1. Systém protipožiarnej ochrany cestných tunelov

Tunel na cestných komunikáciách sa z hľadiska požiarnej bezpečnosti navrhuje, realizuje a užíva tak, aby v prípade vzniku požiaru v čase určenom technickými špecifikáciami zostala zachovaná jeho nosnosť a stabilita a aby sa:

  • umožnila bezpečná evakuácia osôb z horiaceho alebo požiarom zasiahnutého tunela na voľné priestranstvo alebo do iného požiarom neohrozeného priestoru, 
  • zabránilo šíreniu požiaru a dymu medzi jednotlivými požiarnymi úsekmi, 
  • umožnil odvod tepla a splodín horenia mimo tunela, 
  • umožnil účinný a bezpečný zásah hasičskej jednotky pri zdolávaní požiaru a vykonávaní záchranných prác.

2. Požiarno-technické zariadenia tunelov

Medzi tieto zariadenia patria najmä:

  • elektrická požiarna signalizácia, 
  • stabilné hasiace zariadenie,
  • hasiace prístroje, 
  • navádzací evakuačný systém, 
  • požiarne núdzové osvetlenie.

Elektrická požiarna signalizácia (EPS)

EPS v tuneloch zabezpečuje snímanie príznakov požiaru pomocou hlásičov požiaru a následne ovláda požiarno-technické zariadenia. V krátkych tuneloch do 300 m netreba túto signalizáciu inštalovať, ak je tunel zabezpečený videodohľadom a má riadiace centrum so stálou obsluhou. Tunely dlhšie ako 300 m musia byť stráženým priestorom, a tak musia byť vybavené EPS.

V tunelových rúrach zabezpečených EPS sa inštaluje lineárny tepelný hlásič a tlačidlové hlásiče s adresáciou, ktoré musia byť umiestnené pri vstupoch do chránených únikových ciest, v miestnostiach obsluhy a pri každej SOS kabíne. Nad núdzovým zálivom sa tiež umiestňuje lineárny tepelný hlásič alebo automatické hlásiče požiaru s adresáciou. Ostatné strážené priestory tunela sa vybavujú automatickými ­hlásičmi požiaru s adresáciou.

Stabilné hasiace zariadenie (SHZ)

Stabilným hasiacim zariadením musí byť v objektoch mimo tunelovej rúry a v objektoch tunela vybavený:

  • požiarny úsek káblového kanála, káblového priestoru a priestory medzi zdvojenými podlahami, v ktorých sú vedené káble, 
  • požiarny úsek vytvorený podľa čl. 5 písm. j) TP 04/2006, 
  • náhradný zdroj elektrickej energie, ktorý nie je umiestnený v ­samostatnom požiarnom úseku.

SHZ musí signalizovať svoju činnosť operátorskému pracovisku tunela so stálou obsluhou opticky aj akusticky. Ak je v tuneli inštalované SHZ a EPS, tak sa musí zabezpečiť súčinnosť týchto dvoch zariadení.

Hasiace prístroje

Povinnou súčasťou výbavy SOS kabín v stredných a dlhých tuneloch sú dva prenosné hasiace prístroje:

  • snehový CO2 – s náplňou 5 kg,
  • práškový – s náplňou 6 kg.

V krátkych tuneloch sa ich inštalácia odporúča. Vstup do SOS ­kabíny a zvesenie hasiaceho prístroja z držiaka musí byť signalizované v operátorskom pracovisku. Spôsob signalizácie je riešený v Centrálnom riadiacom systéme tunela.

Navádzací evakuačný systém

Navádzací evakuačný systém vytvára v prípade požiaru podmienky na orientáciu a evakuáciu používateľov tunela. Navádzací ­evakuačný systém tvorí:

  • požiarne núdzové osvetlenie,
  • značky poskytujúce informácie o smere úniku a vzdialenosti k núdzovému východu do chránenej únikovej cesty, zhromaždiska alebo východu na voľné priestranstvo,
  • označenie núdzových východov,
  • označenie polohy SOS kabíny,
  • tunelový rozhlas,
  • rozhlasové zariadenie s reproduktormi umiestnenými v chránených únikových cestách.

Požiarne núdzové osvetlenie

V tunelovej rúre musí byť nainštalované požiarne núdzové osvetlenie. Slúži v prípade požiaru ako núdzové osvetlenie nechránených únikových ciest v tunelovej rúre. Svietidlá tohto osvetlenia v tunelovej rúre sa musia umiestňovať na strane núdzových východov vo výške od 0,8 do 1 m nad povrchom chodníka a ich vzájomná vzdialenosť je najviac 25 m. Svietidlami požiarneho núdzového osvetlenia sa musia osvetliť najmä nechránené únikové cesty v blízkosti (do 2 m):

  • núdzového východu,
  • SOS kabíny,
  • bezpečnostnej a dopravnej značky,
  • hydrantu požiarneho vodovodu (ak je umiestnený na strane NV),
  • núdzového a otáčacieho zálivu.

3. Komunikačné, meracie a detekčné zariadenia tunelov

Komunikačné zariadenia tunela slúžia na zaistenie bezpečnosti a rýchle získanie informácií zo strany operátora, ale tiež účastníka dopravy v tuneli. Ich úlohou je poskytnúť zvukové a obrazové informácie. Týmito zariadeniami sú:

  • zariadenia núdzového volania,
  • videodohľad,
  • tunelový rozhlas,
  • rádiové spojenie pohotovostných služieb,
  • dopravné rádio,
  • centrálny riadiaci systém (CRS),
  • lineárny tepelný kábel,
  • snímače fyzikálnych veličín.

Zariadenia núdzového volania

Týmito zariadeniami sa myslia SOS kabíny, ktoré sa umiestňujú v blízkosti portálov a vnútri tunela do SOS výklenkov v odstupoch najviac 150 m. SOS výklenok sa môže vyhotovovať v kombinácii s hydrantom. SOS kabína musí byť v každom núdzovom zálive alebo najviac 10 m od neho.

Je základným prvkom bezpečnostného systému a slúži používateľovi tunela, aby bol v prípade núdze schopný spojiť sa s operátorom, opísať problém, ktorý nastal, alebo informovať čo najjednoduchším spôsobom, v akej oblasti potrebuje pomoc.

Otvorenie dverí a vstup osôb do SOS kabíny musí byť signalizované výstražným svetlom kabíny a ttiež zvukovým či svetelným signálom v dispečerskom pracovisku. Aktiváciu kabíny môže diaľkovo vyvolať aj operátor, čím môže „naviesť“ účastníka k jej použitiu.

V SOS kabíne sa obyčajne nachádza:

  • komunikačné zariadenie (telefón),
  • prenosné hasiace prístroje,
  • tlačidlový hlásič EPS,
  • elektrická zásuvka 230/400 V,
  • lekárnička prvej pomoci.

Videodohľad

Videodohľadom sa musia vybaviť všetky tunely s mechanickým vetracím systémom. Musí sa navrhnúť tak, aby pokrýval celú dĺžku tunela bez medzier vrátane zhromaždiska osôb a únikových ciest a aby bol orientovaný na miesto udalosti. Orientovaním na miesto udalosti sa rozumie automatické prepnutie kamier videodohľadu v dispečerskom pracovisku na miesto udalosti, ktorým môže byť vstup do SOS kabíny, použitie núdzového východu, aktivovanie EPS atď.

Dáva operátorovi okamžitý obraz o celkovej situácii v tuneli za bežnej prevádzky, ale najmä pri mimoriadnych alebo nehodových udalostiach. Operátor tak môže urobiť okamžitý a správny zásah. Súčasný vývoj naznačuje, že najefektívnejším a najrýchlejším technologickým prvkom na lokalizovanie a odstránenie požiaru ako najzávažnejšieho rizikového stavu v tuneli sú termokamery a kamery vybavené vysokocitlivým softvérom.

Termokamery pracujú na princípe infračerveného svetla a reagujú na otvorený oheň a tiež dym. Spracúvajú signál s vysokou citlivosťou s reakčným časom pod 3 sekundy. V kombinácii so systémom videomonitorovania FireVision sa zameriava hlavne na rýchlu detekciu dymu a prípadne následného požiaru (obr. 2 a 3). Veľkou výhodou oproti tradičným systémom je, že tento systém reaguje veľmi presne aj počas horúčav, veľkej prašnosti v tuneli alebo pri dopravnej špičke pri produkovaní veľkého množstva emisií.

Skúmanie obrazu z kamier prebieha oddelene pre dym a oheň, čo poskytuje dvojúrovňovú detekciu a bezpečnosť. Lokalizácia požiaru je najpresnejšia zo všetkých systémov, keďže pri vzniku mimoriadnej situácie dispečer dostáva okamžite obraz z úseku, kde sa dym alebo požiar zaznamenal.

Tunelový rozhlas

Tunelový rozhlas slúži na poskytovanie núdzových rozhlasových ­hlásení pre používateľov tunela, ktorí sa ocitli v nebezpečnej situácii a nevedia, čo robiť, prípadne sa nemajú ani v tuneli nachádzať. Musí sa inštalovať, ak má tunel riadiace centrum so stálou obsluhou. Rozhlasovými reproduktormi sa musia vybaviť chránené únikové cesty vrátane zhromaždísk osôb, v ktorých sa môžu dočasne unikajúce osoby zdržiavať, kým sa dostanú na voľné priestranstvo.

Rádiové spojenie pohotovostných služieb a dopravné rádio

Technológia tunela s dĺžkou nad 200 m musí byť vybavená ­bezdrôtovým rádiovým spojením. Systém bezdrôtového rádiového spojenia je určený na zabezpečenie nepretržitej rádiovej komunikácie účastníkov dopravy, medzi vozidlami polície, požiarnej služby, lekárskej záchrannej služby a údržby tunela so svojimi centrálami.

Rádiové spojenie treba zaistiť v tunelovej rúre, v únikových cestách, zhromaždiskách osôb a v zásahových cestách, ďalej v okruhu 150 m okolo tunelových portálov a všetkých iných príjazdov k ­tunelu. Okrem tohto spojenia je v tuneli umožnené počúvanie jednej verejnej stanice v FM pásme a spojenie mobilných telefónov GSM. Pre prípad riadenia zásahu pri mimoriadnej udalosti ohrozujúcej životy ľudí je na pultoch dispečingu možnosť prepnutia na kanály požiarnikov, záchranky a záchranného systému.

Okrem toho môže operátor v odôvodnených prípadoch vstúpiť do vysielania verejnej rozhlasovej stanice, potlačiť jej program a odovzdávať informácie účastníkom, ktorí vnútri tunela túto stanicu prijímajú. Účastníci mimo vozidla alebo ak nemajú v činnosti prijímač, takúto informáciu nemôžu prijať, a preto sa tunely vybavujú tunelovým rozhlasom.

Centrálny riadiaci systém (CRS)

Prostredníctvom CRS je spojená ústredňa videodohľadu s vybranými bezpečnostnými zariadeniami, ako sú SOS kabíny, hasiace prístroje, EPS, detekcia vozidiel atď., pričom poplachový monitor automaticky nasmeruje kameru na miesto, z ktorého bol vyslaný poplachový signál.

Z hľadiska požiarnej ochrany sa na CRS kladú najmä tieto požiadavky:

  • rýchla a spoľahlivá detekcia, lokalizácia a overenie požiaru v spolupráci so systémom EPS,
  • spracovanie a vyhodnotenie núdzových hlásení,
  • prenos signálu o mimoriadnej udalosti na operačné strediská zložiek IZS,
  • ovládanie a kontrola požiarneho vetrania,
  • ovládanie a kontrola požiarneho vodovodu (dostatok vody, ­pokles tlaku, stav ovládacích prvkov).

Požiar v tuneli sa signalizuje systémom EPS alebo vizuálne pomocou videodohľadu. Na overenie signálu z EPS v tunelovej rúre sa odporúča, aby bola informácia potvrdená aspoň jedným z nasledujúcich systémov:

  • meranie fyzikálnych veličín (opacity a CO),
  • videodohľad s automatickou detekciou incidentov.

CRS musí po signalizovaní požiaru automaticky alebo manuálne (operátorom) podľa naprogramovaných požiarnych scenárov spúšťať najmä:

  • poplachovú signalizáciu pre hasičov,
  • uzavretie tunela,
  • požiarne vetranie tunelovej rúry,
  • vetranie a osvetlenie únikových ciest,
  • požiarne núdzové osvetlenie.

Lineárny tepelný kábel (FibroLaser)

Systém FibroLaser kábla pozostáva z riadiacej jednotky a pripojeného senzorového kábla so skleným vláknom. Riadiaca jednotka vysiela do kábla laserový lúč. Sklené vlákno toto svetlo odráža a rozptyľuje ho čiastočne späť – rozdelené na Stokesove a anti-Stokesove signály (Ramanov efekt). Zatiaľ čo Stokesove signály majú skoro rovnakú intenzitu pri každej teplote, pri anti-Stokesových ­signáloch tieto hodnoty narastajú úmerne s teplotou.

Porovnávaním Stokesových a anti-Stokesových signálov riadiaca jednotka spoľahlivo vypočíta teplotu a miesto zdroja tepla (lokalizácia požiaru). Maximálna dĺžka kábla je až 4 km, pracovná teplota –30 až +90 °C, pri špeciálnom použití do 600 °C. Presnosť určenia miesta zo zvýšenou teplotou je cca 1,5 m.

Snímače fyzikálnych veličín

Snímače fyzikálnych veličín slúžia v prvom rade na riadenie prevádzkového vetrania a sekundárne ako pomocný zdroj doplňujúcich informácií pre EPS.

Merajú sa tieto veličiny:

  • koncentrácia neviditeľných emisií
  • koncentrácia CO,
  • koncentrácia viditeľných emisií – opacita,
  • smer a rýchlosť prúdenia vzduchu,
  • rozdiel barometrických tlakov na portáloch,
  • koncentrácia NO.

Opacita predstavuje mieru útlmu elektromagnetického žiarenia, ­jednoducho povedané viditeľnosti, a prezentuje koncentráciu ­viditeľných emisií. Týmito emisiami sú najmä sadze z dieselových motorov a dym vznikajúci pri horení.

Údaje o opacite sa používajú aj ako druhotné potvrdenie hlásenia požiaru z EPS. Meranie koncentrácie NO sa používa len vtedy, ak sa zabezpečuje filtrovanie emisií pred rozptylom do okolia. Na základe tejto koncentrácie sa aktivuje odsávanie a filtrovanie.

Záver

Každý cestný aj diaľničný tunel musí svojim používateľom zaisťovať vysokú mieru bezpečnosti. Preto sa v tuneloch navrhujú potrebné stavebné úpravy a inštalujú špeciálne technologické zariadenia na zvýšenie bezpečnosti premávky. Aj malá nehoda v tuneli môže na rozdiel od komunikácie na voľnom priestranstve prerásť do ­katastrofických rozmerov.

Preto je dôležité optimalizovať návrh bezpečnostného systému tunela tak, aby zbytočne svojou zložitosťou neviedol k zvýšeniu možných ľudských, prípadne technických chýb. Cieľom je, aby systém spoľahlivo slúžil na skoré a dôveryhodné sprostredkovanie všetkých potrebných informácií o okamžitom stave dopravnej situácie v tuneli a v prípade nehody umožnil bezpečnú evakuácia osôb z tunela.

Literatúra

[1]TP 04/2006 Požiarna bezpečnosť cestných tunelov, Technické podmienky, MDPT 2006

[2]SCHLOSSER, F. a kol.: Technológia stavebných prác. Žilina: Žilinská univerzita, EDIS 2005.

[3]STN 73 7507 Projektovanie cestných tunelov. Bratislava: SUTN 10/2007.

[4]DANIŠOVIČ, P.: Optimalizácia vybratých prvkov tunela. Diplomová práca. Žilinská univerzita, Stavebná fakulta, Katedra technológie a manažmentu stavieb, Žilina 2009.

[5]MARKULIAK, M.: Bezpečná prevádzka v cestných tuneloch, Záverečná práca. Žilinská univerzita, Stavebná fakulta, Katedra technológie a manažmentu stavieb, Žilina 2008

[6]Kolektív autorov: Riadenie prevádzky tunelov. Tunely v cestnom hospodárstve. Žilina: Žilinská univerzita, EDIS 2007.

Príspevok je vypracovaný s podporou Štrukturálnych fondov EÚ v rámci projektu Centrum výskumu v doprave. Kód ITMS projektu: 26220220135.

„Podporujeme výskumné aktivity na Slovensku/Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ“

 

Ing. Peter Danišovič
Ing. Pavol Kudela

Žilinská univerzita v Žiline, Stavebná fakulta,
Katedra technológie a manažmentu stavieb