Článek ve formátu PDF je možné stáhnout
zde.
Při požárech bývá pro osoby v budovách mnohem nebezpečnější než oheň toxický a agresivní kouř. Primárním úkolem všech protipožárních ochranných zařízení ve veřejných budovách je proto ohraničit ohnisko požáru a zajistit rychlé odsávání kouře a bezpečné únikové cesty. V Berlíně v komplexu Hackesches Quartier (obr. 1) tento důležitý úkol zabezpečuje automatizační systém PSS 4000.
Někteří možná ještě mají v paměti katastrofu spojenou s požárem na letišti v Düsseldorfu v roce 1996. Od té doby němečtí zákonodárci zpřísnili předpisy pro bezpečnost ve veřejných budovách. Mluví-li se o moderních budovách vybavených řídicí technikou, je požadováno, aby kritické funkce zajišťovala i při poruše či požáru. Německé stavební zákony požadují v každé budově jednu spolehlivou ochranu proti požáru, která musí být projektována „podle nejlepšího vědomí a svědomí“. Nevýhodou však je, že nejsou k dispozici žádné jasné a jednotné protipožární normy a jednoznačná doporučení týkající se rizik, jako je tomu u konstrukce strojů a zařízení, kde požadavky upravuje např. mezinárodně platná norma EN ISO 13849-1. Kromě základních stavebních předpisů existuje pouze několik pokynů, které mají pro pověřené osoby zajistit orientační rámec v projektování, pro výstavbu a provoz veřejných budov.
Jednotná pravidla VDMA 24200-1 jako vodítko
Doporučení VDMA 24200-1 Německého svazu výrobců strojů a zařízení (Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau) určuje jednotná technická pravidla pro automatizované ochranné požární systémy a systémy odsávání kouře (ABE) a podrobně popisuje požadavky na spolehlivost a bezpečnost automatizačních systémů technických zařízení budov. Projektanti, odborníci, zkušebny, výrobci zařízení a výrobci systémů zde dostanou praktickou pomoc pro uplatnění co možná nejlepší ochrany osoby a majetku. V doporučení je popsáno hodnocení rizik, která musí být pokryta systémy požární ochrany a systémy pro odvádění kouře, jakož i požadavky na bezpečný provoz. Je-li při projektování vyhodnocena velká míra rizika, jsou velké i požadavky na funkční bezpečnost. Vyhodnocený stupeň a rozsah rizik tedy určují požadavky na automatizovaný systém ochrany proti požáru a pro odvádění kouře.
V závislosti na objektu a jeho využití musí automatizované systémy ochrany proti požáru a pro odvádění kouře pokrýt různá rizika. Podobně jako v rámci EN 13849-1, je i v tomto případě nutné vyhodnocení rizika. VDMA 24200-1 odkazuje na postup podle EN 61508; pro veřejnou budovu a její jednotlivé úseky následuje stanovení požadované úrovně funkční bezpečnosti SIL (Safety Integrity Level) prostřednictvím diagramů rizik (viz část 5 normy EN 61508).
Bezpečnostní PLC v automatizaci technických zařízení budov
Z pohledu expertů na ochranu proti požáru a odborníků na znalecké posudky z tohoto oboru i projektantů od nedávné doby existuje spolehlivě fungující systém pro automatizaci budov, který nabízí významné zvýšení funkční bezpečnosti při ochraně proti požáru: automatizační systém PSS 4000, který dokáže současně řídit bezpečnostní i běžné funkce (obr. 2).
Technické vybavení budov jako technika vytápění, klimatizační technika, osvětlení, zabezpečovací technika a technika ochrany proti požáru je co do složitosti srovnatelné se zařízením pro výrobu: také musí splňovat různé funkční požadavky a pracovat po dlouhou dobu bez poruch. Ve veřejných budovách se protipožární systém skládá z mnoha snímačů, detektorů kouře a automaticky uzavíratelných a otevíratelných klapek, zařízení na odtah kouře a hasicího zařízení. Řídicí systém musí při zaznamenání ohně a kouře dokázat automaticky spustit plán pro odsávání kouře, aby byl oheň lokalizován a ohraničen, zvolit pro odvod kouře nejpřímější volnou cestu, nezasažené oblasti oddělit a pro osoby nalézající se v budově zajistit nouzové východy bez kouře.
Podobně jako u automatizovaných průmyslových zařízení, je i zde zapotřebí bezpečnostní systém, který řídí zařízení související s ochranou proti požáru a při vzniku mimořádné události sám zvolí vhodnou alternativu plánu činnosti. Kromě toho musí být tento systém bezpečný proti výpadkům a musí neustále kontrolovat svou vlastní funkčnost.
Hackesches Quartier: dodatečná výbava protipožárním systémem
Komplex dvou šestipatrových budov Hackesches Quartier v centru Berlína byl dostavěn před dvěma roky. V budovách s hrubou podlahovou plochou přibližně 44 000 m2 a s podzemními garážemi jsou hotely, obchody, restaurace a kanceláře. Denně tu pracují nebo procházejí až 3 000 lidí.
Protože protipožární systém od počátku neodpovídal požadavkům stanoveným certifikační firmou TÜV, na doporučení odborníka vstoupily do hry firmy VM Technik a Pilz. S automatizačním systémem PSS 4000 mohlo být realizováno ve všech aspektech bezpečné a spolehlivé řízení technických zařízení budov. Řídicí systém vyhovuje pro složité automatizační úkoly a kombinuje k tomu hardwarové a softwarové komponenty, zařízení komunikační sítě a bezpečnostní komunikační systém založený na Ethernetu s vlastnostmi reálného času. Na základě rozdělení řídicích funkcí lze pomocí PSS 4000 realizovat různé projekty. Automatizační systém PSS 4000 umožňuje splnit všechny požadavky vyjmenované v doporučení VDMA 24200-1, zajistit potřebnou spolehlivost proti výpadku a dobu reakce a oddělit bezpečné a běžné funkce. Zaručuje bezpečné ukládání dat z programů při výpadku napájení a vylučuje neoprávněné zásahy do programu. Běžná technická zařízení budov a technická zařízení budov související s bezpečností jsou řízena zcela nezávisle, avšak je možné společně vizualizovat jejich činnost a diagnostikovat jejich stav.
Zajištění bezpečnostních funkcí
Protipožární systém monitoruje signály požární signalizace, ručně ovládaná tlačítka a spínače z panelů požární signalizace, signály od snímačů koncentrace CO2, signály aktivace kouřových klapek, detektory kouře a tlaková zařízení ochrany před kouřem, jakož i koncové polohy požárních ochranných klapek pro odvod kouře. V Hackesches Quartier jsou použity přibližně 2 000 takovýchto samostatných prvků, jejich signály i plány činnosti jsou zpracovávány v automatizačním systému PSS 4000 v programu s až 40 000 instrukcemi a přenášeny prostřednictvím sběrnice Modbus do nadřazené ovládací techniky budovy a tam vizualizovány. Podle stavu výstupů je vyvolán odpovídající plán a automatizační systém PSS 4000 sleduje jeho provedení. Prostřednictvím běžných výstupů jsou paralelně k tomu aktivovány kontrolky na panelu v centrále pro hlášení požáru, které při vzniku požáru poskytují rychlý přehled o aktuální situaci.
Na různých místech budov zajišťuje dvacet PLC PSSuniversal (obr. 3) monitorování a řízení zařízení pro hlášení požáru. Všechny systémové komponenty jsou navzájem propojeny optickými kabely do sítě s kruhovou topologií přes bezpečné síťové prvky (Switch PSSnet od firmy Pilz). Jestliže je komunikační síť na jakémkoliv místě přerušena, funkce síťových prvků zajišťující redundanci se automaticky postarají o to, aby datové telegramy našly jinou cestu k příjemci. Jednotlivé části automatizovaného systému, včetně real-time komunikace prostřednictvím Ethernetu s protokolem Safetynet p, mají úroveň funkční bezpečnosti SIL 1 až SIL 3 podle EN 61508 a jsou certifikovány společností TÜV. Pro návštěvníky a uživatele v Hackesches Quartier zůstává systém „neviditelný“, ale při požáru je připraven spolehlivě splnit svou roli.
Obr. 1. Hackesches Quartier, Berlín
Obr. 2. Systém PSS 4000 se skládá z hardwarových a softwarových komponent a komunikace s protokolem Safetynet p
Obr. 3. PSSuniversal; dvacet takových PLC zajišťuje monitorování a řízení zařízení pro hlášení požáru