שליטה במערכות בקרת עשן
שליטה דרך מערכת אזעקת אש או מערכת בקרה אוטומטית של הבניין
מערכות ניהול עשן נדרשות בבניינים רבי-קומות, בשטחי מסחר, אטריום ובמקומות נוספים בהם קיימת אוכלוסיה מיוחדת בהרבה מודולים של ביניינים ובאוסף החוקים בנושא אש.
ככלל, מערכות אלו אמורות לתחום את העשן לאזור השריפה או לפנות עשן מחללים גדולים על מנת לאפשר פינוי אוכלוסיה. כיום, מודולים של ביניינים ובאוסף החוקים בנושא אש, ובמיוחד חוק הבניה הבינלאומי ( IBC ), מספקים אמות מידה לתכנון ניהול עשן בתוך ביניינים.
אמות המידה המותרות על ידי חוק הבניה הבינלאומי כוללות את שיטת "העל לחץ" , שיטת "זרימת האוויר" ושיטת "יניקת העשן" עם בלימה עצמית. השיטות מוצגות גם ב-
Recommended Practice for Smoke-Control SystemsNFPA-92A
Guide for Smoke Management Systems in Malls, Atria, and Large Areas NFPA-92B
השיטה לניהול מערכות עשן המבוססת של שינוי מהירות האוויר אינה מוכרת על ידי ה- NFPA וחוק הבניה הבינלאומי .
מאמר זה ידון בתהליך ההחלטות הנלקחות על מנת לקבוע האם מערכת אזעקת האש או מערכות הבקרה האוטומטית של הבניין ישמשו לשליטה במערכות ניהול העשן.
תהליך התכנון
מערכות ניהול עשן יכולות להיות ברורות ופשוטות או מורכבות בתכנון שלהם. מערכת פשוטה יכולה לכסות אטריום קטן ולהיות מוגבלת למספר מפוחים ומנדפים משחררים. מערכת מורכבת יותר יכולה לכסות מספר רב של קומות ולהפעיל את מערכת ניהול האוויר הרגיל בבנין בשיתוף של מפוחים, מנדפים ומובלי אוורור כדי לצמצם את גודש העשן וגזים רעילים בחלקים שונים של הבניין. חוקים מקומיים דורשים כי מערכות אלו יופעלו אוטומטית על ידי גלאי עשן או הפעלתו של רגש זרימה במערכת הספרינקלרים.
באמת המידה לתכנון מערכות בקרת עשן משתמשים כיום בהפעלת תחשיב של מהירות זרימת האוויר המכיל עשן ממקום המוצא של העשן או תחשיב של כמות החלפות אויר על מנת לשמור על מסלול מילוט פנוי. חישובים אלו קשורים לגודל השריפה והאפשרויות הגיאומטריות של הבניין.
שני הרעיונות העיקריים של יניקת אויר הינם, יצירת לחץ שלילי באזור מוצא השריפה או שמירה על שכבת עשן מעל דרך היציאה הגבוה ביותר.
הקודים לבניית בניינים דורשים מצוותי התכנון להכין דו"ח או מסמך ניתוח הגיוני אשר יציג את הקריטריונים התכנונים הנדרשים למערכת ניהול עשן. מסמך זה יציג את השיטות אשר יש ליישם, כולל חישובים שנעשו בניתוח, תרשים קריטריונים עבר/נכשל לקבלת המערכת, והגדרת האזורים ורציפות ההפעלה.
ברגע שפעם אחת הניתוח רציונאלי מאושר על ידי הרשויות המוסמכות, תרשים המערכת מוכן. עם השלמת תכנון המערכת, נדרש תרשים השליטה. אף על פי שהדרישות לתרשים השליטה יכולים להשתנות על ידי הרשות המוסמכת, בצורה אופיינית, ניכלל מיקום וסימני זיהוי של ציוד עיקרי כמו: מפוחים, דמפרים ודלתות גדולות.
כמו כן נכללים כינויים לגבולות האזורים וטבלה או רצף תיאורי של פעולות ספציפיות למכשיר או ציוד נדרש. כמן כן נכלל ציון של מאווררים אשר אמורים לפעול או להסגר ודמפרים האמורים לפעול או להיסגר. תרשימים אלו מספקים הדמיה גרפית לציוד הנדרש באזורים שונים לשליטה בעשן.
הפעלה אוטומטית
בזמן שלרוב המערכות לשליטה בעשן יש שליטה ידנית ומעקפים ממערכת בקרת בנין (פנל פיקוד), רוב המערכות נדרשות גם להפעלה אוטומטית.מהדורה 2000 של חוק הבניה הבינלאומי דורש כי כול מערכות ניהול העשן, ללא התייחסות לשיטות תכנון – חייבות להיות מופעלות אוטומטית. הפעלה אוטומטית זו תהיה מהזעקה של רגשי האש (גלאי אש/עשן או ספרינקלרים) בשטח. הרגש מחובר למערכת אזעקת האש של הבניין אשר מעבדת את הקלט וגורמת להפעלת מערכות ניהול העש, פינוי מהבניין והפעלת מערכות הצלת חיים נוספות.
מאחר ולבנין אשר יש בו מערכת לניהול עשן נדרש גם בדר"כ למערכת אזעקת אש, הפעלה אוטומטית של מערכות ניהול עשן מתחילה עם הפעלת מערכת אזעקת האש. בשלב זה יש למתכנן מערכת ניהול העשן 2 אפשרויות:
1. לשלוט במערכת ניהול העשן ישירות ממערכת אזעקת האש
2. לספק שליטה ידנית במערכת ניהול העשן ממערכות בקרת בניין(פנל פיקוד)
לשני השיטות יש מידת מה של יתרונות אשר נקבעת ע"י המורכבות של השליטה הידנית במערכת האוורור, קלט של גלאי מאחראי או משתמש בבנין, והאם מערכת ניהול העשן משתמשות במאווררים או במערכת מיזוג האוויר של הבניין. בתכנון בניינים היום החוקים דורשים מספר מאפיינים, תלוי באיזו מערכת משתמשים לניהול עשן בבנין.
חוק הבניה הבינלאומי דורש שמערכות אזעקת האש יהיו רשומות למטרות שליטה בעשן. בדרישה קודמת של חוק הבניה הבינלאומי, מערכות אזעקת האש נדרשו להיות רשומות לשימוש לאזעקת אש בלבד, ומערכות בקרת בניין נדרשו להיות רשומות למטרות שליטה בעשן במידה ונדרשה מערכת כזו. במעבדות UL רשום תחת:
UL 864, Control ,Units for Fire-Protective Signaling Systems .
רוב מערכות אזעקת האש ומערכות בקרת בניין אשר נמצאות בשימוש כיום הינם בעלות אישור UL , אשר מספק רמות אבטחה למערכות בקרת ניהול עשן, כולל המשך בדיקה אוטומטית של מאפיינים.
בלי להתחשב בכך שמשתמשים באזעקת האש או מערכות אוטומטיות בבנין לשליטה במערכת בקרת העשן , הרצף המאפשר שליטה באמצעי ניהול עשן חייב להיענות.
חוק הבניה הבנלואמי כולל בתוכו אימות להפעלות, מדריך ליכולות הפעלה ידנית לעקיפת פעולה אוטומטית, דרישות להספקת כוח מכני חלופי, ציוד מכני ופעולות פיקוח. כמו כן נדרש תכנון שבועי מוקדם לבדיקת רצף דיווחים למצבים חריגים. בדיקת רצף זה הינו חלק מדרישות הרשומות ב UL . מאחר ורוב המערכות הזמינות היום בעלות רישום UL זה, ההחלטה האם להשתמש במערכת אזעקת האש או מערכת בקרת הבניין לשליטה הפך להיות לדרישות הבניין.
שיקולים
במידה ומערכת ניהול עשן מטרתה להפעיל את ציוד מערכות האוורור בבנין, התקנת מפסק ידני לניתוק רוב המערכות ממערכת אזעקת האש למערכת בקרת הבניין הינו אופייני והגיוני מבחינה כלכלית ומבחינה יישום. במידה ומפוחים להוצאת עשן מוקדשים להפעלה ללא שליטה אוטומטית המותקנים במקומם, לפיכך שימוש במערכת אזעקת האש של הבניין לשליטה במערכת ניהול העשן הינה הגיונית.
במשך 20 שנה אחרונות המטוטלת התנדנדה מספר רב של פעמים בנוגע לנושא האם להשתמש במערכת אזעקת האש או מערכת בקרת הבניין לשליטה במערכות ניהול העשן. דיונים בדרך כלל התבססו רק על ניסיון – בין האם השימוש במערכת אחת או האחרת יוצרת עיכובים בהגנה על אוכלוסיה המורשת לפתוח את הבניין – ולא מבחינה תפקודית או כלכלית. כפי שזה במקרה עם התעשייה האלקטרונית, גם מערכת אזעקת האש וגם מערכת בקרת הבניין התקדמו כברת-דרך מבחינת עיבוד כוח מכני והקלה בתכנות ושימוש. הרבה מהמערכות האוטומטיות כיום גם כוללות מערכות ניהול מתקנים אשר יכולות לשלוט באזעקת אש או ניהול עשן באופן ממוחשב.
בעבר בתכנות מערכות ניהול עשן, מערכת אזעקת האש נדרשה לתכנות אשר בוצע במפעל על ידי צריבת שבב בתוכניות מידע ממוחשב. דבר זה גרם לעיכובים בתפקוד גם אם נדרש שינוי מינורי במערכת. באותו זמן מערכות הבקרה האוטומטיות בבנין היו גמישות יותר ולרוב הפעילו מערכות עשן. למרות זאת לא היה להם תמיד את כוח הגיבוי או אמצעי ההגנה להעברת הכוח שהיה למערכת אזעקת האש, אשר גרמו לכשלים של מערכות ניהול העשן.
ברגע שמערכות אזעקת האש יצאו מהמפעל מתוכנתות, נראתה החלפה לשימוש של מערכות אזעקת אש לשליטה במערכות בקרת עשן. זו הייתה יותר פונקציה של הבחנה בחוסר אמינות של מערכות בקרת הבניין לשליטה במערכות ניהול העשן. כיום גם מערכת אזעקת האש וגם מערכת בקרת הבניין נדרשות להפעלה עם מספר אמצעי הגנה אם הם בשימוש עבור מערכות ניהול העשן.
לכן, ההחלטה לשימוש באחת משני המערכות לשליטה צריכה להיות מבוססת על תפקודיות וכלכליות, כמו גם על מתן אמצעי שליטה מהימנים.
מערכות ניהול עשן לעיתים קרובות מכילות הרבה מפוחים ומנדפים. שינוי מתצורה רגילה לתצורה של ניהול עשן דורשת לעיצוב הכפלת המפוחים, וסגירה או פתיחה של מנדפים רבים, והפעלת התקנים אחרים כדי לאפשר את קריטריון הטיכנון.
אמצעי השליטה במערכות אלו יכולים להיות די מורכבים, במיוחד עם אזורים גדולים מתוכננים כאזור שליטה אחד בעשן. אם מערכת בקרת הבניין מכילה אמצעי שליטה בשביל רוב ציוד זה, השימוש במערכת בקרת הבניין לשליטה לעיתים תכופות הינה הגיונית לא רק כלכלית, אלא גם מבחינה תפקודית. להוציא שכפול אמצעי השליטה אשר יכולים לעקב את תפקוד המערכת, שכפול אמצעי שליטה יכולים לגרם למערכות "להילחם" אחת עם השנייה לשליטה על ציוד מסוים. שימוש בשילוב בין מערכת אזעקת האש ומערכת הבקרה יכולה לחסל "מלחמה" זו תוך כדי אספקת מערכת שליטה אמינה יותר. משתמשים בהרחבה בבקרי תדירות משתנה במערכות חימום,אוורור ומיזוג אויר לשליטה בכמות האוויר לאזור. במערכות ניהול עשן דבר זה יכול להיות מועיל מאחר וזרימת האוויר יכולה להיות מווסתת ביחידת הבקרה מאשר באזור הרצועה.
לעיתים, זרימת האוויר תחת השפעת מערכות ניהול עשן צריכה להיות מווסתת על מנת למנוע ייתר לחץ של אזורים. שימוש בבקרי תדירות משתנה לוויסות זרימת אויר זו יכולה לאפשר למתכננים לנצל את מלוא היתרונות של המפוחים תחת שני המערכות, מערכת חימום אוורור ומיזוג של הבניין ומערכת ניהול העשן. בכל אופן, השימוש בבקרי תדירות משתנה בתכנון מערכות ניהול עשן אינה ללא מלכודות. בקרים אלו נדרשים לאמצעי הגנה כדי למנוע התעסקות עם כוונון התקני הויסות של ניהול העשן ולשמור כוח להפסקת חשמל זמנית אשר יכולה להשפיע על התצורה של הציוד. הבקרים אינם חייבים להיות "רשומים" למטרת ניהול עשן, אך הם חייבים להיות מותאמים להוראות הבניין לנושא ניהול עשן.
סיכום
בין אם להשתמש במערכת אזעקת אש או מערכת בקרת הבניין לשליטה במערכות ניהול עשן, היא החלטת תכנון אשר צריכה להיות מבוססת על תפקודיות וכלכליות.
שני המערכות יכולות להיות בשימוש לבקרים אמינים ובטוחים למערכות ניהול עשן, במידה ותוכננו והתקנו נכון. הקודים והסטנדרטים של היום דורשים אמצעי הבטחה למערכות שילטה אלו. עם המורכבות הרבה של מערכות ניהול עשן כיום , לעיתים תכנון המערכת עצמה ולא תכנון של השליטה בה, היא אשר תכתיב אם המערכת תפעל לאורך זמן.
