Przeciwpożarowy wyłącznik prądu

Zapisy tego dokumentu wymagają stosowania przeciwpożarowego wyłącznika prądu w każdej strefie pożarowej budynku, której kubatura przekracza 1000 m³ lub w budynku zawierającym strefy zagrożone wybuchem bez określania dolnej granicy kubatury. Zgodnie z wymaganiami urządzenie to (w praktyce aparat elektryczny) powinno odcinać dopływ energii elektrycznej do wszystkich odbiorników z wyjątkiem obwodów zasilających instalacje i urządzenia, których funkcjonowanie jest niezbędne podczas pożaru. W §183 ust. 3 ww. rozporządzenia określono miejsce instalowania przeciwpożarowego wyłącznika prądu: „Przeciwpożarowy wyłącznik prądu powinien być umieszczony w pobliżu głównego wejścia do obiektu lub złącza i odpowiednio oznakowany”.

Załącznik do Rozporządzenia Ministra Infrastruktury i Budownictwa z dnia 17 listopada 2016 roku, w sprawie sposobu deklarowania właściwości użytkowych wyrobów budowlanych oraz sposobu znakowania ich znakiem budowlanym [8], określa że PWP to zestaw: urządzenie uruchamiające, urządzenia sygnalizujące i urządzenia wykonawcze. Wymagania w tym zakresie dotyczące PWP obowiązują od 1 stycznia 2021 roku. Z punktu widzenia Prawa budowlanego [1] za przyjęcie właściwego rozwiązania technicznego PWP odpowiada projektant. Natomiast wymagania rozporządzenia [8] znacząco ograniczą możliwości projektanta do wyposażenia mającego stosowny certyfikat wydany przez CNBOP. Nie bez znaczenia pozostaje układ zasilania budynku, wymagana pewność zasilania oraz moc zapotrzebowana przez zainstalowane w nim odbiorniki, która narzuca przyjęcie aparatu o określonym prądzie znamionowym oraz odporności zwarciowej. Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 7 czerwca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (Dz.U. 109/2010, poz. 719) [5] przeciwpożarowy wyłącznik prądu (PWP) został zakwalifikowany jako urządzenie przeciwpożarowe, które podlega uzgodnieniu w zakresie zgodności z przepisami ochrony przeciwpożarowej z rzeczoznawcą ds. zabezpieczeń przeciwpożarowych. Natomiast warunkiem dopuszczenia do użytkowania jest przeprowadzenie odpowiednich dla danego urządzenia prób i badań, potwierdzających prawidłowość ich działania. Przykładowy schemat zasilania budynku wyposażonego w PWP zgodny z normami [7, 9] przedstawia rysunek 1.

Zgodnie z art. 5 oraz art. 10 Ustawy o wyrobach budowlanych (Dz.U. nr 92 z 2004 roku poz. 881 z późniejszymi zmianami) wyrób budowlany może zostać wprowadzony do obrotu na cztery sposoby:

1) wyrób budowlany objęty normą zharmonizowaną lub zgodny z wydaną dla niego europejską oceną techniczną może być wprowadzony do obrotu lub udostępniany na rynku krajowym wyłącznie zgodnie z rozporządzeniem Nr 305/2011 PEiR (CPR),

2) wyrób budowlany nieobjęty normą zharmonizowaną, dla której zakończył się okres koegzystencji, o którym mowa w art. 17 ust. 5 rozporządzenia Nr 305/2011, i dla którego nie została wydana europejska ocena techniczna, może być wprowadzony do obrotu lub udostępniany na rynku krajowym, jeżeli został oznakowany znakiem budowlanym, którego wzór określa załącznik nr 1 do ustawy,

3) wyrób budowlany nieobjęty zakresem przedmiotowym zharmonizowanych specyfikacji technicznych, o których mowa w art. 2 pkt 10 rozporządzenia nr 305/2011, może być udostępniany na rynku krajowym, jeżeli został legalnie wprowadzony do obrotu w innym państwie członkowskim Unii Europejskiej lub w państwie członkowskim Europejskiego Porozumienia o Wolnym Handlu (EFTA) – stronie umowy o Europejskim Obszarze Gospodarczym oraz w Turcji, a jego właściwości użytkowe umożliwiają spełnienie podstawowych wymagań przez obiekty budowlane zaprojektowane i budowane w sposób określony w przepisach techniczno-budowlanych oraz zgodnie z zasadami wiedzy technicznej. Wraz z wyrobem budowlanym udostępnianym na rynku krajowym dostarcza się informacje o jego właściwościach użytkowych oznaczonych zgodnie z przepisami państwa, w którym wyrób budowlany został wprowadzony do obrotu, instrukcje stosowania, instrukcje obsługi oraz informacje dotyczące zagrożenia dla zdrowia i bezpieczeństwa, jakie ten wyrób stwarza podczas stosowania i użytkowania – udostępnienie wyrobu legalnie wprowadzonego do obrotu,

4) dopuszczone do jednostkowego zastosowania w obiekcie budowlanym są wyroby budowlane, z wyłączeniem wyrobów, o których mowa w art. 5 ust. 1, wykonane według indywidualnej dokumentacji technicznej, sporządzonej przez projektanta obiektu lub z nim uzgodnionej, dla których producent wydał oświadczenie, że zapewniono zgodność wyrobu budowlanego z tą dokumentacją oraz z przepisami.

Rozwiązania techniczne zdalnego sterowania

Przyjęte rozwiązanie w zakresie miejsca instalacji oraz sposobu sterowania przeciwpożarowym wyłącznikiem prądu (PWP) nie powinno mieć wpływu na normalną pracę obiektu. Lokalizacja elementu sterującego PWP w miejscu ogólnodostępnym i umożliwiającym łatwe jego użycie, np. przez zbicie szybki w obiekcie użyteczności publicznej, takim jak np. w szpital, bank, szkoła czy teatr, może spowodować nieprzewidywalne zachowanie się ludzi. Skutki działania chuligańskiego polegające na celowym wyłączeniu zasilania obiektu mogą spowodować wybuch paniki prowadzący do nieprzewidywalnych zdarzeń. Dlatego jego rozwiązanie techniczne oraz lokalizacja powinny być przemyślane i dostosowane do charakteru i funkcji obiektu, a także uwzględniać inne czynniki, np. czy w obiekcie jest całodobowa ochrona.

Aparat wykonawczy przeciwpożarowego wyłącznika prądu – jest to aparat elektryczny (rozłącznik/wyłącznik (zastosowanie aparatu typu wyłącznik wymaga skorelowania w zakresie wybiórczości działania wszystkich zabezpieczeń występujących w instalacji związanych funkcjonalnie z projektowanym PWP), który stanowi element fizycznie odłączający dopływ energii elektrycznej do budynku. W zależności od uwarunkowań lokalnych sterowanie przeciwpożarowym wyłącznikiem prądu może być miejscowe lub zdalne.

Sterowanie przeciwpożarowym wyłącznikiem prądu może być realizowane w następujący sposób:

• ręcznie – wyłączenie następuje poprzez przestawienie dźwigni aparatu,
• zdalnie – zadziałanie aparatu wykonawczego następuje przez wyzwolenie przycisku sterującego i tym samym zadziałanie wyzwalacza wzrostowego lub podnapięciowego w aparacie.
• Sterowanie ręczne PWP stosowane jest w praktyce dla następujących sytuacji:
• zabudowy aparatu w złączu lub przy wejściu do budynku,
• w sytuacji awaryjnej, gdy zdalne sterowanie PWP nie zadziałało. Możliwość ręcznego rozłączenia układu zasilania może okazać się niezbędna w przypadku awarii układu sterowania.

Jest to najprostsze rozwiązanie z tego też powodu wydaje się być najbardziej niezawodne. Zabudowa aparatu przy wejściu do budynku jest w praktyce możliwa tylko dla aparatów o małych wymiarach. Oznacza to możliwość stosowania aparatów o prądzie znamionowym nie większym od 125 A. Tego typu aparaty elektryczne mogą pracować w temperaturze od –25°C do +40°C. W naszych warunkach klimatycznych przy zabudowie na zewnątrz budynku, obudowa, w której będzie zainstalowany aparat wykonawczy PWP, powinna poza odpowiednim stopniem ochrony IP mieć wentylację i ogrzewanie wraz z układem sterowania. Takie rozwiązania są konieczne ze względu na możliwości wystąpienia kondensacji pary wodnej na aparacie, a w konsekwencji zwarcia i tym samym ryzyka pozbawienia obiektu zasilania. Miejsce montażu obudowy nie powinno być wystawione na bezpośrednie działanie promieni słonecznych. Kolejną sprawą jest wytrzymałość tych urządzeń na przepięcia atmosferyczne i łączeniowe, co powoduje konieczność instalowania ograniczników przecięć w ich bezpośrednim sąsiedztwie.

Niezastosowanie tych elementów może doprowadzić do uszkodzenia aparatu i w efekcie braku możliwości jego otwarcia w przypadku wystąpienia zagrożenia. Biorąc pod uwagę wszystkie powyższe uwarunkowania z punktu widzenia technicznego, montaż aparatu na zewnętrz obiektu jest niezalecany. W przypadku instalacji aparatu wykonawczego PWP w budynku powinien on zostać zainstalowany w pomieszczeniu stanowiącym osobną strefę pożarową lub obudowie zapewniającej podtrzymanie funkcji przez wymagany czas działania. W takim przypadku zasilanie należy doprowadzić do PWP przewodem/kablem tworzącym wraz z jego konstrukcją nośną tzw. „zespół kablowy” o odporności ogniowej gwarantującej utrzymanie funkcji przez wymagany czas.

Sterowanie zdalne PWP jest realizowane poprzez przycisk chroniony szklaną szybką. Jego uruchomienie odbywa się poprzez zbicie szklanej szybki, co powoduje automatyczne zwarcie zestyków i złączenie obwodu sterowania na zwarcie, powodując wyłączenie zasilania wskutek zdziałania cewki wzrostowej napędu aparatu wykonawczego PWP. Zastosowanie przycisku, który uruchamia się po zbiciu szybki, uniemożliwia przypadkowe jego sterowanie oraz pozwala na bezpieczne wyłączenie zasilania przez strażaków biorących udział w akcji ratowniczo-gaśniczej. Przykład przycisku został przedstawiony na rysunku 3.

Przycisk powinien zostać umieszczony przy wejściu (wejściach) do budynku lub strefy pożarowej. W budynkach o znaczeniu strategicznym lub w których niekontrolowane wyłączenie zasilania może spowodować duże straty finansowe lub zagrożenie dla zdrowia i życia osób w nim przebywających, dopuszcza się umieszczenie przycisku (przycisków) sterującego w innej lokalizacji w pobliżu wejścia (np. pomieszczenie służb ochrony). W takim przypadku jego (ich) lokalizacja powinna być wskazana poprzez umieszczenie tablicy informacyjnej przy wejściu (wejściach) do budynku lub strefy pożarowej oraz znaków informacyjnych wskazujących miejsce instalacji.

Przycisk uruchamiający PWP powinien zostać wyposażony w sygnalizację świetlną informującą o załączeniu oraz wyłączeniu. Lampka sygnalizacji świetlnej zadziałania wyłącznika musi być koloru zielonego i zaświecać się w przypadku zadziałania PWP, natomiast stan normalny PWP powinna sygnalizować lampka koloru czerwonego.

Świecenie lampki kontrolnej przycisku uruchamiającego PWP oznacza wyłączenie spod napięcia budynku objętego akcją ratowniczo-gaśniczą. Jest to jednocześnie sygnał dla ratowników biorących udział w akcji ratowniczo-gaśniczej, że można rozpocząć działania. Brak świecenia lampki kontrolnej oznacza brak napięcia w budynku spowodowany przerwą w dostawie energii elektrycznej ze źródła zasilania lub awarią układu zdalnego sterowania przeciwpożarowym wyłącznikiem prądu (może być również spowodowany uszkodzeniem lampki), co oznacza konieczność ręcznego wyłączenia. W związku z tym obok przycisku sterowniczego należy zamieścić trwały napis informujący o miejscu zainstalowania aparatu wykonawczego PWP. Na rysunku 2. przedstawiono przykład prostego rozwiązania układu sterowania i sygnalizacji. W praktyce dostępne są dwa sposoby sterowania wyzwalaniem PWP:

• wyzwalacz podnapięciowy (WP) – który powoduje otwarcie styków aparatu wykonawczego w przypadku zaniku lub obniżenia się napięcia poniżej wartości dopuszczalnej przez cewkę wyzwalacza. Jest to rozwiązanie preferowane przez niektórych rzeczoznawców do spraw zabezpieczeń przeciwpożarowych, gdyż w ich ocenie jest to układ, który zadziała w każdych warunkach. Niestety, jakość energii musi spełnić wymagania normy PN-EN 50160. Nieuniknione są zapady oraz mikroprzerwy. Zasilacz UZS w układzie sterowania PWP jedynie pozornie poprawia sytuację. W rzeczywistości tworzy pojedynczy punkt awarii, uzależniając pewność dostawy energii elektrycznej do budynku od sprawności technicznej zasilacza UZS,
• wyzwalacz wzrostowy (WW) – powoduje otwarcie styków aparatu wykonawczego PWP w przypadku podania napięcia zasilającego na cewkę wyzwalacza. Wadą tego rozwiązania jest to, że w przypadku zaniku napięcia zasilającego w sieci cewka nie zadziała.

Z tego też powodu niektórzy rzeczoznawcy ds. zabezpieczeń ppoż. nie dopuszczają tego rozwiązania. Należy pamiętać, że w momencie przystąpienia do akcji ratowniczo-gaśniczej kierujący akcją ma obowiązek zbicia szybki przycisku sterującego PWP. Po zbiciu szybki przycisk trwale pozostaje w pozycji załączonej, umożliwiając przepływ prądu przez wyzwalacz PWP natychmiast po powrocie napięcia. Jeżeli zostaną spełnione wymagania normy PN-HD 60364-4-41:2009 (2017), przy zwartych zestykach przycisku uruchamiającego powrót napięcia zasilającego gwarantuje wyłączenie zasilania w czasie nie dłuższym niż 0,4 s. W tym przypadku zastosowanie w układzie sterowania aparatem wykonawczym zasilacza UZS nie poprawia funkcjonalności, w wręcz komplikuje układ przez wprowadzenie pojedynczego punktu awarii oraz konieczność kontroli stanu naładowania baterii oraz ich wymiany co 4 lata bez względu na stan techniczny. Przykład takiego rozwiązania przedstawia rysunek 4.

Zgodnie z art. 29 ust. 4 pkt 3c Ustawy prawo budowlane (Dz.U. z 2020 roku, poz. 1333 z późniejszymi zmianami), projekt budowlany instalacji fotowoltaicznej o mocy elektrycznej nie mniejszej niż 6,5 kW podlega uzgodnieniu z rzeczoznawcą ds. zabezpieczeń ppoż. pod względem zgodności z przepisami o ochronie przeciwpożarowej. Obowiązek ten funkcjonuje od dnia 29 sierpnia 2019 roku i został wprowadzony przez Ustawę z dnia 19 lipca 2019 roku o zmianie ustawy o odnawialnych źródłach energii oraz niektórych innych ustaw (Dz.U. z 2019 roku, poz. 1524). Ponieważ w panelach PV, produkcja energii elektrycznej odbywa się wskutek konwersji promieniowania słonecznego, panele oświetlane promieniowaniem słonecznym wytwarzają na zaciskach wyjściowych napięcie stałe, które przy zwarciu zacisków powoduje przepływ prądu elektrycznego. Zjawisko produkcji energii elektrycznej przez panele PV wyjaśnia rysunek 5.

Metodykę wyłączenia generatora fotowoltaicznego przestawiają rysunki 6. oraz 7. Na rysunku 6. przedstawiona została charakterystyka prądowo-napięciowa generatora PV, na której została przedstawiona metodyka tworzenia układu generatora PV o żądanej mocy. Pojedynczy panel PV w przypadku zwarcia jego zacisków generuje energię elektryczną, zapewniając uzyskanie napięcia wyjściowego równego zero przy przepływie prądu w zwarciowego Ics w zamkniętym obwodzie, o wartości zaledwie kilka procent większej od największego prądu generowanego w warunkach pełnego nasłonecznienia.

Natomiast na rysunku 7. zostały przedstawione przykładowe rozwiązania układowe wyłączenia pożarowego generatora PV.

Aparat wykonawczy PWP należy instalować w:

• obudowie na zewnątrz budynku przy złączu elektrycznym budynku – takie rozwiązanie wymaga instalacji grzałki w celu niedopuszczenia do powstawania oblodzenia w okresie zimy,
• w rozdzielnicy głównej budynku stanowiącej osobną strefę pożarową – w takim przypadku kabel zasilający od złącza musi posiadać cechę ognioodporności przez wymagany czas pracy określony w Scenariuszu Rozwoju Zdarzeń Pożarowych oraz cechę wodoodporności lub zostać zabudowany w kanale ognioodpornym.

Przycisk uruchamiający, wyposażony w elementy sygnalizacji stanu położenia zestyków elementu wykonawczego należy instalować przy głównym wejściu do budynku lub przy złączu elektrycznym budynku oraz odpowiednio oznakować.

Ponieważ PWP jest urządzeniem elektrycznym, wymaga przeprowadzenia prób funkcjonalnych oraz pomiarów kontrolnych. Badania należy prowadzić zgodnie z wymaganiami normy PN-HD 60364-6:2016-07 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 6: Sprawdzanie. Badaniami należy objąć rezystancję przewodów oraz stan ochrony przeciwporażeniowej obudowy, w której zainstalowany jest aparat wykonawczy PWP. Sprawdzeniu podlega również ciągłość przewodów sterujących oraz zgodność zestawu tworzącego PWP z dokumentacją projektową.

Kontrolę funkcjonowania oraz badanie stanu technicznego PWP należy prowadzić raz w roku. W przypadku zastosowania rozwiązania zawierającego zasilacz UZS należy kontrolować stan techniczny zasilacza dwa razy w roku zgodnie z zaleceniami producenta.

Baterie stanowiące magazyn energii zasilacza wymagają sprawdzenia stanu technicznego przez rozładowanie prądem 1C (prąd jednogodzinny). Badanie polega na obciążeniu prądem rozładowania o wartości 1C w układzie przedstawionym na rysunku 8. W celu oceny stanu technicznego akumulatora należy posłużyć się charakterystyką rozładowania zamieszczoną w karcie katalogowej akumulatora. Ocenę prowadzi się sprawdzając napięcie na zaciskach akumulatora w czasie określonym na charakterystyce rozładowania dla prądu 1C.

W celu zbudowania układu badawczego należy dobrać woltomierz i amperomierz oraz rezystor obciążenia R, gwarantujący przepływ prądu 1C o mocy uzyskanej z obliczeń. Parametry rezystora należy wyznaczyć z następujących zależności:

Akumulator, który wykazuje 80% pojemności, należy wymienić. Akumulatory w zasilaczach urządzeń przeciwpożarowych wymagają wymiany co 4 lata bez względu na stan techniczny.

Wnioski końcowe

1. Przy projektowaniu obiektu budowlanego, w którym ma zostać zainstalowany PWP nie bez znaczenia są parametry zwarciowe występujące w miejscu jego instalacji, które wpływają na dobór właściwego aparatu wykonawczego. Zaleca się stosować aparat typu rozłącznik. Dopuszcza się stosowanie aparatu typu wyłącznik pod warunkiem skoordynowania wszystkich zabezpieczeń funkcjonalnie związanych z projektowanym PWP występujących w obiekcie w zakresie selektywności.
2. Należy pamiętać, że nadmiar automatyki powoduje zmniejszenie niezawodności układów zasilania i może okazać się w warunkach rzeczywistych zupełnie nieprzydatny. Wszelkie urządzenia ppoż. powinny posiadać niezawodne sterowanie pozbawione pojedynczych punktów awarii i charakteryzować się wysoką pewnością działania.
3. Osobną kwestią jest definicja zasilacza zawarta w Mandacie 109 Komisji Europejskiej do Europejskiego Komitetu Normalizacyjnego [12]: „Urządzenie zapewniające bezpieczne alternatywne źródło zasilania energią elektryczną na potrzeby wykrywania i/lub sygnalizacji pożaru i/lub stałych urządzeń gaśniczych, umożliwiające ich działania, jeżeli wskutek warunków pożaru zawiedzie podstawowe źródło zasilania, nastąpią usterki tego źródła lub gdy wymagają tego inne względy bezpieczeństwa” – z definicji tej nie wynika konieczność stosowania zasilaczy w stałych urządzeniach przeciwpożarowych, a tak został nazwany PWP w rozporządzeniu [8]. W myśl tego propozycja stosowania zasilaczy napięcia gwarantowanego do poprawy walorów eksploatacyjnych PWP jest nadmierną przesadą prowadząca jedynie do zwiększania kosztów ponoszonych na ich zakup oraz dalszą eksploatację.

Literatura

1. Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. - Prawo budowlane [tekst jednolity: Dz.U. z 2020 roku poz. 1333 z późniejszymi zmianami].

2. Ustawa z dnia 24 sierpnia 1991 roku o ochronie przeciwpożarowej [tekst jednolity: Dz.U. z 2016 roku poz. 191).

3. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. [tekst jednolity: Dz.U. z 2019 roku poz. 1065 z późniejszymi zmianami].

4. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 7 czerwca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów [Dz.U. 109/2010 poz. 719].

5. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 20 czerwca 2007 r. w sprawie wykazu wyrobów służących zapewnieniu bezpieczeństwa publicznego lub ochronie zdrowia i życia oraz mienia, a także zasad wydawania dopuszczenia tych wyrobów do użytkowania [Dz.U. z 2007 roku Nr 143 poz. 1002 z późniejszymi zmianami].

6. Norma SEP-E-005 Dobór przewodów elektrycznych do zasilania urządzeń przeciwpożarowych, których funkcjonowanie jest niezbędne w czasie pożaru.

7. Rozporządzenia Ministra Infrastruktury i Budownictwa z dnia 17 listopada 2016 roku, w sprawie sposobu deklarowania właściwości użytkowych wyrobów budowlanych oraz sposobu znakowania ich znakiem budowlanym [Dz.U. z 2016 roku poz. 1966]

8. Norma PN-EN 50160:2010 Parametry jakościowe napięcia w publicznych sieciach elektroenergetycznych

9. Rozporządzenia Ministra Infrastruktury i Budownictwa z dnia 17 listopada 2016

10. PN-IEC 60364-5-56:2019-01 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego. Instalacje bezpieczeństwa.

11. Mandat 109 Komisji Europejskiej do Europejskiego Komitetu Normalizacyjnego.

12. PN-HD 60364-6:2016-07 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 6.
    Sprawdzanie.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!