Przeciwpożarowe algorytmy

Nowoczesne budynki są naszpikowane systemami informatycznymi, których zadaniem jest zintegrowane sterowanie wszystkimi instalacjami i urządzeniami technicznymi w obiekcie. Strażacy nie wierzą jednak w niezawodność komputerów. Wolą, by systemy ochrony przeciwpożarowej były wydzielone z reszty instalacji.

Nowoczesne budynki są naszpikowane systemami informatycznymi, których zadaniem jest zintegrowane sterowanie wszystkimi instalacjami i urządzeniami technicznymi w obiekcie. Strażacy nie wierzą jednak w niezawodność komputerów. Wolą, by systemy ochrony przeciwpożarowej były wydzielone z reszty instalacji.

Poeci zazwyczaj nie interesują się techniką. Miron Białoszewski uległ jednak jej magii. Autor spopularyzowanej przez Ewę Demarczyk Karuzeli z Madonnami oraz mniej znanych Wierszy baby z bloku był zafascynowany "życiem" domowych instalacji. Lubił spacerować samotnie po zaułkach swego wieżowca na warszawskim blokowisku i wsłuchiwać się w dźwięki rur wodociągowych, odgłosy kanalizacji, śledzić przebieg kabli elektrycznych, przyglądać się różnym zaworom, przełącznikom, otworom wentylacyjnym. W dochodzących go szumach, zgrzytach, bulgotach, drganiach dopatry- wał się tajemnych oznak życiowej aktywności niesamowitej maszynerii - pociągającej, inspirującej i niepojętej zarazem.

Gdyby znalazł się dzisiaj w jednym z biurowców górujących nad Pałacem Kultury i Nauki, mógłby pomyśleć, że jego technologiczne stworzenie umarło. Technika tak zbratała się z architekturą, że wszystkie instalacje schowano pod płytami gipsowymi, podwieszanymi sufitami lub wmontowano w specjalne elementy wystroju wnętrza. Trudno się domyślić, że stojąca na środku holu figura geometryczna służy do nawiewu powietrza, a dekoracyjne, szklane świetliki na czubku dachu są zarazem klapami wentylacyjnymi.

Nieludzki mózg

Techniczny krwiobieg nowoczesnych budynków rozrósł się i skomplikował. Do tradycyjnych sieci instalacyjnych w ostatnim czasie dołączyła sieć komputerowa. Zmieniły się także oznaki jego "życia". Nie można ich usłyszeć, ale łatwiej je zobaczyć - na komputerowych monitorach i wydrukach, tablicach świetlnych i skomplikowanych panelach sterowniczych - w sterylnych warunkach dyspozytorni, centrum sterowania, stanowiskach monitoringu czy inaczej nazwanego pomieszczenia, w którym zbiegają się informacje o funkcjonowaniu całej, niezbędnej do sprawnego funkcjonowania budynku infrastruktury technicznej.

Nie zmienił się tylko człowiek. Wciąż czuje potrzebę magicznego oswajania przedmiotów poprzez nadawanie im cech żywych organizmów czy wręcz porównywania z istotą ludzką. To BMS (Building Management System) - mózg naszego budynku - mówią z dumą administratorzy, pokazując zintegrowany system zarządzania i kontroli. Nowoczesne budynki są inteligentne - powtarzają za nimi dziennikarze.

BMS to system komputerowy. Jego zadaniem jest prowadzenie zdalnego nadzoru i sterowania wszystkimi systemami teletechnicznymi, instalacjami i urządzeniami w całym budynku. Za jego pośrednictwem w jednym miejscu są gromadzone informacje o tym, co się dzieje w budynku: jak działa wentylacja, klimatyzacja, ogrzewanie, sieć elektroenergetyczna, oświetlenie, instalacja przeciwpożarowa, system kontroli dostępu do pomieszczeń. Patrząc w monitor, operator wie, gdzie jest za zimno, a gdzie za gorąco, gdzie za ciemno, a gdzie za jasno. Widzi, czy ktoś próbuje włamać się do budynku albo czy chce coś zniszczyć. W zależności od posiadanych informacji może - jeżeli z pewnych powodów nie zrobił tego automatycznie komputer - uruchomić lub wyłączyć poszczególne urządzenia lub zmienić parametry ich pracy, np. zamknąć bramę, zwiększyć temperaturę wody, zmniejszyć ciśnienie gazu, wyregulować natężenie prądu.

Producenci BMS-ów dwoją się i troją, aby ich produkty umożliwiały integrację sterowania wszystkimi działającymi w budynku instalacjami i urządzeniami technicznymi. Możliwość scalenia w jednym systemie obsługi całej infrastruktury technicznej obiektu ma duże znaczenie ekonomiczne - zmniejsza koszty. Ma zapewniać stabilne funkcjonowanie budynku i bezpieczeństwo przebywających w nim ludzi.

Niedowiarki

"Budynek inteligentny to zazwyczaj budynek wysoki" - mówi młodszy brygadier Jerzy Ciszewski, kierownik Zakładu - Laboratorium Sygnalizacji Alarmu Pożaru i Automatyki Pożarniczej w Centrum Naukowo-Badawczym Ochrony Przeciwpożarowej w Józefowie pod Warszawą. - "Musi bronić się sam, bo na 50 piętro strażak nie jest w stanie wjechać na drabinie. Skuteczne przeciwdziałanie zagrożeniom ma zapewnić wysoko zaawansowana technika". Strażacy inaczej jednak wyobrażają sobie zasady jej funkcjonowania niż użytkownicy czy projektanci. To, co dobre dla administratora obiektu, na razie nie zyskało ich aprobaty. "Dla nas najważniejsza jest gwarancja bezpieczeństwa" - wyjaśnia Jerzy Ciszewski. - "Nie mogą jej zapewnić używane do zarządzania budynkami zintegrowane systemy informatyczne, zainstalowane na komputerach klasy PC".

Systemy ochrony przeciwpożarowej nie wchodzą więc w skład BMS-ów. Są wydzielone i montowane osobno w postaci central sygnalizacji pożarowej (CSP). Do BMS-u docierają jedynie zwrotne informacje o rezultatach działania centrali alarmowej, np. otwarciu klap oddymiających czy ściągnięciu na parter wind. Operator BMS-u nie ma jednak możliwości komputerowego sterowania urządzenia- mi, wchodzącymi w skład systemu gaśniczego. Centrale pożarnicze nie mogą być także nadzorowane zdalnie przez Internet, co byłoby korzystne z punktu widzenia serwisujących je firm. W obawie przed próbami sabotażu po zaprogramowaniu jest blokowany dostęp do oprogramowania sterującego ich pracą. W przypadku konieczności dokonania zmian w ustawieniach wymagane jest przełączenie specjalnego przycisku, co mogą zrobić tylko upoważnione osoby.

Groźne anteny

Centrale sygnalizacji pożarowej muszą sprostać wysokim wymogom bezpieczeństwa. Ich poszczególne funkcje powinny być dublowane. Zestawy akumulatorowe muszą zapewnić ciągłość zasilania na co najmniej 72 godz., by system mógł działać bez przerwy od piątku do poniedziałku, gdy nikogo nie będzie w zakładzie. Każdy z podzespołów powinien mieć własne źródła zasilania awaryjnego. "Takich parametrów nie zapewni żaden UPS" - zauważa Jerzy Ciszewski. Elementy i części składowe zastosowane do produkcji central muszą zapewniać sprawne działanie urządzeń w ekstremalnych warunkach, np. kable nie mogą się spalić w czasie pożaru.

Centrale gaśnicze muszą być także odporne na zagrożenia, które występują na co dzień. Najważniejsze są zakłócenia elektromagnetyczne. Olbrzymia liczba kabli i urządzeń elektronicznych znajdujących się w nowoczesnym budynku wytwarza silne pole elektro- magnetyczne. Każdy kabel działa jak antena. Do tego dochodzą odbiorniki radiowe, faksy, drukarki, telewizory, magnetowidy, systemy prezentacyjne itd. Badania wykazały, że czujki pożarowe mogą być aktywowane nawet przez telefon komórkowy, używany w niskim pomieszczeniu.

Zawodne komputery

Silne oddziaływanie pola elektromagnetycznego jest jednym z powodów, dla których przeciwpożarowe systemy alarmowe są wyłączone ze zintegrowanych systemów zarządzania budynkami. "Tylko niektóre komputery klasy przemysłowej wytrzymują silne zakłócenia elektromagnetyczne" - wyjaśnia Jerzy Ciszewski. - "Komputery używane w BMS-ach nadają się tylko do pracy w idealnych warunkach. Jeżeli miałyby funkcjonować w systemach bezpieczeństwa, musiałyby mieć specjalne certyfikaty". Nie wiadomo jednak, kto miałby je wydawać. Zarówno w Polsce, jak i w innych krajach europejskich nie ma wymogu badania komputerowych systemów zarządzania infrastrukturą techniczną budynku pod kątem wymogów bezpieczeństwa. Inaczej jest z systemami przeciwpożarowymi. Każda wprowadzana na rynek centrala sygnalizacji pożarowej musi mieć specjalny atest. W Polsce przyznaje go Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej w Józefowie.

Strażacy nie chcą ufać nie sprawdzonym, nie zweryfikowanym rozwiązaniom. Nie wykluczają jednak stosowania techniki komputerowej, jeżeli spełniałaby ich rygorystyczne wymagania. "Stosowane dzisiaj BMS-y to tylko systemy komputerowe" - wyjaśnia mł. bryg. Antoni Celej, naczelnik Wydziału Rozpoznawania Zagrożeń w Komendzie Powiatowej Państwowej Straży Pożarnej w Warszawie. - "Gdyby miały funkcjonować w systemie ochrony przeciwpożarowej, musiałyby pomyślnie przejść badania i uzyskać certyfikaty. Komputer jako taki ma prawo ulec awarii, jako urządzenie alarmowe musiałby działać non stop".

Nie znaczy to, że komputery nie są obecnie wykorzystywane w działalności straży pożarnej czy służb ochrony przeciwpożarowej. Wykorzystuje się je także w inteligentnych budynkach przy wspomaganiu obsługi Central Sygnalizacji Pożarowej. To jednak funkcje głównie pomocnicze. Poprzez stanowiska komputerowe, również te wchodzące w skład BMS-ów, operatorzy uzyskują dostęp do danych z centrali. Za pomocą odpowiedniego oprogramowania mogą też sterować działaniem wybranych elementów systemu przeciwpożarowego, np. wyłączać i włączać czujki. Dzięki połączeniu z bazą danych komputer w chwili alarmu automatycznie identyfikuje miejsce pożaru i dostarcza informacji - o trasach dojazdu wozów bojowych, drogach ewakuacji ludności, niebezpiecznych materiałach, procedurach postępowania itp. Każda centrala gaśnicza ma własną pamięć, w której gromadzi dane o swoim funkcjonowaniu. Ma również osobny panel sterowania, który można w każdej chwili wykorzystać, gdyby systemy komputerowe uległy awarii. Alarmowanie i przekazywanie danych odbywa się tradycyjnymi metodami - poprzez sygnały dźwiękowe, lampki kontrolne i system kodów cyfrowo-literowych, pozwalających na oznaczenie miejsca zagrożenia.

Technika w ludzkich rękach

Na zabezpieczenia przeciwpożarowe w tzw. budynkach inteligentnych trzeba patrzeć kompleksowo. Budynki te, przy uwzględnieniu całej ich specyfiki, nie mogą być traktowane w sposób wyjątkowy. Tak jak inne muszą podlegać tym samym, uznanym regułom ochrony przeciwpożarowej. Ochrona przeciwpożarowa to spójny system rozwiązań technicznych, organizacyjnych i prawnych. W różnych krajach każdy z tych elementów może być co najwyżej inaczej akcentowany.

Polska musi dopracować się własnego systemu ochrony przeciwpożarowej. Tworzony od początku lat 90., powinien uwzględniać miejscowe uwarunkowania - ekonomiczne, techniczne, a nawet społeczne. Nie można przenosić wyrywkowo poszczególnych, fragmentarycznych rozwiązań sprawdzonych w systemach innych krajów. Każdy ma własne preferencje, do których są dostosowywane poszczególne normy i zasady działania, np. uprawnienia służb kontrolnych. W niektórych krajach strażak, który stwierdzi nieprawidłowości, ma prawo od razu zamknąć cały obiekt. U nas musi uruchamiać rozbudowaną procedurę administracyjną.

Bardzo ważną rolę w ochronie przeciwpożarowej odgrywa sfera organizacyjna. Należy zmierzać w kierunku ustawowego obowiązku zatrudniania inspektora ochrony przeciwpożarowej. Zakłady pracy mają obowiązek zatrudniania inspektora bhp.

To samo powinno dotyczyć ochrony przeciwpożarowej, przynajmniej w tych obiektach, w których występuje największe zagrożenie dla ludzi - w szpitalach, hotelach, centrach handlowych, centrach biurowych, kinach, teatrach.

Budynki inteligentne - ze względu na wysokość i kubaturę - to z założenia budynki niebezpieczne. Muszą się w nich znajdować urządzenia techniczne, które zapewniają ich sprawne i ekonomiczne funkcjonowanie - kontrolują działanie różnych instalacji, pozwalają na zdalne nim sterowanie. Ale muszą być też i ludzie, którzy będą potrafili je obsługiwać.

Brakuje nam dostatecznych regulacji prawnych. Kwestia obsługi skomplikowanych systemów ochrony przeciwpożarowej w budynkach inteligentnych zależy od decyzji właściciela lub administratora. W niektórych miejscach są zatrudnieni strażacy, którzy pełnią całodobowe dyżury, w innych nierzadko emeryci, którzy pracują na pół etatu jako ochroniarze.

Mł. bryg. Antoni Celej, naczelnik Wydziału Kontrolno-Rozpoznawczego Komendy Powiatowej Państwowej Straży Pożarnej w Warszawie

Inteligencja zapożyczona

Budynki inteligentne rozbudzają wyobraźnię artystów. W książce Philipa Kerra "The Grid" system komputerowy przejmuje pełną kontrolę nad tym, co się dzieje w biurowcu. Ma też do zrealizowania własny cel: uśmiercić wszystkich przebywających w nim ludzi. To system inteligentny, uczący się. Według projektantów, miał wykorzystywać swoje zdolności do zapewniania pracownikom komfortowych warunków pracy: w odpowiednim momencie włączać ulubioną muzykę, ustawić klimatyzację wg indywidualnych upodobań, uruchomić ekspres do kawy przed stałą przerwą w pracy. Żelazne reguły logiki zaimplementowanego oprogramowania doprowadziły go do wniosku, że ulubionym zajęciem ludzi jest zabijanie, skoro z takim upodobaniem oddają się wojennym . Postanowił wyjść naprzeciw tym oczekiwaniom, wykorzystując do tego celu arsenał dostępnych mu środków: zrzucanie windy z ostatniego piętra, zalanie pomieszczenia, uwalnianie gazu w korytarzach itp.

W rzeczywistości budynki inteligentne są inteligentne inteligencją swoich projektantów. Zainstalowane w nich urządzenia nie podejmują decyzji za człowieka. Nawet jeśli w określonych okolicznościach mają zadziałać, same się uruchomić, to dlatego że wcześniej człowiek podjął decyzję, jak i kiedy to ma się stać, określił warunki ich funkcjonowania. To człowiek, posługujący się dostępną mu wiedzą, musi określić algorytmy postępowania i wyposażyć w nie automaty.

Tradycyjnie walka z pożarem zaczyna się z chwilą jego powstania. W budynku inteligentnym musi zostać zakończona, zanim się on w ogóle pojawi: z chwilą wykonania projektu systemu przeciwpożarowego. Ciężar walki z zagrożeniem przenosi się z bezpośredniego tłumienia ognia na przewidywanie możliwych scenariuszy rozwoju wydarzeń. Do tego potrzebne są: inteligencja i specjalistyczna wiedza.

Dużym problemem w systemach przeciwpożarowych były fałszywe alarmy. Wcześniejsze czujki pożarowe reagowały tylko na dwa przeciwstawne stany: jest ogień lub dym lub go nie ma. Dzisiaj w powszechnym użyciu są już zaawansowane technologicznie czujki interaktywne. Każda czujka ma zakodowane w swojej pamięci informacje o typowym przebiegu poszczególnych rodzajów pożarów w konkretnym środowisku. Znajdujący się w niej procesor umożliwia porównywanie danych z otoczenia z wprowadzonymi informacjami o objawach palenia się np. plastiku czy drewna w pomieszczeniu biurowym lub w stolarni czy hali fabrycznej. Algorytmy zaimplementowane w pamięci czujek mogły powstać tylko w wyniku wieloletnich badań zjawiska pożaru, prowadzonych w różnych warunkach i okolicznościach.


TOP 200