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INSTITUTO ECUATORIANO DE SEGURIDAD SOCIAL
“CENTRO DE SALUD TIPO C2 MATERNO INFANTIL Y EMERGENCIA PARA LA CIUDAD DE CUENCA”
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CENTRO DE SALUD TIPO C2 MATERNO INFANTIL Y EMERGENCIA CUENCA “
MEMORIA TECNICA: INGENIERIA ELECTRONICA SISTEMA DE DETECCION DE INCENDIOS
ING. ALEJANDRO CASTRO C. DIRECCION NACIONAL DE INFRAESTRUCTURA Y EQUIPAMIENTO INSTITUTO ECUATORIANO DE SEGURIDAD SOCIAL
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CONTENIDO
1. NOMBRE DEL PROYECTO ...................................................................... 3 2. UBICACIÓN ............................................................................................ 3 3. ANTECEDENTES....................................................................................... 3 4. OBJETIVO GENERAL............................................................................... 3 5. OBJETIVOS ESPECIFICOS ....................................................................... 3 6. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO ............................................................. 4 7. DISEÑO DEL SISTEMA DE DETECCION DE INCENDIOS ...................... 10 8. APROBACION Y CERTIFICACION ....................................................... 26 9. MATRIZ CAUSA EFECTO ....................................................................... 27 10. NORMAS UTILIZADAS ........................................................................ 28 11. CERTIFICACIONES Y REQUERIMIENTOS ADICIONALES .................. 28 12. PROGRAMACIÓN, PUESTA EN MARCHA Y CAPACITACIÓN ....... 30 13. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ....................................... 31 14. PLANOS DEL DISEÑO ........................................................................ 32
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1. NOMBRE DEL PROYECTO CENTRO DE SALUD TIPO C2 MATERNO INFANTIL Y EMERGENCIA PARA LA CIUDAD DE CUENCA.
2. UBICACIÓN PERTENECIENTE A LA PARROQUIA VIRACOCHABAMBA, UBICADA EN EL CANTÓN CUENCA, PROVINCIA DEL AZUAY.
3. ANTECEDENTES Se requiere efectuar la construcción de un centro de salud tipo C2 materno infantil y emergencia para la ciudad de Cuenca y en tal sentido se deben incluir los sistemas de ingeniería electrónica, entre ellos el sistema de detección de incendios. Un sistema de detección de incendio constituye una herramienta importante para poder identificar el inicio de un posible incendio en las dependencias u oficinas de la edificación, brindando información del sitio o área en donde se ha detectado presencia de humo o activación de una estación de alarma. El diseño del sistema de detección de incendio ha tomado como base los planos arquitectónicos suministrados por los especialistas del área y que han sido debidamente aprobados.
4. OBJETIVO GENERAL Diseñar un Sistema Electrónico de Detección de Incendios para el Centro de Salud tipo C2.
5. OBJETIVOS ESPECIFICOS Determinar los aspectos generales del sistema de detección de incendio en referencia a sus componentes y elementos, tales como panel de control, módulos de control, detectores de humo, luces estroboscópicas, estaciones manuales y cableado.
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Permitir la detección temprana de presencia de humo producida por inicios de incendio y alertar al personal del centro de monitoreo para que se tomen las acciones pertinentes.
6. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO 6.1 Identificación de los propósitos del Sistema En cumplimiento del apartado B 2.2.3 de la NFPA (National Fire Alarm and Signaling Code), los objetivos mínimos a considerar para el presente diseño son: •
Que no haya pérdida de vidas humanas dentro de la infraestructura de todo el Centro de Salud.
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Para tal propósito, se propone un sistema electrónico de detección de incendios, integrado a otros sistemas electrónicos que forman parte del Centro de Salud.
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El sistema integral de detección de incendios, tiene el firme propósito de proveer una electrónica para detectar automática y tempranamente fuentes de ignición, alertar oportunamente a todos los ocupantes del Centro de Salud para una inmediata evacuación.
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El complemento sustancial para conseguir dichos objetivos, será la unidad colectiva de la comunidad que se beneficia de todos los servicios que ofrecerá el Centro de Salud, vecinos del barrio, autoridades y personal administrativo del Centro de Salud.
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Una vez detectadas las fuentes que pudieran dar inicio a un incendio, la electrónica del sistema activa los dispositivos de anunciación para una evacuación de emergencia oportuna, ágil y ordenada aún en las condiciones más adversas; notificando a tiempo el llamado de auxilio a la estación de bomberos más cercana.
6.2 Funcionalidad del Sistema En cumplimiento de lo dispuesto en el capítulo 4 de la NFPA 72, el diseño y las ingenierías han sido seleccionados para prioritariamente proteger y asegurar la vida de las personas, y en segundo plano la protección de la propiedad. El diseño del sistema será capaz, como mínimo de:
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Detectar tempranamente la presencia de fuego, para dar tiempo al personal capacitado del Centro de Salud y al Departamento de Bomberos para controlar y extinguir el fuego.
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Notificar a los ocupantes; atrayendo la atención de niños, personas con discapacidad y de la tercera edad, de que es necesario una evacuación ordenada de emergencia.
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Notificar a la estación de bomberos más cercana al Centro de Salud, en base de una llamada telefónica automática y un mensaje pre-grabado; evitando la intervención y acción humana en circunstancias de pánico.
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El sistema deberá integrarse con los sistemas de audio, ascensores y control de accesos ante un conato de incendio y además con los sistemas mecánicos de extinción de incendios.
6.3 Aplicación de la Normativa del Sistema El diseño cumple con la norma de la National Fire Alarm and Signaling Code (NFPA 72 Edición 2010), la National Electric Code (NEC), y la normativa local de la ciudad de Quito (Ordenanza 470). Todos los equipos, materiales, productos y/o servicios del sistema de detección de incendios constarán en una lista publicada por una organización oficial involucrada con la estandarización, homologación y certificación de productos y servicios de fabricantes de equipos y materiales para sistemas de detección de incendios; organizaciones que mantienen periódicas inspecciones y evaluaciones de calidad y cumplimiento de normas y estándares reconocidos a nivel mundial.
6.4 Autonomía de funcionamiento •
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El sistema está diseñado para operar autónomamente en caso de corte del servicio de la red comercial de energía y fallo en el encendido del generador. En cumplimiento del apartado NFPA 72 - 2010 10.5.6.3.1, el sistema seguirá operando por 24 horas en condición de stand-by; terminado este período, por 5 minutos adicionales en condición de total alarma (conato de incendio de hecho). Con esto: sensores de humo, detectores de calor, bocinas, sirenas, estaciones manuales, luces estroboscópicas, otros elementos anunciadores y de monitoreo, permanecerán en funcionamiento y operación normal sin interrupción por los períodos de tiempo antes señalados.
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Así mismo, las luces de emergencia y anuncios luminosos para evacuación, permanecerán encendidos por un tiempo de hasta tres (3) horas continuas sin interrupción.
6.5 Funciones de control sobre otros sistemas •
Validado un conato por la central del sistema de detección de incendios, la unidad de control de este sistema será capaz de generar un comando a la central telefónica para que esta genere una llamada telefónica a la Estación de Bomberos más cercana al Centro de Salud, para mediante un mensaje pre-grabado, se notifique y convoque el auxilio correspondiente. Para cumplir con este objetivo, la central telefónica contará con un respaldo de energía de 30 minutos.
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Validado un conato de incendio, la unidad de control será capaz de generar comandos para el cierre de válvulas de los sistemas de distribución de gas centralizado, así como también la activación de la bomba de agua en forma automática. La provisión y dimensionamiento de las válvulas, así como del elemento para el encendido de la bomba de agua, serán de responsabilidad de las áreas de diseño de MECÁNICA e HIDROSANITARIO respectivamente. Para que dichos elementos activos puedan funcionar en condiciones de corte de energía comercial, los profesionales del área de ELECTRICA incluirán en sus diseños la provisión de la energía de respaldo, como por ejemplo con el respaldo de generador, que corresponda por al menos 30 minutos sin interrupción, que garanticen el funcionamiento de estos dispositivos.
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La unidad de control del sistema de detección de incendios tendrá integración con el sistema de control de accesos para que se produzca el desbloqueo de puertas/accesos. Adicionalmente se integrará con el sistema de ascensores de modo que los mismos bajen a la planta baja y queden sin operación durante el estado de alarma.
6.6 Cableado del sistema de detección de incendios. El diseño del sistema considera con la normativa de estándares NEC Artículo 760.24 – 800 – 300. Se tratan de cables para aplicaciones con potencia limitada (power limited applications), aprobados por agencias, laboratorios de pruebas, certificadores y fabricantes de sistemas contra-incendio mundialmente reconocidos.
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Para el presente diseño e ingeniería se opta por el uso de cable para transmisión de datos y potencia limitada, dos conductores de cobre sólido, trenzados y blindados; esto último para evitar interferencias (cross-talk), especialmente cuando por una misma tubería van a compartir varios de estos cables; cada uno de ellos conectado a un mismo o diferente dispositivo. Entre otros, se consideran las siguientes recomendaciones de la normativa NEC (Artículo 760):
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Todos los cables para el sistema de detección de incendios deben constar en una lista publicada por una organización oficial que aglutine a reconocidos laboratorios de pruebas y fabricantes de sistemas de detección de incendios mundialmente reconocidos.
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Todos los cables deben ser de cobre, y en caso de incendio, los cables y conexiones continuarán funcionando hasta el punto de fusión del cobre.
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La instalación de los cables irá sobre el techo falso con su respectiva protección de tubería metálica EMT tipo CONDUIT, por lo que se trataría de una instalación NON-PLENUM.
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En general: equipos, cables y más materiales de instalación deben contar con los certificados otorgados por el Instituto Ecuatoriano de Normalización INEN, y cumplir con estándares internacionales de la NEC, NFPA 72 – 2010, ANSI, IEEE, UL, entre otros.
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Todos los cables serán escogidos y dimensionados para el propósito; identificados, enumerados y etiquetados según corresponda.
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Canalizaciones exteriores e interiores, ductos, tuberías, cajas de revisión y derivación por donde pasen cables del sistema de detección de incendios, serán diseñados y fabricados para prevenir la expansión del fuego, retardo a la flama y libres de halógeno.
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El uso de tubería EMT para el tendido de los cables en interiores, no solo es para proteger el cable, sino para también garantizar la integridad de los circuitos de lazo de señalización SLC´s, contra interferencias electromagnéticas y de radio frecuencia; de esta manera ofrecer una nítida transmisión de información de datos entre dispositivos y el panel de control de la central de incendios.
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Se dejarán al menos 6 pulgadas de conductor libre, para facilitar el trabajo de las terminaciones.
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Todos los cables contarán en sus extremos con terminales, rodelas de presión y tuercas para una segura y confiable conexión a regletas y puntos de terminación.
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Las conexiones de sensores, detectores, anunciadores visuales y acústicos, deberán estar libres de contactos a tierra y/o cortocircuitos.
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Los cables que formen parte de los lazos SLC deberán ingresar a los dispositivos de iniciación cortados de manera que el sistema de supervisión del lazo SLC detecte correctamente una falla en dicho lazo.
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En cumplimiento de recomendaciones por el fabricante de los equipos, se deberán instalar suficientes cajas de conexión para un determinado número de dispositivos; facilitando la identificación de las derivaciones y los cables correspondientes a cada dispositivo.
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Todo el cableado FLPR deberá estar protegido y en ningún caso estará expuesto ni visible.
6.7 Canalización interior El presente diseño e ingeniería, además de los correspondientes planos, considera exclusivamente los volúmenes de obra de la canalización interior correspondiente a cada una de las áreas del Centro de Salud. •
Se trata de cable para transmisión de datos en baja frecuencia y potencia limitada.
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El tendido del cable irá sobre el techo falso, con protección de tubería metálica EMT tipo CONDUIT.
6.8 Canalización y dispositivos de anunciación exteriores En caso de existir cableado que deba circular por canalización soterrada, el cable FPLR deberá ser con características de tipo ARMADO para exterior con protección anti roedores.
A continuación se formulan los lineamientos para el diseño, localización en planos y formulación de los volúmenes de obra de la canalización exterior: •
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Se trata del tendido de cable tipo FPLR de calibre entre 12 y 18 AWG; según corresponda al diseño e ingeniería.
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Deberá hacerse el análisis de temperatura de los cables que irán dentro de la tubería, además de los cambios de temperatura del suelo donde iría enterrada la tubería.
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Dicho cable irá dentro de tubería EMT metálica de color rojo, y del diámetro que especifique el diseño.
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El recorrido del cable nace en la sala de equipos ubicada en la planta alta, hacia las diferentes áreas del Centro de Salud para finalmente retornar a la misma sala de equipos, cerrando el anillo de cada uno de los lazos. Esto significa que el cableado será Clase A, estilo 6.
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El ingreso del cable al ambiente interno del Centro de Salud, deberá cumplir con las normativas de construcción de la NEC-11.
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El diseño, la ingeniería y las especificaciones, así como los volúmenes de obra de los dispositivos de iniciación y anunciación, como pueden ser: estaciones manuales, luces estroboscópicas y de emergencia, letreros luminosos, sirenas, cornetas, polos y soportes para instalación de dispositivos, etc. deben superar los criterios y metodología del presente documento; enriqueciéndolo con más argumentos de cálculo y requerimientos de normativas más exigentes.
6.9 Requerimientos generales para instalación de dispositivos
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En general todos los ambientes interiores del Centro de Salud contarán con dispositivos de detección y anunciación. Los ambientes exteriores de cada una de las edificaciones (pasillos) contarán con estaciones manuales de iniciación y luces estroboscópicas con sirenas de anunciación.
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El diseño del sistema cumple con la normativa del Capítulo 17 y el Anexo B de la NFPA 72 - 2010; con relación al espaciamiento entre sensores y detectores. No se considerará la instalación de detectores de humo en espacios donde haya circulación directa de viento y/o difusores de aire.
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La instalación de los detectores de humo, se lo realizará luego de haber hecho una limpieza minuciosa del sitio de instalación, y de todos los orificios de la edificación que puedan contener polvo, residuos de materiales de construcción, etc.
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Se aplicará la normativa del capítulo 10 y 18, Apartado 18.4.2.1 de la NFPA-72, para que el sonido distintivo del sistema de detección de incendios no sea interferido o produzca confusión por las alarmas provenientes del sistema electrónico de SEGURIDAD.
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7. DISEÑO DEL SISTEMA DE DETECCION DE INCENDIOS Para cumplir con los objetivos de funcionalidad, tipo de ocupación en las edificaciones, los contenidos a ser protegidos, los tiempos de respuesta de los involucrados, el cumplimiento de normativas y rasgos culturales de la población, los siguientes son los criterios de ingeniería que definen el diseño del sistema de detección de incendios:
7.1 Clase y Estilo Para determinar la clase y estilo del sistema de detección de incendios, se considerará el cumplimiento de la normativa vigente la NFPA 72 – 2010 y NFPA 70 – NEC 800 y 760. •
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Tipo del sistema de detección de incendios: Se opta por un sistema “DIRECCIONABLE” y de tecnología ANALOGICA, primero porque satisface las necesidades de funcionalidad y operación, la dimensión del proyecto, las bondades de control automático y autovalidación de integridad, además de las siguientes ventajas: -
Considerable ahorro en cableado, y por tanto bajos costos de instalación
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Tendido simple de un lazo de cobre en anillo viajando por varias zonas y ambientes, al que se van incorporando dispositivos de iniciación y anunciación, entre otros.
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Flexibilidad para hacer modificaciones, ampliaciones, reparaciones, etc.
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Gracias a los avances de la tecnología de comunicación de datos, el sistema puede monitorear y controlar dispositivos de iniciación y anunciación conectados a lo largo de un circuito en anillo; con esto, el cerebro de sistema ofrece un texto de información, con datos de identificación del dispositivo, su ubicación física, su estado de funcionamiento, informando sobre fallas, recibiendo señales de alarmas, procesando y validando información proveniente de dispositivos aledaños, activando dispositivos de anunciación como sirenas, luces, control sobre otros sistemas, etc. Facultad y característica
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única, gracias a la asignación de una única dirección que se puede configurar y programar a un dispositivo, o a un grupo de dispositivos. -
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Registro de fallas, y otras funciones de diagnóstico y control.
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Definición de la CLASE: Considerando criterios de seguridad y funcionalidad, en cumplimiento del Apartado 6.4.2.1 de la NFPA, se opta por escoger la Clase “A” por los beneficios que ofrece la redundancia de trayecto; con esto, dispositivos de detección y anunciación, continuarán funcionando en caso de corte del bus principal de cables que recorren las distintas áreas del Centro de Salud. La Clase A permite por tanto, la implementación de lazos de cable en arquitectura anillo; llevando energía e información de datos por cualquiera de dos trayectos; ya sea por la salida o el retorno del lazo. El cerebro de la central de incendios Clase “A” está en condiciones de detectar el sitio de corte o fallo en los cables, para una fácil e inmediata acción de reparación.
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Determinación del número de Lazos en anillo: Considerando que la longitud promedio del cable por lazo que recorrerá por todos las áreas que constituyen el Centro de Salud, no supera los 2,000 metros, y dado que la normativa de la NFPA sugiere no utilizar calibres de cable de cobre mayores a 12 AWG y menores a 18 AWG; considerando los valores de la Figura 1, se determina la instalación de cinco lazos con calibre de cable de cobre FPLR 16 AWG sólido blindado (“Circuit Integrity Cable CI”); pudiendo cada lazo llegar a tener una longitud máxima de hasta 1486 metros; garantizando con ello además, que la resistencia DC de cada lazo no supere los 40 ohms establecidos por la norma. La longitud del cable considera las necesidades del Centro de Salud, y cualquier otra ampliación futura con nuevos servicios.
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El criterio de diseño contempla la inclusión del panel de control principal para la implementación de un primer lazo, y la provisión de un módulo de expansión para la implementación de los demás lazos. Para proteger a cada unidad de control/expansión se considerará además la provisión de supresores primarios de sobre-voltaje (primary surge protectors) conectados en serie a la salida y retorno de cada lazo; dando cumplimiento a lo dispuesto por la NFPA 70, NEC Artículo 800. Así mismo, por cada bloque de edificación, también serán necesarios 2 de estas protecciones; y las mismas deben conectarse al sistema de tierra más cercano.
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Fig. 1 Relación calibre de cable y número de lazos •
Definición del ESTILO: En cumplimiento del Apartado 6.4.2.2 de la NFPA, para explicar la decisión sobre esta definición, un ESTILO 7 (que es el tope de máxima seguridad) está destinado por ejemplo para aplicaciones de fábricas de explosivos, químicos, hospitales; y el concepto primario es colocar un dispositivo de protección (módulo de aislamiento) por cada uno de los elementos de detección / anunciación, para conocer si el mismo está cortocircuitado o haciendo contacto a tierra; con esto, automáticamente se aísla al dispositivo con falla del resto de elementos que se encuentren operando en condiciones normales; el Estilo 7 por tanto, encarece la solución. Con esta consideración, se opta por el ESTILO 6, el cual contempla la colocación de un dispositivo de seguridad (2 módulos de aislamiento), para una sección o grupo de elementos de detección / anunciación; decisión suficiente en términos de seguridad para el Centro de Salud. Nota Importante: Este estilo no permite la utilización de conectores del tipo T-Tapping, para la interconexión de los elementos de detección y anunciación al bus principal del lazo en anillo; pues estos dispositivos no ofrecen seguridad de contacto, además de presentar un potencial peligro de lastimar el cobre del cable el momento de su instalación.
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7.2 Arquitectura y Componentes del Sistema Definidos la Clase A, el Estilo 6, y la utilización de 5 lazos en anillo; cada lazo recorriendo un determinado número de áreas del Centro de Salud, a continuación se presenta un gráfico que ejemplifica el concepto y la arquitectura de cualquiera de ambos lazos (Signaling Line Circuit SLC):
Fig. 2 Arquitectura de un lazo SLC Clase A y Estilo 6 En la figura 2, se observa un módulo expansor (Control Panel/Unit), quien recibe señales del estado del total de elementos iniciadores, anunciadores, aislamiento y resto de dispositivos de un sistema de detección de incendios.
7.3 Central de Incendios / Panel de Control Se trata del cerebro del sistema de detección de incendios, la misma será Clase A por los criterios de diseño antes descritos. Este elemento principal vendrá equipado con una fuente y un banco de baterías para suplir energía en 24 voltios DC. Parte de la central de incendios, son la fuente de alimentación (rectificador) y el sistema de respaldo (banco de baterías). Por tanto el Panel de Control suministra energía al sistema y monitorea sus componentes; interpreta las señales recibidas de los dispositivos de iniciación y enruta las señales de salida que correspondan.
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Todo el equipo de la central de incendios y la fuente vendrán instalados en un solo chasis, y el banco de baterías en un chasis aparte (dependiendo de la arquitectura de hardware del panel de incendios). El sistema conformado por la central de incendios, la fuente y el banco de baterías, contarán con todos los elementos de interconexión (kit de cables), módulo de control para rectificación y regleta de distribución con breakers de protección (independientes) en número y capacidad dimensionados para atender toda la funcionalidad del sistema propuestos en este diseño. La instalación del chasis de la central de incendios, contará con un cuadro metálico para montaje empotrado en pared, con todos los elementos para un fácil acceso y terminación de cables en regletas de conexión, facilitar labores de mantenimiento, reparación y expansión de servicios. En caso de corte de energía o reseteo, el Panel de Control debería recuperarse automáticamente, sin perder información de programación y/o configuración.
7.4 Módulo de Expansión Es el complemento del Panel de Control que añade hardware y software para operar un segundo circuito de señalización de línea SLC; en nuestro caso los demás lazos en anillo (Clase “A”). Por tanto, la central de incendios y su gabinete vendrán diseñados para albergar al panel de control y al módulo de expansión en conjunto.
7.5 Fuente de alimentación y banco de baterías de respaldo (24 VDC) En cumplimiento del Apartado 4.4.1 los siguientes criterios definen el diseño de este componente. •
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El sistema de respaldo de energía (banco de baterías), es parte del equipamiento de la central de incendios. Fuente de alimentación y banco de baterías son los responsables de suplir de energía, en nuestro caso de 24 VDC a todo el sistema; en condiciones de espera y de total alarma, por los períodos de tiempo establecidos en la normativa de la NFPA.
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En cumplimiento de la normativa de la NFPA, el sistema de detección de incendios deberá seguir operando en condición de no alarmado por un período de 24 horas ininterrumpidas, para luego de finalizado este período, seguir operando por 5 minutos adicionales en condición de total alarma.
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En cumplimiento de la misma normativa, el cálculo del dimensionamiento de las baterías para respaldo de todo el sistema, considerará un 20% de carga adicional por seguridad, y un 20% adicional para crecimiento futuro.
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Las baterías vendrán etiquetadas de fábrica en idioma español, donde conste información del mes y año de fabricación; además de todas las especificaciones y cuidados más importantes para su instalación y manipulación; valores óptimos de operación nominal de temperatura y humedad.
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En cumplimiento del Apartado 4.1.8.3, las baterías contarán con elementos de control y monitoreo, para un correcto proceso de carga y descarga, lectura de parámetros de operación y alarmas, entre otros. La implementación y puesta en funcionamiento de las baterías deberá ser ejecutado por personal técnico calificado; en estricto cumplimiento de los procedimientos establecidos por el fabricante de los equipos.
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El dimensionamiento de la capacidad de las baterías debe tomar en cuenta la corriente que deben suministrar los circuitos para dispositivos de iniciación y notificación por zonas; además de los módulos de control, monitoreo, etc.
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En principio se tratan de baterías plomo-ácido selladas, libres de mantenimiento; las que deberán incluir un chasis de material apropiado, para soportar en el peor de los casos, derrame de químicos y presencia de gases; provenientes de las baterías
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En el Cuadro 1, se ejemplifica la metodología para el cálculo y dimensionamiento del banco de baterías.
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Figura 3. Cálculo de batería
7.6 Módulo de Aislamiento (Fault Isolator Module) Este módulo aísla elementos cortocircuitados o en contacto a tierra, aislándolos del resto de dispositivos que se encuentran en condiciones normales de operación. En función del Estilo 6 escogido, se utilizará dos módulos de aislamiento para proteger una sección del lazo. En el presente diseño cada sección a proteger, corresponderá a varias áreas del Centro de Salud.
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Fig. 4 Lazo SLC con módulos de aislamiento
7.7 Detectores de Temperatura / Calor (Heat Detectors) En cumplimiento del Anexo B de la NFPA, los detectores de calor son dispositivos destinados a la protección de la propiedad, por lo que su utilización se enfocará a los siguientes ambientes: • •
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Cocina Cuarto de máquinas
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El tipo de detector a utilizar será responsabilidad del constructor y de las recomendaciones y especificaciones del fabricante de los equipos. Para los ambientes antes descritos, previo una inspección y medición de temperatura ambiente, altura de tumbados, máxima temperatura que se espera en el tumbado, velocidad de transferencia de calor, tiempo en que la variación de la temperatura se va a dar; serán los elementos de juicio, para decidir por el tipo de detector que cada ambiente requiere. De manera general, se recomienda que los detectores de calor vengan diseñados para una temperatura máxima en el tumbado de hasta 47 grados Centígrados (código “uncolored”), y un rango de temperatura ajustable entre 58 a 79 grados Centígrados. Diseñados para ambientes sucios y húmedos como cuartos de cocinas, cuarto para generador, etc. Con esto, el detector será capaz de alarmar el sistema cuando la temperatura supere en 11 grados Centígrados, sobre la máxima esperada en el tumbado del cuarto o ambiente. SEPARACIÓN ENTRE DETECTORES de CALOR: El primer criterio será el que especifique el fabricante de los equipos, Un segundo, el que recomienda la sección 3.3 del Anexo B de la NFPA 72. Por ejemplo: •
Una separación promedio homologada S = 15 metros, para altura de tumbados de hasta 3 metros
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Una separación promedio homologada S = 10 metros, para altura de tumbados de hasta 6 metros
Fig. 5 Ubicación y espaciamiento entre detectores
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NOTA IMPORTANTE: El Constructor debe observar todas las normativas del Anexo B de la NFPA, para cumplir con las recomendaciones y disposiciones para cada caso, variedad de ambientes y circunstancias de instalación. En el caso del presente diseño, en planos se plasma de manera objetiva la cantidad de dispositivos y ubicación de cada uno de ellos; más no el detalle de instalación, ni la especificación del tipo de soporte que requeriría cada detector de calor. El Anexo B de la NFPA formula varias recomendaciones para el espaciamiento de los diferentes tipos de detectores; relacionando parámetros de temperatura ambiente, temperatura de operación, altura del tumbado, tasa de crecimiento del fuego, tasa de transferencia del calor, tasa de liberación de calor, etc.
7.8 Detectores de Humo (Smoke Sensing Fire Detectors) En cumplimiento del Apartado 17.7 de la NFPA:
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No será necesario instalar detectores de humo en ambientes donde la temperatura supere los 38 grados centígrados y la humedad relativa supere el 93%.
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Los detectores de humo deben cumplir con especificaciones para funcionar en ambientes donde están operando sistemas de enfriamiento (aires acondicionados).
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Los detectores de humo serán instalados cuando todos los acabados de la construcción civil estén terminados, y los sitios de instalación de los detectores estén completamente limpios; a fin de no afectar la sensibilidad de detección.
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Los detectores vendrán diseñados con ajuste de sensibilidad en campo; y el mismo debería poder resetearse con valores calibrados en fábrica.
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Los detectores irán instalados en los sitios y posiciones más cercanas a potenciales fuentes de peligro, tratando de interceptar el humo de estas potenciales fuentes.
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Para minimizar la contaminación, los detectores deberán orientarse en la dirección para la que fueron diseñados por el fabricante de estos elementos.
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La separación entre detectores de humo utiliza el mismo criterio para los detectores de calor, con la diferencia de que S = 9,1 metros, para una
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altura de tumbado promedio de 3 metros. El criterio más acertado será el que especifique el fabricante de los equipos. NOTA IMPORTANTE: El Constructor debe observar todas las normativas del Anexo B de la NFPA, para cumplir con las recomendaciones y disposiciones para cada caso, variedad de ambientes y circunstancias de instalación. En el caso del presente diseño, en planos se plasma de manera objetiva la cantidad de dispositivos y ubicación de cada uno de ellos; más no el detalle de instalación, ni la especificación del tipo de soporte que requeriría cada detector de calor. El Anexo formula varias recomendaciones para el espaciamiento de los diferentes tipos de detectores; basado en los objetivos de diseño del sistema, tasa de crecimiento, variedad de altura de tumbados, temperatura ambiente y características de respuesta para cada uno de los detectores.
7.9 Estación de alarma manual En cumplimiento del apartado 17.14 de la NFPA, los siguientes son los requerimientos de funcionalidad:
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Serán dispositivos diseñados para actuar con mecanismos de seguridad, que eviten la activación de señal de alarma por curiosidad y travesura de niños, adolescentes y jóvenes sin criterio maduro.
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Vendrán protegidos en cajas de color rojo. Estas cajas irán montadas sobre una superficie con color de fondo que contraste con el color rojo.
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El manual de accionamiento del dispositivo contará con total visibilidad y seguridad.
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El detalle de instalación es de responsabilidad del Constructor, en cumplimiento de las especificaciones del fabricante de los equipos; especialmente en lo que se refiere al propósito y el tipo de soporte.
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Las estaciones manuales traerán incorporados elementos para programación de direcciones, homologadas, y construidas en material anti vandálico.
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En cumplimiento de la NFPA, el sitio de instalación de una estación manual es a 1,5 metros de toda puerta de ingreso/salida, y máximo 61 metros entre estaciones.
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7.10 Módulos de Control •
Son módulos direccionables que permiten que los paneles de control (Módulos de Expansión) pueda controlar dispositivos individuales y/o segmentos de dispositivos, para selectivamente activar alarmas audibles y visuales evacuación en zonas o ambientes específicos.
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Además de lo anterior, con estos módulos se podrán identificar automáticamente la ubicación de dispositivos con fallas de cortocircuito, contacto a tierra, etc.
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Estos módulos podrán ir instalados en la misma caja de revisión donde se instale el dispositivo que está yendo a ser monitoreado / controlado, o integrado a determinados dispositivos.
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En base de un plan de direccionamiento, a cada módulo de control le corresponderá una única dirección, la que se reflejará en el panel de control (módulo expansor), ofreciendo en un display la información del estado del dispositivo(s) monitoreados / controlados.
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La función más importantes de los módulos de control será, la de conmutar el cambio de energía para que los dispositivos de anunciación entren a operar en estado de total alarma. En unos casos la toma de energía 24 VDC podrá tomarse de salidas NAC de los paneles de control, y en otros de fuentes de poder de 24 VDC, aislada, regulada, potencia limitada por la norma NFPA 70, listada UL para protección anti-fuego y con batería de respaldo.
7.11 Fuente Externa de 24 VDC, conmutada y reseteable
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Se trata de un accesorio de los módulos de monitoreo o de control, y su función es dotar de corriente a los dispositivos especiales de detección; como son los detectores de gas GLP y CO, o los dispositivos de anunciación como son luces estrobos y sirenas, entre otros.
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Esta fuentes irán instaladas en tumbado o pared, junto a los módulos de monitoreo o de control. A las salidas de voltaje de 24 VDC, se conectarán
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los cables de los circuitos de iniciación IDC o de anunciación NAC, en arquitectura en anillo (Clase A). •
A los circuitos IDC o NAC, irán conectados a dispositivos de iniciación especial o de anunciación, respectivamente.
7.12 Módulo de Monitoreo •
Estos módulos serán provistos e instalados para desempeñar funciones de control sobre otros sistemas; e irán instalados por ejemplo, junto a electroválvulas para cortar el paso de gas de los sistemas de distribución de gas; o para activar electro-válvulas para garantizar la provisión de agua y presión para atender las estaciones de control y extinción con agua.
•
Otra aplicación de estos módulos, será hacer llamadas telefónicas automáticas con mensajes pre-grabados a los bomberos y ECU911, por medio de la central telefónica IP.
7.13 Dispositivos de Anunciación •
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En el Cuadro 2 se formula un resumen de las más importantes códigos que ofrecen criterios de ingeniería para el tipo de iluminación, intensidad de parpadeo, distancias de instalación en vertical, distancias máximas entre luces estrobos en corredores, espaciamiento de luces en habitaciones o ambientes cerrados:
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Fig. 6 Código NFPA-72 y ADA
Los elementos de notificación deben cumplir con los siguientes requerimientos importantes:
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-
Luz blanca
-
Gas Xenon para un encendido rápido; tan pronto la luz recibe energía para su encendido
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-
La tasa de parpadeo debe ser regulable y sincronizable, para cuidar no provocar convulsiones a personas con epilepsia.
-
La mínima altura para instalar una luz estrobo es 2 metros, y la máxima 2,40 metros.
-
La luz estrobo tiene que tener una intensidad suficiente para llamar su atención y poder ser vista en ambientes en condiciones de total claridad. La recomendación de la ADA es tener una mínima intensidad de luz a 15 metros de 0,0300 lúmenes/ft2; con una intensidad de luz de 75 candelas. La NFPA para una intensidad de 15 candelas sugiere una mínima intensidad a 6 metros de 0,0375 lúmenes/ft2. Considerando 0, 0375 lum/ft2 el objetivo de diseño, y utilizando un calculador que toma normas de la NFPA y ADA; que relaciona intensidad luz, alcance de distancia y altura del cuarto, se obtienen los siguientes parámetros para escoger la intensidad de luces estrobo y la distancia máxima para obtener una luminosidad de 0,0375 lum/ft2
Intensidad de fuente de luz estrobo (candelas)
Distancia máxima en metros, para mínimo tener una luminosidad de 0, 0375 lm/ft2
15
6
30 75 95 110
9 15 20 25
Tabla 1. Intensidad de luminosidad Con los valores del cuadro anterior, en planos se elegirá el tipo de luz estroboscópica, la capacidad, la ubicación en base de las dimensiones, y de ser el caso la separación entre luces estroboscópicas. •
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Las luces estroboscópicas y sirenas incorporadas en un mismo equipo, serán parte del sistema de detección de incendios; por tanto la energía de alimentación de estos dispositivos la tomarán de los paneles de control principales de la central de incendios. Así mismo, el cálculo de la capacidad de las baterías de respaldo están tomando en cuenta estos requerimientos. El rango de voltaje requerido es de 16 a 33 VDC.
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•
En el caso que se utilicen en un mismo ambiente varias luces estroboscópicas, se optará por utilizar luces simples y 1 ó 2 luces incorporadas la sirena.
•
A parte del cumplimiento de normativa para personas con discapacidad auditiva NFPA 72 ADA, las luces estrobo, serán necesarias en ambientes con niveles de ruido superiores a 105 dBA.
•
Vendrán para instalar en pared o en techo; dependiendo de la necesidad, y en material de color rojo, para trabajar a temperaturas superiores a 65 grados centígrados.
•
Vendrán diseñadas para instalación en interiores y exteriores; a prueba de agua y fabricadas con material anti-vandalismo.
•
La luz estroboscópica vendrá marcada con la palabra “INCENDIO” (Español)
•
Programable para valores de 15, 15/75, 35, 60, 75, 95 y 110 candelas. En cumplimiento del estándar ANSI/UL 1971 para personas con discapacidad auditiva, los dispositivos de señalización deberán proporcionar una iluminación mínima de 0,0375 lúmenes/pie2.
•
Se debe poder acceder a los contactos del condensador, para descargar el mismo.
•
Deberán contar con certificación / homologación ADA y C-UL como mínimo
7.14 Dispositivos para Evacuación y Señalización
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•
Si bien estos dispositivos no son parte de la central de incendios, los mismos son un complemento imprescindible.
•
Básicamente están integrados por luces de emergencia y rótulos luminosos, que serán controlados por un módulo relé, inmediatamente de validado un conato de incendio y activado el sistema en condición de alarmado.
•
Luces de emergencia y rótulos cuentan con una batería integrada, que les permitirá continuar funcionando ininterrumpidamente por un período de tres horas.
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•
Las luces de emergencia podrán contar con dos (2) luces de LED de 20 vatios cada una como mínimo, para operar a 120 VAC, además de integrar una batería recargable que le permita seguir operando por hasta tres horas ininterrumpidamente; en caso de corte de la red comercial, y fallo de arranque del generador del Centro de Salud.
•
Los letreros luminosos con mínimo serán de 10 vatios de potencia, luz LED, de material contra vandalismo y soporte de sujeción que ofrezca todas las seguridades requeridas y cumpla con lo especificado en la NFPA 72.
7.15 Lazos del Sistema de Incencios
SLC1 Planta Baja: Consultorios, Bodega, Dispensario, Fisioterapia SLC2 SLC3 SLC4 SLC5
Planta Baja: Emergencia e Imagenología Cuarto de máquinas Planta Alta: Consultorio dental, Laboratorio Planta Alta: Administración, Gineco-Obstetricia
8. APROBACION Y CERTIFICACION En cumplimiento del apartado 10.18.1 de la NFPA, el constructor, previo a la implementación del sistema de detección de incendios, remitirá su ingeniería de implementación al Gobierno Local (Cuerpo de Bomberos), para que este apruebe y otorgue permiso para iniciar la implementación del sistema de detección de incendios. Luego de concluidos los trabajos de instalación, en conjunto con el fiscalizador y personal técnico del Gobierno Local (Cuerpo de Bomberos), se proceda con las pruebas establecidas en los protocolos del fabricante de los equipos, y las adicionales que la autoridad de control ordene. Finalizado dicho trabajo, el Gobierno Local (Cuerpo de Bomberos), otorgará el correspondiente certificado y permiso de funcionamiento. •
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La ingeniería de implementación preparada por el Constructor, deberá incluir como mínimo la ingeniería de implementación, planos con la canalización, la lista y ubicación de todos los componentes y elementos del sistema de detección de incendios, sistema de energía de respaldo VDC,
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sistema de monitoreo, sistema de evacuación y señalización, sistema de comunicación de emergencia, dispositivos con funciones de control, protocolos de pruebas del fabricante. Finalizadas las pruebas y subsanadas las observaciones, los registros de los resultados y la certificación otorgada por la máxima autoridad local. •
En cumplimiento de la recomendación 10.6.2.3 de la NFPA, el Constructor deberá además cumplir con lo establecido en el capítulo 14 de la NFPA, que dispone la formulación de programas de mantenimiento preventivos y pruebas rutinarias del sistema: sean estas semanales, mensuales, trimestrales, anuales, etc.; certificando por escrito, en quien recaerá la responsabilidad de la ejecución de estos procedimientos y programas. Toda esta documentación técnica deberá estar escrita en idioma Español, en base de publicaciones del fabricante de los equipos; con los procedimientos y metodologías (paso por paso y con el mínimo detalle).
•
En cumplimiento del apartado 10.2.2.2 de la NFPA, la delegación de responsabilidades quedará por escrito, y una copia de la misma será entregada a la máxima autoridad del departamento que corresponda del Gobierno Local (Cuerpo de Bomberos), y máxima autoridad del servicio público de bomberos.
•
El personal de servicio técnico será calificado y con la suficiente experiencia, en cumplimiento del apartado 10.4.3 de la NFPA.
•
Los planos As Built del sistema de detección de incendios así como las actas de mantenimiento y protocolos de prueba deberán estar dentro de un gabinete y accesible para el personal del Cuerpo de Bomberos que asista al local en caso de un evento de incendio.
9. MATRIZ CAUSA EFECTO Este documento deberá ser presentado por el constructor al final de la instalación y activación del sistema de detección de incendios. El propósito de la matriz es explicar el efecto inmediato de la inteligencia electrónica, en respuesta a las señales de alarma provenientes de dispositivos de detección y otros de iniciación.
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En lo fundamental, el concepto de diseño evita en lo posible la intervención y el error humano. Los parámetros y tiempos de respuesta para la evacuación, en lo fundamental dependerá del cumplimiento en la ejecución del plan de evacuación por el personal responsable y capacitado; así como de la efectividad del aprendizaje, resultado de los programas de preparación y simulacros rutinarios; el resto lo hará la inteligencia electrónica. Corresponderá al Constructor la formulación de la matriz con todas las funcionalidades de sus equipos; la causa y el efecto que provoca cada dispositivo del sistema del Centro de Salud.
10. NORMAS UTILIZADAS • • • • •
NFPA UL FM CSFM FCC
11. CERTIFICACIONES Y REQUERIMIENTOS ADICIONALES Se requiere de sistemas electrónicos certificados, por lo tanto se solicita sistemas monomarcas o con certificación de acople tecnológico sin pérdida de características por parte de los fabricantes. Se requiere de equipamiento electrónico nuevo, certificado, remanufacturado y que no estén declarados EoL (End of Life).
no
Se exige al constructor que el personal encargado de la instalación y puesta en marcha de cada uno de los sistemas electrónicos debe ser personal certificado por el fabricante directo. Se requiere la entrega de documentación o certificación de garantía técnica respecto a la calidad de la instalación así como de su correcta programación y puesta en marcha, la cual debe ser emitida por la fábrica de los equipos o materiales implementados.
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Se especifica la obligación que tiene el Fiscalizador de la obra de exigir y aprobar al Contratista la presentación de certificados del personal técnico emitidos por parte de la fábrica de los equipos implementados y material utilizado; así como certificados de garantía técnica sobre la calidad de la instalación y puesta en marcha de cada uno de los sistemas electrónicos Se requiere que el constructor entregue a la entidad contratante los planos As Built al finalizar la instalación del sistema de detección de incendios con la aprobación de Fiscalización. Se debe incluir requerimiento de la certificación de canal completo. Debe haber capacitación para la programación, puesta en marcha y mantenimiento del sistema de detección de incendios para dos personas. Es responsabilidad del Constructor establecer el organigrama y jurisdicción, además de las competencias de los involucrados con el trámite de solicitud de autorización, inspecciones preliminares, presentación de proyectos técnicos / Ingenierías Implementación, verificación de cumplimiento de pruebas formuladas en protocolos del fabricante de los equipos, formulación de la memoria técnica (AS–BUILT), aprobación y otorgamiento del certificado de funcionamiento; aprobación de los planes de mantenimiento preventivo, calibración, inspección, pruebas rutinarias. En cumplimiento del apartado 10.2.2.5 de la NFPA, como mínimo el personal de inspección, instalación y mantenimiento de un sistema de detección de incendios debe contar con capacitaciones y certificaciones de fábrica. Poseer certificación de un Instituto Nacional o una ingeniería en tecnologías contra-incendio El Anexo A de la NFPA formula una serie de recomendaciones respecto al cableado y a la ubicación de los dispositivos, siendo algunas de ellas las siguientes:
Fig. 7 Método de cableado
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Fig. 8 Método de cableado
Fig. 9 Método de cableado
12. PROGRAMACIÓN, PUESTA EN MARCHA Y CAPACITACIÓN Programación del sistema para la detección de posible conato de incendio. Configuración de la central de incendio para su puesta en funcionamiento. Activación del establecimiento.
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servicio
completo
de
acuerdo
a
satisfacción
del
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Comprobación de las direcciones de los detectores. Revisión de la trasmisión de señales desde cada detector al panel de incendio. Prueba de activación y desactivación de alarmas. Comprobar que los detectores de humo funcionen correctamente ante la presencia de humo real y artificial. Constatar el correcto funcionamiento de las estaciones manuales y activación de los dispositivos de notificación. Es necesario que el panel de incendio y los detectores e iniciadores estén correctamente programados para que el sistema en general funcione. En caso de que exista falla en la activación del sistema se procederá a verificar tanto el cableado como los equipos. Se debe garantizar que el funcionamiento del sistema que está puesto en marcha, de acuerdo con todos los requerimientos de la institución.
13. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES El diseño del presente sistema de detección de incendios considera la ubicación de los dispositivos, de acuerdo a los planos arquitectónicos, entregados por el consultor. El diseño contempla las especificaciones mínimas requeridas, por lo tanto, al momento de la ejecución del proyecto se podrá ofrecer equipos de características superiores a las indicadas. Los planos donde se muestra el sistema de cableado y tubería del sistema de detección de incendios son a nivel de detalle constructivo y se indica los accesorios requeridos para la instalación como conectores, uniones, elementos de sujeción, etc. Sin embargo, la empresa instaladora del sistema de detección de incendios, deberá cumplir todas las normas técnicas y recomendaciones indicadas en esta memoria técnica.
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Se recomienda que todos los equipos del centro de monitoreo sean protegidos con sistemas de puesta a tierra. La energía que utilicen todos los componentes del sistema de detección de incendios debe ser provista por el sistema de energía ininterrumpida UPS. Se recomienda que la empresa instaladora brinde como mínimo un año calendario de garantía técnica sobre los equipos instalados. Se recomienda que se solicite a la empresa instaladora del sistema de detección de incendios la provisión de un curso de capacitación a los operadores y administrador del sistema de seguridad. La empresa instaladora debe mantenimiento con repuestos.
suministrar,
como
mínimo,
un
año
de
Se recomienda la implementación de planes de acción y reacción coordinadas entre el personal de monitoreo y el personal de seguridad.
14. PLANOS DEL DISEÑO PLANO No.
CONTENIDO
1 2 3 4 5 6
INCENDIOS 1. PLANTA BAJA INCENDIOS 2. PARQUEADERO INCENDIOS 3. PLANTA ALTA INCENDIOS 4. UNIFILAR INCENDIOS 5. DETALLES DETECTORES INCENDIOS 6. DETALLES ESTACION MANUAL Tabla 2. Planos del Diseño
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