Помилки при проектуванні систем автоматизації протипожежної вентиляції

Система протипожежної вентиляції в будівлях відповідає за безпеку життя людей, забезпечує доступ для служб екстреної допомоги та захищає майно. Принцип правильної роботи системи полягає в тому, щоб спрямовувати потік диму та виводити шкідливі продукти горіння за межі будівлі. З цією метою вже на етапі проектування слід інтегрувати між собою системи контролю диму та тепла, електроустановки, а також системи виявлення пожежі та пожежної сигналізації.

Координацію належної роботи цих систем та установок забезпечують блоки живлення та управління, що входять до складу систем контролю диму та тепла. Правильний підбір схеми протипожежної автоматики є одним із найважливіших етапів проектування системи протипожежної вентиляції. У цій статті розглядаються найпоширеніші помилки проектування, пов’язані з блоками живлення та управління механічних систем димовидалення.

Відсутність міждисциплінарної координації

Питання автоматизації протипожежних систем вимагає тісної взаємодії між різними галузями, насамперед між електротехнікою та сантехнікою. Переважна більшість помилок у проектуванні, що стосуються систем електроживлення та блоків управління системами протипожежної вентиляції, безпосередньо пов’язана з відсутністю міжгалузевої взаємодії.

Відсутність проекту автоматизації системи протипожежної вентиляції

Наразі не існує нормативних документів, які б визначали, до сфери відповідальності кого саме входить розробка проекту блоків живлення та управління для систем димовидалення. Це питання має узгоджуватися між архітектором та проектувальниками відповідних спеціальностей. На практиці відсутність чіткого визначення обсягу робіт дуже часто призводить до пропуску або поверхневої розробки проекту автоматизації димовідведення. Проектувальник систем вентиляції обмежує свою роботу передачею електричних параметрів обраного обладнання системи протипожежної вентиляції проектувальнику електрообладнання, а той, виходячи з цього, враховує лише засоби захисту та лінію живлення від протипожежного розподільного щита. Таким чином, проектна документація стає неповною.

Схема автоматизації системи протипожежної вентиляції повинна складатися з:

• блок-схема, що включає перелік пристроїв, які живляться, керуються та контролюються розробленими блоками, засоби захисту, що застосовуються для окремих пристроїв, а також вибір кабелів;
• баланс потужності, що містить перелік електричних параметрів пристроїв, які живляться та керуються окремими блоками, зокрема: електричну потужність, номінальну напругу, номінальний струм та пусковий струм;
• перелік сигналів, що надходять до системи пожежної сигналізації та надсилаються нею.

З огляду на складність питань, безпосередньо пов’язаних з електромонтажними роботами та автоматизацією, видається обґрунтованим, щоб зазначений вище проект був підготовлений інженером-електриком у співпраці з інженером-санітарником.

Ненадання технічної специфікації

Відсутність взаємодії між проектувальниками систем водопровідно-каналізаційного та електротехнічного обладнання призводить до використання неправильних припущень при проектуванні електрообладнання. Після підбору повного комплекту пристроїв для системи протипожежної вентиляції проектувальник систем водопровідно-каналізаційного обладнання повинен надати проектувальнику електрообладнання повний перелік та технічні характеристики. Це має значний вплив на правильне проектування електроустановки, зокрема на вибір засобів захисту, типів і перерізів кабелів живлення, маршрутів прокладення кабелів і навіть на вибір системи резервного електропостачання будівлі.

Дуже часто трапляються ситуації, коли на етапі будівництва виявляються помилки в електричному проектуванні, що виникають через відсутність взаємодії між проектувальниками різних спеціальностей. До найпоширеніших помилок належать:

• неправильний вибір засобів електричного захисту для блоку живлення та управління системою протипожежної вентиляції або вибір кабелю живлення з невідповідним перерізом. Такі помилки виникають через відсутність даних щодо електричних параметрів обраних пристроїв системи протипожежної вентиляції;
• неправильне проектування траси прокладення кабелів — помилка, що виникає внаслідок відсутності інформації про розташування пристроїв (наприклад, струменевих вентиляторів);
• неправильний підбір резервного джерела живлення — помилка, що виникла внаслідок неврахування правильних значень пускових струмів вентиляторів димовидалення.

Співпраця та взаємодія на кожному етапі між розробниками дисциплін мають велике значення і дозволяють уникнути численних невідповідностей.

Неврахування важливих діапазонів — управління заслінками

Питання системи протипожежної вентиляції є дуже обширним і складається з багатьох окремих аспектів, взаємодія яких має вирішальне значення для правильної роботи системи. Організація електроживлення та управління окремими пристроями може здійснюватися різними способами, і в цьому випадку важливе значення має знання відповідних нормативних документів.

Прикладом може слугувати управління протипожежними заслінки в системі протипожежної вентиляції, тобто в установці димовідведення. При проектуванні слабкострумових систем цей аспект часто, і цілком обґрунтовано, не враховується. Це безпосередньо випливає зі стандарту PN EN54-1:2011, в якому зазначено, що завданням панелі управління пожежною сигналізацією є виключно виявлення пожежі та передача сигналу тривоги на зовнішні пристрої [1]. У такому випадку управління заслінки слід включити до блоку живлення та управління системи протипожежної вентиляції, який відповідає вимогам стандарту PN EN12101-9 і, отже, є пристроєм, здатним автоматично вживати заходів, спрямованих на обмеження наслідків пожежі (відкриття/закриття протипожежних заслінок установки для відведення диму) [2].

Часто трапляються ситуації, коли при проектуванні блоку управління протипожежною вентиляцією помилково припускається, що питання управління заслінки буде враховано в проекті системи пожежної сигналізації, і в результаті ця частина повністю пропускається.

Відсутність інструкцій щодо контролю — матриця контролю

Матриця управління — це таблиця, що відображає порядок роботи пристроїв системи протипожежної вентиляції залежно від пожежних сигналів. Це документ, який об’єднує інформацію, що міститься у сценарії пожежі, результатах CFD-моделювання, проекті системи пожежної сигналізації та проекті системи протипожежної вентиляції. Матриця управління є основним документом, що забезпечує правильне виготовлення та програмування блоку живлення та управління системи протипожежної вентиляції.

Часто трапляється так, що матриця управління взагалі не включається до проекту, і виробник обладнання або підрядник, що здійснює монтаж, бере на себе відповідальність за тлумачення та врахування положень, що містяться у сценарії, результатах моделювання та проектній документації за галузями. Проблеми виникають тоді, коли у вищезазначених документах є прогалини, що унеможливлюють створення точної матриці управління. Це стосується, серед іншого, відсутності інформації щодо:

• час активації окремих пристроїв,
• інструкції з експлуатації струменевих вентиляторів,
• необхідні сигнали до/від системи пожежної сигналізації,
• принцип дії протипожежних заслінок,
• поділ системи щоденної вентиляції на зони виявлення (у випадках, коли блок управління відповідає за керування щоденною вентиляцією гаража).

Визначення деталей, що стосуються контролю на етапі реалізації, значно подовжує процес монтажу та іноді затримує остаточний прийом об’єкта. Тому матриця контролю має бути стандартним документом, що входить до проекту вентиляційної установки.

Неправильний вибір засобів захисту вентиляторів

Блоки живлення та управління для протипожежної вентиляції дають змогу застосовувати різні схеми пуску двигунів димовідвідних вентиляторів. До таких схем належать: перетворювачі частоти (інвертори), пристрої плавного пуску, прямий пуск, пуск за схемою «зірка-трикутник» та схема Дахландера.

Вибір правильного захисту залежить від призначення вентилятора. Це один із найважливіших етапів проектування блоку управління системою протипожежної вентиляції. Перш ніж приступити до вибору схеми, слід проаналізувати призначення та режим роботи димовідвідного вентилятора з точки зору можливості зміни напрямку обертання, кількості швидкостей та робочої точки. Кожна схема характеризується певним пусковим струмом, що впливає на електричну мережу будівлі.

Метод пуску, який дозволяє реалізувати всі необхідні сценарії роботи вентиляторів (за винятком струменевих вентиляторів), — це частотний перетворювач, який зазвичай називають інвертором. Він характеризується найнижчим пусковим струмом (до 120 % від номінального струму). Це найбезпечніший метод пуску, застосування якого не вимагає детального аналізу параметрів електричної мережі та режиму роботи вентилятора.

Щодо решти схем, найкраще звернутися до виробника блоків живлення та блоків управління, оскільки їх неправильний підбір може спричинити негативні наслідки. Особливу небезпеку становить вибір засобів захисту з високим пусковим струмом (прямий пуск, «зірка-трикутник», плавний пуск) без попереднього аналізу параметрів електромережі будівлі та передбачених для цих блоків засобів електричного захисту.

Також слід пам’ятати, що вибір конкретних методів запуску впливає на вибір кабелів живлення для вентиляторів. Будь-які оптимізації чи зміни в конструкції в цьому плані потребують перевірки з боку проектувальника-електрика.

Використання несертифікованого блоку живлення та блоку управління

Блоки живлення та управління в системах контролю диму та тепла повинні відповідати вимогам, викладеним у стандарті PN-EN12101 (пункти 9 та 10), а також у Постанові Міністерства внутрішніх справ та адміністрації від 27 квітня 2010 року щодо переліку виробів, що слугують для забезпечення громадської безпеки або захисту здоров’я, життя та майна, а також щодо правил видачі дозволів на використання цих виробів. Підтвердженням цього є такі сертифікаційні документи, як: Національна технічна оцінка, Сертифікат затвердження та Сертифікат стабільності характеристик.

Серед підрядників, що виконують електромонтажні роботи, зростає усвідомлення необхідності використання сертифікованих рішень. Однак у проектних розрахунках трапляються випадки, коли джерело живлення пристроїв протипожежного захисту (наприклад, вентиляторів для відведення диму або струменевих вентиляторів) проектується з використанням електричних розподільних щитів, які відповідають лише вимогам Директиви про низьку напругу (LVD) 2014/35/ЄС. У такому випадку схема автоматизації зазвичай не враховується, а протипожежний вентилятор розглядається як звичайне електричне навантаження. Таке проектування вимагає внесення змін до проекту, зокрема включення сертифікованого блоку живлення та управління.

Проектування блоків живлення та управління для систем протипожежної вентиляції вимагає міждисциплінарного підходу. Неналежна координація між фахівцями у своїх галузях може призвести до невідповідностей та упущень у проекті. Це, у свою чергу, може спричинити проблеми з остаточним прийманням будівлі або несправну роботу системи, що забезпечує безпеку її користувачів.

Відділ автоматизації протипожежної вентиляції компанії Mercor Light&Vent sp. z o.o. надає допомогу в проектуванні та підтримку у вирішенні проблем. Звертайтеся до нас за адресою: info@mercor.com.ua

Адріан Вижиковський — старший спеціаліст з автоматизації протипожежних систем, відділ протипожежних вентиляційних систем

[1] Системи виявлення пожежі та пожежної сигналізації. Частина 1: Вступ. PN-EN 54-1:2011[2] Системи контролю диму та тепла; Частина 9: Технічні вимоги до систем управління системами відведення диму та тепла. PN-EN 12101