Ошибки при проектировании систем автоматизации противопожарной вентиляции

Система противопожарной вентиляции в зданиях отвечает за безопасность жизни людей, обеспечивает доступ для служб экстренной помощи и защищает имущество. Принцип правильной работы системы заключается в том, чтобы направлять поток дыма и выводить вредные продукты горения за пределы здания. С этой целью уже на этапе проектирования следует интегрировать между собой системы контроля дыма и тепла, электроустановки, а также системы обнаружения пожара и пожарной сигнализации.

Координацию надлежащей работы этих систем и установок обеспечивают блоки питания и управления, входящие в состав систем контроля дыма и тепла. Правильный подбор схемы противопожарной автоматики является одним из важнейших этапов проектирования системы противопожарной вентиляции. В данной статье рассматриваются наиболее распространённые ошибки проектирования, связанные с блоками питания и управления механическими системами дымоудаления.

Отсутствие междисциплинарной координации

Вопрос автоматизации противопожарных систем требует тесного взаимодействия между различными отраслями, прежде всего между электротехникой и сантехникой. Подавляющее большинство ошибок при проектировании, касающихся систем электропитания и блоков управления системами противопожарной вентиляции, напрямую связано с отсутствием межотраслевого взаимодействия.

Отсутствие проекта автоматизации системы противопожарной вентиляции

В настоящее время отсутствуют нормативные документы, определяющие, в сферу ответственности кого именно входит разработка проекта блоков питания и управления для систем дымоудаления. Этот вопрос должен согласовываться между архитектором и проектировщиками соответствующих специальностей. На практике отсутствие четкого определения объема работ очень часто приводит к пропуску или поверхностной разработке проекта автоматизации дымоудаления. Проектировщик систем вентиляции ограничивает свою работу передачей электрических параметров выбранного оборудования системы противопожарной вентиляции проектировщику электрооборудования, а тот, исходя из этого, учитывает лишь средства защиты и линию питания от противопожарного распределительного щита. Таким образом, проектная документация становится неполной.

Схема автоматизации системы противопожарной вентиляции должна состоять из:

• блок-схема, включающая перечень устройств, которые питаются, управляются и контролируются разработанными блоками, средства защиты, применяемые для отдельных устройств, а также выбор кабелей;
• баланс мощности, содержащий перечень электрических параметров устройств, питающихся и управляемых отдельными блоками, в частности: электрическую мощность, номинальное напряжение, номинальный ток и пусковой ток;
• перечень сигналов, поступающих в систему пожарной сигнализации и передаваемых ею.

Учитывая сложность вопросов, непосредственно связанных с электромонтажными работами и автоматизацией, представляется целесообразным, чтобы указанный выше проект был подготовлен инженером-электриком в сотрудничестве с инженером-санитарником.

Отсутствие технической спецификации

Отсутствие взаимодействия между проектировщиками систем водопроводно-канализационного и электротехнического оборудования приводит к использованию неверных допущений при проектировании электрооборудования. После подбора полного комплекта устройств для системы противопожарной вентиляции проектировщик систем водопроводно-канализационного оборудования должен предоставить проектировщику электрооборудования полный перечень и технические характеристики. Это оказывает значительное влияние на правильное проектирование электроустановки, в частности на выбор средств защиты, типов и сечений питающих кабелей, маршрутов прокладки кабелей и даже на выбор системы резервного электроснабжения здания.

Очень часто возникают ситуации, когда на этапе строительства выявляются ошибки в электропроектировании, возникающие из-за отсутствия взаимодействия между проектировщиками разных специальностей. К наиболее распространённым ошибкам относятся:

• неправильный выбор средств электрической защиты для блока питания и системы управления противопожарной вентиляцией или выбор кабеля питания с неподходящим сечением. Такие ошибки возникают из-за отсутствия данных об электрических параметрах выбранных устройств системы противопожарной вентиляции;
• неправильное проектирование трассы прокладки кабелей — ошибка, возникающая вследствие отсутствия информации о расположении устройств (например, струйных вентиляторов);
• Неправильный подбор резервного источника питания — ошибка, возникшая вследствие неучёта правильных значений пусковых токов вентиляторов дымоудаления.

Сотрудничество и взаимодействие на каждом этапе между разработчиками дисциплин имеют большое значение и позволяют избежать многочисленных несоответствий.

Неучёт важных диапазонов — управление заслонками

Вопрос о системе противопожарной вентиляции является весьма обширным и состоит из множества отдельных аспектов, взаимодействие которых имеет решающее значение для правильной работы системы. Организация электропитания и управления отдельными устройствами может осуществляться различными способами, и в данном случае важное значение имеет знание соответствующих нормативных документов.

В качестве примера можно привести управление противопожарными заслонками в системе противопожарной вентиляции, то есть в установке дымоотвода. При проектировании слаботочных систем этот аспект часто, и вполне обоснованно, не учитывается. Это непосредственно следует из стандарта PN EN54-1:2011, в котором указано, что задачей панели управления пожарной сигнализацией является исключительно обнаружение пожара и передача сигнала тревоги на внешние устройства [1]. В таком случае управление заслонками следует включить в блок питания и управления системы противопожарной вентиляции, который соответствует требованиям стандарта PN EN12101-9 и, следовательно, является устройством, способным автоматически принимать меры, направленные на ограничение последствий пожара (открытие/закрытие противопожарных заслонок системы дымоотвода) [2].

Часто возникают ситуации, когда при проектировании блока управления противопожарной вентиляцией ошибочно предполагается, что вопрос управления заслонками будет учтён в проекте системы пожарной сигнализации, и в результате эта часть полностью упускается.

Отсутствие инструкций по контролю — матрица контроля

Матрица управления — это таблица, отражающая порядок работы устройств системы противопожарной вентиляции в зависимости от пожарных сигналов. Это документ, объединяющий информацию, содержащуюся в сценарии пожара, результатах CFD-моделирования, проекте системы пожарной сигнализации и проекте системы противопожарной вентиляции. Матрица управления является основным документом, обеспечивающим правильное изготовление и программирование блока питания и управления системы противопожарной вентиляции.

Часто бывает так, что матрица управления вообще не включается в проект, и производитель оборудования или подрядчик, осуществляющий монтаж, берет на себя ответственность за толкование и учет положений, содержащихся в сценарии, результатах моделирования и отраслевой проектной документации. Проблемы возникают тогда, когда в вышеупомянутых документах имеются пробелы, делающие невозможным создание точной матрицы управления. Это касается, среди прочего, отсутствия информации о:

• время активации отдельных устройств,
• инструкции по эксплуатации струйных вентиляторов,
• необходимые сигналы, поступающие в систему пожарной сигнализации и от неё,
• принцип действия противопожарных заслонок,
• разделение системы суточной вентиляции на зоны обнаружения (в тех случаях, когда блок управления отвечает за управление суточной вентиляцией гаража).

Определение деталей, касающихся контроля на этапе реализации, значительно затягивает процесс монтажа и иногда приводит к задержке окончательной сдачи объекта. Поэтому матрица контроля должна быть стандартным документом, входящим в проект вентиляционной установки.

Неправильный выбор средств защиты вентиляторов

Блоки питания и управления для противопожарной вентиляции позволяют использовать различные схемы пуска двигателей дымоотводных вентиляторов. К таким схемам относятся: преобразователи частоты (инверторы), устройства плавного пуска, прямой пуск, пуск по схеме «звезда-треугольник» и схема Дахландера.

Выбор правильной защиты зависит от назначения вентилятора. Это один из важнейших этапов проектирования блока управления системой противопожарной вентиляции. Прежде чем приступить к выбору схемы, следует проанализировать назначение и режим работы дымоотводного вентилятора с точки зрения возможности изменения направления вращения, количества скоростей и рабочей точки. Каждая схема характеризуется определенным пусковым током, который оказывает влияние на электрическую сеть здания.

Метод пуска, позволяющий реализовать все необходимые сценарии работы вентиляторов (за исключением струйных вентиляторов), — это частотный преобразователь, который обычно называют инвертором. Он характеризуется самым низким пусковым током (до 120 % от номинального тока). Это самый безопасный метод пуска, применение которого не требует детального анализа параметров электрической сети и режима работы вентилятора.

Что касается остальных схем, лучше всего обратиться к производителю источников питания и блоков управления, поскольку их неправильный подбор может привести к негативным последствиям. Особую опасность представляет выбор средств защиты с высоким пусковым током (прямой пуск, «звезда-треугольник», плавный пуск) без предварительного анализа параметров электросети здания и предусмотренных для этих блоков средств электрической защиты.

Также следует помнить, что выбор конкретных методов запуска влияет на выбор кабелей питания для вентиляторов. Любые оптимизации или изменения в конструкции в этом плане требуют проверки со стороны проектировщика-электрика.

Использование несертифицированного блока питания и блока управления

Блоки питания и управления в системах контроля дыма и тепла должны соответствовать требованиям, изложенным в стандарте PN-EN12101 (пункты 9 и 10), а также в Постановлении Министерства внутренних дел и администрации от 27 апреля 2010 года о перечне изделий, служащих для обеспечения общественной безопасности или защиты здоровья, жизни и имущества, а также о правилах выдачи разрешений на использование этих изделий. Подтверждением этого являются такие сертификационные документы, как: Национальная техническая оценка, Сертификат утверждения и Сертификат стабильности характеристик.

Среди подрядчиков, выполняющих электромонтажные работы, растёт осознание необходимости использования сертифицированных решений. Однако в проектных расчетах встречаются случаи, когда источник питания устройств противопожарной защиты (например, вентиляторов для отвода дыма или струйных вентиляторов) проектируется с использованием электрических распределительных щитов, которые соответствуют лишь требованиям Директивы о низковольтом оборудовании (LVD) 2014/35/ЕС. В таком случае схема автоматизации обычно не учитывается, а противопожарный вентилятор рассматривается как обычная электрическая нагрузка. Такое проектирование требует внесения изменений в проект, в частности включения сертифицированного блока питания и управления.

Проектирование блоков питания и управления для систем противопожарной вентиляции требует междисциплинарного подхода. Ненадлежащая координация между специалистами в своих областях может привести к несоответствиям и упущениям в проекте. Это, в свою очередь, может вызвать проблемы с окончательной сдачей здания в эксплуатацию или нарушить работу системы, обеспечивающей безопасность его пользователей.

Отдел автоматизации противопожарной вентиляции компании Mercor Light&Vent sp. z o.o. оказывает помощь в проектировании и поддержку в решении проблем. Обращайтесь к нам по адресу: info@mercor.com.ua

Адриан Выжиковский — старший специалист по автоматизации противопожарных систем, отдел противопожарных вентиляционных систем

[1] Системы обнаружения пожара и пожарной сигнализации. Часть 1: Введение. PN-EN 54-1:2011[2] Системы контроля дыма и тепла; Часть 9: Технические требования к системам управления системами отвода дыма и тепла. PN-EN 12101