Aktuální vydání

celé číslo

08

2019

MSV 2019 v Brně

celé číslo

Bezpečnostní řízení v automatizaci budov

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.
Eike Walther, Pilz GmbH 
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