Projektowanie systemów detekcji CO i LPG w garażach i parkingach podziemnych przysparza wielu problemów związanych z doborem urządzeń, rozmieszczeniem detektorów i tablic ostrzegawczych, algorytmem sterowania wentylacją.
Obowiązujące od 2002 r. rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, obliguje do montażu w wielostanowiskowych garażach podziemnych systemów detekcji tlenku węgla, sterujących pracą wentylacji bytowej. W 2009 r. nowelizacja tego rozporządzenia narzuciła obowiązek stosowania systemów detekcji propan-butanu w obiektach, w których dopuszcza się wjazd samochodów z instalacją gazową LPG.
Akty prawne
Konieczność stosowania systemów detekcji CO i LPG w garażach podziemnych opisana jest w rozporządzeniu w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. Nr 75, poz. 690):
Dział III. Rozdział 10 „Garaże dla samochodów osobowych”.
§ 108. 1. W garażu podziemnym należy stosować wentylację: (…)
3) mechaniczną, sterowaną czujkami niedopuszczalnego poziomu stężenia tlenku węgla – w innych garażach, niewymienionych w pkt 1 i 2 oraz w kanałach rewizyjnych, służących zawodowej obsłudze i naprawie samochodów bądź znajdujących się w garażach wielostanowiskowych, z zastrzeżeniem § 150 ust. 5,
4) mechaniczną, sterowaną czujkami niedopuszczalnego poziomu stężenia gazu propan-butan – w garażach, w których dopuszcza się parkowanie samochodów zasilanych gazem propan-butan i w których poziom podłogi znajduje się poniżej poziomu terenu.
W przypadku systemów detekcji LPG ustawodawca pozostawia furtkę, która pozwala zrezygnować z montażu tego systemu. Na wjazdach do garażu umieszcza się tablicę informacyjną, zakazującą wjazdu samochodów z instalacją LPG. O ile w przypadku inwestorów prywatnych zakaz taki może być w pełni uzasadniony, o tyle w przypadku budynków mieszkalnych zarządzanych przez wspólnoty lub spółdzielnie mieszkaniowe budzi on wiele kontrowersji.
Zagadnienie pomiaru stężenia CO ujęte jest także w wydanej w 2012 r. Polskiej Normie PN-EN 50545-1 Elektryczne przyrządy do wykrywania i pomiaru gazów toksycznych i palnych w garażach oraz tunelach – Część 1: Podstawowe wymagania funkcjonale i metody badań dotyczące wykrywania i pomiaru tlenku węgla oraz tlenków azotu. Określa ona wartości trzech progów alarmowych, przy których należy załączyć wentylację, aby usunąć nadmiar tlenku węgla
z pomieszczenia. Wartości te wynoszą odpowiednio: alarm 1 – 30 ppm, alarm 2 – 60 ppm, alarm 3 – 150 ppm (jednostka ppm, ang. parts per million).
Wymieniona norma nie dotyczy zagadnień związanych z ewentualnym nagromadzeniem się propan-butanu z nieszczelnych instalacji gazowych. Detektory CO i LPG tworzą jeden system detekcji, dlatego detektory LPG również posiadają trzy progi alarmowe, wyrażone w procentach DGW (dolnej granicy wybuchowości) dla propan-butanu: alarm 1 – 10% DGW, alarm 2 – 20% DGW, alarm 3 – 30% DGW.
Fot. 1 Wymienny moduł sensora odpowiedzialnego za wykrywanie gazu
Zasady projektowania
Wysokość montażu detektorów CO i LPG wiąże się ściśle z właściwościami fizykochemicznymi omawianych gazów. Tlenek węgla jest produktem ubocznym spalania paliw w silnikach samochodów. Jego gęstość zbliżona jest do gęstości powietrza (≈0,97 przy 15oC, 1000 hPa). Po wychłodzeniu spalin zawarty w nich tlenek węgla szybko miesza się z otaczającym powietrzem. W przybliżeniu można przyjąć, że stężenie tlenku węgla jest jednakowe w całej objętości otaczającego powietrza. Pozwala to przyjąć pewne założenia ułatwiające projektowanie systemów detekcji CO, m.in. takie, że zasięg detekcji pojedynczego urządzenia to okrąg o promieniu 8 m. Nie należy przy tym zapominać, że detektory garażowe to urządzenia stacjonarne i gaz musi dostać się do wnętrza obudowy na drodze dyfuzji. Umieszczanie detektorów na słupach konstrukcji nośnej oznacza, że jeden detektor jest w stanie wykryć tlenek węgla na powierzchni ok. 200 m2. Montaż detektora na ścianie powoduje, że obszar detekcji ograniczy się do ok. 100 m2.
Tlenek węgla może wniknąć do organizmu wyłącznie przez układ oddechowy. Z tego względu zaleca się, aby wysokość montażowa detektorów CO wynosiła ok. 1,80 m nad poziomem posadzki. Minimalna wysokość garaży to 2,2 m. Umieszczanie detektorów tuż pod stropem naraża je na bezpośredni kontakt z gorącymi spalinami i może spowodować zatrucie sensora (elementu odpowiedzialnego za wykrywanie gazu).
Propan-butan jest gazem blisko dwa razy cięższym od powietrza (w zależności od składu mieszanki). W przypadku rozszczelnienia samochodowej instalacji gazowej będzie zalegać przy podłodze i może doprowadzić do powstania mieszaniny wybuchowej gazu z otaczającym powietrzem. Detektory LPG montuje się zatem nisko – dolna krawędź detektora nie wyżej niż 0,3 m nad poziomem posadzki. Najczęściej spotykanym rozwiązaniem jest montaż detektorów CO i LPG na tym samym słupie, przy czym detektor LPG zasilany jest bezpośrednio z zamontowanego wyżej detektora CO.
Fot. 2 Detektor WG.EG w osłonie AR-1
Elementy systemów detekcji CO i LPG
Warunki techniczne obligują do montażu „czujek niedopuszczalnego stężenia tlenku węgla i propan-butanu”, a zatem podstawowym elementem każdego systemu są detektory CO i LPG. Najważniejszą cechą każdego systemu detekcji powinna być jego niezawodność. Można to osiągnąć przez eliminację zbędnych elementów, takich jak centrala pośrednicząca w przekazywaniu sygnału z detektorów do wentylatora. W przypadku przekroczenia zadanego stężenia gazu (alarm 1, alarm 2 lub alarm 3) detektor zasila bezpośrednio cewkę stycznika wentylatora.
W przypadku dużych obiektów system detekcji można podzielić na strefy. Każda ze stref obsługiwana jest osobnym wentylatorem lub grupą wentylatorów wyciągowych. Przewietrzanie ograniczonego obszaru garażu, a nie całej jego powierzchni, wydatnie zmniejsza koszty eksploatacyjne związane ze zużyciem energii elektrycznej. W celu efektywnego usunięcia zanieczyszczeń należy zapewnić zrównoważony dopływ świeżego powietrza do garażu.
Uzupełnieniem systemów detekcji są tablice ostrzegawcze. Umieszczone na nich napisy informują użytkowników garażu o potencjalnym zagrożeniu, związanym z nadmiernym stężeniem CO i LPG. Tablice z napisem „Opuścić garaż/Nadmiar spalin” lub „Uwaga/Nadmiar spalin” umieszcza się w hali garażowej wzdłuż alejek, po których poruszają się samochody. Tablice z napisem „Nie wchodzić/Nadmiar spalin” montowane są przed wejściami do garaży, od strony klatek schodowych lub przedsionków wind. Dostępne są również tablice z napisem „Nie wjeżdżać/Nadmiar spalin” montowane przed wjazdem do garaży podziemnych, jednak ich zastosowanie powinno być zawsze dobrze przemyślane. Umieszczanie ich w budynkach zlokalizowanych w centrach miast, z wjazdem bezpośrednio z wąskich uliczek może spowodować utrudnienia komunikacyjne. Stężenia gazów, przy których podświetlane są tablice, nie powodują bezpośredniego zagrożenia dla zdrowia osób, które w garażu przebywają kilkanaście minut, czyli tyle, żeby zaparkować samochód i opuścić garaż.
Tablice ostrzegawcze załączają się po przekroczeniu drugiego progu alarmowego (alarm 2). Mogą być wyposażone w syrenę o głośności 65 dB, która dodatkowo zwróci uwagę użytkowników na napis informacyjny. Często spotykanym rozwiązaniem jest montaż sygnalizatorów optyczno-akustycznych, na których nie umieszczono żadnego napisu informacyjnego. Sygnalizatory te mają głośność na poziomie 110 dB. Nie jest to rozwiązanie zalecane, gdyż sygnał bywa mylony z syreną alarmu samochodowego. Szczególnie uciążliwe jest montowanie takich sygnalizatorów w budynkach mieszkalnych, ponieważ może zakłócać nocny odpoczynek mieszkańców na kondygnacjach znajdujących się bezpośrednio nad garażem.
Detektory LPG ze względu na wysokość montażu narażone są na uszkodzenia mechaniczne. Warto je wyposażyć w osłony rurowe, zabezpieczające przed bezpośrednim kontaktem ze zderzakiem samochodu lub przed wandalami.
Konserwacja systemu
Niezawodność systemu detekcji CO i LPG uzależniona jest od właściwej eksploatacji, konserwacji i regularnego wykonywania kontroli.
Detektory wyposażone są w sensory odpowiedzialne za wykrywanie gazu. Sensory stanowią newralgiczny element, który do prawidłowej pracy wymaga kalibracji w ustalonych przez producenta odstępach czasu. W większości detektorów garażowych montowane są sensory półprzewodnikowe. Ich charakterystyczną cechą jest niezawodność działania i długa żywotność (ok. 10 lat przy efektywnie pracującej wentylacji). Sensory półprzewodnikowe z upływem czasu zwiększają swoją czułość (zaczynają reagować na stężenia gazów niższe niż wartości początkowe), dlatego wymagają przeprowadzenia procesu kalibracji przed upływem trzech lat. Nieskalibrowane w odpowiednim czasie urządzenia mogą powodować fałszywe alarmy, co uwidoczni się w zwiększonych kosztach energii elektrycznej, wykorzystanej do pracy wentylatorów. Naklejka z zalecanym terminem kolejnej kalibracji umieszczona jest na obudowie detektora. O zbliżającym się terminie kalibracji informuje także migająca dioda na obudowie detektora. Komunikacja z detektorem odbywa się za pośrednictwem portu podczerwieni. Pozwala on na przeprowadzenie pełnej diagnostyki i regulacji urządzenia bez konieczności otwierania obudowy. Procedura testu, uruchamiana za pomocą magnesu, umożliwia sprawdzenie prawidłowości połączeń elektrycznych obwodów sterujących, a także skraca czas niezbędny na wykonanie kontroli działania systemu detekcji dzięki szybszej odpowiedzi sensora na gaz testowy.
Większość oferowanych przez producentów detektorów wyposażona jest w wymienny, demontowalny moduł sensora (płytka z zamontowanym sensorem), dzięki czemu proces kalibracji ogranicza się do wymiany samego modułu sensora i trwa kilka minut. Nie ma potrzeby demontażu całego detektora i odsyłania producentowi do kalibracji (obiekt pozostawałby wówczas niezabezpieczony).
Kontrole działania systemów detekcji CO i LPG należy przeprowadzać zgodnie z zaleceniami producenta urządzeń, zawartymi w instrukcji obsługi – zwykle nie rzadziej niż raz w roku.Kontrola polega na podaniu gazu testowego bezpośrednio do detektora i sprawdzeniu odpowiedzi systemu – uruchomienie alarmu 1, 2 i 3, załączenie tablic ostrzegawczych, uruchomienie wentylacji. Tylko regularnie wykonywane czynności serwisowe systemów detekcji CO i LPG gwarantują bezpieczeństwo i komfort użytkowania garaży i parkingów podziemnych.
Jolanta Dębowska-Danielewicz
