Ανιχνευτές καπνού & φλόγας : Η πρώτη γραμμή άμυνας

Ποιες είναι οι κατηγορίες ανιχνευτών των συστημάτων πυρανίχνευσης, ποια τα κριτήρια επιλογής τους και πού χρησιμοποιούνται; Ενδιαφέρουσες ερωτήσεις που χρήζουν απαντήσεων, τις οποίες το Fire Safety προσπαθεί να δώσει στις σελίδες που ακολουθούν.

Χωρίς αμφιβολία ένα από τα σημαντικότερα στοιχεία ενός συστήματος πυρανίχνευσης αποτελούν οι συνδεδεμένοι σε αυτό ανιχνευτές. Από αυτούς εξαρτάται εξ ολοκλήρου η έγκαιρη ανίχνευση μιας πυρκαγιάς, η οποία επιτρέπει και την αποτελεσματικότερη αντιμετώπισή της. Όπως είναι γνωστό, ως πυρανίχνευση ορίζεται η διαδικασία διέγερσης των αισθητήριων στοιχείων ενός συστήματος πυρόσβεσης (πυρανιχνευτές) και στη συνέχεια η μετάδοση του σήματος σε ένα κέντρο ελέγχου, η ενεργοποίηση οπτικών ή ακουστικών ενδείξεων (σειρήνες κ.λπ.) και τέλος η έναρξη του συστήματος πυρόσβεσης (στην περίπτωση που υπάρχει). Οι ανιχνευτές λοιπόν αποτελούν τον πρώτο κρίκο στην παραπάνω αλυσίδα και αν αυτός ο κρίκος σπάσει, τότε παύει να υφίσταται η συνέχεια της αλυσίδας. Οι συσκευές ανίχνευσης χωρίζονται σε διάφορες κατηγορίες. Το βασικότερο κριτήριο για το διαχωρισμό τους είναι ο τρόπος με τον οποίο αντιλαμβάνονται τον κίνδυνο πυρκαγιάς. Δηλαδή μπορούν να ανιχνεύσουν τον καπνό, τη φλόγα ή την άνοδο της θερμοκρασίας.

Ανιχνευτές καπνού
Οι ανιχνευτές καπνού αποτελούν μία από τις σημαντικότερες κατηγορίες ανιχνευτών. Ουσιαστικά αντιλαμβάνονται την ύπαρξη καπνού και τότε δίνουν το ανάλογο σήμα συναγερμού. Χρησιμοποιούνται ευρέως σε επαγγελματικές εφαρμογές, όπως βιομηχανίες, ξενοδοχεία, νοσοκομεία ή και κτίρια γραφείων. Στην ευρύτερη κατηγορία των ανιχνευτών καπνού ανήκουν διάφορες υποκατηγορίες με κριτήριο διαφοροποίησης την αρχή λειτουργίας τους. Συγκεκριμένα υπάρχουν οι ανιχνευτές ιονισμού, οι φωτοηλεκτρικοί ανιχνευτές – που και αυτοί χωρίζονται σε δύο μεγάλες ομάδες, τους σημειακούς και τους ανιχνευτές δέσμης και τέλος οι ανιχνευτές δειγματοληψίας αέρα (air sampling smoke detectors).
Οι ανιχνευτές ιονισμού ουσιαστικά αποτέλεσαν τον πρώτο εκπρόσωπο αυτής της κατηγορίας. Αποτελούνται από δύο θαλάμους ιονισμού. Ο ένας από αυτούς επικοινωνεί με το περιβάλλον και ονομάζεται θάλαμος μέτρησης. Ο δεύτερος που είναι κλειστού τύπου, χρησιμοποιείται ως θάλαμος αναφοράς και παρουσιάζει πολύ μεγάλο βαθμό ευαισθησίας σε φωτιές βραδείας καύσης. Στο θάλαμο αναφοράς τοποθετείται μία πηγή ιονίζουσας ακτινοβολίας, όπως το χημικό στοιχείο Αmericium 241, με το οποίο επιτυγχάνεται ο ιονισμός του αέρα μεταξύ των δύο θαλάμων, δημιουργώντας έτσι μια ροή ηλεκτρικού ρεύματος από τον εσωτερικό προς τον εξωτερικό θάλαμο, όταν φυσικά ο ανιχνευτής είναι υπό τάση. Όταν ο καπνός εισχωρεί μέσα στον ιονισμένο χώρο, ελκύεται από τα ιονισμένα σωματίδια και αυτό προκαλεί τη μείωση της ροής του ρεύματος και την αύξηση της τάσης που καταγράφεται μεταξύ των δύο θαλάμων. Αυτή η αύξηση της τάσης εντοπίζεται από ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα που ενεργοποιεί τον ανιχνευτή και δίνεται ένδειξη συναγερμού.
Το πλεονέκτημα των ανιχνευτών ιονισμού είναι ότι αντιδρούν τόσο στα ορατά όσο και στα αόρατα προϊόντα της καύσης, αλλά δεν επηρεάζονται από μεταβολές θερμοκρασίας, υγρασίας του περιβάλλοντος και οριζόντιων ρευμάτων μέχρι την ταχύτητα των 10 m/sec. ¶λλο ένα πλεονέκτημα είναι ότι μπορεί να ρυθμιστεί ο βαθμός ευαισθησίας τους ανάλογα με τις συνθήκες του χώρου. Όμως μειονεκτούν στο γεγονός ότι είναι ιδιαίτερα ευαίσθητοι σε πολύ δυνατά ρεύματα αέρα, ενώ συχνά δεν συμπεριφέρονται σωστά και σε ορισμένους τύπους καπνού, όπως σε αυτούς που παράγονται από το μαγείρεμα, από τις μηχανές εσωτερικής καύσης αλλά και από διάφορες χημικές διεργασίες. Οι ανιχνευτές ιονισμού οφείλουν να είναι πιστοποιημένοι από επίσημους Οργανισμούς τόσο για την ποσότητα εκπεμπόμενης ραδιενέργειας όσο και γενικότερα για τα υπόλοιπα τεχνικά χαρακτηριστικά τους.

Φωτοηλεκτρικοί ανιχνευτές καπνού
Μια άλλη κατηγορία ανιχνευτών καπνού είναι και οι φωτοηλεκτρικοί, που χωρίζονται σε δύο βασικούς τύπους: τους σημειακούς και τους ανιχνευτές δέσμης.
Οι σημειακοί αποτελούνται από ένα θάλαμο στον οποίο έχουν τοποθετηθεί ένας πομπός υπέρυθρης ακτινοβολίας και ένας αντίστοιχος δέκτης. Όταν ο χώρος στον οποίο είναι τοποθετημένος ο ανιχνευτής είναι καθαρός, τότε επόμενο είναι να είναι καθαρός και ο θάλαμος του ανιχνευτή. Στην περίπτωση τώρα όπου εισέλθει καπνός στο θάλαμο, τότε η υπέρυθρη ακτινοβολία προσκρούει στα σωματίδια του καπνού και αλλάζει χωρίς τάξη την πορεία της. Τότε λοιπόν ένα ποσοστό αυτής προσεγγίζει το δέκτη και σε περίπτωση που ξεπεραστεί μια προκαθορισμένη τιμή τότε δίνεται και η ένδειξη συναγερμού. Το πρόβλημα είναι όμως ότι το ίδιο μπορεί να συμβεί και στην περίπτωση ύπαρξης άλλων σωματιδίων όπως σκόνης ή ακόμα και μικρών εντόμων. Για το λόγο αυτό και για να αποφεύγονται οι λανθασμένοι συναγερμοί δεν θα πρέπει να τοποθετούνται φωτοηλεκτρικοί ανιχνευτές σε χώρους με όχι καλές συνθήκες καθαρότητας του αέρα (μεγάλες ποσότητες σκόνης, έντονη παρουσία υδρατμών).
Σήμερα οι φωτοηλεκτρικοί ανιχνευτές χρησιμοποιούνται περισσότερο από τους ανιχνευτές ιονισμού, διότι έχουν μεγάλο βαθμό αξιοπιστίας και εμφανίζουν μικρότερο ποσοστό λανθασμένων συναγερμών. Το μεγάλο τους πλεονέκτημα είναι ότι έχουν πολύ καλή συμπεριφορά στον ορατό καπνό που αποτελείται από μεγάλα σωματίδια, ενώ αντιθέτως δεν είναι τόσο ευαίσθητοι σε μικρά σωματίδια καπνού (όπως οι ανιχνευτές ιονισμού). Εντούτοις τα μικρά σωματίδια καπνού προκαλούνται συνήθως από φωτιές ταχείας καύσης, κάτι το οποίο στις σύγχρονες κατασκευές λόγω των υλικών που επιλέγονται, δεν είναι τόσο συνηθισμένο. Για το λόγο αυτό οι φωτοηλεκτρικοί αποκαλούνται και ανιχνευτές ορατού καπνού. ¶λλο ένα πλεονέκτημά τους είναι η χαμηλότερη ενεργειακή τους κατανάλωση, διότι ο πομπός δεν εκπέμπει συνεχώς αλλά ανά περιόδους, που απέχουν φυσικά λίγα δευτερόλεπτα μεταξύ τους.
Οι φωτοηλεκτρικοί ανιχνευτές δέσμης χρησιμοποιούνται για την κάλυψη μεγάλων χώρων. Αποτελούνται από ένα πομπό που εκπέμπει τη δέσμη και ένα δέκτη. Όταν στο χώρο δεν υπάρχουν σωματίδια καπνού, τότε ολόκληρη η δέσμη φτάνει στο δέκτη – ενώ στην αντίθετη περίπτωση κάποιο ποσοστό της δέσμης απορροφάται και μειώνεται η ποσότητα που φτάνει στο δέκτη. Όταν αυτή η μείωση υπερβεί κάποια καθορισμένη τιμή, τότε δίνεται και η ανάλογη ένδειξη συναγερμού.

Ανιχνευτές δειγματοληψίας αέρα

Σε εφαρμογές υψηλών προδιαγραφών όπως τα data rooms ή σε παρόμοια περιβάλλοντα χρησιμοποιείται μια άλλη κατηγορία ανιχνευτών καπνού. Πρόκειται για τους ανιχνευτές καπνού δειγματοληψίας αέρα (air sampling smoke detectors). Για τη λειτουργία τους, απαιτείται ένα δίκτυο αεραγωγών με στόμια δειγματοληψίας του αέρα στον επιτηρούμενο χώρο. Από τα στόμια αυτά και μέσω του δικτύου των καναλιών, ο αέρας αναρροφάται και προωθείται σε έναν ειδικό θάλαμο ανίχνευσης. Στο σημείο αυτό μία ακτίνα laser σαρώνει τη συγκεκριμένη ποσότητα αέρα σε ένα προκαθορισμένο χρονικό διάστημα, για να διαπιστώσει τον αριθμό των σωματιδίων καπνού που υπάρχουν μέσα σε αυτήν. Οι ανιχνευτές αυτής της κατηγορίας είναι ιδιαίτερα ευαίσθητοι και μπορούν να εντοπίζουν σε πολύ πρώιμο στάδιο καταστάσεις, που πιθανώς να εξελιχθούν δυσμενώς. Το κόστος τους όμως είναι ανάλογο και γι’ αυτό χρησιμοποιούνται σε ειδικές περιπτώσεις.

Θερμοδιαφορικοί ανιχνευτές
Γνωστοί και ως θερμικοί ανιχνευτές, αποτελούνται από ένα διαφορικό σωλήνα με υδραργυρική επαφή. Όταν ο ρυθμός αύξησης της θερμοκρασίας του χώρου υπερβαίνει κάποια προκαθορισμένη τιμή, συνήθως 6ο C/ min ή 10ο C/ min – ανεξαρτήτως της αρχικής θερμοκρασίας – τότε ανοίγει η επαφή και ενεργοποιείται ο συναγερμός. Επίσης είναι εφοδιασμένοι και με ασφαλιστική δικλείδα μέγιστης θερμοκρασίας, που αποτελείται από ένα διμεταλλικό στοιχείο μέσω του οποίου ανοίγει μία επαφή, προκαλώντας συναγερμό όταν η θερμοκρασία υπερβεί ένα καθορισμένο μέγιστο όριο.
Οι θερμοδιαφορικοί ανιχνευτές τοποθετούνται σε μια ειδική βάση με φωτεινό δείκτη, ώστε σε περίπτωση διέγερσής τους να δίνουν και ένα περιοδικά επαναλαμβανόμενο φωτεινό σήμα. Το κυριότερο μειονέκτημά τους είναι ότι λειτουργούν με επιτυχία σε φωτιές μεγάλων διαστάσεων, οπότε όπως είναι προφανές, ο συναγερμός θα ενεργοποιηθεί όταν η πυρκαγιά ήδη έχει επεκταθεί. Χρησιμοποιούνται λοιπόν σε ειδικούς χώρους όπου δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν ανιχνευτές άλλης κατηγορίας, όπως μηχανοστάσια κεντρικής θέρμανσης.

Ανιχνευτές φλόγας
Μια ειδική κατηγορία ανιχνευτών που χρησιμοποιούνται σε εγκαταστάσεις μεγάλου ύψους όπως αποθήκες, είναι οι ανιχνευτές φλόγας. Καθώς η φλόγα αποτελεί το ορατό αποτέλεσμα της καύσης μπορεί να εντοπισθεί από τη συχνότητα πάλμωσης που παρουσιάζει. Ακριβώς αυτό το χαρακτηριστικό ανιχνεύουν οι ανιχνευτές φλόγας και ενεργοποιούν το σύστημα πυρανίχνευσης. Θα πρέπει πάντα η χρήση τους να συνδυάζεται με ανιχνευτές καπνού, για λόγους αυξημένης ασφάλειας.

Επιλέγοντας ανιχνευτή
Η επιλογή των ανιχνευτών πυρκαγιάς είναι ένα πολυδιάστατο θέμα, καθώς εξαρτάται από πολλούς παράγοντες συχνά αντικρουόμενους μεταξύ τους, όπως η διάταξη του χώρου, οι πιθανές του χρήσεις, τα υλικά τα οποία θα τοποθετηθούν μέσα σε αυτόν, καθώς και από τι μορφή πυρκαγιάς είναι πιθανό να απειληθεί ο συγκεκριμένος χώρος.
Η ευαισθησία των ανιχνευτών αποτελεί και αυτή ένα καθοριστικό παράγοντα για την επιλογή του σωστού τύπου και μοντέλου. Αυτό συμβαίνει διότι πολύ μεγάλος βαθμός ευαισθησίας σημαίνει και αυξημένη συχνότητα εμφάνισης λανθασμένων συναγερμών. Οπότε, όπως αντιλαμβανόμαστε, βασικός παράγοντας για τη σωστή λειτουργία ενός συστήματος πυρανίχνεσης είναι η επιλογή αξιόπιστων ανιχνευτών της κατάλληλης ευαισθησίας, ανάλογα με το χώρο στον οποίο θα χρησιμοποιηθούν. Συνήθως οι λανθασμένοι συναγερμοί προκαλούνται από διάφορες εργασίες που πραγματοποιούνται στους χώρους στους οποίους είναι εγκατεστημένοι. Βέβαια υπάρχουν και άλλου είδους ενέργειες που μπορούν να αποτελέσουν ερέθισμα για ένα ανιχνευτή και να δώσει λανθασμένο συναγερμό. Παραδείγματος χάρη, οι ανιχνευτές ιονισμού μπορούν να ενεργοποιηθούν ακόμα και από το υπερβολικό κάπνισμα σε έναν κλειστό χώρο, ενώ οι θερμικοί ανιχνευτές είναι ευαίσθητοι σε σώματα εκπομπής θερμότητας όπως ένα αερόθερμο ή ακόμα και στην έντονη πρόσπτωση των ηλιακών ακτίνων στο σημείο όπου είναι τοποθετημένοι.

Εγκατάσταση.
Η εγκατάσταση των ανιχνευτών προκειμένου να εκτελέσουν με τη μέγιστη δυνατή αποτελεσματικότητα το ρόλο τους, εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Αρχικά από το είδος των ανιχνευτών που θα χρησιμοποιηθούν – και φυσικά ακολουθούν και άλλα σημεία τα οποία χρήζουν προσοχής, όπως οι γεωμετρικές συνθήκες του χώρου, ο επιθυμητός βαθμός ασφάλειας και οι λειτουργίες που επιτελούνται μέσα στο συγκεκριμένο χώρο.
Οι γενικές αρχές που πρέπει να τηρούνται όμως, είναι οι ακόλουθες: Όσον αφορά στους ανιχνευτές καπνού, πρέπει να τοποθετούνται σε ύψη μέχρι και 9μ. Σε υψηλότερους χώρους είναι καλό να χρησιμοποιούνται θερμότητας ή φλόγας, διότι μπορεί ο καπνός να καθυστερήσει να φτάσει στο ύψος που βρίσκονται οι ανιχνευτές, αλλά η φωτιά ήδη να έχει εξαπλωθεί. Τα άλλα σημεία που πρέπει να προσεχθούν είναι η μέγιστη δυνατή κάλυψη ανά ανιχνευτή, η απόσταση μεταξύ γειτονικών ανιχνευτών, η απόσταση των ανιχνευτών από προσκείμενους τοίχους και η ύπαρξη ενδιάμεσων ενδεχόμενων εμποδίων, που μπορεί μάλιστα να τοποθετηθούν μετά την εγκατάσταση των ανιχνευτών και εν αγνοία των εγκαταστατών. Εξίσου μεγάλη προσοχή πρέπει να δοθεί στην ύπαρξη στομίων προσαγωγής και απαγωγής αέρα, ειδικά όταν χρησιμοποιούνται ανιχνευτές ιονισμού που είναι ευαίσθητοι σε μεγάλα ρεύματα αέρα. Είναι ένα σημείο που χρήζει μεγάλης προσοχής, διότι σήμερα στους γραφειακούς χώρους είναι ιδιαίτερα διαδεδομένα τα κεντρικά συστήματα κλιματισμού, με αποτέλεσμα να υπάρχει στους χώρους μεγάλος αριθμός στομίων.
Τελειώνοντας, ένα σημαντικό θέμα είναι ότι οι ανιχνευτές που θα επιλεγούν οφείλουν να τηρούν όλες τις απαραίτητες προδιαγραφές. Όχι μόνο για τυπικούς λόγους, για να επιτευχθεί η εναρμόνιση με ό,τι ζητάνε οι διάφοροι κανονισμοί, αλλά και για ουσιαστικούς. Μια πυρκαγιά που δεν θα ανιχνευτεί έγκαιρα μπορεί να προκαλέσει ανεπανόρθωτες υλικές καταστροφές ,αλλά το χειρότερο, να θέσει σε κίνδυνο την ακεραιότητα ανθρώπων που τυχαίνει να εργάζονται ή απλώς να βρίσκονται σε αυτόν το χώρο. Καμία λοιπόν σύγκριση δεν μπορεί να γίνει μεταξύ ενός πιθανότατα μικρού οικονομικού οφέλους που θα προκύψει από την επιλογή ανιχνευτών χαμηλής ποιότητας, από την αποτροπή ή ακόμα και την έγκαιρη αντιμετώπιση μιας πυρκαγιάς.