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Interaction entre les systèmes d'alarme incendie et les ascenseurs

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Dispositif d'amorçage de type tirette avec chemin de câbles Wiremold lorsqu'il n'est pas possible de dissimuler les fils dans un mur en béton existant

Un aperçu de la façon dont les commandes d'alarme incendie, de gicleurs et d'ascenseur fonctionnent ensemble conformément aux mandats actuels du code des incendies et de l'électricité

La technologie des ascenseurs a évolué au fil des ans dans le sens d'une performance et d'une sécurité accrues. Les premières versions étaient essentiellement des affaires de corde et de panier, avec une perte d'intégrité mécanique entraînant probablement la mort de l'utilisateur. Une grande avancée s'est produite en 1852, quand Elisha Otis a inventé l'ascenseur de sécurité. Si le câble de levage se cassait ou si la poulie tombait en panne, la cabine ne tomberait pas, grâce à un dispositif activé par ressort qui engagerait les rails de guidage, ce qui est devenu une sécurité moderne. Ce développement a éliminé toute une classe de modes de catastrophe potentiels, mais un danger majeur a persisté tout au long des années 1960.

En cas d'incendie, une ou plusieurs têtes de gicleurs s'ouvriront, libérant une quantité d'eau extraordinaire. En général, cela suffira à éteindre le feu avant qu'il ne se propage, à condition qu'il y ait une distribution adéquate des têtes de gicleurs et un approvisionnement en eau suffisant. Il est toutefois possible qu'en raison de l'intensité de l'incendie et de l'abondance de l'approvisionnement en combustible, le rejet d'eau n'éteigne pas un incendie. De plus, si la tête de gicleurs était située à côté d'une porte d'ascenseur, il serait possible que la libération d'eau court-circuite le bouton d'appel d'ascenseur, un interrupteur normalement ouvert, amenant la cabine d'ascenseur à un étage affecté. La porte automatique, dès son ouverture, exposerait les occupants de la voiture à une explosion de feu aux conséquences tragiques.

Ces événements se produiraient avant les années 1970, lorsque les fonctions des ascenseurs sont devenues plus intégrées aux systèmes d'alarme incendie des bâtiments. Une partie du protocole d'exploitation est venu pour inclure des éléments qui pourraient empêcher la chaîne d'événements ci-dessus. Nous examinerons comment les commandes d'alarme incendie, de gicleurs et d'ascenseur fonctionnent ensemble conformément aux mandats actuels du code des incendies et de l'électricité. Premièrement, il est nécessaire de considérer les exigences des systèmes d'alarme incendie modernes et la manière dont elles sont mises en œuvre sur une base de conception/construction. Ensuite, nous décrirons le(s) branchement(s) de l'ascenseur.

Il est important de noter que le système d'alarme incendie qui fournit la protection que nous envisageons consiste en bien plus qu'une chaîne de détecteurs de fumée de type résidentiel, même s'ils sont câblés ensemble pour fonctionner de concert. Bien que ceux-ci puissent fournir une protection suffisante pour une maison unifamiliale ou même un immeuble d'habitation à plusieurs occupants, ils sont loin de la protection requise pour un bâtiment public, surtout s'il est équipé d'un ou plusieurs ascenseurs.

Un système d'alarme incendie entièrement fonctionnel se caractérise par la présence d'un panneau de commande central. Une caractéristique importante de ce type de système est que tous les éléments sont supervisés en continu. De manière catégorique, cela ne signifie pas qu'un individu s'assoit devant un moniteur et surveille un événement d'alarme. Au contraire, la surveillance est effectuée électroniquement et aucune intervention humaine n'est requise à moins qu'un état anormal ne se produise.

Le système d'alarme, tel que rapporté par le panneau de commande central, sera dans l'un des trois états au moins :

  • Normal, dans lequel il n'y a pas d'événement d'alarme et tous les éléments du système sont entièrement fonctionnels
  • Alarme, dans laquelle un ou plusieurs des dispositifs de déclenchement détectent une quantité anormale de fumée ou de chaleur : les dispositifs d'alarme sonneront et le panneau de commande, à son interface utilisateur alphanumérique, signalera la condition.
  • Problème, si la capacité de surveillance électronique détecte une perte de fonctionnalité dans le système mais aucune preuve directe d'incendie.

Il existe deux types de systèmes d'alarme incendie en usage aujourd'hui – conventionnels et adressables. Le système adressable a été développé dans les années 1990 et se retrouve dans les installations nouvelles et modernisées. Les systèmes conventionnels sont courants dans les installations plus anciennes (« anciennes »), y compris les petits bâtiments où une mise à niveau n'a pas semblé justifiée. Il est possible de mettre à niveau un système conventionnel vers un statut adressable sans remplacer tout le matériel. Le panneau de commande existant est conservé avec de nouvelles cartes de circuits imprimés, et le chemin de câbles métallique dans tout le bâtiment reste en place. Dans le cadre de la mise à niveau, un nouveau câblage est retiré, des têtes et des bases adressables sont ajoutées et le panneau de commande est reprogrammé.

Tout d'abord, nous décrirons la structure et le fonctionnement d'un système d'alarme incendie conventionnel typique. Il existe de nombreux fabricants. Il est remarquable à quel point leurs systèmes sont similaires, à l'exception des détails de programmation. (Le matériel, cependant, n'est pas interchangeable.) Les éléments d'un système conventionnel comprennent un panneau de commande central, un réseau de dispositifs d'initiation et un réseau d'appareils de notification.

Les dispositifs d'amorçage couramment rencontrés sont les détecteurs de fumée, les détecteurs de chaleur et les postes d'appel. Électriquement, ce sont essentiellement les mêmes, bien qu'ils prennent des formes différentes. Ils sont câblés en chaînes parallèles appelées « zones » et peuvent être dans l'un des deux états suivants : sans alarme (éteint ou non conducteur) et alarme (activé ou conducteur). La tirette est un simple interrupteur activé ou placé en état d'alarme en lançant un interrupteur pour l'allumer. Fréquemment, le boîtier a un panneau de verre avant qui doit être cassé avant l'activation. (Cela aide à dissuader les vandales de créer une fausse alarme, car il a été découvert qu'ils réfléchiront à deux fois avant de casser le verre.)

Les dispositifs initiateurs sont câblés dans un ou plusieurs circuits, ou zones. Si tous les dispositifs de déclenchement sont à l'état éteint, le système ne passera pas en alarme. Si un appareil individuel devient conducteur, le système se mettra en alarme. Chaque zone est câblée séparément au panneau de commande et connectée à une paire de bornes à vis sur un bornier à l'intérieur du boîtier, après quoi le câblage interne connecte chaque zone à une carte de circuit imprimé séparée. Ces cartes sont installées dans des emplacements et peuvent être facilement remplacées si nécessaire. Chaque zone est câblée à travers deux conducteurs, qui sont pêchés à travers le système de chemins de câbles en métal de sorte que les dispositifs d'amorçage soient connectés en guirlande dans un couloir ou une zone d'un bâtiment selon les besoins pour assurer la protection contre les incendies.

La plupart des conducteurs de dispositif d'amorçage fonctionnent à 24 VCC, de sorte que le système est qualifié de puissance limitée. Un conducteur est négatif et l'autre est positif. Les deux sont isolés du sol. Le chemin de câbles en métal est mis à la terre grâce au connecteur situé sur le châssis du panneau de commande. La tension continue sur les conducteurs sert à deux fins : elle alimente les détecteurs de fumée à semi-conducteurs et fournit une tension de supervision pour les circuits du dispositif de déclenchement afin qu'ils puissent être surveillés par le panneau de commande. À tout moment pendant l'état normal, les zones sont surveillées pour les ouvertures et les courts-circuits à la terre (c'est-à-dire les défauts du chemin de câbles mis à la terre).

Un circuit ouvert peut être différencié de l'état normal, sans alarme, où tous les dispositifs d'amorçage sont à un niveau essentiellement de zéro ohm en raison d'un arrangement ingénieux dans lequel une résistance de fin de ligne dans la plage des kilohms faibles (variant selon le fabricant) est placé après le dispositif initiateur le plus éloigné du panneau de commande. Pour rester dans l'état normal, la centrale doit lire cette résistance à tout moment. La résistance de fin de ligne est placée dans la base du dispositif d'amorçage final. Au Canada, cette résistance doit être dans un boîtier séparé. En Europe, un condensateur de fin de ligne est utilisé. Un fabricant d'alarme incendie en Nouvelle-Zélande fournit un panneau de commande qui peut être programmé pour recevoir une résistance ou un condensateur.

Les appareils de notification peuvent être des avertisseurs sonores, des stroboscopes ou d'autres unités de signalisation. Les carillons peuvent être utilisés dans une infirmière home ou une installation similaire afin que les résidents ne soient pas dérangés. Les stroboscopes sont utilisés en conjonction avec des klaxons afin que les personnes malentendantes puissent être averties. Les appareils de notification nécessitent des conducteurs plus gros que les dispositifs d'amorçage, car il y a une consommation de courant assez importante lorsque tous les avertisseurs sont actionnés simultanément. En règle générale, il existe deux tensions : un niveau inférieur pour surveiller la zone et un niveau supérieur pour faire fonctionner les appareils lorsque le système passe en état d'alarme.

Les commentaires ci-dessus s'appliquent au système conventionnel. Ce système, il convient de noter, assure la surveillance des circuits internes du panneau de commande. Si une carte se détériore, un signal de panne sera généré. De plus, étant donné qu'il y a une sauvegarde de 24 V CC fournie par des batteries 6 ou 12 V câblées en série, un signal de panne sera généré si l'alimentation CA ou CC est perdue. Le système tombera en panne et il n'y aura pas de capacité d'alarme uniquement si les deux alimentations tombent en panne simultanément - un événement hautement improbable.

Le système d'alarme incendie adressable est une avancée certaine par rapport au système conventionnel. Il est arrivé sur la scène au milieu des années 1980 et domine le marché aujourd'hui. Dans le système classique, la centrale d'alarme incendie ne peut afficher que les informations qu'elle possède, qui, dans le cas d'une alarme, est la zone dans laquelle se trouve le dispositif d'amorçage conducteur. Dans un système adressable, chaque dispositif initiateur a une adresse numérique discrète. Le panneau de commande d'alarme incendie interroge chaque appareil toutes les quelques secondes pour vérifier son état ainsi que d'autres informations d'état.

Il n'est pas nécessaire d'inventorier une tête de remplacement distincte pour chaque emplacement. L'adresse est entrée dans chaque base d'appareil en insérant une carte de programmation ou en entrant l'adresse binaire d'une autre manière. Les instructions de programmation des bases et du panneau de commande d'alarme incendie sont contenues dans le manuel d'installation fourni avec l'équipement. Ces manuels sont également disponibles sur les sites Web de chaque fabricant.

Le panneau de commande est connecté à deux lignes téléphoniques, de sorte que le service d'incendie local et/ou une station de surveillance centrale répertoriée par Underwriters Laboratories Inc. seront avertis en cas d'état anormal. Les appels de test sont automatiquement lancés par le panneau de contrôle sur une base planifiée, et si l'une des lignes téléphoniques tombe en panne, un signal de panne sera généré afin que des mesures puissent être prises pour corriger la situation.

Il est impensable qu'un incendie se produise sans activer le système d'alarme, sans qu'un signal de panne ne soit d'abord généré, et c'est ce que l'on entend par la capacité de « surveillance » du système. De plus, le système d'alarme incendie est lié au système de gicleurs, de sorte que tout débit d'eau se traduit par une alarme incendie. Ainsi, chaque tête de gicleur devient, en effet, un dispositif d'amorçage supplémentaire, augmentant considérablement la fonctionnalité du système d'alarme incendie.

Pour concevoir ou installer des alarmes incendie, il est nécessaire d'avoir une connaissance assez complète des systèmes de gicleurs, car ils sont étroitement intégrés aux systèmes d'alarme incendie. Un système de gicleurs correctement conçu, installé et entretenu avec un approvisionnement en eau abondant éteint un incendie avant qu'il ne puisse se propager, et tout dégât d'eau sera bien moindre que la perte résultant d'un incendie propagé. Les gicleurs existent depuis longtemps. Au début des années 1800, ils ne consistaient qu'en une série de buses disposées sur les plafonds des usines et des installations industrielles. En cas d'incendie, les travailleurs devraient ouvrir une vanne pour libérer l'eau.

Cette disposition n'était pas satisfaisante en raison du retard dans l'amorçage de l'écoulement de l'eau et de la possibilité de gel. De plus, en raison de l'impraticabilité de la vanne de chaque tête, il pourrait y avoir des dégâts d'eau importants au-delà de la zone immédiate de l'incendie. De plus, le débit d'eau à l'endroit précis de l'incendie serait moins qu'optimal et il n'y aurait aucune protection pour le bâtiment lorsqu'il n'était pas surveillé. Ces défauts ont été éliminés en 1890 par l'invention de la tête d'arrosage automatique à disque de verre, toujours en usage aujourd'hui. Une ampoule de verre qui se briserait ou un alliage métallique qui fondrait à une température prédéterminée garantissait que l'eau ne serait libérée qu'en cas de besoin. Si le feu parvenait à se propager, des têtes supplémentaires s'activeraient et la plupart des incendies seraient rapidement éteints. Une fois que les humains ont vérifié que le feu est éteint, la vanne d'eau de la zone touchée peut être fermée et l'eau vidangée jusqu'à ce que de nouvelles têtes soient installées.

Pour être efficaces, les arroseurs doivent avoir un approvisionnement en eau abondant. Ceux qui ne connaissent pas le fonctionnement interne de ces systèmes supposent qu'ils sont simplement connectés à l'approvisionnement en eau domestique. Ce n'est pas le cas. Un tuyau latéral surdimensionné sans étranglement doit être acheminé à partir de la conduite principale, ou une alimentation en eau séparée (pas nécessairement potable) doit être connectée, via un gros tuyau, à un réservoir, un réservoir surélevé ou une autre alimentation.

Il existe deux types de zones de sprinklers, humides et sèches, qui peuvent coexister au sein d'un même bâtiment. Dans un système humide, la tuyauterie alimentant les têtes d'arrosage est directement connectée à l'alimentation en eau. Il est rempli d'eau et entièrement sous pression en tout temps, sauf lorsqu'il est intentionnellement vidangé. Dans un système sec, la tuyauterie de zone est remplie d'air pressurisé à un certain niveau prédéfini. Si la pression chute (par conception, à cause de l'ouverture d'une ou plusieurs têtes d'arrosage), une vanne automatique s'ouvrira. L'air s'échappant par la ou les têtes ouvertes permettra à l'eau de s'écouler.

À certains égards, le système humide est préférable. La distribution d'eau est instantanée, alors que dans le système sec, cela peut prendre jusqu'à une minute. Le système humide est en fait moins vulnérable à la corrosion, car dans le système sec, il y aura un mélange d'air humide et d'eau de condensation, ce qui est pire que l'eau entièrement sous pression (où il y a moins d'oxygène) du point de vue de la corrosion. Le gros avantage du système sec est qu'il est moins vulnérable au gel, bien que les points bas et la condensation dans le tuyau de dérivation puissent être problématiques.

Typiquement, dans le système sec, l'alimentation en eau sera à 160 psi en amont de la vanne automatique. Bien que cette pression soit supérieure à la pression d'air de la zone, la vanne automatique ne s'ouvrira pas à moins que la pression d'air ne chute à un certain niveau. Cela est dû à un flipper à ressort. Un compresseur d'air est connecté à la partie sèche de la tuyauterie, après la vanne de zone. Il peut être régulé pour maintenir une pression d'air prédéterminée, ou chaque zone peut avoir une vanne d'air et un manomètre afin que l'air puisse être ajouté manuellement.

La pression de fonctionnement du côté sec doit être réglée à environ 55 psi. S'il descend à 50 psi, de l'air peut être ajouté. S'il descend à 39 psi, une notification de problème apparaîtra sur le panneau de commande d'alarme incendie, avec l'affichage alphanumérique indiquant quelle zone est basse. Si la pression d'air chute à 31 psi (ce sont des valeurs typiques), le batteur se déclenchera et la zone sera inondée. Pourtant, il n'y aura pas de rejet d'eau, puisque les têtes d'arrosage restent fermées. Cependant, de l'eau sera libérée s'il y a un tuyau cassé qui a causé une perte d'air en premier lieu. De plus, le système d'alarme incendie entrera en état d'alarme et ses klaxons retentiront. Un appel automatique alertera le service d'incendie ou la station de surveillance centrale, les portes coupe-feu se fermeront, toute alimentation en gaz inflammable sera coupée et d'autres actions programmées dans le panneau de commande d'alarme incendie auront lieu.

Un système sec plus récent s'appuiera sur la notification de panne au panneau de commande d'alarme incendie pour alerter le personnel de maintenance pour ajouter de l'air, et trouver et corriger la fuite. Pour un système plus ancien qui peut avoir des milliers de pieds de tuyauterie en acier filetée, il peut être nécessaire de demander à quelqu'un de vérifier le manomètre d'air de chaque zone toutes les quelques heures et d'ajouter de l'air si nécessaire. Un journal est généralement conservé afin que les tendances puissent être notées et des mesures correctives prises. Parfois, une fuite lente est difficile à localiser et il est nécessaire d'inonder intentionnellement le système, en désactivant d'abord la zone affectée au niveau du panneau de commande d'alarme incendie. La désactivation d'une zone déclenche un signal de panne, la station de surveillance centrale doit donc être informée à l'avance.

Il y a des années, le débit d'eau dans un système de gicleurs passait à travers un gong alimenté à l'eau, produisant une alarme sonore. Maintenant, cela est accompli électriquement, au moyen d'un capteur de débit d'eau câblé au panneau de commande d'alarme incendie. De plus, un interrupteur d'autoprotection produira un signal de panne si la vanne d'eau de zone est fermée. En outre, il y a l'alerte de problème de manque d'air mentionné précédemment.

Ce sont les principales caractéristiques du système d'arrosage largement utilisé. Bien qu'ils ne soient pas requis dans toutes les occupations, les systèmes de gicleurs ajoutent une capacité aux systèmes d'alarme incendie et peuvent sauver des vies et des biens. Plusieurs systèmes du bâtiment, comme nous l'avons vu, interagissent avantageusement avec le système d'alarme incendie. L'un d'eux est le système d'un ou plusieurs ascenseurs que l'on trouve dans chaque bâtiment qui s'élève au-dessus de très peu d'étages.

Nous avons évoqué le problème d'une cabine d'ascenseur dont les passagers sont appelés précisément à l'étage qui est le théâtre d'un incendie brûlant. Le système d'alarme incendie empêche que cela se produise. Une autre action de protection, le déclenchement en dérivation, déconnecte l'alimentation électrique principale de l'ascenseur dans la salle des machines avant l'activation des gicleurs, si ces zones en sont équipées. Un dispositif d'amorçage thermosensible est placé à côté de la tête d'arrosage. Cet appareil a un seuil de température inférieur à celui de la tête d'arrosage, de sorte que l'alimentation de l'ascenseur sera coupée avant l'écoulement de l'eau. Cette action est d'une grande importance, car le débit d'eau empêchera les mécanismes de freinage des machines d'ascenseur de fonctionner et court-circuitera le câblage de commande électrique, perturbant ainsi les nombreuses fonctions de sécurité dont nous dépendons.

Deux autres actions d'urgence interviennent lorsqu'un incendie menace le fonctionnement normal des ascenseurs. Le rappel d'urgence de la phase I ramène les cabines d'ascenseur sans escale dans un endroit sûr en cas d'incendie. Il s'agit généralement du rez-de-chaussée. Cependant, si la condition d'alarme provient d'un dispositif initiateur à cet emplacement, un autre étage, choisi à l'avance, sera la destination. L'opération des pompiers de la phase II devient opérationnelle plus tard, après l'arrivée des intervenants. Il n'est disponible qu'après insertion d'une clé spéciale dans un interrupteur à clé de fonctionnement Phase II. La phase II remplace la phase I afin que les pompiers puissent contrôler manuellement l'ascenseur, y compris l'ouverture et la fermeture des portes. Il est important que les pompiers aient accès et contrôlent les ascenseurs au cours de leur travail. Ils doivent les utiliser pour accéder à certains étages qui peuvent être cruciaux pour neutraliser l'enfer. De plus, ils ont une formation spéciale, ils savent donc ce qu'il ne faut pas faire (c'est-à-dire se rendre à un étage fortement impliqué et ouvrir la porte de l'ascenseur, s'exposant ainsi à une explosion de feu).

Nous avons examiné le système d'alarme incendie et la façon dont il interagit avec les autres systèmes du bâtiment. De nombreux techniciens d'ascenseurs comprennent comment effectuer les branchements qui font partie de leur travail, mais lorsque le système est perçu pour la première fois comme agissant de manière erratique, une compréhension plus détaillée peut être nécessaire pour remettre les choses sur les rails et assurer un fonctionnement fiable dans les années à venir.

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David Herres est titulaire d'une licence de maître électricien du New Hampshire et a travaillé comme électricien dans le nord de cet État pendant de nombreuses années. Il s'est concentré sur l'écriture depuis 2006, ayant écrit pour des magazines tels que ELEVATOR WORLD, Electrical Construction and Maintenance, Cabling Business, Electrical Business, Nuts and Volts, PV Magazine, Electrical Connection, Solar Connection, Solar Industry Magazine, Fine HomeBâtiment Magazine et Engineering News.

monde de l'ascenseur | Couverture de mars 2012

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