Montaż liniowych czujek ciepła

Liniowa czujka ciepła wykrywa wzrost temperatury na całej długości przewodu sensorycznego. Skuteczność takiej instalacji zależy jednak nie tylko od parametrów kabla, lecz przede wszystkim od prawidłowego rozmieszczenia tras, zachowania wymaganych odległości oraz sposobu mocowania.

Nie istnieje jeden uniwersalny rozstaw kabla detekcyjnego dla wszystkich systemów i obiektów. Odległości należy dobierać na podstawie rodzaju czujki, jej klasy odpowiedzi, wysokości pomieszczenia, geometrii stropu, warunków środowiskowych oraz dokumentacji technicznej konkretnego systemu. Przy doborze kabli Signaline FT warto porównać warianty Signaline FT-68-EN, Signaline FT-78-EN i Signaline FT-88-EN, ponieważ próg zadziałania musi odpowiadać rzeczywistym temperaturom w obiekcie.

Jakie normy dotyczą liniowych czujek ciepła?

W zależności od zasady działania wyróżnia się liniowe czujki ciepła kasowalne, objęte PN-EN 54-22, oraz liniowe czujki ciepła niekasowalne, objęte PN-EN 54-28. Normy określają wymagania dotyczące działania, odporności środowiskowej, sygnalizacji alarmu i uszkodzenia oraz trwałości właściwości użytkowych. Nie zastępują jednak dokumentacji projektowej ani instrukcji montażu danego systemu.

W praktyce każda instalacja powinna być projektowana dla konkretnego obiektu. Rozstaw dopuszczony dla jednego rodzaju kabla nie może być automatycznie stosowany dla innego systemu liniowej detekcji ciepła.

Rozstaw tras i rozstaw uchwytów to dwa różne parametry

W dokumentacji instalacyjnej występują dwie odrębne odległości. Rozstaw równoległych tras detekcyjnych określa, jak daleko od siebie mogą być prowadzone kolejne odcinki kabla chroniące powierzchnię pomieszczenia. Rozstaw uchwytów montażowych określa odległość między punktami mocowania tego samego kabla.

Przykładowo kabel może być mocowany uchwytami co 0,5 m, natomiast kolejne równoległe trasy mogą być oddalone od siebie o kilka metrów. Parametrów tych nie należy utożsamiać.

Odległość kabla detekcyjnego od stropu

Przy ochronie powierzchniowej kabel prowadzi się pod stropem lub dachem, czyli w obszarze, do którego podczas pożaru przemieszcza się ogrzane powietrze. W wielu systemach wymagane jest zachowanie co najmniej 20 mm odległości pomiędzy kablem a powierzchnią stropu. Bezpośrednie dociśnięcie elementu sensorycznego do konstrukcji może ograniczyć przepływ ogrzanego powietrza i opóźnić reakcję czujki.

• dachach i stropach nieizolowanych,
• konstrukcjach stalowych,
• powierzchniach o dużej przewodności cieplnej,
• miejscach, w których może powstawać warstwa powietrza o temperaturze odmiennej od temperatury w pozostałej części pomieszczenia.

Kabla nie należy prowadzić w zamkniętych rurach instalacyjnych ani pod osłonami ograniczającymi przepływ ciepła, chyba że taki sposób montażu został wyraźnie dopuszczony dla danego zastosowania.

Odległość od ścian, urządzeń i składowanych materiałów

W typowej ochronie powierzchniowej kabel liniowej czujki ciepła nie powinien być prowadzony bliżej niż 0,5 m od ścian i pełnych przegród, wysokich urządzeń technologicznych, kanałów wentylacyjnych, regałów i składowanych materiałów oraz innych elementów ograniczających swobodny przepływ ogrzanego powietrza. Odległość mierzy się poziomo od osi przewodu detekcyjnego.

Jeżeli podciągi, kanały, regały lub inne elementy dzielą przestrzeń podsufitową, mogą być wymagane dodatkowe trasy. Kabel znajdujący się po jednej stronie dużej przeszkody nie zawsze zapewnia skuteczną detekcję po jej drugiej stronie.

Prowadzenie kabla w parkingach

W parkingach trasa kabla powinna uwzględniać belki, kanały wentylacyjne, podciągi, zmienną wysokość stropu oraz kierunek przepływu powietrza. W wielu miejscach jedna prosta trasa pod stropem nie zapewni równomiernej detekcji.

Film: prowadzenie kabla w parkingach

Jaki powinien być rozstaw równoległych tras?

Rozstaw tras zależy od wysokości pomieszczenia, rodzaju stropu, nachylenia dachu oraz parametrów zastosowanej czujki. Dla systemów instalowanych na płaskich stropach spotyka się maksymalne rozstawy w zakresie około 7-10 m, jednak wartości tej nie wolno traktować jako ogólnej zasady projektowej. Wraz ze wzrostem wysokości pomieszczenia może być wymagane zmniejszenie odległości pomiędzy trasami.

Dla przykładowych liniowych czujek Signaline FT dokumentacja certyfikacyjna określa maksymalny rozstaw równoległych odcinków do 9 m dla wybranych kabli o temperaturze zadziałania 68°C i 88°C oraz 7,6 m dla kabla o temperaturze zadziałania 105°C. Są to wartości odnoszące się do określonych warunków badań, w tym gładkiego stropu. W rzeczywistym obiekcie rozstaw może wymagać zmniejszenia z uwagi na wysokość, przeszkody, podciągi, nachylenie dachu lub wymagany czas reakcji.

Nie należy zwiększać rozstawu tylko dlatego, że kabel wykrywa temperaturę na całej swojej długości.

Wpływ wysokości pomieszczenia

Im wyżej znajduje się liniowa czujka ciepła, tym dłużej trwa dotarcie ogrzanego powietrza do elementu sensorycznego. W wysokich halach mogą również występować zjawiska utrudniające powstanie odpowiedniej temperatury pod stropem, między innymi stratyfikacja termiczna.

Dopuszczalna wysokość instalowania powinna wynikać z klasy odpowiedzi czujki, zakresu certyfikacji systemu, dokumentacji technicznej, obliczeń i założeń przyjętych w projekcie. Nie należy stosować prostej zasady polegającej na proporcjonalnym zwiększaniu rozstawu wraz ze wzrostem wysokości. W wielu przypadkach wymagane jest działanie odwrotne, czyli zagęszczenie tras.

Montaż na dachach skośnych i przy instalacjach dachowych

Na dachu skośnym ogrzane powietrze przemieszcza się w kierunku najwyższej części przestrzeni. Z tego powodu jedna z tras może wymagać poprowadzenia w pobliżu kalenicy. Pozostałe odcinki należy rozmieszczać zgodnie z geometrią dachu i dokumentacją projektową.

• kąt nachylenia połaci,
• wysokość kalenicy,
• obecność płatwi i podciągów,
• możliwość powstawania oddzielnych przestrzeni podsufitowych,
• kierunek przepływu powietrza wymuszanego przez wentylację.

Rozstawu właściwego dla płaskiego stropu nie należy automatycznie przenosić na dach skośny. Przy instalacjach dachowych, w tym PV, trzeba dodatkowo uwzględnić nasłonecznienie, temperaturę pokrycia, sposób mocowania do konstrukcji wsporczej oraz odporność kabla i uchwytów na warunki zewnętrzne.

Prowadzenie kabla przy instalacjach PV

Kabel należy prowadzić wzdłuż tras, na których realnie może pojawić się wzrost temperatury, z zachowaniem odporności na UV, temperaturę dachu i pracę konstrukcji. Trasa nie powinna być przypadkowo dociskana do elementów silnie odprowadzających ciepło.

Film: prowadzenie kabla przy panelach solarnych

Rozstaw uchwytów montażowych

Kabel detekcyjny musi być zamocowany w sposób stabilny, lecz bez nadmiernego naprężenia. Dla poszczególnych systemów spotyka się następujące wymagania: Signaline FT-EN – punkty mocowania w odstępach od 0,6 do 1,5 m, Signaline HD+ – maksymalny zalecany odstęp 0,5 m.

Na łukach, zmianach kierunku, przejściach pomiędzy powierzchniami oraz w miejscach narażonych na drgania należy stosować dodatkowe uchwyty. Przy wyborze mocowań trzeba sprawdzić ich kompatybilność z kablem, odporność na temperaturę, odporność na korozję i promieniowanie UV, sposób oddziaływania na powłokę kabla oraz przydatność do podłoża, na którym będą instalowane.

Uchwyt nie może zgniatać elementu sensorycznego ani powodować punktowego uszkodzenia jego powłoki.

Kontakt kabla z metalową konstrukcją

Duża powierzchnia metalowa może działać jak radiator. Bezpośredni kontakt kabla z belką, obudową urządzenia lub innym masywnym elementem może odprowadzać ciepło i opóźniać zadziałanie czujki. Możliwa jest również sytuacja odwrotna: rozgrzana konstrukcja może przekazywać ciepło do kabla i powodować alarm niezwiązany z pożarem w chronionej przestrzeni.

Z tego względu należy stosować odpowiednie uchwyty i przekładki izolacyjne. Jeżeli kabel ma bezpośrednio monitorować temperaturę maszyny, rurociągu lub obudowy, sposób montażu powinien być określony jako ochrona miejscowa.

Prowadzenie kabla przy urządzeniach technicznych

W przestrzeniach takich jak schody ruchome kabel powinien być prowadzony poza elementami pracującymi, bez zgniatania i bez przejmowania drgań urządzenia. Konieczny jest także dostęp do kontroli i prób.

Film: prowadzenie kabla przy schodach ruchomych

Minimalny promień gięcia

Kabla liniowej czujki ciepła nie wolno zaginać pod kątem prostym. Minimalny promień gięcia zależy od konstrukcji i rodzaju powłoki.

W narożnikach należy wykonać łagodny łuk. W jego pobliżu często konieczne jest zastosowanie dodatkowych punktów mocowania. Uszkodzenie powstałe wskutek zbyt ostrego zgięcia może nie być widoczne na zewnętrznej powłoce, a mimo to powodować nieprawidłową pracę czujki.

Naprężenie kabla i rozwijanie z bębna

Przewód należy rozwijać z obracającego się bębna umieszczonego na stojaku. Ściąganie zwojów z boku powoduje skręcanie kabla oraz powstawanie naprężeń. Kabel nie powinien być instalowany jak napięta linka.

• rozszerzalność termiczną konstrukcji,
• ruchy dylatacyjne,
• drgania urządzeń,
• zmianę długości elementów mocujących,
• oddziaływanie wiatru przy instalacjach zewnętrznych.

Dla systemów, w których określono maksymalną siłę naciągu, nie wolno przekraczać tej wartości. Przykładowo dla kabla Signaline HD+ maksymalne naprężenie montażowe wynosi 50 N.

Prowadzenie przez dylatacje

Kabel detekcyjny nie może przenosić przemieszczeń konstrukcji budynku. W miejscu dylatacji należy pozostawić odpowiedni zapas długości albo wykonać przejście zgodnie z rozwiązaniem projektowym.

Niedopuszczalne jest sztywne zamocowanie przewodu po obu stronach szczeliny bez uwzględnienia możliwego ruchu elementów budowlanych.

Łączenie odcinków kabla detekcyjnego

Łączenie odcinków jest dopuszczalne wyłącznie w sposób przewidziany dla konkretnego systemu. Połączenie powinno być wykonane w odpowiedniej puszce i zapewniać ciągłość elektryczną, ochronę przed wilgocią i pyłem, zabezpieczenie przed wyrwaniem przewodu, możliwość przeprowadzenia kontroli oraz zachowanie parametrów nadzorowania linii.

Nie należy wykonywać rozgałęzień w układzie T, bocznych odgałęzień, połączeń różnych temperatur zadziałania w jednej strefie, połączeń różnych typów kabla bez potwierdzonej kompatybilności, połączeń skręcanych zabezpieczonych wyłącznie taśmą ani nieosłoniętych złączy poza puszką.

Element końca linii należy instalować na rzeczywistym końcu chronionego obwodu. W systemie Signaline FT takim elementem jest Signaline FT-EOL-EN. Umieszczenie go przy module kontrolnym uniemożliwia nadzorowanie ciągłości całej trasy.

Kabel doprowadzający a kabel detekcyjny

Jeżeli moduł kontrolny znajduje się poza chronioną przestrzenią, pomiędzy nim a początkiem kabla sensorycznego można zastosować przewód doprowadzający, o ile dopuszcza to dokumentacja systemu. Przewód doprowadzający nie wykrywa temperatury. Odcinek wykonany takim przewodem nie może być traktowany jako część chronionej trasy.

Miejsce rozpoczęcia kabla detekcyjnego powinno być jednoznacznie wskazane na projekcie oraz w dokumentacji powykonawczej. Jeżeli instalacja ma wskazywać miejsce aktywacji na trasie kabla, należy przewidzieć urządzenie lokalizujące, na przykład Signaline LocatorPlus-EN.

Dobór temperatury zadziałania

Temperatura alarmowa musi być wyższa od temperatur występujących podczas normalnej eksploatacji, z uwzględnieniem możliwych lokalnych wzrostów. Przy doborze należy uwzględnić temperaturę pod stropem w okresie letnim, nasłonecznienie dachu, pracę promienników i nagrzewnic, gorące procesy technologiczne, temperaturę maszyn i rurociągów, okresowe mycie gorącą wodą lub parą oraz możliwy wzrost temperatury po zatrzymaniu wentylacji.

Zastosowanie zbyt niskiej temperatury zadziałania może prowadzić do alarmów podczas normalnej pracy. Zbyt wysoki próg może natomiast niepotrzebnie opóźnić wykrycie zagrożenia. W praktyce dobór między Signaline FT-68-EN, Signaline FT-78-EN i Signaline FT-88-EN powinien wynikać z temperatur normalnej pracy i wymaganego czasu reakcji.

Prowadzenie kabla w chłodniach

W chłodniach trzeba sprawdzić nie tylko temperaturę alarmową, lecz także minimalną temperaturę pracy kabla, kondensację wilgoci, szczelność połączeń oraz sposób mocowania w warunkach niskiej temperatury.

Film: prowadzenie kabla w chłodni

Montaż w korytach kablowych i na przenośnikach

Przy ochronie koryt kablowych przewód sensoryczny należy prowadzić w miejscu, w którym najwcześniej pojawi się wzrost temperatury, ale jednocześnie tak, aby nie był zgniatany przez instalowane przewody.

W zależności od szerokości koryta mogą być wymagane: jedna trasa nad środkiem koryta, dwie równoległe trasy nad jego krawędziami, dodatkowy przewód wewnątrz lub pod korytem.

Na przenośnikach należy uwzględnić drgania, ruchome elementy, możliwość uderzenia transportowanym materiałem oraz konieczność zachowania dostępu serwisowego. Kabel nie powinien być mocowany do elementów przemieszczających się podczas normalnej pracy urządzenia.

Prowadzenie kabla przy przenośnikach

Kabel powinien być prowadzony wzdłuż stref, w których najwcześniej pojawi się wzrost temperatury, ale poza elementami ruchomymi i miejscami narażonymi na uderzenie transportowanym materiałem.

Film: prowadzenie kabla przy przenośnikach

Montaż na zewnątrz i w środowiskach wymagających

Nie każdy kabel liniowej detekcji ciepła nadaje się do stałej ekspozycji na promieniowanie UV, wodę, środki chemiczne lub duże zmiany temperatury. Przed zastosowaniem na zewnątrz należy sprawdzić odporność powłoki na UV, minimalną i maksymalną temperaturę pracy, odporność chemiczną, stopień ochrony puszek połączeniowych i elementów końca linii, odporność uchwytów na korozję oraz możliwość gromadzenia się wody w dławnicach i obudowach.

W miejscach mokrych połączenia powinny być wykonywane w szczelnych obudowach odpowiednich do warunków środowiskowych. Sam stopień ochrony obudowy nie zapewnia szczelności, jeżeli zastosowano niewłaściwe dławnice lub nieprawidłowo je dokręcono.

Prowadzenie kabla przy zbiornikach i instalacjach zewnętrznych

Na zewnątrz szczególnie ważne są odporność powłoki, korozja uchwytów, szczelność połączeń i unikanie prowadzenia kabla w miejscach, gdzie będzie stale zalewany lub mechanicznie obciążany.

Film: prowadzenie kabla przy zbiornikach

Prowadzenie kabla w środowisku morskim

W przestrzeniach technicznych jednostek pływających trzeba uwzględnić wilgoć, korozję, drgania, ograniczony dostęp serwisowy i konieczność zabezpieczenia połączeń przed warunkami środowiskowymi.

Film: prowadzenie kabla na jednostce Ro-Ro

Najczęściej popełniane błędy montażowe

• stosowanie jednego rozstawu w całym obiekcie, bez dostosowania do wysokości, geometrii stropu, przeszkód i parametrów czujki,
• mylenie rozstawu tras z rozstawem uchwytów,
• prowadzenie kabla bezpośrednio po stropie, co może utrudnić ogrzanie elementu sensorycznego,
• zbyt mała liczba uchwytów, powodująca zwisanie kabla, zmianę wysokości detekcji i zwiększenie ryzyka uszkodzeń,
• nadmierne naprężenie kabla,
• zbyt ostre zgięcia, które mogą prowadzić do uszkodzenia powłoki lub elementu pomiarowego,
• kontakt z konstrukcją stalową, który może zmienić warunki wymiany ciepła i czas zadziałania,
• brak dodatkowych mocowań na narożnikach,
• rozgałęzienia linii,
• łączenie różnych odmian kabla bez potwierdzonej kompatybilności,
• nieprawidłowo umieszczony element końca linii,
• brak pomiaru kabla przed montażem,
• brak dostępu do części kabla podczas prób.

Kontrola po zakończeniu montażu

Po ułożeniu kabla należy sprawdzić rzeczywistą długość każdej strefy, ciągłość przewodów, brak zwarć i doziemień, prawidłowość połączeń, obecność elementu końca linii, działanie sygnalizacji alarmu, działanie sygnalizacji uszkodzenia, zgodność ustawień sterownika z rodzajem i długością kabla, poprawność opisów stref, zachowanie wymaganych odległości i promieni gięcia.

Przebieg tras, miejsca połączeń, początki odcinków detekcyjnych oraz lokalizację elementów końca linii należy nanieść na dokumentację powykonawczą.

Jak prawidłowo zaplanować liniową detekcję ciepła?

Przed wyznaczeniem trasy potrzebne są rzuty i przekroje obiektu, wysokość pomieszczeń, geometria dachu, rozmieszczenie instalacji oraz informacje o temperaturach normalnej pracy.

Na tej podstawie określa się rodzaj liniowej czujki ciepła, temperaturę lub klasę zadziałania, maksymalny rozstaw równoległych tras, odległość od ścian i przeszkód, liczbę stref, długość poszczególnych linii, sposób mocowania, rodzaj powłoki kabla, lokalizację modułów kontrolnych, puszek i zakończeń linii.

Wczesna weryfikacja trasy pozwala uniknąć sytuacji, w której po wykonaniu instalacji okazuje się, że część chronionego obszaru znajduje się poza dopuszczalnym zasięgiem czujki albo kabel został zamocowany w sposób zmieniający jego charakterystykę cieplną.