas, se utilizan boquillas de tubería especiales.
VESDA ECO by Xtrali (Xtralis)
VESDA ECO by Xtralis es un sistema de aspiración que combina las capacidades un detector de humo altamente sensible con la función de monitorear el ambiente para detectar la presencia de gases peligrosos.
VESDA ECO utiliza el sistema de tuberías de entrada de aire del detector de aspiración VESDA para monitorear continuamente los cambios en la concentración de gases ambientales en el área protegida.
ECO identifica la aparición de gases (H2, CO , CH4, C3H8, SO2, NO2, O2, NH3) en muestras de aire, que en condiciones normales podrían provocar falsas alarmas en los detectores de humo.
La instalación de la unidad ECO no requiere accesorios adicionales cambios en el diseño del sistema VESDA o la instalación de líneas eléctricas adicionales.
FDBZ292 (Siemens)
El dispositivo de detección de humo por muestreo de aire es un sistema de monitoreo pasivo sin bomba propia.
Utiliza la diferencia de presión existente en el sistema de ventilación para mover constantemente el aire a través del conducto de derivación desde la ventilación hasta el dispositivo de detección de humo con muestreo de aire.
Funciona si el sistema está encendido y se produce circulación de aire. El aire controlado debe estar limpio, es decir, libre de partículas de polvo y aerosoles.
En el dispositivo se pueden utilizar detectores de humo de las series Sinteso, AlgoRex y Synova 600.
La carcasa de la cámara de muestreo está hecha de ABS y tiene una categoría de protección IP54.
La velocidad del flujo de aire permitida es de 1 a 20 m/s.
Temperatura ambiente:
de -20 °C a + 50 °C. Humedad relativa ≤95%.