Βασικές αρχές και μέσα ενεργητικής πυροπροστασίας και πυροπρόληψης

Είναι γνωστό ότι σε γενικές γραμμές η φωτιά και η πυρκαγιά μπορούν να αντιμετωπιστούν τόσο προληπτικά όσο και κατασταλτικά. Ως εκ τούτου, το κομμάτι της πυρασφάλειας και πυροπρόληψης είναι μείζονος σπουδαιότητας στα τεχνικά έργα προκειμένου να αποφευχθούν οι καταστροφικές τους συνέπειες.

Άρθρο το Δρ. Κωνσταντίνου Γ. Κολοβού*

 Στο παρόν άρθρο γίνεται μια αδρομερής παρουσίαση των βασικών αρχών πυρασφάλειας και πυροπρόληψης και παρουσιάζονται τεχνικοί όροι, θεμελιώδεις γνώσεις, θεσμικό πλαίσιο και γενικές πληροφορίες πυρασφάλειας. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι, τα αντικείμενα αυτά, αναλύονται με τη δέουσα εμβάθυνση στις ενότητες του e-learning Προγράμματος Συμπληρωματικής Εκπαίδευσης του ΕΚΠΑ με τίτλο: «Τεχνικός Συστημάτων Ασφαλείας» οι οποίες και συνοδεύονται από τεκμηριωμένο εκπαιδευτικό υλικό.

Παθητική και ενεργητική πυροπροστασία

Η πυροπροστασία διακρίνεται σε παθητική και ενεργητική. Η παθητική πυροπροστασία αφορά στη δόμηση του κτηρίου με πυράντοχα υλικά και με τρόπο τέτοιο ώστε να αποτρέπεται η εκδήλωση πυρκαγιάς ή σε περίπτωση έναρξής της να περιορίζεται η διάδοσή της και να υπάρχουν οι απαραίτητες οδοί διαφυγής. Το κομμάτι της παθητικής πυροπροστασίας δεν αποτελεί αντικείμενο του παρόντος άρθρου, εντούτοις ένα κτήριο με τη δέουσα παθητική πυροπροστασία είναι ευκολότερο να προστατευθεί και ενεργητικά. Πλέον, η ελληνική νομοθεσία προστάζει την κατασκευή των κτηρίων ώστε να διαθέτουν την απαραίτητη, κατά περίπτωση, παθητική πυροπροστασία (Π.Δ. 41/2018).

Η ενεργητική πυροπροστασία αφορά στα μέτρα που μπορούν να ληφθούν για την προστασία του κτηρίου μέσω της έγκαιρης ανίχνευσης και προειδοποίησης κατά την έναρξη φωτιάς ή μετά την εκδήλωση φωτιάς για την άμεση αντιμετώπισή της, ώστε να μην καταστεί ανεξέλεγκτη. Περιλαμβάνει τον απαραίτητο υλικοτεχνικό εξοπλισμό για την αναγγελία του επικείμενου κινδύνου και την κατάσβεση της φωτιάς που μπορεί να γίνει με χειροκίνητα μέσα ή μέσω αυτόματων συστημάτων κ.λπ.

Με γνώμονα την προφύλαξη των διαφόρων κτισμάτων, για την εκτίμηση του κινδύνου εκδήλωσης πυρκαγιάς και τη λήψη των απαραίτητων προληπτικών μέτρων, θα πρέπει να υπάρχει επαρκής πληροφόρηση σχετικά με:

α) την ακριβή χωροταξία και την επικοινωνία των χώρων του κτηρίου στο οποίο αφορούν τα μέτρα πυρασφάλειας,

β) τον πληθυσμό που διαβιεί ή εργάζεται στο χώρο και τους επισκέπτες του,

γ) το είδος των υλικών που αποθηκεύονται στο χώρο ή παραμένουν έστω και προσωρινά σε αυτόν και

δ) τις ιδιαίτερες συνθήκες από τις όποιες πιθανόν να διέπεται ο χώρος.

Μέσα Ενεργητικής Πυροπροστασίας

Τα μέσα ενεργητικής πυροπροστασίας, σύμφωνα με το Π.Δ. 41/2018, διακρίνονται σε μόνιμα και φορητά.

Στα μόνιμα μέσα ενεργητικής πυρασφάλειας συγκαταλέγονται:

• το αυτόματο σύστημα πυρανίχνευσης,
• το χειροκίνητο σύστημα αναγγελίας πυρκαγιάς,
• το αυτόματο σύστημα ανίχνευσης εύφλεκτων αερίων,
• τα αυτόματα συστήματα πυρόσβεσης (με νερό, σκόνη, αφρό, διοξείδιο του άνθρακα, αέρια ή συμπυκνωμένο αεροζόλ, το σύστημα εκνέφωσης νερού και το σύστημα ψεκασμού νερού),
• το μόνιμο υδροδοτικό πυροσβεστικό δίκτυο και
• το σύστημα τοπικής κατάσβεσης.

Στα φορητά και λοιπά μέσα ενεργητικής πυροπροστασίας συγκαταλέγονται:

• οι πυροσβεστήρες (φορητοί, τροχήλατοι, αυτοδιεγειρόμενοι οροφής),
• το απλό πυροσβεστικό δίκτυο (πυροσβεστικό ερμάριο),
• οι αυτόνομοι ανιχνευτές καπνού που ικανοποιούν τις απαιτήσεις του προτύπου ΕΝ 14604, όπως κάθε φορά ισχύει.

Σημειώνεται ότι, πριν από την τοποθέτηση ακόμη και του απλούστερου συστήματος πυρόσβεσης απαιτείται μελέτη πυρασφάλειας από κλιμάκιο ειδικών επιστημόνων.

Συστήματα Πυρανίχνευσης

Υπάρχουν διάφορα κριτήρια κατάταξης των συστημάτων πυρανίχνευσης, τα οποία λαμβάνουν υπόψη τον τρόπο ενεργοποίησης και το δίκτυο των αισθητήρων για την αναγγελία της πυρκαγιάς. Συνήθως, διακρίνονται σε χειροκίνητα ή αυτόματα και σε συμβατικά ή «έξυπνα».

Χειροκίνητα είναι εκείνα τα οποία ενεργοποιούνται μέσω διακόπτη από το άτομο που θα αντιληφθεί την πυρκαγιά προκειμένου να σημάνουν συναγερμό. Αυτόματα είναι τα συστήματα που ενεργοποιούνται χωρίς ανθρώπινη επέμβαση. Τα αυτόματα συστήματα είναι δυνατό να ανιχνεύουν τα αόρατα προϊόντα καύσης, τον καπνό, τη φλόγα ή τη θερμότητα που συνοδεύουν τη φωτιά και να αναγγέλλουν με ηχητικά ή/και οπτικά σήματα τον κίνδυνο εκδήλωσής της. Πλεονέκτημα της χρήσης των αυτόματων συστημάτων είναι ότι παραμερίζουν τον συγκινησιακό φόρτο που καταβάλει τον άνθρωπο όταν έρχεται αντιμέτωπος με τη φωτιά.

Τα συμβατικά συστήματα πυρανίχνευσης βασίζουν τη λειτουργία τους σε ένα δίκτυο αισθητήρων (ανιχνευτών) σε συνδυασμό με κομβία (μπουτόν χειροκίνητης αναγγελίας κινδύνου) που συνδέονται μέσω καλωδίωσης σε ένα κέντρο ελέγχου που αποτελεί τον εγκέφαλο του συστήματος. Πρόκειται για έναν πίνακα ελέγχου στον οποίο καταλήγουν τα σήματα από τους ανιχνευτές και από τον οποίο αποχωρούν οι εντολές προς τα όργανα σήμανσης συναγερμού. Ο πίνακας ελέγχου διαθέτει συνήθως μία οθόνη, πληκτρολόγιο με ενδεικτικές λυχνίες, κλειδαριές και διακόπτες από τα οποία αφενός παρέχονται πληροφορίες για τη λειτουργία του συστήματος, τους εκπεμπόμενους συναγερμούς, για βλάβες ή σφάλματα και αφετέρου είναι δυνατό να ελεγχθεί χειροκίνητα το σύστημα για την παύση ή ενεργοποίηση συναγερμού, την επανεκκίνηση του συστήματος κ.ο.κ. Σε κάθε πίνακα ελέγχου υπάρχουν η μονάδα παροχής τάσης για τη σύνδεση στο δίκτυο του παρόχου ηλεκτρικής ενέργειας, η οποία τροφοδοτεί με τάση όλα τα επιμέρους στοιχεία του συστήματος, καθώς επίσης και μία μονάδα εφεδρικής τροφοδοσίας με μπαταρίες που θα λειτουργήσει σε περίπτωση διακοπής του ηλεκτρικού ρεύματος, συνοδευόμενη από την αντίστοιχη μονάδα φόρτισης των μπαταριών. Για την εναλλαγή από τη βασική στην εφεδρική τροφοδοσία απαιτείται μία μονάδα αυτόματης μεταγωγής. Σε περίπτωση διακοπής ρεύματος θα πρέπει να υπάρχει αυτονομία του συστήματος για τουλάχιστον 24 ή 36 ώρες και σε κατάσταση συναγερμού για τουλάχιστον 30 ή 72 λεπτά, σύμφωνα με την κείμενη νομοθεσία κάθε χώρας. Ακόμη υπάρχουν οι μονάδες τροφοδοσίας, ελέγχου και επιτήρησης των συσκευών ανίχνευσης που ελέγχουν την τροφοδοσία των ανιχνευτών και των κομβίων, επιτηρούν τη λειτουργία τους και λαμβάνουν τα σχετικά σήματα και οι μονάδες ενεργοποίησης των μέσων σήμανσης συναγερμού, επί των οποίων συνδέονται τα εν λόγω μέσα όπως σειρήνες, κώδωνες, λυχνίες κ.λπ.

Στα περισσότερα συστήματα για την αναγγελία πυρκαγιάς ο συναγερμός είναι δυνατό να τεθεί σε λειτουργία και χειροκίνητα π.χ. με κομβίο (μπουτόν) χειροκίνητης σήμανσης συναγερμού.

Πυρανιχνευτές

 Οι ανιχνευτές που υπάρχουν στα συστήματα αυτά φέρουν ενσωματωμένο έναν ενδεικτικό λαμπτήρα που αναβοσβήνει μόλις ο ανιχνευτής διεγερθεί, ώστε να είναι δυνατό να εντοπιστεί ο ανιχνευτής που μετέδωσε το σήμα στο κέντρο ελέγχου.

Οι πυρανιχνευτές λειτουργούν ανιχνεύοντας τη θερμότητα στο χώρο που βρίσκονται εγκατεστημένοι ή την υπέρυθρη ακτινοβολία που οφείλεται σε φλόγα ή συνηθέστερα τον καπνό που παράγεται σε περίπτωση φωτιάς.

Οι πιο διαδεδομένοι τύποι ανιχνευτών είναι οι:

(i) Θερμοδιαφορικός ανιχνευτής: Αυτού του τύπου οι ανιχνευτές ενεργοποιούνται με την απότομη αύξηση της θερμοκρασίας. Φέρουν δύο αισθητήρες θερμοκρασίας, ο ένας εκ των οποίων έχει γρήγορη απόκριση στην αλλαγή θερμοκρασίας του περιβάλλοντος και ο άλλος αργή. Τα εσωτερικά τους κυκλώματα μετρούν το ρυθμό μεταβολής της θερμοκρασίας συγκρίνοντας τις μετρήσεις από τους δύο αισθητήρες. Αν ο ρυθμός είναι μεγαλύτερος του επιτρεπόμενου για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα τότε δίνεται συναγερμός φωτιάς.

(ii) Θερμικός ανιχνευτής (μέγιστης θερμοκρασίας): Αυτού του τύπου οι ανιχνευτές ενεργοποιούνται σε συγκεκριμένες θερμοκρασίες 60, 70 ή 90°C, ανάλογα με το χώρο. Επειδή χρονικά ενεργοποιούνται τελευταίοι τοποθετούνται σε χώρους, όπου δεν μπορούν να τοποθετηθούν άλλου είδους ανιχνευτές.

(iii) Ηλεκτρονικός ανιχνευτής φλόγας: Αυτού του τύπου οι ανιχνευτές ενεργοποιούνται όταν οι αισθητήρες τους ανιχνεύσουν υπέρυθρη ακτινοβολία εξαιτίας της παρουσίας φλόγας. Χρησιμοποιούνται σε χώρους όπου η παραγωγή καπνού ή η αύξηση της θερμοκρασίας θα καθυστερήσει.

(iv) Ανιχνευτής ιοντισμού καπνού: Αυτού του τύπου οι ανιχνευτές διαθέτουν έναν θάλαμο οι απέναντι πλευρές του οποίου είναι μεταλλικές πλάκες (ηλεκτρόδια) που συνδέονται στο θετικό και τον αρνητικό πόλο του κυκλώματος του ανιχνευτή, αντιστοίχως. Ο θάλαμος περιέχει ποσότητα από το ραδιενεργό στοιχείο Αμερίκιο (²⁴¹Am). Το στοιχείο καθώς αποικοδομείται εκπέμπει θετικά σωματίδια α (πυρήνες Ηλίου, He), τα οποία συγκρούονται με τα μόρια του αέρα εντός του θαλάμου και τα ιοντίζουν, παράγοντας θετικά και αρνητικά ιόντα τα οποία έλκονται από τα ηλεκτρόδια, με αποτέλεσμα ο θάλαμος να διαρρέεται από ρεύμα. Όταν ο καπνός από τη φωτιά εισέλθει στο θάλαμο του ανιχνευτή παρεμβάλλεται μεταξύ των ιόντων, το ρεύμα που διαρρέει το θάλαμο μειώνεται, οπότε δίνεται συναγερμός φωτιάς.

(v) Ανιχνευτής ορατού καπνού (φωτοηλεκτρικός / οπτικοηλεκτρονικός): Αυτού του τύπου οι ανιχνευτές διαθέτουν έναν θάλαμο από μαύρο αντιανακλαστικό υλικό που περιέχει έναν πομπό και έναν δέκτη υπέρυθρης ακτινοβολίας διατεταγμένους με τρόπο τέτοιο, ώστε η δέσμη εκπομπής του πομπού να φθάνει στον δέκτη μέσω ανάκλασης σε επιφάνεια του θαλάμου και όχι απευθείας, συνεπώς υπό κανονικές συνθήκες όταν στο θάλαμο υπάρχει καθαρός αέρας η δέσμη εκπομπής δεν φθάνει στο δέκτη εξαιτίας του υλικού κατασκευής του θαλάμου. Με την εισαγωγή καπνού όμως η δέσμη ανακλάται από τα σωματίδια καπνού και φθάνει μέχρι το δέκτη, όποτε δίνεται συναγερμός εφόσον ξεπεραστεί μία συγκεκριμένη ένταση ακτινοβολίας. Ο θάλαμος καλύπτεται με λεπτή σήτα ώστε να αποφεύγονται οι ψευδείς συναγερμοί από μικρά έντομα που μπορούν να μπουν στον ανιχνευτή. Ο συγκεκριμένος ανιχνευτής δεν περιέχει βλαβερά υλικά και είναι οικονομικός στην κατανάλωση, καθώς εκπέμπει περιοδικά και όχι συνεχόμενα (20-30 ms κάθε 7-10 s). Πρόκειται έναν από τους πλέον αξιόπιστους και χρησιμοποιούμενους ανιχνευτές και ενδείκνυται για τους περισσότερους χώρους με εξαίρεση όσους έχουν υψηλή ποσότητα σκόνης ή περιεκτικότητα σε υδρατμούς.

(vi) Ανιχνευτής καπνού δέσμης: Αυτού του τύπου οι ανιχνευτές αποτελούνται από έναν πομπό και έναν δέκτη υπέρυθρης ακτινοβολίας με τέτοιο μήκος κύματος που είναι δυνατό να απορροφάται από τα μόρια του καπνού. Υπό κανονικές συνθήκες όταν στο θάλαμο υπάρχει καθαρός αέρας η δέσμη εκπομπής που φθάνει στο δέκτη έχει συγκεκριμένη ένταση. Με την εισαγωγή καπνού όμως η ένταση της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας μειώνεται και όταν ξεπεραστεί ένας προκαθορισμένος ουδός δίνεται συναγερμός. Αυτοί οι ανιχνευτές χρησιμοποιούνται για να καλύψουν συνήθως μεγάλους χώρους. (vii) Ανιχνευτής εκρηκτικών αερίων: Πρόκειται για ειδικού τύπου ανιχνευτές με εξειδίκευση στην ανίχνευση εκρηκτικών και τοξικών αερίων, οι οποίοι συνδέονται με ειδικό τρόπο στα αυτόματα συστήματα πυρανίχνευσης.

Στον Πίνακα 1 που ακολουθεί συνοψίζονται τα είδη των αποδεκτών ανιχνευτών που χρησιμοποιούνται συνήθως σε διάφορους χώρους.

Πίνακας 1: Καταλληλότητα πυρανιχνευτών σε διάφορους προστατευόμενους χώρους

Συμπεράσματα

Στη σημερινή εποχή ο τομέας της πυροπρόληψης και πυροπροστασίας αποτελεί βασική αναγκαιότητα σε κάθε είδους τεχνικό έργο δημιουργώντας ευκαιρίες σε ένα ευρύ αντικείμενο που απασχολεί διάφορες ειδικότητες του τεχνικού κόσμου. Ακολουθώντας θεμελιώδεις γνώσεις, ο τεχνικός συστημάτων πυρασφάλειας θα μπορέσει να κατανοήσει τις αρχές λειτουργίας των συστημάτων που αφορούν την πυροπρόληψη και πυρόσβεση και να μελετήσει τον τρόπο εγκατάστασης τέτοιων συστημάτων ενεργητικής πυροπροστασίας, δρώντας συμπληρωματικά στην παθητική πυροπροστασία ενός κτηρίου, προστατεύοντας παράλληλα την ανθρώπινη ζωή και σωματική ακεραιότητα, τις περιουσίες και το περιβάλλον.

*Ο Δρ. Κωνσταντίνος Κολοβός είναι Χημικός Μηχανικός (Εθνικό Μετσόβιο Ππλυτεχνείο). Επίκουρος Καθηγητής Στρατιωτικής Σχολής Ευελπίδων.