Instalacje i urządzenia, których funkcjonowanie jest niezbędne podczas pożaru, zasilane sprzed przeciwpożarowego wyłącznika prądu (PWP)

Na wstępie chciałbym zaznaczyć, że odpowiedź na pytanie: „Jakie urządzenia i instalacje, które muszą funkcjonować podczas pożaru, powinny być zasilane sprzed przeciwpożarowego wyłącznika prądu, wcale nie jest prosta. Żeby w ogóle móc podjąć się tego tematu, trzeba na początek ustalić, które instalacje i urządzenia mają działać w warunkach pożaru oraz jak powinno być zaprojektowane i wykonane zasilanie zapewniające tym urządzeniom ciągłość dostawy energii elektrycznej lub przekazu sygnału w trakcie pożaru przez czas potrzebny do ich uruchomienia i działania. Należy również ustalić, jak powinny być zaprojektowane i wykonane pomieszczenia oraz poszczególne elementy wpływające na funkcjonowanie urządzeń (obwodów pożarowych) w czasie pożaru, aby były one oddzielone od obszaru, w którym może powstać pożar.

Odpowiedzi na postawione pytania są zawarte częściowo w przepisach prawa oraz zasadach wiedzy technicznej.

Pożar w obiekcie budowlanym może mieć charakter bardzo dynamiczny i nieprzewidywalny, dlatego bardzo ważne jest zapewnienie ciągłości dostawy energii elektrycznej dla tych instalacji i urządzeń przeciwpożarowych, których funkcjonowanie jest niezbędne w czasie pożaru.

Instalacje i urządzenia, których funkcjonowanie jest niezbędne podczas pożaru

Aby móc zdefiniować instalacje i urządzenia, które mają działać w warunkach pożaru, należy w pierwszej kolejności opisać warunki pożaru, a konkretnie stan pożaru dla instalacji elektrycznej, który został określony w normie [5]. Zgodnie z zapisem normy PN-EN 1363-2:2001P [6] typowy przebieg pożaru jest opisany przez następujące krzywe „temperatura–czas”, opisujące spodziewaną temperaturę pożaru w funkcji czasu:

• krzywa standardowa, nazywana krzywą normową lub celulozową,
• krzywa węglowodorowa, opisująca pożary produktów ropopochodnych,
• krzywa pożarów pełzających,
• krzywa zewnętrzna, opisująca pożary zewnętrznych ścian budynków,
• krzywa tunelowa, opisująca przebieg pożarów w tunelach komunikacyjnych.

Norma [6] opisuje także metodykę wyznaczania krzywych parametrycznych, wyznaczanych indywidualnie na podstawie gęstości obciążenia ogniowego oraz wskaźnika otworów, określających intensywność napływu powietrza do płonącego pomieszczenia (budynku).

Określona w normie PN-EN 1363-2:2001P [6] standardowa krzywa pożarowa: temperatura–czas” została przedstawiona jako krzywa powolnego nagrzewania, która określa, jaka temperatura będzie występowała w poszczególnych etapach rozwoju pożaru w funkcji czasu: T=f(t). Warto podkreślić, że według krzywej standardowej (normowej) „temperatura–czas” badane są instalacje i urządzenia, które mają działać w czasie pożaru. Krzywa „temperatura–czas” jest także wykorzystywana przy badaniu elementów budynku (klasy odporności ogniowej), przewodów i kabli stosowanych w obwodach zabezpieczających – klasyfikacja PH oraz klasyfikacji zespołów kablowych z podtrzymaniem funkcji E.

W związku z powyższym, kiedy mówimy o pożarze, w którym mają działać instalacje i urządzenia, to jest on określony „krzywą celulozową funkcji czasu od temperatury” (rys. 1.).

Standardowa zależność temperatury od czasu określa wzrost temperatury otoczenia w czasie badania w warunkach pożarowych i jest zdefiniowana w normie [6]:

T = 345⋅log(8t +1) + 20

gdzie:

T – temperatura pożaru, w [0C],

t – czas od chwili powstania pożaru, w [min].

Urządzenia przeciwpożarowe, które mają działać do czasu powstania pożaru i które mają działać w czasie pożaru, zostały zdefiniowane w par. 2 ust. 1 pkt 9 Rozporządzenia Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 7 czerwca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów [2].

Pod pojęciem urządzeń przeciwpożarowych należy rozumieć urządzenia (stałe lub półstałe, uruchamiane ręcznie lub samoczynnie) służące do zapobiegania powstaniu, wykrywania, zwalczania pożaru lub ograniczania jego skutków, a w szczególności: stałe i półstałe urządzenia gaśnicze i zabezpieczające, urządzenia inertyzujące, urządzenia wchodzące w skład dźwiękowego systemu ostrzegawczego i systemu sygnalizacji pożarowej, w tym urządzenia sygnalizacyjno-alarmowe, urządzenia odbiorcze alarmów pożarowych i urządzenia odbiorcze sygnałów uszkodzeniowych, instalacje oświetlenia ewakuacyjnego, hydranty wewnętrzne i zawory hydrantowe, hydranty zewnętrzne, pompy w pompowniach przeciwpożarowych, przeciwpożarowe klapy odcinające, urządzenia oddymiające, urządzenia zabezpieczające przed powstaniem wybuchu i ograniczające jego skutki, kurtyny dymowe oraz drzwi, bramy przeciwpożarowe i inne zamknięcia przeciwpożarowe, jeżeli są wyposażone w systemy sterowania, przeciwpożarowe wyłączniki prądu oraz dźwigi dla ekip ratowniczych.

W 2019 r. ukazała się norma PN-HD 60364-5-56:2019-01, w której zostały podane ogólne wymagania dotyczące projektowania instalacji bezpieczeństwa, doboru i montażu układów elektrycznego zasilania instalacji bezpieczeństwa i elektrycznych źródeł zasilania instalacji bezpieczeństwa. Należy w tym miejscu zaznaczyć, że zgodnie ze stanowiskiem Polskiego Komitetu Normalizacyjnego, stosowanie w Polsce zbioru Polskich Norm jest dobrowolne.

Wyjątek stanowią normy przywołane w rozporządzeniach ministrów. Po przywołaniu stają się one normami do obowiązkowego stosowania. Warunkiem przywołania w rozporządzeniach ministrów, zgodnie z Ustawą o normalizacji (Dz.U. z 2015 roku poz. 1483) jest dostępność normy w zasobach PKN w języku polskim. W każdym przypadku z zapisów norm należy korzystać na zasadach aktualnej wiedzy technicznej.

 Z zapisów normy [5] wynika, że instalacje bezpieczeństwa, które muszą funkcjonować w czasie pożaru, są to instalacje zainstalowane w budynkach w celu wykrycia pożaru lub niebezpieczeństwa na jego początkowym etapie, a także ograniczenia rozprzestrzeniania ognia i gaszenia pożaru oraz kontrolowania dymu i umożliwienia bezpiecznej i skutecznej ewakuacji. Do instalacji tych należy zaliczyć między innymi:

• oświetlenie awaryjne i ewakuacyjne,
• pompy przeciwpożarowe, czyli pompy zasilające instalacje wodne tryskaczowe, zraszaczowe, mgłowe, instalacje hydrantów wewnętrznych, zewnętrznych,
• windy strażackie, czyli dźwigi dla ekip ratowniczych (zasilanie i sterowanie),
• układy alarmowe, takie jak pożarowe, alarmy CO i przeciwwłamaniowe,
• układy ewakuacyjne,
• systemy wyciągów dymu, czyli systemy kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepła (systemy wentylacji oddymiającej i systemy różnicy ciśnień),
• podstawowe systemy medyczne.

Norma podaje tylko kilka przykładów instalacji bezpieczeństwa, których funkcjonowanie jest niezbędne w czasie pożaru. Oprócz powyższych instalacji należy jeszcze wymienić inne obwody, które muszą funkcjonować w czasie pożaru, takie jak obwody systemu sygnalizacji pożarowej, który służy nie tylko wykryciu pożaru, ale także alarmowaniu o nim określonych podmiotów oraz bardzo często steruje różnymi urządzeniami przeciwpożarowymi. Przy spełnianiu takich funkcji system sygnalizacji pożarowej staje się systemem, którego funkcjonowanie jest niezbędne w czasie pożaru.

Ponadto do obwodów, które muszą funkcjonować w czasie pożaru, należy zaliczyć obwody oświetlenia bezpieczeństwa i ewakuacyjne (rozwiązanie z centralną baterią), dźwiękowego systemu ostrzegawczego, urządzeń do odprowadzania dymu i ciepła, zasilające i sterujące drzwiami i bramami przeciwpożarowymi, zasilające i sterujące pracą wentylacji pożarowej w tunelach drogowych oraz tunelach i stacjach metra, a także zasilacze urządzeń przeciwpożarowych.

Nie są to wszystkie instalacje i urządzenia przeciwpożarowe, które muszą działać w czasie pożaru. Należy podkreślić, że to projektant danej instalacji lub urządzenia przeciwpożarowego – w porozumieniu z rzeczoznawcą ds. zabezpieczeń przeciwpożarowych – już na etapie koncepcji projektu tych urządzeń, w toku wzajemnej współpracy, powinien ocenić, czy dana instalacja lub urządzenie przeciwpożarowe ma funkcjonować w czasie pożaru, czy też nie, oraz jakie rodzaje źródeł zasilania oraz elementy zabezpieczające powinny być właściwie dobrane, aby zapewnić ciągłość dostawy energii elektrycznej lub przekazu sygnału przez czas potrzebny do uruchomienia i działania danego urządzenia.

Warto zauważyć, że nie we wszystkich urządzeniach przeciwpożarowych wszystkie obwody muszą działać w warunkach pożaru. Przykładem takiego urządzenia jest np. system sygnalizacji pożarowej lub dźwiękowy system ostrzegawczy. Ponadto wiele urządzeń nie posiada wykonania przeciwpożarowego, a ma działać w warunkach pożaru, jak np. centrale sygnalizacji pożarowej, centrale dźwiękowego systemu ostrzegawczego, centrale zasilająco-sterujące urządzeniami przeciwpożarowymi, zasilacze itp.

Odpowiednia lokalizacja

W normie PN-HD 60364-5-56:2019-01 zostało określone pojęcie „odpowiedniej lokalizacji”. Należy przez to rozumieć instalację w pomieszczeniu stanowiącym osobną strefę pożarową lub obudowę, której wnętrze należy uznać za równorzędne osobnej strefie pożarowej. Jest to bardzo ważny element wpływający na zachowanie ciągłości dostawy energii i przekazu sygnału dla tych instalacji i urządzeń, które muszą działać w warunkach pożaru.

Już na etapie projektu danego urządzenia przeciwpożarowego projektant – w porozumieniu z rzeczoznawcą ds. zabezpieczeń przeciwpożarowych – powinien uwzględnić wszystkie elementy wpływające na funkcjonowanie w czasie pożaru, z odpowiednim odseparowaniem ich od obszaru, w którym może powstać pożar, np. poprzez odpowiednie wydzielenie pożarowe pomieszczenia rozdzielni lub poprzez odpowiednie obudowy ognioodporne. Chodzi o to, żeby odseparować obwody pożarowe od strefy, którą one obsługują, i uchronić je przed oddziaływaniem pożaru.

Informacja na temat odpowiedniej lokalizacji obwodów zasilających instalacje i urządzenia, których funkcjonowanie jest niezbędne podczas pożaru, jest zawarta w przepisie techniczno-budowlanym w par. 212 ust. 9 Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. z 2022 r. poz. 1225), który stanowi, że pomieszczenia, w których są umieszczone przeciwpożarowe zbiorniki wody lub innych środków gaśniczych, pompy wodne instalacji przeciwpożarowych, maszynownie wentylacji do celów przeciwpożarowych oraz rozdzielnie elektryczne zasilające niezbędne podczas pożaru instalacje i urządzenia powinny stanowić odrębną strefę pożarową.

W powyższym przepisie prawnym zostało wyraźnie zapisane, że rozdzielnie zasilające obwody instalacji i urządzeń, których funkcjonowanie jest niezbędne w czasie pożaru, muszą być wydzielone pożarowo na zasadzie odrębnej strefy pożarowej (rys. 2.), ponieważ ich priorytetowym zadaniem jest funkcjonowanie w czasie pożaru. 

Dotyczy to także rozdzielnic pożarowych z obwodami pożarowymi zasilanymi sprzed przeciwpożarowego wyłącznika prądu, dla których musi być zapewnione funkcjonowanie w warunkach pożaru, i one także muszą stanowić odrębną strefę pożarową i być odseparowane od innych obwodów użytkowych budynku.

Przewody i kable elektryczne

W par. 187 ust. 2 rozporządzenia [1] został określony najważniejszy cel dla instalacji i urządzeń, których funkcjonowanie jest niezbędne podczas pożaru. Zapis tego paragrafu mówi, że przewody i kable elektryczne oraz światłowodowe, wraz z ich zamocowaniami, zwane dalej „zespołami kablowymi”, stosowane w systemach zasilania i sterowania urządzeniami służącymi ochronie przeciwpożarowej, powinny zapewniać ciągłość dostawy energii elektrycznej lub przekazu sygnału przez czas wymagany do uruchomienia i działania urządzenia. Ocena zespołów kablowych w zakresie ciągłości dostawy energii elektrycznej lub przekazu sygnału, z uwzględnieniem rodzaju podłoża i przewidywanego sposobu mocowania do niego, powinna być wykonana zgodnie z warunkami określonymi w Polskiej Normie dotyczącej badania odporności ogniowej [7].

Z powyższego zapisu widać wyraźnie, że chodzi o zespoły kablowe z systemem mocowań, zapewniające podtrzymanie funkcji w czasie pożaru, czyli zagwarantowania ciągłego doprowadzenia energii elektrycznej do zasilanych obwodów w trakcie trwania pożaru – klasa podtrzymania funkcji E według normy niemieckiej DIN 4102:12 [8].

Zespoły kablowe z systemem mocowań w obwodach pożarowych instalacji elektrycznej mają za zadanie zapewnić ciągłość dostawy energii elektrycznej lub przekazu sygnału przez czas wymagany do uruchomienia i działania urządzenia. Spełnienie tego celu powinno być zadaniem projektanta podczas sporządzania projektu danego urządzenia przeciwpożarowego w porozumieniu z rzeczoznawcą ds. zabezpieczeń przeciwpożarowych w toku wzajemnej współpracy na zasadzie wymiany uwag i stanowisk.

Urządzenia przeciwpożarowe, które muszą funkcjonować w czasie pożaru, powinny mieć zapewnioną nieprzerwaną dostawę energii elektrycznej lub przekaz sygnału przez wymagany czas nie krótszy niż 30 lub 90 minut, aby przede wszystkim umożliwić przeprowadzenie w obiekcie budowlanym bezpiecznej ewakuacji ludzi.

 Dodatkowo przy uzgadnianiu projektu urządzeń przeciwpożarowych z rzeczoznawcą ds. zabezpieczeń przeciwpożarowych – tam, gdzie mamy wymóg prawny zainstalowania przeciwpożarowego wyłącznika prądu – bardzo ważne jest to, jakie zastosowano kable i przewody. Mamy dwa rodzaje kabli: kable, które funkcjonują do czasu powstania pożaru (kable zwykłe) i kable, które funkcjonują w warunkach pożaru, czyli zespoły kablowe z systemem mocowań – klasa podtrzymania funkcji E według DIN 4102:12.

Bardzo istotne jest również to, żeby przewody były dobrane do wymaganego czasu funkcjonowania instalacji i urządzeń w czasie pożaru. Powinny być dobrane odpowiednie parametry elektryczne i przekroje oraz trasy ich prowadzenia. Przewody powinny być chronione przed działaniem wody, pożarem oraz uszkodzeniami mechanicznymi oraz – w miejscu przejścia przez elementy oddzielenia przeciwpożarowego – odpowiednio uszczelnione takim systemem, który został przebadany razem z zespołem kablowym.

W tym miejscu nasuwa się bardzo ważne pytanie: czy zespoły kablowe zgodnie z przepisami prawa powinny być odporne na działanie wody tylko w pomieszczeniach chronionych stałymi wodnymi urządzeniami gaśniczymi, czy powinny być także odporne na działanie wody we wszystkich pomieszczeniach, przez które przechodzą? Czy w momencie prowadzenia w obiekcie budowlanym akcji gaśniczej przez strażaków podanie prądu wody nie spowoduje porażenia ekip ratowniczych, jeżeli kable i przewody nie będą przed tym chronione? Ta sama sytuacja dotyczy również obwodów pożarowych, które nie znajdują się w pomieszczeniu wydzielonym pożarowo lub nie zostały odseparowane od innych obwodów oraz urządzeń, które nie są w wykonaniu przeciwpożarowym.

Informacja dotycząca zapewnienia ochrony kabla lub przewodu przed działaniem wody znajduje się w normie [5], której zapis mówi, że obwód zasilający rozdzielnice instalacji bezpieczeństwa należy zainstalować, wykorzystując w tym celu kabel lub przewód o odporności ogniowej nie mniejszej niż na przykład 90 minut, wodoodporny lub chroniony przed wodą, który można podłączyć przed wyłącznikiem pożarowym (w domyśle: przeciwpożarowym wyłącznikiem prądu). Te same warunki zasilania mają zastosowanie, jeśli wyłącznik pożarowy jest zainstalowany przy głównej rozdzielnicy budynku.

Ciągłość dostawy energii elektrycznej i przekazu sygnału w warunkach pożaru

Ciągłość dostawy energii elektrycznej i przekazu sygnału w warunkach pożaru zapewniają zespoły kablowe z systemem mocowań, elementy oddzielenia przeciwpożarowego oraz obudowy ognioodporne.

Bardzo istotną kwestią, o której należy pamiętać przy zapewnieniu ciągłości dostawy energii elektrycznej i przekazu sygnału, jest to, że czas działania jest uzależniony od czasu potrzebnego na uruchomienie i działanie danego urządzenia w warunkach pożaru. Jest to najważniejsze kryterium doboru czasu zasilania urządzeń. W tym miejscu nasuwa się pytanie: w jaki sposób zapewnić wymagany czas działania instalacji lub urządzenia w warunkach pożaru? Żeby to zapewnić, trzeba najpierw ustalić, przez ile czasu dana instalacja lub urządzenie przeciwpożarowe ma działać w warunkach pożaru, co nie zawsze jest proste.

Ponadto należy zadać pytanie, czy ciągłość dostawy energii elektrycznej, stanowiąca podstawowy warunek określony w par. 187 ust. 2 rozporządzenia [1], jest wystarczająca dla poprawnej pracy zasilanych obwodów instalacji bezpieczeństwa i urządzeń przeciwpożarowych? Odpowiedź brzmi: nie. Jest zaledwie warunkiem koniecznym i wymaga uzupełnienia o warunek dostateczny, który należy przyjąć z wymagań prawa Wiedemanna-Franza-Lorentza (rys. 3.), spełnienie którego zagwarantuje – oprócz ciągłości dostawy energii stanowiącej warunek konieczny – jej właściwe parametry, przy których możliwe będzie poprawne funkcjonowanie zasilanych urządzeń [4]. 

Wymagania w tym zakresie definiuje norma N SEP-E 005 [9], której zapisy zostały wdrożone do normy PN-HD 60364-5-56:2019-01.

Zasilanie obwodów instalacji i urządzeń przeciwpożarowych sprzed przeciwpożarowego wyłącznika prądu

W par. 183 ust. 2 rozporządzenia [1] został określony cel oraz funkcja stosowania przeciwpożarowego wyłącznika prądu. Zapisy tego paragrafu wskazują, że przeciwpożarowy wyłącznik prądu ma odcinać dopływ prądu do wszystkich obwodów z wyjątkiem obwodów zasilających instalacje i urządzenia, których funkcjonowanie jest niezbędne podczas pożaru, i należy go stosować w strefach pożarowych o kubaturze przekraczającej 1000 m³ lub zawierających strefy zagrożone wybuchem (wymóg ten, zgodnie z par. 4.2 rozdziału 2 Rozporządzenia Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 7 czerwca 2010 roku w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów [D.U. z 2010 roku nr 109 poz. 719 z późniejszymi zmianami], nie dotyczy budynków jednorodzinnych).

Przeciwpożarowy wyłącznik prądu powinien być umieszczony w pobliżu głównego wejścia do obiektu i odpowiednio oznakowany. Tak określona lokalizacja dotyczy przycisku uruchamiającego. Natomiast aparat wykonawczy w praktyce powinien być instalowany w miejscu wprowadzenia kabli zasilających obiekt w energię elektryczną.

W normie PN-HD 60364-5-56:2019-01 po raz pierwszy została podana definicja przeciwpożarowego wyłącznika prądu oraz to, z jakich elementów ma się składać. A więc wyłącznik pożarowy (w domyśle: przeciwpożarowy wyłącznik prądu) to aparat elektryczny przeznaczony do odłączania wszystkich obwodów, z wyjątkiem obwodów zasilających urządzenia, których działanie w czasie pożaru jest konieczne. Wyłącznik może być wyłącznikiem lub rozłącznikiem.

Należy pamiętać, że aparat wykonawczy przeciwpożarowego wyłącznika prądu powinien być umieszczony w złączu kablowym poza budynkiem lub w wydzielonym pożarowo pomieszczeniu rozdzielni, z odrębnym wejściem z zewnątrz – jeżeli jest to możliwe, przy wejściu kabli zasilających do budynku lub do strefy pożarowej, najlepiej razem z rozdzielnicą pożarową z obwodami zasilającymi urządzenia przeciwpożarowe, odseparowaną od reszty obwodów użytkowych budynku.

Na rozdzielnicy pożarowej lub w jej pobliżu powinna być umieszczona czytelna informacja, jakie instalacje i urządzenia przeciwpożarowe są z niej zasilane. Niestety bardzo często na obiektach budowlanych tylko elektrycy wiedzą, co z tej rozdzielnicy pożarowej jest zasilane, jakie instalacje i urządzenia przeciwpożarowe. Bardzo ważne jest zatem, aby te obwody były czytelnie opisane – tak, aby Kierujący Działaniem Ratowniczym po skończonej ewakuacji ludzi z budynku mógł je bezpiecznie wyłączyć z zasilania podstawowego, pamiętając o dodatkowym, rezerwowym źródle zasilania, jakim może być np. zasilacz UZS, stosowany często przy zasilaniu bram napowietrzających, lub zespół prądotwórczy.

Jaka jest zatem podstawa prawna do tego, że należy stosować zasilanie obwodów instalacji i urządzeń przeciwpożarowych (rys. 4.) sprzed przeciwpożarowego wyłącznika prądu? Nie znajdziemy jej w przepisach prawa, za to znajdziemy ją w zasadach wiedzy technicznej.

Zgodnie z zapisem normy [5], oprzewodowanie układów dotyczących wykrywania pożaru i oprzewodowanie zasilaczy przeciwpożarowych należy zasilać z głównego przyłącza oddzielnym obwodem. Jeżeli wymagany jest wyłącznik pożarowy (w domyśle: przeciwpożarowy wyłącznik prądu), przewody zasilające urządzenia przeciwpożarowe, których działanie jest niezbędne podczas pożaru, należy przyłączyć po stronie zasilania wyłącznika pożarowego. Należy to wyraźnie oznakować.

Powyższy zapis, z kilkoma wyjątkami, jest podstawą stosowania zasilania obwodów instalacji i urządzeń, których funkcjonowanie jest niezbędne podczas pożaru.

Widać zatem wyraźnie, że kluczową kwestią podczas pracy instalacji i urządzeń przeciwpożarowych, które muszą funkcjonować podczas pożaru, jest zapewnienie ciągłości zasilania obwodów sprzed przeciwpożarowego wyłącznika prądu oraz zapewnienie odpowiednich rodzajów źródeł zasilania tam, gdzie jest to wymagane.

Źródła zasilania

Zgodnie z normą PN-HD 60364-5-56:2019-01, praktycznie każde urządzenie przeciwpożarowe wymaga zapewnienia podwójnego niezależnego źródła zasilania: podstawowego, którym najczęściej jest sieć elektroenergetyczna lub inne źródło zasilania, np. zespół prądotwórczy (rys. 5.) i rezerwowego, które jest na ogół dodatkowym źródłem w stosunku do normalnego, np. akumulatory w zasilaczach, ogniwa galwaniczne, zespoły prądotwórcze niezależne od normalnego źródła zasilania, oddzielna linia elektroenergetyczna posiadająca część wspólną od napięcia 110 kV, czyli linia średniego napięcia wyprowadzona z osobnej sekcji głównego punktu zasilającego niż linia zasilania podstawowego.

Natomiast w przypadku zasilania wentylacji pożarowej w tunelach możemy mieć kilka niezależnych dodatkowych źródeł zasilania w celu zwiększenia pewności zasilania.

W przypadku podstawowego lub rezerwowego źródła zasilania w postaci zespołu prądotwórczego wyposażonego w silnik spalinowy, należy pamiętać o przeprowadzaniu jego regularnych rozruchów, zgodnie z zaleceniami producenta określonymi w dokumentacji techniczno-ruchowej. Brak wykonywania regularnych rozruchów urządzenia może skutkować utratą niezawodności zasilania.

Przy projektowaniu zasilania danej instalacji lub danego urządzenia przeciwpożarowego, które muszą funkcjonować podczas pożaru, należy przede wszystkim korzystać z zasad wiedzy technicznej, które są określone w normach, standardach technicznych, wytycznych oraz w przepisach prawa.

W projekcie zasilania urządzenia przeciwpożarowego musi być podana czytelna informacja, z jakiego standardu projektowego korzystano. I tak na przykład jeżeli mówimy o źródłach elektrycznych instalacji bezpieczeństwa, oświetleniu awaryjnym, pompach instalacji tryskaczowych, windach dla ekip ratowniczych, systemach sygnalizacji pożarowej i dźwiękowych systemach ostrzegawczych, instalacjach tryskaczowych, systemach kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepła, systemach różnicowania ciśnień itd. – to, jak powinny być zasilane poszczególne urządzenia przeciwpożarowe, jest określone w standardzie projektowania danego urządzenia.

Zasilanie pomp w pompowniach przeciwpożarowych o wydajności powyżej 20 dm3/s jest określone w rozporządzeniu [3].

Należy pamiętać, aby z jednego obwodu pożarowego nie zasilać dwóch urządzeń przeciwpożarowych, a także o tym, że zasilanie sprzed przeciwpożarowego wyłącznika prądu to nie jest drugie źródło zasilania. To jest nadal to samo podstawowe źródło zasilania, którym najczęściej jest sieć elektroenergetyczna lub inne źródło zasilania, np. zespół prądotwórczy.

W par. 181 pkt 1 rozporządzenia [1] zostało określone wymaganie zasilania budynku z dwóch niezależnych samoczynnie załączających się źródeł energii elektrycznej. Jeżeli w budynku zanik napięcia w sieci elektroenergetycznej może spowodować zagrożenie zdrowia, życia ludzi lub doprowadzić do zagrożenia środowiska lub dużych strat materialnych, budynek należy zasilać co najmniej z dwóch niezależnych, samoczynnie załączających się źródeł energii elektrycznej oraz wyposażyć w samoczynnie załączające się oświetlenie awaryjne (zapasowe lub ewakuacyjne). W budynku wysokościowym (budynki o wysokości ponad 55 m nad poziomem gruntu) jednym ze źródeł zasilania powinien być zespół prądotwórczy.

 Na podstawie powyższych zapisów można wywnioskować, że jeżeli w projekcie zasilania budynku, w którym zanik napięcia w elektroenergetycznej sieci zasilającej może spowodować zagrożenie życia lub zdrowia ludzi, poważne zagrożenie środowiska, a także znaczne straty materialne, występują urządzenia przeciwpożarowe (np. tryskaczowe lub systemy wentylacji pożarowej), to musi być podana przez projektanta – w porozumieniu z rzeczoznawcą ds. zabezpieczeń przeciwpożarowych – czytelna informacja, czy należy zastosować dwa niezależne źródła zasilania, czy np. wystarczy jedno niezależne źródło zasilania. Nie jest łatwo to ocenić.

W normie [5] znajduje się zapis, że oddzielne, niezależne linie sieci zasilającej nie powinny służyć jako źródła elektryczne instalacji bezpieczeństwa, chyba że można zagwarantować, że nie jest możliwe, aby te dwa źródła zasilania jednocześnie uległy uszkodzeniu. Nasuwa się w tym kontekście pytanie: kto ma to zapewnić i czy dostawcy energii elektrycznej przy wydawaniu warunków przyłączenia do sieci elektroenergetycznej obiektu budowlanego są w stanie zapewnić, że te dwa niezależne źródła zasilania nie ulegną równoczesnemu uszkodzeniu? Pozostaje mieć nadzieję, że nigdy nie zdarzy się sytuacja, kiedy dwa niezależne źródła zasilania, które nie mają żadnego wspólnego elementu rozdziału energii elektrycznej do poziomu napięcia 110 kV, zasilane z oddzielnych głównych punktów zasilających (GPZ), ulegną równoczesnemu uszkodzeniu. Z dotychczasowych doświadczeń wynika, że zagrożenie takie jest mało prawdopodobne.

O czym należy pamiętać przy projektowaniu obwodów zasilających instalacje i urządzenia, które mają działać w warunkach pożaru w obiekcie budowlanym

Przy projektowaniu zasilania obwodów pożarowych instalacji i urządzeń przeciwpożarowych należy zwrócić szczególną uwagę na kilka bardzo istotnych kwestii, które szczegółowo zostały opisane w normie N SEP-E 005 [9] oraz w normie PN-HD 60364-5-56:2019-01 [5], a mianowicie:

• przewody (zespoły kablowe) powinny być dobrane do wymaganego czasu uruchomienia i działania urządzeń przeciwpożarowych w czasie pożaru,
• powinno być zapewnione mocowanie zespołów kablowych za pomocą specjalnie dobranych systemów mocowań zapewniających podtrzymanie funkcji w czasie pożaru – klasa podtrzymania funkcji E wg normy niemieckiej DIN 4102:12 (korzystanie z normy jest dopuszczalne na zasadzie zbioru rzetelnej wiedzy technicznej),
• powinny być dobrane odpowiednie parametry elektryczne przewodów zasilających dotyczące wytrzymałości mechanicznej, długotrwałej obciążalności prądowej i przeciążalności, odporności na prądy zwarciowe, dopuszczalnego spadku napięcia, samoczynnego wyłączenia, a także odpowiednie przekroje i trasy prowadzenia zespołów kablowych,
• zespoły kablowe powinny być chronione przed działaniem wody, pożarem oraz uszkodzeniami mechanicznymi, a w miejscu przejścia przez elementy oddzielenia przeciwpożarowego odpowiednio uszczelnione takim systemem, który został przebadany razem z zespołem kablowym,
• obwody instalacji bezpieczeństwa nie powinny być zabezpieczane przez wyłączniki różnicowoprądowe (RCD) i detektory iskrzenia (AFDD), dlatego że pod wpływem działania temperatury pożaru jonizacji ulega izolacja przewodów, co skutkuje zwiększonymi prądami upływu doziemnego, które mogą prowadzić do niekontrolowanego działania wyłączników różnicowoprądowych, prowadząc do pozbawienia funkcji zasilanych urządzeń [4]. W instalacjach przeciwpożarowych jedynym skutecznym sposobem ochrony przeciwporażeniowej, gwarantującym zachowanie ciągłości dostawy energii, jest samoczynne wyłączenie realizowane za pomocą urządzeń przetężeniowych lub wysterowanie napięciem dotykowym do wartości dopuszczalnych długotrwale w określonych warunkach środowiskowych UL [4] – zgodnie z normą N SEP-E 005 Dobór przewodów elektrycznych do zasilania urządzeń, których funkcjonowanie jest niezbędne w czasie pożaru napięcie UL = 25 V,
• zgodnie z zapisem normy [9], w celu zwiększenia niezawodności zasilania urządzeń przeciwpożarowych, których funkcjonowanie jest niezbędne w czasie pożaru, zabezpieczenia zwarciowe należy dobierać o jeden lub dwa stopnie większe w stosunku do wartości zabezpieczeń uzyskanych w wyniku obliczeń, zgodnie z wymaganiami normy [5],
• należy uwzględnić wpływ działania wysokiej temperatury w czasie pożaru na pracę zainstalowanych urządzeń i przewodów zasilających, ponieważ wraz ze wzrostem temperatury wzrasta rezystancja przewodów. Wzrost rezystancji przewodu powoduje wzrost spadku napięcia oraz zmniejszenie prądów zwarciowych i może doprowadzić do utraty poprawnego funkcjonowania zasilanych urządzeń przeciwpożarowych i pogorszenia warunków ochrony przeciwporażeniowej. Spodziewaną rezystancję przewodów zasilających urządzenia przeciwpożarowe, których funkcjonowanie jest niezbędne w czasie pożaru, należy obliczyć ze wzoru opisanego w normie [9]:

gdzie:

R₂₀ – rezystancja przewodu w temperaturze 20°C, w [Ω],

R₀ – rezystancja przewodu w spodziewanej temperaturze pożaru, w [Ω],

k_x – współczynnik uwzględniający względny udział odcinka l_x, narażonego na działanie wysokiej temperatury obwodu zasilającego o długości l,

T₀ – spodziewana temperatura otoczenia przewodów zasilających, która może wystąpić w czasie pożaru, w [K],

gdzie:

l – długość przewodu obwodu zasilającego, w [m],

l_x – odcinek przewodu obwodu zasilającego, narażony na działanie wysokiej temperatury, w [m].

zmianę rezystancji powinno się przyjmować dla zasilania pomp przeciwpożarowych, gdzie występują duże prądy rozruchu, duże opory prądu oraz dla zasilania wentylacji pożarowej,

po obliczeniu spodziewanej rezystancji przewodu podczas pożaru należy sprawdzić kryteria dopuszczalnego spadku napięcia i samoczynnego wyłączenia przy uszkodzeniu pomiędzy ziemią a fazą zgodnie z normą [5].

Podsumowanie

Projektant danej instalacji lub urządzenia przeciwpożarowego w porozumieniu z rzeczoznawcą ds. zabezpieczeń przeciwpożarowych już na etapie koncepcji projektu tych urządzeń, w toku wzajemnej współpracy, powinien ocenić, czy dana instalacja lub urządzenie przeciwpożarowe ma funkcjonować w czasie pożaru, czy też nie, oraz jakie rodzaje źródeł zasilania oraz elementy zabezpieczające powinny być dobrane, aby zapewnić ciągłość dostawy energii elektrycznej lub przekazu sygnału przez czas potrzebny do uruchomienia i działania danego urządzenia.

Należy zwrócić uwagę, że określenie „wzajemna współpraca projektanta z rzeczoznawcą ds. zabezpieczeń przeciwpożarowych” polega na doradztwie w zakresie ochrony przeciwpożarowej. Nie może polegać na narzucaniu rozwiązań, do których rzeczoznawca nie posiada uprawnień. Za przyjęte rozwiązania wyłączną odpowiedzialność ponosi projektant. Rzeczoznawca, pomimo jego ważnej roli w procesie budowlanym, nie jest bezpośrednim uczestnikiem tego procesu i w przeciwieństwie do projektanta nie ponosi odpowiedzialności ustawowej, o czym bardzo często projektanci zapominają i funkcjonują w przekonaniu, iż zostali zwolnieni z odpowiedzialności po uzyskaniu uzgodnienia wydanego przez rzeczoznawcę ds. zabezpieczeń przeciwpożarowych.

Warto również mieć na uwadze to, że nie we wszystkich urządzeniach przeciwpożarowych wszystkie obwody muszą działać w warunkach pożaru. Przykładem takiego urządzenia jest np. system sygnalizacji pożarowej lub dźwiękowy system ostrzegawczy. Ponadto wiele urządzeń nie posiada wykonania przeciwpożarowego, a ma działać w warunkach pożaru, jak np. centrale sygnalizacji pożarowej, centrale dźwiękowego systemu ostrzegawczego, centrale zasilająco-sterujące urządzeniami przeciwpożarowymi, zasilacze itp.

Na etapie projektu danego urządzenia przeciwpożarowego projektant, w porozumieniu z rzeczoznawcą ds. zabezpieczeń przeciwpożarowych, powinien uwzględnić wszystkie elementy wpływające na funkcjonowanie w czasie pożaru z odpowiednim odseparowaniem ich od obszaru, w którym może powstać pożar, np. poprzez odpowiednie wydzielenie pożarowe pomieszczenia rozdzielni lub poprzez odpowiednie obudowy ognioodporne. Obwody pożarowe powinny być odseparowane od strefy, którą obsługują, i chronione przed działaniem ognia.

Zapewnienie ciągłości dostawy energii elektrycznej lub przekazu sygnału przez czas wymagany do uruchomienia i działania urządzenia, powinno być zadaniem projektanta podczas sporządzania projektu danego urządzenia przeciwpożarowego w porozumieniu z rzeczoznawcą ds. zabezpieczeń przeciwpożarowych w toku wzajemnej współpracy na zasadzie wymiany uwag i stanowisk. Przy uzgadnianiu projektu urządzeń przeciwpożarowych z rzeczoznawcą ds. zabezpieczeń przeciwpożarowych tam, gdzie mamy wymóg prawny instalowania przeciwpożarowego wyłącznika prądu – bardzo ważny jest poprawny dobór przewodów.

Kable lub przewody powinny być dobrane do wymaganego czasu funkcjonowania instalacji i urządzeń w czasie pożaru. Powinny być dobrane odpowiednie parametry elektryczne i przekroje oraz trasy ich prowadzenia. Kable i przewody powinny być chronione przed działaniem wody, pożarem oraz uszkodzeniami mechanicznymi, a w miejscu przejścia przez elementy oddzielenia przeciwpożarowego – odpowiednio uszczelnione takim systemem, który został przebadany razem z zespołem kablowym (przez określenie „zespół kablowy” należy rozumieć kabel lub przewód wraz z jego konstrukcją nośną).

Przy projektowaniu zasilania danej instalacji lub danego urządzenia przeciwpożarowego, które muszą funkcjonować podczas pożaru, należy przede wszystkim korzystać z zasad wiedzy technicznej, które są określone w normach, standardach technicznych, wytycznych oraz w przepisach prawa. W projekcie zasilania urządzenia przeciwpożarowego musi być podana czytelna informacja, z jakiego standardu projektowego korzystano.

Należy pamiętać, aby z jednego obwodu pożarowego nie zasilać dwóch urządzeń przeciwpożarowych oraz o tym, że zasilanie sprzed przeciwpożarowego wyłącznika prądu to nie jest drugie źródło zasilania. To jest nadal to samo podstawowe źródło zasilania, którym najczęściej jest sieć elektroenergetyczna lub inne źródło zasilania, np. zespół prądotwórczy.

Na zakończenie warto postawić kilka istotnych pytań:

• czy zespoły kablowe lub przewody ognioodporne, które zgodnie z przepisami prawa powinny być odporne na działanie wody tylko w pomieszczeniach chronionych stałymi wodnymi urządzeniami gaśniczymi, nie powinny być odporne na działanie wody we wszystkich pomieszczeniach, przez które przechodzą?
• czy w momencie prowadzenia w obiekcie budowlanym akcji gaśniczej przez strażaków podanie prądu wody nie spowoduje porażenia ekip ratowniczych, jeżeli kable i przewody oraz obwody pożarowe, które nie znajdują się w pomieszczeniu wydzielonym pożarowo, nie będą przed tym chronione? czy jest w tym przypadku zapewnione bezpieczeństwo ekip ratowniczych?
• w jaki sposób powinien być zapewniony wymagany czas działania instalacji lub urządzenia przeciwpożarowego na obiekcie budowlanym w warunkach pożaru (czas uruchomienia i czas działania), tak żeby zagwarantować ciągłość dostawy energii elektrycznej lub przekazu sygnału?
• czy ciągłość dostawy energii elektrycznej stanowiąca podstawowy warunek określony w par. 187 ust. 2 rozporządzenia [1] jest wystarczająca dla poprawnej pracy zasilanych obwodów instalacji bezpieczeństwa i urządzeń przeciwpożarowych?
• czy na obiektach budowlanych obwody pożarowe w rozdzielnicy pożarowej, zasilane sprzed przeciwpożarowego wyłącznika prądu, są czytelnie oznakowane – tak, aby Kierujący Działaniem Ratowniczym po skończonej ewakuacji ludzi z budynku mógł je bezpiecznie wyłączyć z zasilania podstawowego, pamiętając o dodatkowym, rezerwowym źródle zasilania, jakim może być np. zasilacz UZS, stosowany często przy zasilaniu bram napowietrzających, lub zespół prądotwórczy?
• czy dostawcy energii elektrycznej przy wydawaniu warunków przyłączenia do sieci elektroenergetycznej obiektu budowlanego są w stanie zapewnić, że dwa niezależne źródła zasilania, które nie mają żadnego wspólnego elementu rozdziału energii elektrycznej do poziomu napięcia 110 kV i są zasilane z oddzielnych głównych punktów zasilających (GPZ), nie ulegną w trakcie powstania pożaru równoczesnemu uszkodzeniu?

Literatura

1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków Technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. z 2022 r. poz. 1225).
2. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 7 czerwca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (Dz.U. z 2010 r. Nr 109, poz. 719 ze zm.).
3. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 24 lipca 2009 r. w sprawie przeciwpożarowego zaopatrzenia w wodę oraz dróg pożarowych (Dz.U. z 2009 r. nr 124 poz. 1030).
4. J. Wiatr, Przeciwpożarowy wyłącznik prądu. Podstawy konstruowania oraz sterowania, Karpacz 2022.
5. PN-HD 60364-5-56:2019-01 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 5-56: Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego. Instalacje bezpieczeństwa.
6. PN-EN 1363-2:2001P Badania odporności ogniowej. Część 2. Procedury alternatywne i dodatkowe.
7. PN-B-02851-1:1997 Ochrona przeciwpożarowa budynków. Badania odporności ogniowej elementów budynków. Wymagania ogólne.
8. DIN 4102-12:1998-11 Randverhalten von Baustoffen und Bauteilen – Teil 12: Funktionserhalt von elektrischen Kabelanlagen; Anforderungen und Prüfungen.
9. N SEP-E 005 Dobór przewodów elektrycznych do zasilania urządzeń, których funkcjonowanie jest niezbędne w czasie pożaru.