الأقفال الكهربائية Fail-Safe وFail-Secure: ماذا يحدث عند انقطاع التيار، وكيف تحددونها في المواصفة

القفل الكهربائي Fail-Safe يُفتح عندما يُقطع عنه التيار. والقفل الكهربائي Fail-Secure يبقى مقفلًا عندما يُقطع عنه التيار. هذا هو التعريف كله، وكلا المصطلحين يصف الجانب الآمن من الباب: المقبض الخارجي، أو صفيحة الإغلاق، أو المغناطيس الذي يمنع الناس من الدخول. ولا يقول أي من المصطلحين شيئًا عن قدرة من في الداخل على الخروج؛ ففي فتحة باب حُددت مواصفاتها بشكل صحيح، يستطيعون ذلك دائمًا.

ويُتخذ الاختيار لكل فتحة باب، لا لكل مبنى ولا لكل خط منتجات. فباب المحيط الخارجي، وباب الدرج، وغرفة الخوادم، وباب ممر المكاتب في المشروع نفسه قد يحتاج كل منها إلى جواب مختلف، ويتوقف الجواب على ما يجب أن يحدث أثناء انقطاع التيار وما يجب أن يحدث أثناء إنذار الحريق، وهما ليسا الحدث نفسه دائمًا.

ماذا يفعل كل منهما عند انقطاع التيار

والسطر الأهم عمليًا هو الرابع. فجهاز Fail-Safe يستهلك التيار طوال مدة قفله، وهي معظم عمره. أما جهاز Fail-Secure فلا يستهلك التيار إلا أثناء تحريره، ما لم يُبقِه النظام غير مقفل طوال ساعات العمل. وهذا يحدد حجم مزوّد الطاقة والبطارية الاحتياطية، وهو أحد أسباب عدم تغيير النمط في الموقع باستخفاف.

أي الأجهزة تأتي بأي نمط

صفائح الإغلاق الكهربائية. تحل صفيحة الإغلاق محل الحاضن الثابت في الإطار، ويبقى القفل في الباب ميكانيكيًا. وتُصنع صفائح الإغلاق بالنمطين، ويمكن تبديل كثير منها بينهما في الموقع. فصفيحة الإغلاق Fail-Safe تُفلت المزلاج حين ينقطع التيار، فيمكن دفع الباب أو سحبه وفتحه من الخارج. أما صفيحة الإغلاق Fail-Secure فتواصل الإمساك بالمزلاج، ويبقى الباب مغلقًا ما لم يستخدم أحدهم مفتاحًا أو المقبض الداخلي.

الأقفال المغناطيسية. مغناطيس كهربائي على الإطار يمسك صفيحة فولاذية مقابلة (armature) مثبتة على الباب. ولا توجد قوة الإمساك إلا ما دام التيار يسري، لذلك فالقفل المغناطيسي Fail-Safe بطبيعته، ولا يوجد قفل مغناطيسي Fail-Secure. وليس له مزلاج أيضًا، فلحظة تحريره لا يبقى شيء يمسك الباب على الإطلاق. ولهذا تأتي الأقفال المغناطيسية على مسارات الهروب مع وسائل تحرير إضافية، مثل حسّاس أو زر ضغط في الداخل وربط بنظام إنذار الحريق، ولهذا تنظّمها جهات اختصاص كثيرة بشكل مستقل.

الأقفال المكهربة المثبتة داخل الباب (mortise) والأقفال الأسطوانية المكهربة. المزلاج والمقبض الداخلي ميكانيكيان، كما في أي قفل. والكهرباء تتحكم في ما إذا كان المقبض الخارجي يسحب المزلاج. ويُصنع النمطان كلاهما، وفي كثير من المنتجات يُضبط النمط داخل جسم القفل قبل التسليم، لذا يجب ذكره في الطلب. والمقبض الداخلي يسحب المزلاج مهما كانت حال التيار.

أجهزة الخروج المكهربة. تُكهرَب أجهزة الخروج الطارئ وأجهزة الخروج من الحريق بطريقتين مختلفتين يسهل الخلط بينهما. فالتجهيزة الخارجية المكهربة (electrified trim) تؤدي العمل نفسه الذي تؤديه في القفل: تحدد ما إذا كان المقبض الخارجي يعمل، وتأتي بنمط Fail-Safe أو Fail-Secure. أما السحب الكهربائي للمزلاج (electric latch retraction) فيسحب المزلاج إلى الداخل بحيث يمكن دفع الباب من الداخل أو سحبه من الخارج دون تشغيل أي شيء، وهو المكافئ الكهربائي للتثبيت المفتوح (dogging). وحين ينقطع تياره يبرز المزلاج مجددًا وينغلق الباب على المزلاج عند إغلاقه التالي؛ أما كون الخارج مقفلًا بعد ذلك فيتوقف على التجهيزة الخارجية. والقضيب في الداخل يفتح الباب في كل الأحوال.

لماذا لا يحبس Fail-Secure أحدًا في الداخل

الاعتراض المعتاد على Fail-Secure أنه يحبس الناس أثناء انقطاع التيار. وفي قفل مزوَّد بخروج حر ميكانيكي لا يحدث ذلك، لأن الكهرباء لم تؤثر في الجانب الداخلي أصلًا. فالملف اللولبي (solenoid) أو المحرك يقع بين المقبض الخارجي والمزلاج. أما المقبض الداخلي، أو قضيب الدفع في جهاز الخروج، فمرتبط بالمزلاج ميكانيكيًا ويسحبه في كل مرة يُشغَّل فيها. وفقدان التيار يغيّر ما يحدث لمن هو خارج الباب، ولا يغيّر شيئًا لمن هو في الداخل.

لذلك فإن Fail-Secure على باب الهروب ليس حلًا وسطًا. فالخارج يبقى مقفلًا، وهذا ما يحتاجه باب المحيط الخارجي أو المخزن أثناء انقطاع التيار، والداخل يبقى حرًا، وهذا ما يحتاجه مسار الهروب. لكن ما يحتاجه Fail-Secure فعلًا هو تجاوز ميكانيكي بالمفتاح في الخارج: فبدونه لا يستطيع أحد فتح الباب من الخارج حتى يعود التيار. والجهاز الذي لا يمكنه العمل بهذه الطريقة هو القفل المغناطيسي، أو أي شيء آخر يمسك الباب دون تحرير ميكانيكي في الداخل. فالخروج فيه يعتمد كليًا على قطع التيار، ولهذا لا يمكن أن يكون إلا Fail-Safe.

الأبواب المقاومة للحريق وأبواب الدرج وإنذار الحريق

للباب المقاوم للحريق مهمة تختلف عن مهمة باب الهروب. فباب الهروب يجب أن يتيح للناس الخروج. أما الباب المقاوم للحريق فيجب أن يبقى مغلقًا ومثبتًا بالمزلاج أثناء الحريق، لأن الضلفة التي لا يمسكها إلا غالق الباب في مواجهة إطار يتشوه بالحرارة ليست حاجزًا. لذلك فالسؤال في الباب المقاوم للحريق ليس فقط ما إذا كان الخارج مقفلًا، بل ما إذا كان المزلاج لا يزال معشَّقًا.

وهنا يختلف سلوك صفيحة الإغلاق عن سلوك القفل. فصفيحة الإغلاق Fail-Safe تُفلت المزلاج حين يتعطل التيار، والتيار كثيرًا ما يتعطل في الحريق، فيُترك الباب غير مثبت بالمزلاج في اللحظة التي يكون فيها أحوج ما يكون إلى ذلك. ولهذا تكون صفائح الإغلاق المخصصة للأبواب المقاومة للحريق عمومًا من نوع Fail-Secure، ويوفّر القفلُ الذي في الباب الخروجَ. أما القفل المكهرب Fail-Safe فمختلف: لا يُحرَّر إلا المقبض الخارجي، بينما يواصل المزلاج البروز ويواصل الباب الانغلاق على المزلاج. وهكذا يمكن أن يكون الباب المقاوم للحريق Fail-Safe ويبقى مع ذلك مثبتًا بالمزلاج.

وأبواب الدرج تبيّن لماذا يهم ذلك. تسمح أكواد كثيرة بقفل أبواب الدرج من جهة الدرج كي لا يتجول الناس إلى طوابق أخرى، لكنها تشترط أن تُفتح عند إنذار الحريق أو انقطاع التيار، كي يتمكن من هو في درج يمتلئ بالدخان من العودة إلى أحد الطوابق. والحل المعتاد قفل مكهرب Fail-Safe: يبقى المزلاج معشَّقًا، وعند الإنذار يُحرَّر المقبض في جهة الدرج. والقاعدة الدقيقة، والطوابق التي تنطبق عليها، تأتي من الكود المحلي والجهة المختصة ذات الولاية، لا من التجهيزات.

وإنذار الحريق هو مسار التحرير الآخر. ففي التركيب المعتاد، تقطع إشارة الإنذار التيار عن أجهزة Fail-Safe على مسارات الهروب، والإشارة نفسها تحرر أجهزة الإبقاء مفتوحًا الكهرومغناطيسية كي تنغلق الأبواب المقاومة للحريق. والبطارية الاحتياطية تُبقي قفل Fail-Safe مقفلًا خلال انقطاع عادي للتيار، وهو أمر مطلوب غالبًا في أبواب المحيط الخارجي، لكن يجب أن يظل إنذار الحريق قادرًا على قطع التيار عن القفل، فيُوصَل الاثنان بهذه الأولوية. أما أجهزة Fail-Secure فلا تستجيب لانقطاع التيار، لذا يحتاج المستجيبون في تلك الأبواب إلى مفتاح أو وسيلة دخول أخرى. وفي أوروبا، يخضع الباب الذي يُقفل كهربائيًا ويُحرَّر كهربائيًا على مسار هروب لمعيار EN 13637، وهو معيار أنظمة الخروج المتحكم بها كهربائيًا؛ أما حيث لا تتحكم الكهرباء إلا في الخارج أو تراقب الباب، ويُفتح الداخل بقضيب أو مقبض ميكانيكي، فيبقى الجهاز جهازًا وفق EN 1125 أو EN 179.

كيف تذكرونه في الطلب

والجهد يستحق جملة خاصة به. فالتجهيزات المكهربة تُصنع عادةً لجهد 12 أو 24 فولت تيارًا مستمرًا، وبعضها مزدوج الجهد، ويجب أن يطابق الرقم في الطلب ما يوصله مزوّد الطاقة إلى الباب. ويُنشر استهلاك التيار لكل منتج، ويجب أن يُحسب حجم المزوّد لكل الأجهزة التي يغذيها في آن واحد، بما فيها أجهزة Fail-Safe التي تستهلك التيار طوال اليوم.

إيصال السلك إلى الباب

باستثناء صفائح الإغلاق والأقفال المغناطيسية، يقع المكوّن الكهربائي في ضلفة الباب، والضلفة تتحرك. ويجب أن يعبر الكابل الفجوة من جهة المفصلات دون أن ينضغط أو ينثني حتى يتلف. وهناك ثلاث طرق شائعة: حلقة باب ظاهرة، أو مفصلة مكهربة، أو جهاز نقل طاقة مخفي. وجهازنا EPT01 من النوع الأخير. يصفه سجله بأنه وحدة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316 تُركَّب في حافة الباب والإطار، مع قناة فولاذية مرنة تحمي حزمة كابلات حتى Ø5/16 in (8 mm). وهو غير مخصص لاتجاه فتح معيّن، بتشطيب فولاذ مقاوم للصدأ ساتان 630/US32D، ويذكر سجله المفصلات العادية (butt hinges) والمفصلات المستمرة والمفصلات المحورية بإزاحة أقل من 3/4 in (19 mm). وحين يكون الباب مغلقًا يكون مخفيًا عن النظر، وحين يكون مفتوحًا تظهر القناة في الفجوة. وجهاز نقل الطاقة ينقل الأسلاك ولا شيء غير ذلك. فهو لا يحدد Fail-Safe أو Fail-Secure، ولا يجعل القفل مكهربًا. احسبوا عدد الموصلات التي يحتاجها القفل ومفاتيح المراقبة الخاصة به وأي مفتاح لطلب الخروج، وتحققوا من أن الحزمة تناسب جهاز نقل الطاقة قبل إرسال الطلب.

أخطاء شائعة

ثلاثة أسئلة لكل فتحة باب تحسم معظم ما سبق: ماذا يجب أن يفعل الخارج حين ينقطع التيار، وماذا يجب أن يحدث حين يدوّي إنذار الحريق، وهل هو باب مقاوم للحريق. أجيبوا عن هذه الثلاثة في الجدول، فيتبع منها الجهاز والنمط وسطر الطلب.