Fire Detectors : Ανιχνεύοντας την φωτιά

Ο μόνος τρόπος για την αντιμετώπιση μιας φωτιάς σε κτίρια, είναι η πρόληψή της σε αρχικό στάδιο. Ακριβώς αυτός είναι και ο σκοπός των πυρανιχνευτών. Ποιες είναι λοιπόν οι διαφορές μεταξύ των ανιχνευτών πυρκαγιάς που διατίθενται στην αγορά και ποια είναι τα κριτήρια επιλογής τους; Σε αυτά τα ερωτήματα απαντά το άρθρο που ακολουθεί. 

Οι πυρανιχνευτές αποτελούν ένα από τα σημαντικότερα στοιχεία ενός σύγχρονου και αποτελεσματικού συστήματος πυροπροστασίας. Και τούτο, διότι η έγκαιρη ανίχνευση πιθανής εστίας πυρκαγιάς επιτρέπει την καλύτερη αντιμετώπισή της, τη μείωση του κινδύνου επέκτασής της σε άλλους γειτονικούς χώρους και φυσικά την ελαχιστοποίηση των επιπτώσεών της (σωματικές βλάβες και υλικές καταστροφές). 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 λειτουργίας του συστήματος πυρόσβεσης (στην περίπτωση που υπάρχει).

Οι πυρανιχνευτές χωρίζονται καταρχήν σε εκείνους που ενεργοποιούνται με ανθρώπινη παρέμβαση (κομβία πυρανίχνευσης ή μπουτόν) και τους αυτόματους. Τα μπουτόν πυρανίχνευσης έχουν μακρά προϊστορία, καθώς πρωτοχρησιμοποιήθηκαν από το 19ο αιώνα. Η τεχνολογία τους δεν έχει αλλάξει ιδιαίτερα από εκείνη την εποχή. Είναι μηχανικοί διακόπτες, που μόλις πιεσθούν, κλείνουν ένα ηλεκτρικό κύκλωμα και στέλνουν ένα σήμα ώστε να ενεργοποιηθεί ο συναγερμός. Τοποθετούνται  σε χαρακτηριστικά κουτιά κόκκινου χρώματος, τα οποία είναι κατάλληλα για χωνευτή ή επιτοίχια τοποθέτηση και συνήθως είναι κατασκευασμένα από μη διαβρώσιμο μονωτικό πλαστικό. Στην πρόσοψή τους καλύπτονται από ένα γυάλινο ή και πλαστικό κάλυμμα, του οποίου ο ρόλος είναι να  προστατεύει το κουμπί από λανθασμένους συναγερμούς. Λειτουργούν με συνεχές ρεύμα τάσης 24V και αντέχουν σε θερμοκρασίες που φθάνουν τους 130ο C. Σύμφωνα με τους ελληνικούς κανονισμούς, τοποθετούνται σε ύψος 1,5 m από το επίπεδο του δαπέδου.

Αυτόματοι πυρανιχνευτές
Οι αυτόματοι πυρανιχνευτές είναι σε θέση να δώσουν σήμα συναγερμού χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση. Χωρίζονται σε διάφορες κατηγορίες, με βασικό κριτήριο την αρχή λειτουργίας τους. Οι βασικότεροι, είναι οι ακόλουθοι: οι ανιχνευτές ιονισμού, οι θερμικοί, οι ανιχνευτές φλόγας και οι ανιχνευτές ορατού καπνού. Οι αυτόματοι ανιχνευτές, όπως άλλωστε και τα μπουτόν, συνδέονται με τον πίνακα πυρανίχνευσης με τη χρήση ηλεκτρικών αγωγών, που αποτελούν ανεξάρτητο δίκτυο και το οποίο διαπερνάται από συνεχές ρεύμα. Η τοποθέτησή τους γίνεται στην οροφή του χώρου που επιτηρούν, ενώ υπάρχουν και ειδικοί τύποι που μπορούν να εγκατασταθούν μέσα σε ψευδοροφές ή και σε αεραγωγούς κλιματισμού. Μια ομάδα ανιχνευτών συνθέτει ένα ξεχωριστό βρόγχο, ο οποίος τερματίζει στον πίνακα πυρανίχνευσης. Κοινό χαρακτηριστικό όλων των αυτόματων ανιχνευτών είναι η λυχνία που διαθέτουν και η οποία μόλις διεγερθεί ο πυρανιχνευτής, αναβοσβήνει, ώστε να μπορεί να εντοπιστεί εύκολα η πηγή του κινδύνου. Είναι πιθανό σε ορισμένες περιπτώσεις να χρειάζεται να γίνει επανάληψη της ένδειξης σε κάποια απόσταση από τον ανιχνευτή -όταν για παράδειγμα, αυτός είναι τοποθετημένος σε μη ορατό σημείο- και γι΄ αυτό το λόγο γίνεται χρήση φωτεινού επαναλήπτη, ο οποίος συνδέεται με τη βάση του ανιχνευτή με καλώδιο.

Ανιχνευτές ιονισμού
Οι ανιχνευτές ιονισμού είναι ιδιαίτερα διαδεδομένοι και όλα τα σύγχρονα συστήματα πυρανίχνευσης εφοδιάζονται με ανιχνευτές αυτής της κατηγορίας.. Χρησιμοποιούνται σε βιομηχανίες, ξενοδοχεία, νοσοκομεία, μεγάλα κτιριακά συγκροτήματα, πολυκαταστήματα. Αν θέλουμε να αποδώσουμε παραστατικά τον τρόπο λειτουργίας τους, θα μπορούσαμε να τους συγκρίνουμε με την ανθρώπινη μύτη. Δηλαδή «μυρίζουν τον καπνό» και στη συνέχεια δίνουν το σήμα συναγερμού.
Πώς όμως επιτυγχάνεται αυτό; Οι συγκεκριμένοι ανιχνευτές αποτελούνται από δύο θαλάμους ιονισμού. Ο ένας εξ αυτών επικοινωνεί με το περιβάλλον (θάλαμος μέτρησης). Ο δεύτερος είναι κλειστού τύπου, χρησιμοποιείται ως θάλαμος αναφοράς και είναι τύπου unipolar, με χαρακτηριστικό την αυξημένη ευαισθησία σε φωτιές βραδείας καύσης. Στο θάλαμο μέτρησης διέρχεται ρεύμα ιονισμού, του οποίου, όταν η τιμή  μειωθεί κάτω από ένα καθορισμένο όριο εξαιτίας της αύξησης της περιεκτικότητας σε σωματίδια του αέρα και άρα της μεταβολής της αγωγιμότητάς του, τότε ο πυρανιχνευτής διεγείρεται. Η διέγερση εμφανίζεται στον κεντρικό πίνακα πυρανίχνευσης, ενώ παράλληλα ανάβει μια φωτοδίοδος (LED) που βρίσκεται τοποθετημένη στον ανιχνευτή. Οι ανιχνευτές ιονισμού αντιδρούν τόσο στα ορατά, όσο και στα αόρατα προϊόντα της καύσης, αλλά δεν επηρεάζονται από μεταβολές της θερμοκρασίας και της υγρασίας του περιβάλλοντος. Επίσης, δεν θα πρέπει να επηρεάζονται και από οριζόντια ρεύματα αέρα, μέχρι την ταχύτητα των 10 m/sec. Ο βαθμός ευαισθησίας των ανιχνευτών ιονιστών ρυθμίζεται, έτσι ώστε να προσαρμόζεται στις ιδιαίτερες απαιτήσεις των χώρων στους οποίους θα εγκατασταθεί. Η συγκεκριμένη διαδικασία στους σύγχρονους ανιχνευτές, συνήθως δεν απαιτεί τη χρήση ειδικών οργάνων και γίνεται από τους υπεύθυνους συντήρησης του χώρου.
Όσον αφορά τη συντήρησή τους, απαιτείται ο περιοδικός καθαρισμός του θαλάμου μέτρησης, ο οποίος γι΄ αυτόν το λόγο θα πρέπει να αποσυναρμολογείται σχετικά εύκολα. Όμως, τα ηλεκτρικά κυκλώματά τους προστατεύονται με ειδικά στεγανά περιβλήματα, ώστε να αποφεύγεται η επαφή τους με σκόνες και παράλληλα να μην επηρεάζονται από την υγρασία του περιβάλλοντος. Ειδικότερα σε χώρους με έντονη υγρασία είναι χρήσιμο να παρεμβάλλεται ειδική πρόσθετη βάση μεταξύ του ανιχνευτή και της οροφής, για μεγαλύτερη προστασία.
Οι ανιχνευτές ιονισμού διαθέτουν ειδική βάση, που επιτρέπει την τοποθέτησή τους στην οροφή των χώρων που επιτηρούν. Όπως προαναφέραμε, είναι εξοπλισμένοι με ενδεικτική φωτοδίοδο λυχνία που ανάβει με τη διέγερσή τους, ενώ επίσης είναι εφοδιασμένοι με ηλεκτρονικό κύκλωμα βοηθητικής εντολής, για την αποστολή ανεξάρτητων σημάτων προς απομακρυσμένους φωτεινούς επαναλήπτες. Η σύνδεσή τους γίνεται με τη χρήση διπολικού καλωδίου, ενώ όταν για κάποιο λόγο αφαιρείται κάποιος ανιχνευτής ιονισμού, εμφανίζεται σχετική ένδειξη στον κεντρικό πίνακα πυρανίχνευσης, ώστε να ενημερώνονται και οι χρήστες. Η είσοδος του καπνού γίνεται μέσω περιμετρικών θυρίδων, ενώ εσωτερικά υπάρχει τοποθετημένο πλέγμα, που αποτρέπει την εισχώρηση εντόμων ή άλλων σωματιδίων, των οποίων οι διαστάσεις υπερβαίνουν ένα συγκεκριμένο όριο. Οι τερματικοί πυρανιχνευτές κάθε γραμμής είναι εφοδιασμένοι με αντιστάσεις ελέγχου γραμμής. Η τάση λειτουργίας των ανιχνευτών ιονισμού κυμαίνεται μεταξύ 12 και 30 Volt συνεχούς ρεύματος, ενώ η μέγιστη εκπεμπόμενη ραδιενέργειά του, μπορεί να φθάνει τα 1μCi. 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. .

Θερμικοί ανιχνευτές 
Τους θερμικούς ανιχνευτές τους συναντάμε και με το όνομα θερμοδιαφορικοί. 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 μια 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 δίδουν 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 καπνού και φλόγας
Μια ειδική κατηγορία ανιχνευτών, είναι εκείνοι που έχουν τη δυνατότητα ανίχνευσης του καπνού. Αν προηγουμένως συγκρίναμε τους ανιχνευτές ιονισμού με την ανθρώπινη μύτη, τότε μπορούμε να παρομοιάσουμε τους ανιχνευτές ορατού καπνού με το ανθρώπινο μάτι. Βέβαια, μπορούν να αντιληφθούν μόνο ένα μικρό φάσμα καπνού. Αποτελούνται από έναν κυρίως θάλαμο, μέσα στον οποίο βρίσκονται μία φωτοεκπέμπουσα δίοδος και ένα φωτοευαίσθητο στοιχείο. Ο θάλαμος επικοινωνεί με το περιβάλλον μέσω ενός λαβύρινθου που επιτρέπει την είσοδο καπνού, αλλά αποτρέπει την είσοδο φωτός. Όταν ο χώρος βρίσκεται υπό κανονικές συνθήκες, δηλαδή δεν υπάρχει καπνός, τότε η δίοδος εκπέμπει ανά περιοδικά διαστήματα υπέρυθρη ακτινοβολία. Όμως, όταν εισέρχεται καπνός, τότε η ακτινοβολία διαθλάται και προσπίπτει στο φωτοευαίσθητο στοιχείο. Μετά από έναν ορισμένο αριθμό διαδοχικών ανιχνεύσεων καπνού συγκεκριμένης διάρκειας, ο ανιχνευτής διεγείρεται. Χρησιμοποιούνται για τη προστασία χώρων με ειδικές προδιαγραφές, όπως computer rooms και τηλεφωνικά κέντρα. Μια ειδική υποκατηγορία των ανιχνευτών ορατού καπνού αποτελούν και οι ανιχνευτές που τοποθετούνται σε αεραγωγούς. Αποτελούν μια υβριδική κατασκευή ανιχνευτών ορατού καπνού και ιονισμού. Έρχονται ενσωματωμένοι σε ειδικά κιβώτια, που έχουν τη δυνατότητα τοποθέτησης σε αεραγωγούς κλιματισμού και είναι κατασκευασμένα από πλαστικά ή μεταλλικά υλικά. Η διέλευση του αέρα μέσα από το κιβώτιο γίνεται μέσω δύο σωλήνων μικρής διατομής. Στην περίπτωση που ο αέρας έχει υψηλή περιεκτικότητα σε καπνό, τότε διεγείρεται ο πυρανιχνευτής, ώστε να ξεκινήσουν οι διαδικασίες πυρόσβεσης.
Η φλόγα αποτελεί το ορατό αποτέλεσμα της καύσης και μπορεί να εντοπιστεί από την παλμική συχνότητα που παρουσιάζει. Ακριβώς αυτό το χαρακτηριστικό ανιχνεύουν οι ανιχνευτές φλόγας και ενεργοποιούν το σύστημα πυρανίχνευσης. Η χρησιμοποίησή τους ενδείκνυται σε εγκαταστάσεις με μεγάλο ύψος, όπως αποθήκες- και πάντα σε συνδυασμό με ανιχνευτές ιονισμού.

Επιλέγοντας ανιχνευτή
Η επιλογή των ανιχνευτών πυρκαγιάς αποτελεί συνάρτηση πολλών παραμέτρων, όπως η διάταξη του χώρου, οι πιθανές του χρήσεις, τα υλικά τα οποία θα τοποθετηθούν μέσα σε αυτόν, καθώς και από τι μορφής πυρκαγιά είναι πιθανό να απειληθεί ο συγκεκριμένος χώρος. Δηλαδή, όταν ένας χώρος χρησιμοποιηθεί για την αποθήκευση ξύλου, τότε  εάν ξεκινήσει για κάποιο λόγο πυρκαγιά, αρχικά θα παραχθούν αέρια μονοξειδίου του άνθρακα και διοξειδίου του άνθρακα και καυσαέρια και στη συνέχεια εμφανίζονται φλόγες, με αποτέλεσμα, τελικά να επακολουθεί και αύξηση της θερμοκρασίας. Αν δηλαδή θέλουμε να προλάβουμε τη φωτιά στα αρχικά της στάδια, θα χρειαστεί να χρησιμοποιήσουμε ανιχνευτές ιονισμού ή και φωτιάς και όχι θερμικούς. Η ευαισθησία των ανιχνευτών είναι και αυτή ένας καθοριστικός παράγοντας για την επιλογή του σωστού τύπου και μοντέλου. Αν και στις αρχές εμφάνισής τους, οι κατασκευάστριες εταιρείες είχαν επιδοθεί σε έναν ανταγωνισμό για την παρουσίαση προϊόντων με υψηλό βαθμό ευαισθησίας, η χρήση και η πρακτική εφαρμογή απέδειξαν ότι δεν είναι πάντα αυτό το ζητούμενο. Και αυτό, διότι πολύ μεγάλος βαθμός ευαισθησίας, σημαίνει και αυξημένη συχνότητα εμφάνισης λανθασμένων συναγερμών. Οπότε, όπως αντιλαμβανόμαστε, βασικός παράγοντας για τη σωστή λειτουργία ενός συστήματος πυρανίχνευσης 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 που είναι τοποθετημένοι. Οι μελετητές και σχεδιαστές ενός συστήματος πυρανίχνευσης, οφείλουν να λαμβάνουν υπόψη όλες τις παραπάνω παραμέτρους και να επιλέγουν τους κατάλληλους πυρανιχνευτές. Όπως σε όλα τα συστήματα, έτσι και στην πυρανίχνευση είναι δύσκολο να προβλεφθούν τα πάντα από το στάδιο της μελέτης, όσο καλή και αν είναι αυτή. Η πράξη και η εφαρμογή συχνά αναδεικνύουν αδυναμίες και προβλήματα, που είναι δύσκολο να προβλεφθούν σε πιο πρώιμο στάδιο. Έτσι, είναι βασικό να υπάρχει η δυνατότητα αντικατάστασης και εναλλαγής των ανιχνευτών. Αυτό επιτυγχάνεται με τη χρησιμοποίηση ίδιου τύπου υποδοχής στήριξης (βάσης) για όλους τους ανιχνευτές που θα εγκατασταθούν. Οπότε είναι πλέον δυνατή η προσαρμογή του συστήματος στις πραγματικές συνθήκες, με αντικατάσταση ενός ανιχνευτή με άλλου τύπου, όταν διαπιστωθεί κάποια σχετική αδυναμία.
Τέλος, οι συσκευές που θα επιλεγούν πρέπει να προέρχονται από γνωστούς οίκους, να είναι κατάλληλα πιστοποιημένες και να ανταποκρίνονται σε όλες τις απαραίτητες προδιαγραφές. Γιατί είναι προφανές, ότι οι επιπτώσεις από μια πυρκαγιά που δεν θα ανιχνευτεί έγκαιρα είναι τεράστιες και για κανένα λόγο δεν μπορούν να τεθούν στην ίδια ζυγαριά με την εξοικονόμηση, που ίσως επιτευχθεί με την επιλογή συσκευών χαμηλής ποιότητας και άγνωστων προδιαγραφών.