Hő- és füstelvezetést működtető és vezérlő rendszerek – 1

Az épületautomatizálás számos részterület integrációja. A témát tárgyaló irodalom rendszerint nagyobb figyelmet szentel az épület üzemszerű működését kiszolgáló automatikának, mint a vészhelyzetek kezelését, és ezen keresztül a személy- és vagyonbiztonságot szolgáló funkcióknak. Ezt a „mérleget” javítja a jelen cikk, amely egy, a tűzesetek katasztrofális következményeit csökkentő automatizálási megoldást mutat be.

Hő- és füstelvezetés – célok és követelmények

Az új építésű vagy átalakításra kerülő építmények tervezésekor gyakran válik szükségessé, hogy a tervezők megfontolják a hő- és füstelvezetés (HF) alkalmazását és a feladatot kiszolgáló rendszerek tervezését. A HF-rendszerek alapvető feladata a kiürítés (menekülési útvonal füstmentessége) és a tűzoltói beavatkozás egyes lényeges feltételeinek (füstszegény légrétegek, láthatóság) biztosítása.
A tervezést, kivitelezést és karbantartást érintő jogszabályok és szabványok sora elég kiterjedt. Jelenlegi ismereteim szerint a tűzbiztonsággal összefüggésben legalább 100 különböző hatályos jogi és műszaki szabályozás létezik. Az alapvető követelményeket a törvények, ezek alapján az Országos Tűzvédelmi Szabályzat (OTSZ) és a hozzá kapcsolódó Tűzvédelmi Műszaki Irányelvek (TvMI) határozzák meg. A törvények és a szabványok tekintetében elsősorban az alábbiakat kell figyelembe venniük a HF-területtel foglalkozóknak:

• 1997. évi LXXVIII. törvény az épített környezet alakításáról és védelméről (Étv.),

• 1996. évi XXXI. törvény a tűz elleni védekezésről, a műszaki mentésről és a tűzoltóságról (Ttv.)

• EN 12101 – Szabvány a hő- és füstelvezetés rendszereiről.

Alapvető követelménynek tekintendők az építési termékek fejlesztésével, gyártásával, építményekbe betervezésével és forgalomba hozatalával kapcsolatos sajátos előírások is:
305/2011/EU európai parlamenti és tanácsi – köznapi nevén: „CPR” – rendelet a forgalmazásra, a
275/2013. (VII. 16.) kormányrendelet pedig a betervezésre és beépítésre vontatkozó előírásokat tartalmaz.
A rendeletek alapján „építési terméknek” minősül minden olyan termék vagy készlet (rendszer), amelynek a teljesítménye az építmények hét alapvető teljesítmény-követelményének valamelyikét befolyásolja. Ezek a következők:

1. Mechanikai szilárdság és állékonyság, 

2. Tűzbiztonság, 

3. Higiénia, egészség és környezetvédelem, 

4. Biztonságos használat és akadálymentesség, 

5. Zajvédelem, 

6. Energiatakarékosság és hővédelem, 

7. A természeti erőforrások fenntartható használata.

Mivel a szükséges és megfelelő tűzbiztonság kialakítása minden esetben az élet- és értékvédelmi célok érdekében történik, ezért a HF-rendszereket és a vezérlésüket is építési terméknek kell tekinteni.

A tervezés és a védelmi koncepció

Egy építmény tervezési folyamata során a fenti követelmények komplex értékelésével a tűzvédelmi dokumentáció készítéséért felelős személy (azaz az építmény tűzvédelmi tervezője) határozza meg – több más védelmi rendszer és módszer együttes alkalmazása mellett – a hő- és füstelvezetés szükségességét.
A tűz esetén keletkező füst és hő áramlásának, áramoltatásának, építményből kivezetésének alapvető és részletes megtervezése a gépész szakági tervező feladata, természetesen nem kisebbítve ezzel az építész, a tűzvédelmi és a villamos tervező feladatainak jelentőségét. Összességében megállapítható, hogy a tervezők összehangolt és egymásra épülő munkájára van szükség a megfelelően hatékony és működőképes hő- és füstelvezetés megvalósításához.

A szerteágazó követelményeket és feltételeket teljesítő rendszertechnikai megoldások részletes leírása és a tervezésükhöz szükséges általános iránymutatások az OTSZ-ben, a konkrét alkalmazható megoldások annak mellékletében, a „Hő és füst elleni védelem” című TvMI-ben találhatók.
A füst és a hő terjedése ellen védelmet jelentő, azaz a védendő terekbe a bejutásukat, illetve a kivezetésüket kezelő rendszerek a következők:

• természetes hő- és füstelvezetők – gravitációs működési elvű rendszerek,

• gépi füstelvezetés – kényszerített áramlás létrehozásával működő rendszerek,

• kombinált megoldás – a természetes és a gépi megoldás együttes alkalmazása.

Más megközelítésben lehetnek a rendszerek

• önálló, kizárólag a HF-feladatra tervezett megoldások, és lehetnek 

• integrált funkciójú rendszerek, melyek esetében a hő- és füstelvezető rendszer szellőztető, esetleg felülvilágító funkciójú szerkezeteket is tartalmazhat, illetve épületfelügyeleti rendszerekhez (ÉFR) is csatlakozhat.

A füstelvezetés és a szellőztetés, felülvilágítás, ÉFR-kapcsolat stb. integrált funkcióinak összekapcsolásával lehetőség van az alapvetően HF-célú szerkezetek és rendszerek egyéb, kiegészítő jellegű működtetésének megvalósítására, de csak abban az esetben, ha garantálható, hogy a rendszer más funkciókkal szemben előnyben részesíti a tűzbiztonságnak alárendelt biztonsági működést.

A tervezés lépései általában:

• a hő- és füstelvezetés szükségességének megítélése az OTSZ alapján,

• a hő- és füstelvezetés koncepciójának kialakítása a tűzszakaszok és a füstszakaszok ismeretében, valamint ennek megoldása megfelelő termékekkel, műszaki kialakításokkal,

• a méretezés, azaz a rendszer elemei méreteinek, mennyiségeiknek, távolságaiknak, összekötésük módjainak meghatározása,

• a működtetés meghatározása, azaz a füstelvezetés, a frisslevegő- pótlás, a mobil füstkötény működtetése és a vezérlés feladatok összehangolása (ez a táblázat a vezérlési követelményeket leíró Tűzeseti Vezérlési Mátrix (TVMx)),

• a kapcsolási helyek kijelölése – a vezérlőszekrények és a kézi működtető elemek elhelyezésének meghatározása.

• az együttműködés megtervezése a kapcsolódó rendszerekkel, tehát a különböző jelző- és oltórendszerekkel (tűzjelzővel, sprinklerrel, gázzal oltóval, CO-jelzővel stb.),

• a hő- és füstelvezetés egyéb célú felhasználásának mérlegelése (például a hő- és füstelvezető rendszer egyes elemei felhasználhatók normál szellőztetésre, természetes megvilágítás biztosítására, ÉFR kapcsolat kialakítása),

• a hő-és füstelvezető rendszer, mint építési termék és építményszerkezet teljesítményjellemzőinek ellenőrzése és dokumentálása,

• a működtető és vezérlő rendszer kiválasztása és megtervezése (a működtető és vezérlő rendszer lehet mechanikus, pneumatikus, elektromos).

A vezérlőrendszer kiválasztásakor többek között célszerű figyelembe venni:

• mind a rövidtávú célok (pl. használatbavétel) megvalósításának lehetőségeit,

• mind a hosszú távú célok (pl.: Tűzvédelmi Műszaki Megfelelőségi Kézikönyv előírásai) elérésének támogathatóságát.

A HF-vezérlés egyik leggyakrabban előforduló változata az elektromos vezérlő- és jelzőrendszer, melynek kialakítása történhet:

• kapcsolókkal, jelzőlámpákkal, gravírozott sématáblákkal, relékkel és huzalozott logikával,

• programozható, minősített automatikai készülékekkel és nagy biztonságú kommunikációs adatátviteli hálózattal, megfelelő tápegységekkel és minősített szünetmentes tápellátással.

A működtető és vezérlőrendszer kialakításakor figyelembe veendő legfontosabb külső kapcsolatok:

• a tűzjelző rendszer tűzjelzései, állapot- és hibajelzései,

• a gravitációs füstelvezetés és frisslevegő pótlás céljából telepített épületszerkezeti nyílások nyitását-zárását biztosító vezérlőrendszerek vezérlései, állapot- és hibajelzései,

• a tartalék, biztonsági és szünetmentes tápellátás.

A HF-vezérlőrendszer legfontosabb részegységei funkcionalitás szerint:

• az elsődleges kezelői beavatkozásokat és rendszer-állapotjelzéseket biztosító elemek (HFTVT, azaz a hő- és füstelvezetés tűzoltósági vezérlőtablója és részegységei),

• a működtetést és vezérlést igénylő elemek (füstcsappantyúk, ventilátorok, ablakok, ajtók, kupolák stb.),

• a jelzéseket, állapotinformációkat biztosító elemek (tűzcsappantyúk, nyitott-zárt állapotjelzések, kézi jelzésadók, üzem-hiba állapotjelzők stb.),

• a vezérlési logikát megvalósító elemek (relék, programozható vezérlőeszközök: PLC, DDC készülékek)

• a tápellátást biztosító elemek (szünetmentes energiaforrások, tápegységek).

• a másodlagos megjelenítő és az alárendelt funkciókat aktiváló kezelő-kijelző megoldások (ÉFR, szellőztetést aktiváló kapcsolók stb.)

• a terepi jelzéseket összegyűjtő és vezérléseket megvalósító működtető és vezérlő szekrények (HFEA1, -2, …; azaz a hő- és füstelvezetés erősáramú és automatika elosztóberendezései és részegységei).

A prEN 12101-9:2008 előírásainak megfelelő programozható logikai eszközök rendszerével megvalósított vezérlés előnyei:

• a HF-rendszerben rendelkezésre álló jelek, jelzések és állapotok nagyobb mennyiségben feldolgozhatók, a kiterjedtebb információtartalom könnyebben értékelhető,

• a tűztablón elhelyezett megjelenítő és beavatkozó eszköz (HMI) önállóan helyettesíti az egyébként szükséges nagyszámú kapcsolót és visszajelzőt, megfelelő kezelési jogosultsági szinteket határoz meg,

• a bonyolult relés logikai hálózatok elemei programozottan kerülnek megvalósításra,

• a programozás lényegesen rugalmasabban képes követni a kivitelezés vagy az üzemeltetés során jelentkező változtatási igényeket,

• a központban és a terepen elhelyezett vezérlőegységek gyűrűtopológiájú (redundáns) kommunikációs hálózattal kapcsolódnak egymáshoz,

• a funkciómegtartó kábelek hossza csökken,

• a rendszer érzékeli a vezetékszakadást és a vonalzárlatot,

• a tápellátás biztonságosabb,

• a karbantartás egyszerűbb,

• a kezelés átláthatóbb.

Az E-HFR rendszer bemutatása, felhasználási területe, felépítése

A hő- és füstelvezető rendszerek elektromos vezérlésének szabadon programozhatósága, állapotjelzéseik feldolgozása és végrehajtó-beavatkozó elemeik működtetése céljából az Elcon Electronic Kft. 2014-ben kifejlesztette az E-HFR hő- és füstelvezetés vezérlőrendszerét.

A HF-vezérlés programozható logikai eszközök rendszerével történő kialakításához az E-HFR-rendszer választása az egyik, de talán a legrugalmasabb lehetőség. Az E-HFR rendszer alkalmas és felhasználható a külön-böző építményekben az élet- és vagyonvédelemmel alapvetően összefüggő, elsősorban tűzvédelmi, hő- és füstelvezetési célú, jellemzően villamos betáplálást és működtetést igénylő gépészeti és épületszerkezeti rendszerek és rendszerelemek, valamint egyéb hasonló biztonsági célú rendszerek:

• állapot- és hibajelzéseinek feldolgozására,

• környezeti paramétereik érzékelésére,

• végrehajtó és beavatkozó elemeik vezérlésére és működtetésére, valamint

• az ezekkel a rendszerekkel kapcsolatos további automatika feladatok – kommunikáció, integráció, megjelenítés, karbantartás-támogatás stb. – biztonságos megvalósítására.

Az E-HFR rendszer általános felépítését az 1. ábra mutatja. Az ábrán található jelzések magyarázata az 1. táblázatban található.

 1. ábra 

1. táblázat

2.a ábra	2.b ábra
3. ábra	4. ábra
5. ábra	6. ábra
7. ábra	8. ábra

Az E-HFR rendszer a CPR-rendeletben és a Ttv.-ben meghatározott feltételekkel további rendszerelemekkel (pl.: UPS, másodlagos kijelző, frekvenciaváltó), valamint a működésével összefüggő kritikus jelzésekkel (pl. beléptető, vagyonvédelmi rendszerek állapot- jelzései stb.) is bővíthető.

A cikk második részét a következő hónapban közöljük.

Belányi Zsolt – ELCON Electronic Control Automatizálási és Kereskedelmi Kft.

ELCON Electronic Control Automatizálási és Kereskedelmi Kft. 
1105 Budapest, Ihász utca 10., tel.: +36 1 2601 399
E-mail: Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát.
www.elcon.hu