Smoke Detector
การตรวจจับอัคคีภัยเป็นมาตรการเฝ้าระวังอัคคีภัยโดยใช้ Smoke Detector เทคนิคทางกลตรวจจับความเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นระหว่างมีการลุกไหม้เป็นไฟ (Fire Development Stages) แล้วส่งสัญญาณออกมาเพื่อเป็นการเตือนภัย หรือสั่งการอย่างใดอย่างหนึ่งเพื่อยุติเหตุก่อนจะเกิดอัคคีภัยหรือการลุกลาม
จุดประสงค์หลักของการตรวจจับอัคคีภัยคือกระตุ้นให้มีการตอบโต้สัญญาณเตือนที่เกิดขึ้นเช่น ดับเพลิงทั้งแบบปกติทั่วไปและ/หรือด้วยอุปกรณ์อัตโนมัติ อพยพคนออกจากพื้นที่นั้น ขนย้ายทรัพย์สิน หยุดการผลิต ฯลฯ และเพื่อให้เกิดความเข้าใจเรื่องของการ ตรวจจับอัคคีภัยดียิ่งขึ้นขออธิบายขั้นตอนการเกิดไฟซึ่งมีด้วยกัน 4 ขั้นตอนแสดงดังรูปที่ 1 ดังต่อไปนี้
1. ขั้นเริ่มต้น (Incipient Stage) เริ่มมีการเผาไหม้ในขั้นแรกสุดแต่ไม่สามารถสังเกตผลผลิตของไฟ (Products of fire) ได้ไม่ว่าจะเป็นควัน เปลวไฟ หรือปริมาณความร้อนที่วัดค่าได้(Appreciable heat) ค่าอันตรายโดยเฉลี่ยจะอยู่ในระดับ “ไม่มีอันตราย” (No hazard)
2. ขั้นมีควัน (Smoldering Stage) เริ่มมีควัน แต่ยังไม่มีเปลวไฟหรือปริมาณความร้อนที่วัดค่าได้ ค่าอันตรายโดยเฉลี่ยจะอยู่ในระดับ“อันตรายปานกลาง” (Moderate hazard)
3. ขั้นมีเปลวไฟ (Flame Stage) เริ่มมีเปลวไฟทำให้มองเห็นว่าเป็นไฟแต่ยังไม่สามารถวัดค่าความร้อนได้ทว่าอุณหภูมิเริ่มสูงขึ้นเรื่อยๆค่าอันตรายโดยเฉลี่ยจะอยู่ในระดับ “อันตรายปานกลาง” (Moderate hazard) จนถึง “อันตรายมาก” (Major hazard)
4. ขั้นมีความร้อน (Heat Stage) มีความร้อนที่สามารถวัดค่าได้เกิดขึ้นแล้วและเริ่มมีการลุกลามจนไม่สามารถควบคุมได้ ค่าอันตรายโดยเฉลี่ยอยู่ในระดับ “อันตรายมาก”(Major hazard) ระยะห่างระหว่าง Incipient Stage และ Smoldering Stage จะกินเวลานับเป็นนาทีหรือนับเป็นชั่วโมงระยะห่างระหว่าง Flame Stage และHeat Stage จะกินเวลานับเป็นนาทีหรือวินาที [1] [2]
Smoke Detector รูปที่ 1 แสดงขั้นตอนการเกิดการลุกไหม้ของอัคคีภัย (Fire Development Stages)
สำหรับไฟประเภท B บางชนิด Heat Stage จะเกิดขึ้นหลังจาก Incipient Stage อย่างกระชั้นชิด นั่นคือ นับตั้งแต่เริ่มมีการเผาไหม้ขั้นแรกสุดจนถึงการเกิดไฟลุกลามจะกินเวลาไม่ถึงหนึ่งนาทีตามแนวทางอุดมคติ การตรวจจับอัคคีภัยจะต้องทำให้ได้ในช่วงที่ไฟกำลังอยู่ในขั้นของ Smoldering Stage เพราะหลังจากนั้นแล้วแทบจะไม่มีผลอะไรเนื่องจากมีเวลาน้อยมากที่จะกระทำการตอบโต้อย่างได้ผล ไม่ว่าจะเป็นการดับไฟหรือการอพยพ พูดง่ายๆ ถ้าทางเลือกอยู่ที่การดับเพลิง เราจะต้องตัดวงจรของการเกิดไฟไว้ที่ขั้นของ Smoldering Stage อย่างน้อยที่วินาทีสุดท้ายของขั้นตอนนี้ก็ยังดีกว่าจะปล่อยให้ไฟไหม้ไปถึง Flame Stage และหากทางเลือกอยู่ที่การหนีไฟ เราก็จะต้องมีมาตรการตรวจจับและส่งสัญญาณเตือนให้มีการหนีก่อนที่จะมีการลุกลามไปถึงขั้น Flame Stage และ Heat Stage
อุปกรณ์ตรวจจับอัคคีภัย (Fire Detection Device)
อุปกรณ์ตรวจจับอัคคีภัยจัดเป็นอุปกรณ์เริ่มต้น (Initiating Device) ของระบบแจ้งเหตุเพลิงไหม้ทำงานร่วมกับอุปกรณ์หลักในระบบอีก 3 ส่วน ได้แก่ อุปกรณ์แจ้งเตือน (Notification Device) แหล่งจ่ายกำลังไฟฟ้า (Power Supply)
ตู้ควบคุม(Control Panel) โดยทั่วไปแล้ว อุปกรณ์เริ่มต้นจะประกอบด้วยอุปกรณ์ตรวจจับความร้อน ควันไฟ เปลวไฟ และอุปกรณ์ที่เป็นตัวกำเนิดสัญญาณเตือนภัยที่ติดตั้งอยู่กับอุปกรณ์อื่นๆ เช่น วาล์วประกอบสำหรับเครื่องสูบน้ำดับเพลิง วาล์วในระบบหัวกระจายน้ำดับเพลิงแบบอัตโนมัติ ฯลฯ โดยแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ
1. แบบควบคุมด้วยมือ (Manual Type) เป็นอุปกรณ์ส่งสัญญาณแจ้งเตือนเหตุเพลิงไหม้โดยกระตุ้นด้วยการดึง (Pull Manual Station) หรือการทุบกระจก (Break Glass) และกดปุ่มสัญญาณด้วยคน เมื่อมีการกระตุ้นโดยวิธีดึงหรือกดจะทำให้สวิตช์ทำงานและส่งสัญญาณไปยังแผงควบคุม โดยปกติอุปกรณ์เริ่มต้นแบบมือนี้จะติดตั้งสูงจากพื้นไม่เกิน 1.50 เมตร และติดตั้งห่างกันไม่เกิน 65 เมตร ซึ่งโดยทั่วไปจะติดตั้งที่ทางออกของพื้นที่หรือใกล้กับตู้สายฉีดน้ำดับเพลิงประจำชั้น
2. แบบอัตโนมัติ (Automatic Type) เป็นอุปกรณ์เริ่มต้นที่ทำการส่งสั ญญาณแจ้งเตือนเหตุเพลิงไหม้โดยอัตโนมัติ อุปกรณ์เริ่มต้นอัตโนมัติมีดังต่อไปนี้
1. อุปกรณ์ตรวจจับความร้อน
2. อุปกรณ์ตรวจจับควัน ไฟ
3. อุปกรณ์ตรวจจับเปลวไฟ
1. อุปกรณ์ตรวจจับความร้อน (Heat Detector) อุปกรณ์ตรวจจับความร้อนเป็นอุปกรณ์เริ่มต้นในระบบการเตือนอัคคีภัย โดยทั่วไปแล้ว
มีอยู่ด้วยกัน 3 ชนิด คือ [3]
1.1 อุปกรณ์ตรวจจับความร้อนแบบคงที่ (Fixed Temperature) จะทำงานตรวจจับอัคคีภัยเมื่ออุณหภูมิภายในพื้นที่ที่ติดตั้งสูงขึ้นถึงจุดที่ตั้งไว้ล่วงหน้าโดยที่ตัวอุปกรณ์อยู่ในตำแหน่งที่สัมผัสความร้อนนั้นโดยตรง
1.2 อุปกรณ์ตรวจจับความร้อนที่เพิ่มขึ้นจนถึงจุดที่ตั้งไว้ (Rate Compensate) จะทำงานตรวจจับอัคคีภัยเมื่ออุณหภูมิภายในพื้นที่ที่ติดตั้งสูงขึ้นถึงจุดที่ตั้งไว้ล่วงหน้าซึ่งอุปกรณ์สามารถตรวจจับความร้อนบริเวณรอบๆ จุดที่ติดตั้งห่างออกไปได้ในระยะที่กำหนดไว้ได้
1.3 อุปกรณ์ตรวจจับความร้อนที่เพิ่มขึ้นตามสัดส่วนที่ตั้งไว้ (Rate of Rise) จะทำงานตรวจจับอัคคีภัยเมื่ออุณหภูมิภายในพื้นที่ที่ติดตั้งสูงขึ้นแต่ไม่มีการตั้งไว้ล่วงหน้าว่าจะตรวจจับ ณ ที่อุณหภูมิใดอุณหภูมิหนึ่ง เป็นการตรวจจับเมื่อมีแนวโน้มว่าอุณหภูมิภายในพื้นที่นั้นขยับสูงขึ้นเรื่อยๆ ตามสัดส่วน (องศาต่อนาที) ปัจจุบันผู้ผลิตหลายรายได้เอาอุปกรณ์สองชนิดมารวมกันเป็นชุดเดียวเรียกว่าอุปกรณ์ตรวจจับความร้อนแบบรวม (Combination Heat Detector) ซึ่งมีการตรวจจับความร้อนแบบคงที่และแบบการเพิ่มของอุณหภูมิรวมอยู่ภายในอุปกรณ์เดียวกัน ทั้งนี้ ในการทำงานของอุปกรณ์แบบความร้อนคงที่นั้น อุปกรณ์จะทำงานเมื่อความร้อนถึงจุดที่กำหนดไว้ โลหะที่จับยึดที่จุด F จะเกิดการหลอมละลายซึ่งสปริงที่จุด G จะทำงานแล้วแกนจะเลื่อนตัวไปกระแทกกับจุด D ทำให้หน้าสัมผัสของจุด D และจุด E เชื่อมต่อถึงกันส่งผลให้ระบบเกิดการทำงาน สำหรับการทำงานแบบการเพิ่มอุณหภูมิความร้อนนั้น อุปกรณ์จะทำงานเมื่ออุณหภูมิภายในพื้นที่เพิ่มขึ้น 8 องศาเซลเซียสภายในเวลา 1นาที ซึ่งอากาศที่อยู่ภายในห้อง A จะเกิดการขยายตัวมีผลทำให้แผ่นไดอะแฟรมที่จุด C มีการเคลื่อนตัวขึ้นแล้วหน้าสัมผัสของจุด D กับจุด E จะสัมผัสกันและจะส่งสัญญาณกลับไปที่ระบบควบคุมต่อไปอุปกรณ์ตรวจจับความร้อนจะมีการเลือกค่าอุณหภูมิการทำงานเพื่อใช้ในการออกแบบติดตั้งในแต่ละพื้นที่ป้องกันที่แตกต่างกัน โดยรายละเอียดการเลือกอุปกรณ์ตรวจจับความร้อนให้เป็นไปตามตารางที่แสดงไว้ข้างล่างนี้
อุปกรณ์ตรวจจับควันไฟเป็นอุปกรณ์เริ่มต้นที่นิยมใช้กันมากที่สุด ทำการตรวจจับควันไฟที่เกิดขึ้นจากการเผาไหม้ซึ่งสามารถแยกได้เป็น 3 ประเภทตามวิธีการตรวจจับควันไฟ ต่อไปนี้
2.1 แบบประจุไฟฟ้า (Ionization Type) ทำงานโดยอาศัยการตรวจวัดการนำกระแสไฟฟ้าของประจุไฟฟ้า (Ion) ที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดภายในตัวอุปกรณ์นั้นอยู่ตลอดเวลา เมื่อมีควันไฟผ่านเข้ามาในห้องตรวจจับ (Detection Chamber) ของอุปกรณ์ ประจุไฟฟ้าจะไปเกาะติดกับอนุภาคของควันไฟ ทำให้ปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านภายในวงจรมีค่าลดลง รูปแบบการทำงานแสดงไว้ในรูป อุปกรณ์ชนิดนี้ ปกติจะใช้ติดตั้งภายในบริเวณที่มีไฟลุกไหม้อย่างรวดเร็วและมีควันแบบเจือจาง ไม่แนะนำให้ใช้นอกสถานที่หรือบริเวณที่ความชื้นสูง มีสภาพลมแรงมีฝุ่นหรือในครัวอาคาร
2.2 แบบพลังแสง (Photoelectric Type) อุปกรณ์ตรวจจับแบบพลังแสง แบ่งตามลักษณะการตรวจจับเป็นแบบจุด (Spot Type) และแบบต่อเนื่อง (Linear Type) รูปข้างบนแสดงลักษณะการทำงานโดยอาศัยการหักเหของแสงที่ปล่อยออกมาแหล่งกำเนิด (Photo cell) ไปกระทบกับอนุภาคของควัน แล้วตกไปที่อุปกรณ์รับแสง เมื่อมีควันลอยเข้ามาในช่องรับควันของอุปกรณ์ ไม่ว่าจะเป็นในลักษณะบังหรือเป็นเงาสะท้อนก็จะเกิดการเปลี่ยนแปลงของลำแสงดังกล่าวซึ่งจะกระตุ้นให้อุปกรณ์เกิดการทำงานขึ้น อุปกรณ์ชนิดนี้เหมาะสำหรับติดตั้งภายในอาคารเพื่อตรวจจับไฟที่มีควันเจือจางหรือมองไม่เห็นในขั้น Smoldering Stage แต่ไม่เหมาะที่จะติดตั้งนอกสถานที่หรือบริเวณที่มีฝุ่นละอองหนาแน่น
2.3 แบบตรวจสอบตัวอย่างอากาศ (Air Sampling) มีความละเอียดอ่อนและให้ผลในเชิงป้องกันสูง โดยจะมีการดูดอากาศในบริเวณติดตั้งอุปกรณ์ชนิดนี้เข้าห้องตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง หากตัวอย่างอากาศที่ทำการทดสอบนั้นมีส่วนผสมของควันก็จะมีความหนาแน่นเกินค่ากำหนดที่ตั้งไว้ทำให้อุปกรณ์ตรวจจับก็จะเริ่มต้นทำงานทันที
3. อุปกรณ์ตรวจจับเปลวไฟ (Flame Detector) อุปกรณ์ตรวจจับเปลวไฟ เป็นอุปกรณ์เริ่มต้นที่ทำการตรวจจับรังสีอินฟราเรดและรังสีอุลตราไวโอเลตที่เกิดจากเปลวไฟของเพลิงไหม้การเลือกอุปกรณ์ตรวจจับเปลวไฟเพื่อใช้ติดตั้งในพื้นที่ป้องกัน ควรปรึกษาผู้ผลิตในการเลือกประเภทของการตรวจจับ เพื่อให้เหมาะสมกับสภาพงานจริงๆ ที่จะทำการติดตั้ง การเลือกผิดประเภทจะทำให้การตรวจจับเปลวไฟมีความผิดพลาดและเกิดการแจ้งเตือนที่ผิดพลาดเช่นกันเท่าที่มีใช้งานอยู่ในปัจจุบัน อุปกรณ์ตรวจจับเปลวไฟมีอยู่ด้วยกัน 3 ชนิด คือ
3.1 Infrared Flame Detector สำหรับตรวจจับรังสีอินฟราเรด (IR) และแสงที่เกิดจากเปลวไฟในช่วงเวลา 3-5 วินาที นิยมใช้กันในบริเวณที่มีความเสี่ยงสูงต่อการเกิดเพลิงไหม้จากเชื้อเพลิงประเภทไฮโดรคาร์บอน เช่น น้ำมันเชื้อเพลิง ก๊าซแอลพีจี ฯลฯ แต่ไม่เหมาะสมในการใช้ตรวจจับไฟจากเชื้อเพลิงประเภทโพลาร์โซลเว้นท์หรือประเภทก๊าซความดันสูง รวมทั้งไฟที่ลุกในขั้น Smoldering Stage
3.2 Ultraviolet Flame Detector สำหรับตรวจจับความยาวคลื่นของรังสีอุลตร้าไวโอเลต (UV) ที่เกิดจากเปลวไฟในช่วงเวลา 0.1 วินาทีเหมาะสำหรับการตรวจจับอัคคีภัยที่ลุกไหม้อย่างรวดเร็ว ติดตั้งได้ทั้งในและนอกสถานที่เทียบกับเครื่องตรวจจับรังสีอินฟราเรดแล้ว เครื่องตรวจจับรังสีอุลตร้าไวโอเลตสามารถตรวจจับได้เร็วกว่า แต่มีข้อจำกัดหลายประการเช่น ไม่สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในบริเวณที่มีแสงวาบรบกวน บริเวณที่มีฝุ่นหรือสิ่งสกปรกต่างๆ ในอากาศ ในขณะที่เครื่องตรวจจับรังสีอินฟราเรดไม่มีปัญหาในเรื่องนี้
3.3 UV/IR Flame Detector เป็นอุปกรณ์แบบผสมเพื่อตรวจจับรังสีอินฟราเรดและอุลตร้าไวโอเวตพร้อมกัน (แยกคนละหัวจับรังสี) โดยที่ผลการตรวจจับจะต้องออกมาว่า กรณีนั้นมีทั้งรังสี UV และรังสี IR จึงจะตอบรับและแสดงผลเป็นอัคคีภัย หากตรวจจับได้เพียง UV หรือ IR อย่างใดอย่างหนึ่ง อุปกรณ์จะไม่ตอบรับและจะไม่ส่งสัญญาณเตือนออกไป นิยมใช้กันมากตามโรงกลั่นน้ำมัน แท่นขุดเจาะ สนามบิน โรงเก็บอากาศยาน ฯลฯ [6]
ดังนั้นอุปกรณ์ตรวจจับอัคคีภัยจึงเป็นอุปกรณ์ที่ช่วยแจ้งเตือนภัยให้ผู้ใช้อาคารได้รับทราบเหตุการณ์การเกิดอัคคีภัยอย่างรวดเร็ว โดยจะทำให้ผู้ใช้อาคารได้รับทราบอย่างทั่วถึงและหลบหนีออกจากที่เกิดเหตุได้อย่างทันท่วงทีและนอกจากนี้ยังช่วยลดอัตราการสูญเสียทั้งชีวิตและทรัพย์สินได้อีกทางหนึ่งด้วย
