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Sensori di fumo

I gas e i vapori prodotti dalla combustione hanno una temperatura molto elevata e per questo motivo tendono a risalire molto rapidamente verso l’alto, durante questo moto di risalita trascinano anche delle finissime particelle di materiale incombusto dando vita al fenomeno meglio conosciuto sotto il nome di fumo. In base al tipo di combustibile il fumo può assumere diverse colorazioni, quindi potremmo avere fumi di colorazione bianca (elevato contenuto di vapore acqueo), neri ( combustione di materiale plastiche), grigi (mix dei due), o trasparenti (combustione di gas o alcol). I dispositivi che rilevano la presenza di fumo nell’ambiente si dividono in sensori di fumo puntiformi e sensori di fumo lineari. I sensori puntiformi possono essere ulteriormente suddivisi in ottici, a ionizzazione e a campionamento. Questa tipologia di sensori viene impiegata dove si prevede lo sviluppo di incendi con grande produzione di fumo (depositi di tessuto, di legname ecc.), è invece sconsigliata in quei luoghi dove si prevedono incendi con sviluppo prevalente di fiamme o dove la produzione di fumo è solo un effetto secondario.

Sensori di fumo puntiformi

Devono essere conformi alla UNI EN 54-7, per ciò che riguarda i criteri di installazione potete leggere questa guida (pg 76), realizzata da ELKRON.

Sensori di fumo ottici

La camera d’analisi di questi sensori è costituita da un labirinto ottico all’interno del quale vengono inseriti un diodo (TX), che emette luce nel campo dell’infrarosso, e un fotodiodo (RX) che la riceve. In condizioni di normalità la luce emessa dal TX non raggiunge il lato RX poiché viene schermata dal labirinto opaco, in caso d’incendio, invece, la presenza di fumo all’interno della camera favorisce la diffusione della luce (effetto Tyndall), che può cosi raggiungere la parte ricevente ed attivare l’allarme..

Sensori di fumo a ionizzazione

Il sensore sopra descritto funziona benissimo in presenza di fumi opachi, mentre per i fumi trasparenti, dovuti alla combustione di alcol per esempio, potrebbe presentare qualche problema poiché verrebbe meno il fenomeno della diffusione della luce. Nei sensori di fumo a ionizzazione la camera d’analisi è costituita da due elettrodi, anodo e catodo, a potenziale diverso e da una piccolissima quantità di materiale radioattivo (americio 219). L’elemento radioattivo ionizza l’aria tra i due elettrodi e favorisce il transito di una piccola carica elettrica tra l’anodo e il catodo, la presenza di fumo influenza il campo radioattivo emesso dall’americio e di conseguenza varia anche l’intensità di carica tra i due elettrodi, tale variazione genera l’allarme. Questi sensori, se pur più efficienti, vengono utilizzati di rado, perché, visto che contengono un elemento radioattivo, necessitano di accorgimenti particolari relativi alla loro conservazione, gestione e smaltimento.

Sensori di fumo ad aspirazione e campionamento (ASD)

Sono dei sistemi che prelevano l’aria direttamente dagli ambienti da proteggere e la analizzano presso una postazione remota. L’aria viene prelevata da un aspiratore attraverso un sistema di tubazioni preforate installate all’interno o in prossimità degli ambienti che si vogliono monitorare. All’interno della camera d’analisi l’aria viene prima filtrata, per evitare che sporco e polvere deteriorino il sensore, e poi analizzata, il sensore può essere di tipo ottico (effetto Tyndall), o Laser. I vantaggi offerti da questi sistemi sono molteplici e vanno dalla semplicità di installazione, al basso impatto estetico, all’elevato grado di sicurezza.

Vediamone alcuni:

  • Facilità di installazione; non bisogna passare cavi o installare sensori in posizioni che spesso sono difficilmente accessibili, basta realizzare la tubazione e praticarvi dei fori in corrispondenza delle zone da monitorare. Per ciò che riguarda il dimensionamento dell’impianto, numero di fori, lunghezza massima della tubazione, massimo numero delle diramazioni ecc., bisogna attenersi alle indicazioni fornite dal produttore.
  • Impegno economico ridotto; i sistemi ASD utilizzano un unico sensore installato all’interno della camera d’analisi, questo si traduce in un risparmio notevole in termini di ore di manodopera, acquisto dei componenti, costi di esercizio e manutenzione.
  • Basso impatto estetico; è previsto l’utilizzo di piccoli tubi trasparenti, chiamati capillari, che servono a remotizzare i fori di campionamento, in questo modo è possibile installare la tubazione all’interno del controsoffitto o comunque in un punto poco visibile, e avvalersi dei capillari per andare a prelevare l’aria direttamente all’interno dell’ambiente da monitorare.
  • Riduzione dei tempi di rivelazione; i sistemi ad aspirazione vengono suddivisi in tre classi, A,B,C, che indicano la sensibilità del sensore. L’utilizzo dell’una o dell’altra classe dipende dal tempo di risposta che si vuole ottenere e dal ricircolo d’aria all’interno dell’ambiente. I sensori di classe C rilevano la presenza di fumo con lo stesso grado di sensibilità dei sensori puntiformi, quelli di classe B hanno un sensibilità migliorata e possono rilevare la presenza di fumo a bassa concentrazione, i sensori in classe A, invece, sono ad altissima sensibilità e possono rilevare la presenza di fumo anche in concentrazioni minime.

A mio avviso, l’unico svantaggio di questi sistemi è che, com’è facile immaginare, in caso d’allarme non riescono a fornire un indicazione del punto esatto da cui proviene, ma solo della zona.

Sensori di fumo lineari

Devono essere conformi alla UNI EN 54-12, per ciò che riguarda i criteri di installazione potete leggere questa guida (pg 99), realizzata da ELKRON.

Si chiamano sensori lineari perché la funzione di rilevazione avviene su una linea continua compresa tra il trasmettitore e il ricevitore, per far ciò sfruttano l’attenuazione che subisce un raggio infrarosso quando viene investito dal fumo. In pratica questo sensore è costituito da due parti, una trasmittente, che emette un raggio di luce infrarossa, ed una ricevente. Le due parti vengono installate agli estremi della zona da proteggere, avendo cura che non vi siano ostacoli fisici tra i due elementi. Tra lo stadio trasmittente e quello ricevente si instaura una trasmissione sottoforma di luce infrarossa pulsata, quando il fumo investe il raggio luminoso ne varia l’intensità, tale variazione viene rilevata dallo stadio ricevente che la interpreta come una condizione d’allarme. Alcuni sensori di fumo lineari sono costituiti da un unico componente che contiene sia la parte TX che quella RX, in questo caso la trasmissione si attua grazie all’utilizzo di un elemento catarifrangente che, installato all’estremo opposto, ritrasmette la luce verso la sorgente che l’ha generata.

Dispositivi di segnalazione incendio

Lo scopo primario di un sistema di rivelazione incendio è quello di segnalare localmente e/o remotamente la condizione di avvenuto allarme, tramite l’attivazione di dispositivi sonori e/o luminosi e di apparati per la trasmissione remota degli allarmi. Tipici esempi di segnalazione locale sono: il cicalino a bordo della centrale, le targhe ottico/acustiche, i sistemi di evacuazione vocale (EVAC),  le campane. Le segnalazioni remote possono avvenire tramite ponte radio o linea telefonica, con l’unico vincolo che lo stato della connessione deve essere costantemente supervisionato.

Dispositivi ottico/acustici

Devono essere conformi alla UNI EN 54-23 (dispositivi acustici), e alla UNI EN 54-24 (dispositivi luminosi), si distinguono in:

  • Dispositivi acustici e luminosi a bordo centrale, di guasto e allarme, percepibili nelle immediate vicinanze della centrale stessa (sempre presenti);
  • Dispositivi di allarme di incendio acustici e luminosi, distribuiti all’interno e/o all’esterno dell’area sorvegliata (sempre presenti);
  • Dispositivi di allarme ausiliari, posti in stazioni di ricevimento remote (facoltativi).

Il livello acustico percepito deve essere:

  • Maggiore di 5 dB rispetto al rumore ambientale;
  • Tra 65 e 120 dB, intensità percepita dagli occupanti;
  • Nei luoghi dove si prevedono ospiti dormienti, il livello percepito deve essere non inferiore a 75 dB sulla testata del letto;
  • Nei luoghi che ospitano persone dormienti che per problemi di salute non possono subire stress dovuti alle segnalazioni d’allarme, il livello acustico deve essere tale da allarmare unicamente il personale di presidio.

Le segnalazioni di allarme incendio devono essere chiaramente riconoscibili e non confondibili con altre segnalazioni. Nel caso in cui la centrale non sia presidiata tutte le segnalazioni devono essere inviate ad una stazione di ricevimento remota mediante connessione tenuta costantemente sotto controllo.

Nei seguenti luoghi le segnalazioni di tipo acustico devono sempre essere abbinate a segnalazioni di tipo luminoso:

  • Rumore ambientale superiore ai 95dB;
  • Quando gli occupanti utilizzano protezioni acustiche individuali;
  • Occupanti con disabilità dell’udito;
  • Occupanti che utilizzano delle audio guide (musei);
  • Casi in cui le segnalazioni acustiche siano controindicate, inefficaci o che riguardino un limitato numero di persone.

Sistemi di evacuazione vocale

La norma consente l’utilizzo di sistemi vocali per la segnalazione degli allarmi e per il coordinamento delle operazioni di evacuazione dei locali. E’ stato dimostrato che una segnalazione di tipo vocale, che fornisce agli occupanti delle istruzioni in merito all’allarme in atto, dimezza i tempi di consapevolezza dell’allarme e di evacuazione dei locali. Tali sistemi possono essere utilizzati abbinandoli agli altri dispositivi di tipo sonoro (avendo cura che le due segnalazioni non interferiscano tra loro), o in loro vece, non sono ad uso esclusivo dell’impianto antincendio, possono, quindi, essere utilizzati per la diffusione sonora o di annunci interni. Tali sistemi vocali devono utilizzare componenti che possiedono le certificazioni UNI EN 54-4, UNI EN 54-16 e UNI EN 54-24. Per quanto concerne i criteri per la progettazione, installazione, messa in servizio, manutenzione ed esercizio dei sistemi di allarme vocale per scopi d’emergenza antincendio si deve fare riferimento alla UNI ISO 7240-19. Il sistema di segnalazione di allarme deve essere concepito in modo da evitare rischi indebiti di panico.

Centrale antincendio

La centrale antincendio è il cuore dell’impianto, su di essa vengono collegati gli apparati di rivelazione e quelli di segnalazione. Il suo compito è quello di monitorare lo stato dell’impianto e di segnalare, localmente e/o remotamente, sia le condizioni di allarme incendio che quelle di avaria.

Deve essere conforme alle norme UNI EN  54-2 e 54-4 (alimentazioni), deve inoltre:

  1. Distinguere gli allarmi provenienti dai rivelatori automatici da quelli provenienti da rivelatori manuali;
  2. Limitare il numero di punti fuori servizio in caso di avaria.

Deve essere installata in un locale che sia:

  1. Situato in prossimità dell’ingresso principale dell’edificio;
  2. Dotato di illuminazione di emergenza;
  3. Protetto dal sistema di rivelazione incendio e/o presidiato in modo permanente;
  4. Tale da consentire il continuo controllo in loco e/o a distanza da parte del personale di sorveglianza. 

Oltre alla funzione di segnalazione, la centrale d’allarme incendio può assolvere, ove previsto, anche ad altri compiti:

  • Attivazione dei dispositivi di estinzione incendi (sprinkler);
  • Rilascio degli elettromagneti che mantengono aperte le porte tagliafuoco;
  • Arresto dei sistemi di ventilazione e chiusura delle serrande tagliafuoco, in modo da evitare la propagazione del fumo;
  • Attivazione di dispositivi deputati all’evacuazione del fumo.

Alimentazione, UNI EN 54-4 

La norma impone l’utilizzo di due alimentazioni, una primaria e una secondaria. L’alimentazione primaria, proveniente dalla rete pubblica, deve essere collegata a valle dell’interruttore generale e deve disporre di un circuito di alimentazione e di organi di manovra e sezionamento asserviti esclusivamente all’impianto antincendio. L’alimentazione secondaria può essere realizzata mediante linea preferenziale o accumulatori sigillati e deve avere un ritardo di intervento <= 15 s. L’alimentazione secondaria deve essere in grado di assicurare il corretto funzionamento dell’intero sistema ininterrottamente per un tempo pari alla somma dei tempi di intervento e ripristino, mai inferiore alle 24 ore. Oltre le 24 ore l’alimentazione di riserva deve essere in grado di garantire il funzionamento di tutto il sistema per ulteriori 30 min.

Schema impianto antincendio

1) Funzione di rivelazione automatica
2) Funzione di rivelazione manuale
3) Funzione di segnalazione locale
4) Funzione di segnalazione remota
5) Linea di alimentazione
6) Attuatore per dispositivi antincendio
7) Postazione remota di ricezione  avaria
8) Postazione remota di ricezione allarmi

  • Centrale di controllo e segnalazione, il suo compito è quello di ricevere le segnalazioni provenienti dai sensori, di elaborarle e di attivare, in caso di allarme, tutti i canali utili a segnalare la condizione di incendio. Si occupa anche di monitorare il funzionamento dei vari componenti e la continuità delle connessioni tra la centrale e i componenti remoti. Deve essere installata in un locale sorvegliato da rivelatori di incendio e dotato di illuminazione di emergenza, il locale deve essere situato in un posto facilmente accessibile (Atrio, portineria, ingresso), e presidiato. In caso di assenza del presidio la centrale deve poter comunicare, attraverso una connessione supervisionata, le condizioni di allarme e di avaria presso postazioni di presidio remote.
  • Funzione rivelazione automatica, su questa linea vengono collegati dei dispositivi che mediante l’analisi continua di alcuni parametri ambientali sono in grado di rilevare e segnalare la presenza di un incendio in modo autonomo. I parametri ambientali monitorati sono la presenza di fumo, la temperatura, le radiazioni nel campo dell’infrarosso o dell’ultravioletto. Su una stessa linea  possono coesistere dispositivi sensibili a fenomeni diversi, a patto che la centrale  sia in grado di distinguere in modo univoco le diverse segnalazioni.
  • Funzione di rivelazione manuale, su questa linea vengono collegati dei sensori di tipo meccanico, pulsanti antincendio, e servono ad inviare una segnalazione d’allarme nel caso in cui l’incendio sia rilevato dall’uomo. I pulsanti manuali dovranno poter essere raggiunti da ogni punto della zona con un percorso non maggiore di 30 o 15 metri negli ambienti ad alto rischio, Il loro posizionamento dovrà avere altezza compresa tra 1 e 1,4 metri, ciascun punto di segnalazione dovrà essere indicato con cartello secondo la UNI 7546-16. I sistemi di rivelazione manuale e quelli automatici possono essere installati sulla stessa linea a patto che la centrale sia in grado di distinguere in modo univoco il sensore che ha generato l’allarme.
  • Funzione di segnalazione locale, si attua mediante l’utilizzo di dispositivi di allarme acustici e luminosi installati in prossimità della centrale e in tutti i locali interni ed esterni all’area sorvegliata. Le segnalazioni acustiche devono essere facilmente riconoscibili e devono avere un livello acustico compreso tra  65 e 120 dB; i livello acustico percepibile deve essere di 5dB al di sopra del rumore ambientale, negli ambienti dove è previsto che vi siano degli ospiti dormienti il livello acustico misurato in prossimità della testata del letto non deve essere inferiore ai 75dB.
  • Funzione di segnalazione remotanel caso in cui la centrale venga installata in un luogo non presidiato è obbligatorio dotare l’impianto di un sistema di comunicazione bidirezionale, che consenta l’invio ad una postazione remota delle segnalazioni di allarme e di avaria. La centrale deve poter verificare costantemente lo stato della connessione e segnalare le eventuali interruzioni.
  • Linea alimentazionel’apparecchiatura di alimentazione deve essere conforme alla EN 54-2. L’alimentazione primaria deve essere effettuata tramite linea riservata e dotata di propri sezionatori. L’alimentazione di riserva deve assicurare il funzionamento ininterrotto del sistema per almeno 72 h. Tale autonomia può essere ridotta a 24 h nel caso in cui gli allarmi vengano trasmessi all’esterno e sia in atto un contratto di manutenzione. E’ sempre previsto il contemporaneo funzionamento dei segnalatori di allarme interno ed esterno per almeno 30 min. a partire dalla emissione degli allarmi stessi.
  • Attuatore per dispositivi antincendiola centralina antincendio è dotata di relè attuatori che possono essere programmati per diversi utilizzi: chiusura dei dispositivi tagliafuoco, attivazione degli sprinkler ecc..
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