Sistemi di allarme antincendio e interazione con ascensore

Uno sguardo al modo in cui i controlli antincendio, sprinkler e ascensori interagiscono in conformità con gli attuali regolamenti antincendio ed elettrici

La tecnologia degli ascensori è progredita nel corso degli anni nella direzione di maggiori prestazioni e sicurezza. Le prime versioni erano fondamentalmente affari di corda e cesto, con una perdita di integrità meccanica che probabilmente causava la morte dell'utente. Un grande progresso avvenne nel 1852, quando Elisha Otis inventò l'ascensore di sicurezza. Se il cavo dell'ascensore si rompeva o si rompeva la puleggia, l'auto non cadeva, a causa di un dispositivo attivato a molla che si agganciava alle rotaie di guida, che si è ulteriormente sviluppato nella sicurezza dei giorni nostri. Questo sviluppo ha eliminato un'intera classe di potenziali modalità di calamità, ma un grave pericolo è persistito negli anni '1960.

In caso di incendio si apriranno una o più testine sprinkler, rilasciando una straordinaria quantità d'acqua. In genere, questo è sufficiente per estinguere l'incendio prima che possa diffondersi, a condizione che vi sia un'adeguata distribuzione delle testine di irrigazione e una fornitura d'acqua sufficiente. È possibile, tuttavia, che a causa dell'intensità dell'incendio e dell'abbondanza di carburante, il rilascio di acqua non estingue un incendio. Inoltre, se la testa dell'irrigatore fosse posizionata vicino alla porta di un ascensore, sarebbe possibile che il rilascio dell'acqua metta in cortocircuito il pulsante di chiamata dell'ascensore, un interruttore normalmente aperto, portando la cabina dell'ascensore al piano interessato. La portiera automatica, una volta aperta, avrebbe esposto gli occupanti dell'auto a un'esplosione infuocata dalle tragiche conseguenze.

Questi eventi si sarebbero verificati prima degli anni '1970, quando le funzioni degli ascensori divennero più integrate con i sistemi di allarme antincendio degli edifici. Parte del protocollo operativo è arrivato a includere elementi che potrebbero impedire la catena di eventi di cui sopra. Daremo un'occhiata a come gli allarmi antincendio, gli sprinkler e i controlli degli ascensori funzionano tutti insieme in conformità con gli attuali mandati del codice antincendio ed elettrico. Innanzitutto, è necessario considerare i requisiti dei moderni sistemi di allarme antincendio e il modo in cui vengono implementati in base alla progettazione/costruzione. Quindi, descriveremo i collegamenti dell'ascensore.

È importante notare che il sistema di allarme antincendio che fornisce la protezione che stiamo contemplando consiste in molto più di una serie di rilevatori di fumo di tipo residenziale, anche se sono cablati insieme per funzionare in concerto. Sebbene questi possano fornire una protezione sufficiente per un'abitazione unifamiliare o anche condomini a più occupazione, sono molto al di sotto della protezione richiesta per un edificio pubblico, specialmente se dotato di uno o più ascensori.

Un sistema antincendio perfettamente funzionante è caratterizzato dalla presenza di un pannello di controllo centrale. Una caratteristica importante di questo tipo di sistema è che tutti gli elementi sono supervisionati in maniera continua. Enfaticamente, questo non significa che un individuo si siede a un monitor e osserva un evento di allarme. Al contrario, il monitoraggio avviene elettronicamente e non è richiesto l'intervento umano a meno che non si verifichi uno stato anomalo.

Il sistema di allarme, come segnalato dalla centrale di controllo, sarà in uno di almeno tre stati:

• Normale, in cui non vi è alcun evento di allarme e tutti gli elementi del sistema sono perfettamente funzionanti
• Allarme, in cui uno o più dei dispositivi di attivazione rileva una quantità anomala di fumo o calore: i dispositivi di allarme suoneranno e la centrale, sulla sua interfaccia utente alfanumerica, segnalerà la condizione.
• Problema, se la capacità di monitoraggio elettronico rileva una perdita di funzionalità nel sistema ma nessuna prova diretta di incendio.

Oggi sono in uso due tipi di sistemi di allarme antincendio: convenzionali e indirizzabili. Il sistema indirizzabile è stato sviluppato negli anni '1990 e si trova negli impianti nuovi e modernizzati. I sistemi convenzionali sono comuni nelle installazioni più vecchie ("legacy"), compresi i piccoli edifici in cui un aggiornamento non è sembrato giustificato. È possibile aggiornare un sistema convenzionale allo stato indirizzabile senza sostituire tutto l'hardware. Il pannello di controllo esistente viene mantenuto con nuovi circuiti stampati e la canalina metallica in tutto l'edificio rimane al suo posto. Come parte dell'aggiornamento, vengono estratti nuovi cablaggi, vengono aggiunte teste e basi indirizzabili e il pannello di controllo viene riprogrammato.

Innanzitutto, descriveremo la struttura e il funzionamento di un tipico sistema di allarme antincendio convenzionale. Ci sono numerosi produttori. È notevole quanto siano simili i loro sistemi, ad eccezione dei dettagli di programmazione. (L'hardware, tuttavia, non è intercambiabile.) Le parti di un sistema convenzionale includono il pannello di controllo centrale, la rete del dispositivo di avvio e la rete dell'appliance di notifica.

I dispositivi di attivazione comunemente incontrati sono rilevatori di fumo, rilevatori di calore e stazioni di tiro. Elettricamente, questi sono essenzialmente gli stessi, sebbene assumano forme diverse. Sono cablati in stringhe parallele dette “zone” e possono trovarsi in uno dei due stati, di non allarme (spento o non conduttivo) e di allarme (acceso o in conduzione). La stazione di trazione è un semplice interruttore attivato o posto in stato di allarme lanciando un interruttore per accenderlo. Spesso, l'alloggiamento ha un pannello di vetro frontale che deve essere rotto prima dell'attivazione. (Questo aiuta a scoraggiare i vandali dal creare un falso allarme, perché è stato scoperto che ci penseranno due volte prima di rompere il vetro.)

I dispositivi di attivazione sono cablati in uno o più circuiti o zone. Se tutti i dispositivi iniziatori sono spenti, il sistema non va in allarme. Se un qualsiasi dispositivo diventa conduttivo, il sistema va in allarme. Ogni zona è cablata separatamente alla centrale e collegata a una coppia di terminali a vite su una morsettiera all'interno della custodia, dopodiché il cablaggio interno collega ciascuna zona a una scheda a circuito stampato separata. Queste schede sono installate negli slot e possono essere facilmente sostituite se necessario. Ogni zona è cablata attraverso due conduttori, che vengono pescati attraverso il sistema di canaline metalliche in modo che i dispositivi di attivazione vengano collegati a margherita lungo un corridoio o un'area di un edificio, se necessario per fornire protezione antincendio.

La maggior parte dei conduttori del dispositivo di attivazione funziona a 24 V CC, quindi il sistema si qualifica come a potenza limitata. Un conduttore è negativo e l'altro è positivo. Entrambi sono isolati da terra. La canalina metallica è messa a terra a causa del connettore sul telaio del pannello di controllo. La tensione CC sui conduttori ha due scopi: alimenta i rilevatori di fumo a stato solido e fornisce una tensione di supervisione per i circuiti del dispositivo di attivazione in modo che possano essere monitorati dalla centrale. In ogni momento durante lo stato normale, le zone sono monitorate per aperture e cortocircuiti a terra (cioè guasti alla canalina messa a terra).

Un circuito aperto può essere differenziato dallo stato normale, non di allarme, in cui tutti i dispositivi di avvio sono essenzialmente a un livello di zero ohm a causa di una disposizione ingegnosa per cui un resistore di fine linea nell'intervallo di kilohm basso (varia con il produttore) è posizionato dopo il dispositivo di attivazione più lontano dal pannello di controllo. Per rimanere nello stato normale, la centrale deve sempre leggere questa resistenza. Il resistore di fine linea è posto alla base del dispositivo di attivazione finale. In Canada, questo resistore deve essere inserito in un involucro separato. In Europa viene utilizzato un condensatore di fine linea. Un produttore di allarmi antincendio in Nuova Zelanda fornisce un pannello di controllo che può essere programmato per ospitare un resistore o un condensatore.

Gli apparecchi di notifica possono essere sirene, stroboscopi o altre unità di segnalazione. I campanelli possono essere utilizzati in una casa di cura o in una struttura simile in modo che i residenti non vengano disturbati. Gli stroboscopi vengono utilizzati insieme alle sirene in modo che le persone con problemi di udito possano essere avvisate. Gli apparecchi di notifica richiedono conduttori più grandi rispetto ai dispositivi di avvio, poiché c'è un assorbimento di corrente piuttosto elevato quando tutte le sirene vengono azionate contemporaneamente. In genere, ci sono due tensioni: un livello inferiore per monitorare la zona e un livello superiore per azionare gli apparecchi quando il sistema entra in stato di allarme.

I commenti di cui sopra si applicano al sistema convenzionale. Questo sistema, va notato, fornisce il monitoraggio dei circuiti interni del pannello di controllo. Se una carta va male, verrà generato un segnale di guasto. Inoltre, poiché è presente un backup a 24 V CC fornito da batterie da 6 o 12 V collegate in serie, verrà generato un segnale di guasto in caso di interruzione dell'alimentazione CA o CC. Il sistema si interromperà e non sarà possibile attivare l'allarme solo se entrambi gli alimentatori si guastano contemporaneamente, un evento altamente improbabile.

Il sistema di allarme antincendio indirizzabile rappresenta un netto progresso rispetto al sistema convenzionale. È arrivato sulla scena a metà degli anni '1980 e oggi domina il mercato. Nel sistema tradizionale, la centrale antincendio può visualizzare solo le informazioni di cui dispone, che in caso di allarme è la zona in cui si trova il dispositivo di attivazione in conduzione. In un sistema indirizzabile, ogni dispositivo di avvio ha un indirizzo digitale discreto. La centrale di allarme antincendio interroga ogni dispositivo ogni pochi secondi per accertarne lo stato più altre informazioni di stato.

Non è necessario inventariare una testina sostitutiva separata per ogni posizione. L'indirizzo viene inserito in ciascuna base del dispositivo inserendo una scheda di programmazione o inserendo l'indirizzo binario in altro modo. Le istruzioni per la programmazione delle basi e della centrale antincendio sono contenute nel manuale di installazione fornito con l'apparecchiatura. Questi manuali sono disponibili anche sui siti Web dei singoli produttori.

La centrale è collegata a due linee telefoniche, quindi i vigili del fuoco locali e/o una stazione di monitoraggio centrale elencata nella Underwriters Laboratories Inc. saranno avvisati in caso di uno stato non normale. Le chiamate di prova vengono avviate automaticamente dalla centrale su base programmata e, se una delle linee telefoniche si interrompe, verrà generato un segnale di guasto in modo da poter adottare misure per correggere la situazione.

Non è pensabile che si verifichi un incendio senza attivare il sistema di allarme, senza che prima venga generato un segnale di guasto, ed è questo che si intende per capacità di “vigilanza” del sistema. Inoltre, il sistema di allarme antincendio è collegato al sistema di irrigazione, quindi qualsiasi flusso d'acqua si traduce in un allarme antincendio. Pertanto, ogni testa di irrigatore diventa, in effetti, un dispositivo di attivazione aggiuntivo, aumentando notevolmente la funzionalità del sistema di allarme antincendio.

Per progettare o installare allarmi antincendio, è necessario avere una conoscenza piuttosto completa dei sistemi sprinkler, poiché sono strettamente integrati nei sistemi di allarme antincendio. Un sistema di irrigazione correttamente progettato, installato e mantenuto con un'abbondante fornitura di acqua estinguerà un incendio prima che possa diffondersi e qualsiasi danno causato dall'acqua sarà molto inferiore alla perdita derivante da un incendio propagabile. Gli sprinkler esistono da molto tempo. All'inizio del 1800, consistevano in nient'altro che una serie di ugelli disposti sui soffitti di fabbriche e impianti industriali. In caso di incendio, i lavoratori dovrebbero aprire una valvola per far uscire l'acqua.

Questa disposizione era insoddisfacente a causa del ritardo nell'avvio del flusso d'acqua e della possibilità di congelamento. Inoltre, a causa della impraticabilità di valvolare ciascuna testa, potrebbero esserci estesi danni d'acqua oltre l'area immediata dell'incendio. Inoltre, il flusso d'acqua nel punto preciso dell'incendio sarebbe tutt'altro che ottimale e non ci sarebbe alcuna protezione per l'edificio quando non fosse presidiato. Questi difetti furono eliminati nel 1890 con l'invenzione della testina di irrigazione automatica a disco di vetro, ancora in uso oggi. Un bulbo di vetro che si frantumava o una lega metallica che si scioglieva a una temperatura predeterminata assicurava che l'acqua venisse rilasciata solo dove necessario. Se il fuoco riuscisse a diffondersi, si attiverebbero altre teste e la maggior parte degli incendi si estinguerebbe rapidamente. Dopo che le persone hanno verificato che l'incendio è spento, la valvola dell'acqua per la zona interessata può essere chiusa e l'acqua scaricata fino all'installazione di nuove teste.

Per essere efficaci, gli irrigatori devono avere un'abbondante riserva d'acqua. Chi non ha familiarità con il funzionamento interno di questi sistemi presume che siano semplicemente collegati alla rete idrica domestica. Questo non è il caso. Un tubo laterale sovradimensionato senza costrizioni deve essere eseguito dalla rete idrica o deve essere collegata una fornitura di acqua separata (non necessariamente potabile), tramite un tubo di grandi dimensioni, a un serbatoio, serbatoio sopraelevato o altra fornitura.

Esistono due tipi di zone sprinkler, umide e asciutte, che possono coesistere all'interno dello stesso edificio. In un sistema ad umido, le tubazioni che alimentano le teste degli irrigatori sono collegate direttamente alla rete idrica. Viene riempito d'acqua e sempre completamente pressurizzato, tranne quando viene scaricato intenzionalmente. In un sistema a secco, la tubazione di zona è riempita con aria pressurizzata ad un certo livello preimpostato. Se la pressione diminuisce (per progettazione, a causa dell'apertura di una o più teste di irrigazione), si aprirà una valvola automatica. L'aria che fuoriesce dalle teste aperte consentirà il flusso d'acqua.

Per certi versi è preferibile il sistema a umido. L'erogazione dell'acqua è istantanea, mentre nel sistema a secco può impiegare fino a un minuto. Il sistema a umido è in realtà meno vulnerabile alla corrosione, perché nel sistema a secco ci sarà una miscela di aria umida e acqua di condensa, che è peggio dell'acqua completamente pressurizzata (dove c'è meno ossigeno) dal punto di vista della corrosione. Il grande vantaggio del sistema a secco è che è meno vulnerabile al congelamento, anche se i punti bassi e la condensa nel tubo di derivazione possono essere problematici.

Tipicamente, nel sistema a secco, l'alimentazione dell'acqua sarà a 160 psi prima della valvola automatica. Sebbene questa pressione sia superiore alla pressione dell'aria della zona, la valvola automatica non si aprirà a meno che la pressione dell'aria non scenda a un certo livello. Ciò è dovuto a un flipper a molla. Un compressore d'aria è collegato alla parte secca della tubazione, dopo la valvola di zona. Può essere regolato per mantenere una pressione dell'aria predeterminata, oppure ogni zona può avere una valvola dell'aria e un manometro in modo che l'aria possa essere aggiunta manualmente.

La pressione di esercizio sul lato asciutto dovrebbe essere impostata su circa 55 psi. Se scende a 50 psi, può essere aggiunta aria. Se scende a 39 psi, apparirà una notifica di guasto sulla centrale di allarme antincendio, con il display alfanumerico che indica quale zona è bassa. Se la pressione dell'aria scende a 31 psi (questi sono valori tipici), la pinna scatterà e la zona si allagherà. Tuttavia, non ci sarà rilascio di acqua, poiché le teste degli irrigatori rimangono chiuse. Tuttavia, l'acqua verrà rilasciata se c'è un tubo rotto che ha causato la perdita d'aria in primo luogo. Inoltre, il sistema di allarme antincendio entrerà in stato di allarme e suonerà il clacson. Una chiamata automatica avviserà i vigili del fuoco o la stazione di monitoraggio centrale, le porte antincendio si chiuderanno, qualsiasi fornitura di gas infiammabile verrà interrotta e verranno eseguite altre azioni programmate nel pannello di controllo dell'allarme antincendio.

Un nuovo sistema a secco si baserà sulla notifica del guasto sul pannello di controllo dell'allarme antincendio per avvisare il personale di manutenzione di aggiungere aria e trovare e correggere la perdita. Per un sistema più vecchio che può avere migliaia di piedi di tubazioni in acciaio filettate, potrebbe essere necessario che qualcuno controlli il manometro dell'aria di ogni zona ogni poche ore e aggiunga aria se necessario. Di solito viene conservato un registro in modo da poter annotare le tendenze e intraprendere azioni correttive. A volte è difficile individuare una perdita lenta ed è necessario allagare intenzionalmente l'impianto, disabilitando prima la zona interessata dalla centrale antincendio. La disabilitazione di una zona avvia un segnale di guasto, quindi la stazione di monitoraggio centrale deve essere informata in anticipo.

Anni fa, il flusso d'acqua all'interno di un sistema di irrigazione passava attraverso un gong azionato dall'acqua, producendo un forte allarme. Ora questo viene realizzato elettricamente, per mezzo di un sensore del flusso d'acqua collegato al pannello di controllo dell'allarme antincendio. Inoltre, un interruttore antimanomissione produrrà un segnale di guasto se la valvola dell'acqua di zona è chiusa. Inoltre, c'è l'avviso di problemi di aria bassa menzionato in precedenza.

Queste sono le caratteristiche principali del sistema sprinkler ampiamente utilizzato. Sebbene non siano richiesti in tutte le occupazioni, i sistemi sprinkler aggiungono capacità ai sistemi di allarme antincendio e possono salvare vite e proprietà. Diversi sistemi edilizi, come abbiamo visto, interagiscono beneficamente con il sistema antincendio. Uno di questi è il sistema di uno o più ascensori che si trova in ogni edificio che si eleva al di sopra di pochi piani.

Abbiamo accennato al problema di una cabina dell'ascensore con i passeggeri chiamati proprio al piano che è teatro di un incendio incandescente. Il sistema di allarme antincendio impedisce che ciò accada. Un'altra azione protettiva, lo shunt trip, disconnette l'alimentazione principale dell'ascensore nella sala macchine prima dell'attivazione degli sprinkler, se queste aree sono così attrezzate. Accanto alla testa dell'irrigatore è posizionato un dispositivo di attivazione sensibile al calore. Questo dispositivo ha una soglia di temperatura inferiore rispetto alla testa dell'irrigatore, in modo che l'alimentazione all'ascensore venga interrotta prima del flusso dell'acqua. Questa azione è di grande importanza, perché il flusso d'acqua impedirà il funzionamento dei meccanismi di freno della macchina dell'ascensore e cortocircuiterà i cavi di controllo elettrico, interrompendo le numerose funzioni di sicurezza da cui dipendiamo.

Altre due azioni di emergenza si attivano quando un incendio minaccia il normale funzionamento degli ascensori. Il richiamo di emergenza di fase I riporta le auto dell'ascensore senza sosta in un luogo sicuro in caso di incendio. Questo di solito è il piano terra. Tuttavia, se la condizione di allarme proviene da un dispositivo di attivazione in quella posizione, la destinazione sarà un piano alternativo, scelto in anticipo. L'operazione dei vigili del fuoco di fase II diventa operativa più tardi, dopo l'arrivo dei soccorritori. È disponibile solo dopo l'inserimento di una chiave speciale in un interruttore a chiave di funzionamento di Fase II. La Fase II annulla la Fase I in modo che i vigili del fuoco possano controllare manualmente l'ascensore, compresa l'apertura e la chiusura delle porte. È importante che i vigili del fuoco abbiano accesso e controllo degli ascensori durante il loro lavoro. Devono usarli per accedere a determinati piani che potrebbero essere cruciali per neutralizzare l'inferno. Inoltre, hanno un addestramento speciale, quindi sanno cosa non fare (vale a dire, andare a un piano molto coinvolto e aprire la porta dell'ascensore, esponendosi a un'esplosione di fuoco).

Abbiamo esaminato il sistema di allarme antincendio e come interagisce con altri sistemi di costruzione. Molti tecnici di ascensori sanno come eseguire i collegamenti che fanno parte del loro lavoro, ma quando si vede per la prima volta che il sistema si comporta in modo irregolare, potrebbe essere necessaria una comprensione più dettagliata per rimettere le cose in carreggiata e garantire un funzionamento affidabile negli anni a venire.