18.03.2017, 12:18

Зайцев Александр Вадимович, научный редактор журнала «Алгоритм безопасности»

О «сверхраннем обнаружении пожара» то тут, то там можно встретить самые разные материалы: от отдельных статей до учебных пособий. В одном случае авторы пытаются доказать, что найден некоторый «философский камень», решающий все проблемы обнаружения пожара на самой ранней стадии, даже когда его еще нет. В другом случае уже другие специалисты начинают прикидывать, как выстроить организационные мероприятия по пожарной безопасности на объектах с учетом такой возможности.

Но по истечении какого-то времени каждый раз выясняется, что те или иные предложенные технические средства далеки от идеального решения. И если они и обладают какими-то дополнительными возможностями, то не являются универсальными, или применение этих технических средств не является экономически оправданным.

Сравнительный анализ применения тех или иных средств для обнаружения пожара в какой-то степени должен помочь избавиться от периодически возникающих мифов.

Сразу хотелось бы отметить, что данный анализ не может быть объективным и окончательным на продолжительный промежуток времени. Все течет, все изменяется. Появляются новые технологии, появляются новые задачи и, соответственно, пути их решения. Задача специалистов будет заключаться в том, чтобы каждый раз при очередном заявлении о возможности «сверхраннего обнаружения» пожара попытаться докопаться до сути, ведь все мы прекрасно знаем, что чудес на свете не бывает.

«СВЕРХРАННЕЕ ОБНАРУЖЕНИЕ» ЧТО И ЗАЧЕМ

Начать, как обычно, хотелось бы с каких-нибудь уже имеющихся определений или терминов, касающихся «сверхраннего обнаружения» или даже просто «раннего обнаружения». Вот только на эту тему еще никаких определений не придумано.

Надо понимать, что появление пожара характеризуется несколькими, подчас не связанными между собой параметрами среды, по которым его можно обнаружить:

■ пламя и искры;

■ тепловой поток и повышенная температура окружающей среды;

■ повышенная концентрация токсичных продуктов горения и термического разложения;

■ снижение видимости в дыму.

В итоге именно через эти косвенные параметры среды и можно с помощью технических средств обнаружить факт пожара. К сожалению любой из косвенных параметров не является в полной мере абсолютным критерием.

Тепло идет и от нагревательных предметов, и при термической обработке продуктов, без которой нам в жизни никак не обойтись.

Мощные осветительные приборы, сварка и прямые солнечные лучи могут имитировать пламя.

Токсичные продукты в газообразном состоянии - один из признаков цивилизации и присутствия человека.

Дым, будучи одним из видов аэрозоли, подчас мало чем отличается от других аэрозолей (пара, пыли и т. п.).

Как только разработчики средств обнаружения пожара начинают говорить о высокой чувствительности своих пожарных извещателей (ИП), так сразу встает вопрос о вероятности ложных срабатываний по причине наличия фоновых величин, не связанных с пожаром. И тут же начинаются работы по защите пожарных извещателей от ложных срабатываний вплоть до снижения чувствительности до разумных значений. Вот это и есть основа спирали развития средств обнаружения пожара.

Самым странным здесь будет то, что это происходит в стране, в которой только пару-тройку лет назад начали оценивать реальную чувствительность из-вещателей к пожару. За это время наши отечественные производители и очень малая часть пользователей в лучшем случае только начали понимать, с какими извещателями им до недавнего времени приходилось иметь дело.

Ни у одного законодателя мод из зарубежных стран, связанного с производством пожарных извещателей, в мыслях нет кому-то что-то запрещать производить или использовать. Соответствует требованиям стандартов - все, он полноправный участник рынка. А тут не надо забывать, что наши стандарты почти на 90% по части извещателей соответствуют европейским, а понятия «сверхранних» извещателей ни в тех, ни в других нет. Вот будет определение, будут разработаны требования и методики оценки, тогда и будет о чем конкретно поговорить. А пока есть смысл разобраться с тем, что есть.

В последние несколько лет, когда в ГОСТ Р 53325-2012 «Технические средства пожарной автоматики» наконец-то были включены огневые испытания для пожарных извещателей, вроде как появилась возможность оценивать или по крайней мере сравнивать те или иные пожарные извещатели по времени срабатывания при проведении стандартизированных тестовых пожаров (ТП). В какой-то степени результаты этих испытаний могут быть коррелированы с временем обнаружения реального пожара.

Пожарный извещатель нельзя причислить к почетной касте «сверхранних» только на основании того, что он по какому-то виду тестовых пожаров оказался впереди планеты всей.

Конечно, кто-то может предложить, что если пожарный извещатель по всем этим тестовым пожарам во всех вариантах без исключения срабатывает, к примеру, в десять раз быстрее других, то его можно и нужно причислить к разряду «сверхранних». Но это будет только повод. А вот в качестве следствия обязательно тут же последует предложение о запрете на использование всех остальных видов и типов пожарных извещателей или, по крайней мере, о получении каких-то преференций в применении. Потом, правда, выяснится, что производители несколько погорячились, не учли побочные эффекты, не оценили экономическую эффективность и т. д.

«СВЕРХРАННЕЕ» ИЛИ СВОЕВРЕМЕННОЕ ОБНАРУЖЕНИЕ

На сегодняшний день нет такой задачи, как организация «сверхраннего обнаружения пожара». Есть требование о своевременности обнаружения, и в каждом конкретном случае оно может иметь различные численные показатели.

В частности, именно о своевременном обнаружении пожара идет речь в статье 83 «Технического регламента о требованиях пожарной безопасности».

Чем определяется своевременность? И на этот вопрос имеется ответ в том же Техническом регламенте в статье 54. Задачей является обнаружить пожар за время, необходимое для включения систем оповещения для организации безопасной эвакуации людей.

Для реализации требований по своевременности обнаружения существуют действующие стандарты и правила в области пожарной безопасности, в них все эти вопросы жестко увязаны между собой в единую систему противопожарной защиты объекта, начиная от архитектурно-планировочных решений и заканчивая противодымной вентиляцией и внутренним пожарным водопроводом.

Экономические показатели «сверхраннего обнаружения» тоже нельзя сбрасывать со счетов, все умеют считать деньги.

И вот скажите, чем плох термин «своевременное обнаружение пожара». Чем он кого-то не устраивает и зачем использовать несуществующие и никем не определенные термины. Зачем постоянно путать технические возможности с маркетинговыми изысками.

СРАВНЕНИЕ НЕКОТОРЫХ СПОСОБОВ ОБНАРУЖЕНИЯ ПОЖАРА

Как тут уже было написано, несколько лет назад у нас в стране появилась реальная возможность провести сравнение способов обнаружения пожара в рамках огневых испытаний с использованием наших отечественных пожарных извещателей. И этим, несомненно, надо было воспользоваться.

Не хочу в этой статье раскрывать все тайны: кто, где и когда. Какие были конкретные извещатели и от каких производителей, не в моей это компетенции, но могу с полной ответственностью утверждать, что исходные данные, на которые я буду опираться, существуют, и не в одном экземпляре. Может быть, когда придет время, эти данные будут доступны всем, но не сейчас. В данной статье вообще очень не хочется никого ни хвалить, ни ругать. Более того, не все производители используемых образцов даже были в курсе этих испытаний. Единственное что могу отметить, случайных участников не было, были только лучшие.

Прежде чем приступить к рассмотрению каких-либо результатов, следует отметить, что они были получены не при проведении сертификационных испытаний конкретных образцов в соответствии со стандартными методиками, а в рамках проведения неких научно-исследовательских работ. Поэтому, в частности, вместо положенных 4 образцов точечных оптико-электронных дымовых пожарных извещателей одного производителя было использовано несколько аналогичных извещателей разных производителей. Примерно так же поступили и с газовыми пожарными из-вещателями.

Более того, для получения дополнительной информации для последующего анализа помимо стандартных тестовых пожаров были проведены еще примерно такие же испытания с измененными характеристиками испытательной пожарной нагрузки, но их результаты приводить я не считаю необходимым.

И еще, во время проведения тестовых пожаров помимо времени срабатывания должны контролироваться и другие параметры, но поскольку все извещатели во время проводимых тестов одновременно находились в аналогичных условиях, то я с чистой совестью этот вопрос опускаю, главное чтобы параметры не выходили за пределы, предусмотренных стандартом.

В таблице 1 приведено соотношение времени, потребовавшегося для срабатывания пожарных извещателей в процессе тестовых пожаров ТП2 - ТП5, к нормируемому. Если попробовать перевести это на более доступный язык, то процент времени, который был необходим для обнаружения пожара тому или иному типу извещателя, по отношению к нормируемому времени. Например, предельное время срабатывания при ТП3 равняется 750 секунд, а извещатель сработал уже через 190 секунд. Получается всего 25% времени от предельной величины. В четыре раза быстрее, чем требуется, сработал - вот уже можно записать его в касту «сверхранних», но не будем спешить.

Табл. 1. Соотношение времени, необходимого для срабатывания пожарных извещателей при ТП2 - ТП5, по отношению к нормируемому

		по ТП2-ТП5
Предельное время срабатывания МП, с		по ТП2-ТП5
ИПДОТ стандартный нефелометрический
ИПДОТ экспериментальный абсорбционный
ИПДОТ бескамерный	нет данных
ИПДА (класс чувствительности А) импортный с максимально возможной длиной воздушного трубопровода
	нет данных
ИПГ полупроводниковый
ИПГ электрохимический

Поскольку статья не носит научного характера, а является только информационной, то для большей наглядности представленные величины в рассматриваемой таблице носят очень округленный характер без всяких вероятностных зависимостей.

СТАНДАРТНЫЕ ИЗВЕЩАТЕЛИ ПОЖАРНЫЕ ДЫМОВЫЕ ОПТИКО- ЭЛЕКТРОННЫЕ ТОЧЕЧНЫЕ (ИПДОТ)

Вот уж кто всегда вызывал сомнение, так это ИПДОТ. И тут появляется первый и очень неожиданный вывод. Наши отечественные ИПДОТы, которые по возможностям своевременного обнаружения пожара никто в серьез не воспринимает и используют только сообразно их стоимости, имеют, оказывается, очень даже приличный запас по времени обнаружения по отношению к нормируемому. И это должно только радовать. К сожалению, у нас в стране не все таковые, тем более серийные. Но все равно, могут ведь, когда захотят.

А теперь представьте, какими они были бы, если бы в них еще были применены наработки, уже давно используемые в современных зарубежных ИПДОТ .

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ИПДОТ АБСОРБЦИОННОГО ТИПА

Это очень интересный способ обнаружения дыма. В этом ИП используется не принцип рассеяния света излучателя от частиц дыма в измерительной камере, который называется нефелометрическим способом, а принцип поглощения света (абсорбционный способ), как у линейных пожарных извещателей, только с очень коротким участком контроля. Как способу обнаружения, так и самому используемому в данном анализе извещателю, были посвящены целых две статьи в журнале «Алгоритм безопасности» , поэтому не буду здесь рассматривать подробности устройства этого ИП.

Как ни странно, но именно он больше всех претендует на звание «сверхранний» с четырехкратным обобщенным запасом по всем тестовым пожарам. Конечно, а каким ему еще быть, если у него аэродинамическое сопротивление воздушным потокам сведено до нуля, никаких проблем со статикой корпуса и ему не страшна пролетающая пыль. А ведь что показывает нам вторая журнальная статья

из уже указанных двух. Оказывается работы над повышением чувствительности, а вместе с ней и сокращения времени на обнаружение пожара, еще только начинаются. В процессе сравнительных испытаний, о которых я здесь пишу, были обнаружены очень интересные закономерности. Их реализация может привнести много нового и интересного, и тогда опять будет повод провести сравнительный анализ. А сейчас это только опытные единичные экземпляры, и насколько технико-экономические показатели этих извещателей оправдают наши надежды, пока сказать очень трудно.

ИПДОТ БЕСКАМЕРНЫЙ

У данного типа ИПДОТ нет закрытой корпусом и лабиринтами измерительной зоны. Иногда этот тип ИПДОТ классифицируют как извещатель с виртуальной зоной обнаружения, т. к. она находится вне корпуса извещателя. Естественно, у данного типа извещателя, так же как и ИПДОТ абсорбционного типа, отсутствует аэродинамическое сопротивление воздушным потокам. Следовательно, не требуется время на преодоление статического потенциала корпуса, не требуется дополнительной энергии на преодоление лабиринта к измерительной зоне. Вот и заслуженный результат - трехкратный обобщенный запас по всем тестовым пожарам. При желании его тоже можно отнести к касте «сверхранних».

Это очень перспективное направление развития пожарных извещателей, особенно, если учесть достигнутые результаты в импортных извещателях с аналогичным способом обнаружения дыма . Жаль, что у нас этому направлению практически не уделяют внимание, за рубежом это уже не частный случай (рис. 1).

Рис. 1. Варианты исполнения бескамерных ИПДОТ

АСПИРАЦИОННИК, ОН И ЕСТЬ АСПИРАЦИОННИК

Об особенностях и исключительных возможностях аспирационных пожарных извещателей (ИПДА) знают почти все. Здесь был использован извещатель зарубежного производителя, и то в качестве некоего эталона. В нашей таблице он один из лидеров. Только надо понимать, что не все так однозначно.

Вы где-нибудь, в каком-нибудь продовольственном магазинчике шаговой доступности видели своими глазами ИПДА. Я лично нет. Почему? А это как в трактор лезть с инструментом для лапароскопических операций. Как-то так исторически получилось, что когда этот тип извещателя появился на рынке, мало кто понимал, что это не универсальный извещатель на все случаи жизни. И, несмотря на его известность для специалистов, он использовался в очень ограниченном объеме.

Но вот когда производители поняли, что этот тип извещателя необходимо совсем по-другому позиционировать, то телега сдвинулась с места. И ведь действительно оказалось, что в некоторых направлениях противопожарной защиты ему аналогов нет. В последние два-три года на эту тему появилось достаточное количество статей, и все встало на свои места. «Воздатите кесарева кесареви и божия богови».

В ЧЕМ ЖЕ НЕОДНОЗНАЧНОСТЬ СУЖДЕНИЯ ОБ ИПДА

Сам блок обработки ИПДА имеет непревзойденную чувствительность. С этим даже спорить никто не будет. Если с его помощью контролировать небольшой объем, то ИПДА может оказаться в режиме «если очень принюхаться, то провод еще не перегрелся, но уже теплый и даже немного попахивает, и что-то с ним когда-то может произойти, но не сейчас, а несколько позже». Только сразу встанет вопрос, а сколько это будет стоить. Много, но в каких-то случаях и это оправдано.

Можно этот же ИПДА использовать для контроля больших площадей в несколько тысяч квадратных метров, прямо как указано в документации на него. А вот здесь надо будет сразу понять, что в этом случае о сумасшедшей чувствительности к пожару в каждом отдельно взятом помещении придется забыть. Выигрыш будет только за счет времени доставки дымо-воздушной смеси, да и то не такой большой. Но на тех же складах глубокой заморозки или в лифтовых шахтах ничего другого и не поставишь. И есть ли в этом случае смысл лишний раз упоминать о его возможности «сверхраннего обнаружения» пожара. Вряд ли.

ИЗВЕЩАТЕЛЬ ПОЖАРНЫЙ ДЫМОВОЙ ИОНИЗАЦИОННЫЙ (ИПДИ)

Теперь можно перейти к грустному.

ИПДИ - вот по ком постоянно ностальгируют специалисты пожилого возраста. Это же так ими любимый «радиоизотоп-ник». Утверждалось, что если ИПДОТы могут обнаруживать только «светлые дымы», то «радиоизотопный» извещатель любые, хоть светлые, хоть темные, и очень быстро. А проблема только в «зеленых», из-за которых максимально ужесточили утилизацию этих извещателей.

Данный миф сложился еще тогда, когда порог срабатывания ИПДОТ в установке «Дымовой канал» находился в пределах 0,5 дБ/м (ГОСТ 26342-84), а не как сейчас 0,05-0,2 дБ/м. Тем более, сейчас ИПДОТ обязан обнаруживать не только «светлые» дымы, но и все остальные.

За последние 30 лет многое изменилось, только ИПДИ остались прежними. И вот появилась возможность сравнить их с новым поколением пожарных извещателей. И не просто по порогу срабатывания в дымовом канале, нас это уже меньше всего интересует, а при огневых испытаниях.

И что на поверку оказалось - средненько и даже очень. Использовать достаточно средненький извещатель при сегодняшних трудностях в обращении с радиоизотопными материалами мало кому нужно.

А еще необходимо учесть слабое место ИПДИ - для них нет разницы, какие частицы аэрозолей обнаруживать, что дым, что пар, что пыль. Так и способов борьбы с этим у них до сих пор нет.

Может, мы все напрасно столько лет ностальгировали и простим этим «зеленым» их «подлость», вряд ли без них мы начали бы серьезно заниматься альтернативными направлениями.

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗВЕЩАТЕЛЕЙ ПОЖАРНЫХ ГАЗОВЫХ (ИПГ)

Чуть более десяти назад за рубежом прошла волна использования ИПГ для раннего обнаружения пожара.

За основу был принят постулат, что каждому пожару предшествует дым от тления и моноокись углерода (угарный газ). Эта моноокись углерода за счет диффузии мгновенно распространяется по помещениям, намного быстрее, чем дым достигает потолочных дымовых извещателей, на эту диффузию особо не влияют конвекционные воздушные потоки. Такой способ распространения позволяет устанавливать пожарные извещатели практически в любом месте контролируемых помещений.

И вот на основании этих постулатов речь сразу зашла о возможности «сверхраннего обнаружения пожара» с помощью ИПГ (СО). Свято место пусто не бывает, тут же появились производители датчиков для ИПГ (СО), благо у них уже были в промышленной автоматике схожие задачи.

Но в процессе разработки стандартов для ИПГ (СО) столкнулись с тем, что они не могут быть чувствительны ко всем основным тестовым пожарам. Хорошо, оставили в требованиях только ТП2 (тление древесины) и ТП3 (тление хлопка со свечением) и придумали один дополнительный ТП9 (тление хлопка без свечения). Но за кадром осталась вся синтетика и легко воспламеняющиеся жидкости, которые тоже могут выделять дым. Это производители ИПГ (СО) от всех упорно скрывали, но долго шило в штанах не поносишь.

Оказалось, что при тлении синтетики выделяется не моноокись углерода, а хлористый водород, который все эти ИПГ (СО) обнаружить не могут. Так вот, если синтетика нас окружает повсюду, то с хлопком, который должен тлеть для срабатывания ИПГ (СО), в нашей повседневной жизни намного сложнее, его еще надо найти. И может ли тогда ИПГ (СО), имеющий возможность обнаруживать пожар от ограниченного перечня горючих материалов, использоваться как самодостаточный и универсальный пожарный извещатель?

В результате пару лет назад волна ИПГ (СО) за рубежом полностью захлебнулась, о ней уже стали забывать.

И вот когда у нас в стране появилась возможность сравнить все вместе, то оказалось, что идея «сверхраннего обнаружения пожара» с помощью ИПГ (СО) рухнула в момент, так же как несколькими годами раньше за рубежом. И о глубокой диффузии пришлось забыть, как о не подтвердившемся на практике факте, а как следствие, невозможность произвольной установки ИПГ (СО) в помещениях, хоть за шкафом, хоть под шкафом.

А как же там, за рубежом? Они не стали особо переживать по этому поводу и ломать копья. Они от ИПГ (СО) очень плавно перешли к мультикритериальным пожарным извещателям. И вот тут все наработки по ИПГ (СО) очень даже пригодились. Нам же в России еще предстоит все это сначала осмыслить, тем более у нас пока и нет такого класса пожарных извещателей как мультикритериальный.

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИЙ ИПГ

Сразу надо отметить, что датчики угарного газа (СО) бывают двух типов: электрохимические датчики электролитического типа и метал-оксидные полупроводниковые датчики. Первые практически не потребляют электроэнергии, но имеют ограниченный срок службы из-за использования электролита, вторые имеют достаточно большой срок службы, но и высокое энергопотребление.

У датчиков электролитического типа срок эксплуатации начинает отсчитываться с момента их извлечения из специального контейнера, в которых они хранятся в складских условиях, для последующего их монтажа в ИПГ. Технические характеристики и цена на сам датчик угарного газа порядка 1-2 тыс. рублей являются определяющими для ИПГ (СО).

На сегодняшний день в мире только один производитель этих датчиков (Nemoto Sensor Engineering Co) может дать гарантию срока службы в 10 лет. Все остальные пока гарантируют не более пяти лет, а еще пару-тройку лет назад было не более трех лет работы.

Ограниченный срок службы датчиков угарного газа не позволяет массово использовать как сами ИПГ, так и их комбинации с тепловыми или дымовыми каналами обнаружения. Практически все производители технических средств пожарной автоматики за исключением ИПГ в своей документации указывают срок

службы не менее 10 лет. На практике срок службы редко когда бывает меньше 15 лет, все-таки это не самое дешевое удовольствие. Ни один зарубежный производитель не позволяет самостоятельно производить замену в извещателях датчиков моноокиси углерода, при этом честно указывая их срок службы в 5 лет.

Вот такое «сверхраннее обнаружение» с помощью ИПГ, и возможности пока призрачные, и трудности объективные.

ТАК БЫТЬ ИЛИ НЕ БЫТЬ «СВЕРХРАННЕМУ ОБНАРУЖЕНИЮ ПОЖАРА»

Этот вопрос должны решать непосредственные заказчики услуг в области пожарной безопасности. Если выполняются все требования нормативных документов, если производитель не производит несоответствующую заявленным характеристикам продукцию, то ничего лишнего может и не понадобиться.

Вдруг кому-то хочется отличиться, то он может у себя в электрощитке рядом со счетчиком электроэнергии поставить ИПДОТ, такой же спрятать за холодильником и за телевизором и со спокойной душой лечь спать. Подобный способ «сверхраннего обнаружения» пожара экономически может быть даже самым эффективным по сравнению с другими. Но кто и на основании чего может заставить его применять?

При особом желании можно в кабинете руководителя той или иной организации по его просьбе и за его деньги поставить аспирационный извещатель, который будет каждый раз срабатывать при жарких спорах с подчиненными. Ну что же, желание заказчика - закон.

Я в данной статье ни разу не упомянул про линейные дымовые извещатели (ИПДЛ). Тоже очень хорошая вещь, просто так получилось, что они не принимали участие в научно-исследовательских испытаниях. Если ИПДЛ использовать с максимальной чувствительностью на коротких расстояниях, то время обнаружения пожара снижается в несколько раз. Чем не «сверхраннее обнаружение». Очень просто, и ничего нового выдумывать не надо, сам проверял. Вот только низкая экономическая эффективность не позволяет идти на такие решения.

Никто ни за рубежом, ни у нас в стране не пойдет на дополнительные требования по обеспечению «сверхраннего обнаружения» пожара. А как следствие, этот термин следует исключить из повседневной практики, не стоит его употреблять по случаю или без и вводить им в заблуждение других. Не нужны нам эти мифы.

ЛИТЕРАТУРА

1. ГОСТР 53325-2012 «Техника пожарная. Технические средства пожарной автоматики. Общие технические требования и методы испытаний».

В январе 2017 года началась работа над проектом межгосударственного стандарта «Приборы приемно-контрольные пожарные. Приборы управления пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний». Следующим этапом стал проект свода правил «Системы пожарной сигнализации и автоматизация систем противопожарной защиты. Нормы и правила проектирования». В проектах новых документов обозначаются стоящие задачи, к ним прикрепляются необходимые требования, направленные на их реализацию. Каждое требование является следствием или причиной других требований. Все вместе они составляют полностью увязанную систему.

Для зданий и сооружений, хранящих бесценные коллекции и при этом являющихся объектами с массовым пребыванием людей, ключевым является своевременное и достоверное обнаружение возгорания. Но есть объективные причины, в силу которых традиционные системы пожарной сигнализации остаются либо неприемлемыми, либо недостаточно надежны ми для объектов культурного наследия. Лучшее решение аспирационный извещатель. Именно поэтому продукцией компании WAGNER оснащен целый список объектов культуры во всем мире.

Современное развитие микропроцессорной электроники и информационных технологий позволили подойти к задаче обнаружения пожара принципиально новым путем: от анализа совокупности отдельно взятых сенсорных элементов, непрерывно измеряющих параметры атмосферы в окрестностях извещателя (концентрация твердых частиц и угарного газа, температура воздуха), к способности распознавания в измеренных значениях «достаточность» условий, соответствующих пожару, за минимальное время. Технология непрерывного анализа семи параметров окружающей от Bosch, способствует повышению достоверности обнаружения системы пожарной сигнализации и существенному сокращению вероятности ложных срабатываний даже в сложных условиях эксплуатации.

Для надежного обнаружения пожара на объектах с особыми условиями эксплуатации, такими как наличие коррозийных газов, большой влажности, высоких температур и загрязненности воздуха, компания Securiton предлагает систему на основе термочувствительного кабеля MHD635 LIST. Это система высокого уровня безопасности, простая в установке и монтаже и не требующая обслуживания. Термочувс твительный кабель Securiton MHD635 применяется на объектах: авто- и железнодорожные тоннели; тоннели и станции метро, путевое хозяйство; конвейерные системы и автоматические линии; кабельные тоннели и лотки; складское хозяйство и стеллажи; производственные печи; морозильные камеры глубокой заморозки; устройства охлаждения и нагрева; объекты пищевой промышленности; парковки, шагающие экскаваторы, судовые механизмы.

Термодифференциальный линейный детектор SecuriSens ADW 535, компании Securiton сочетает проверенный принцип работы и последние достижения сенсорных и процессорных технологий. Благодаря крайне стойкой сенсорной трубке SecuriSens ADW 535 может применяться там, где невозможно использовать традиционные пожарные датчики. Долговечность и конструкция, не нуждающаяся в обслуживании, делают ADW 535 идеальным решением. SecuriSens ADW 535 полностью отвечает требованиям, предъявляемым к современным линейным термодетекторам, таким как: полный автоматический мониторинг больших пространств, стойкость к агрессивным средам, экстремальной влажности и высоким температурам, способность отличать реальные опасности от ложных. SecuriSens ADW 535 - это интеллектуальное устройство отлично работает даже в самых сложных условиях.
На 2019-й год запланирована разработка нового национального стандарта «Системы пожарной сигнализации. Руководство по проектированию, монтажу, техническому обслуживанию и ремонту. Методы испытаний на работоспособность». В статье рассмотрены вопросы по техническому обслуживанию и ремонту. Важно, чтобы из-за неполных или некорректных формулировок обслуживающие организации не оказались в итоге крайними и не были бы вынуждены устранять недоработки, допущенные ими еще на этапе проектирования. Обязательно нужно на объектах при плановых ТО проводить тестирование всех систем в комплексе для проверки их функционирования по заданным проектом алгоритмам.
Цель данного материала – рассмотреть основные аспекты законодательного регулирования осуществления федерального государственного контроля (надзора) за деятельностью юридических лиц и индивидуальных предпринимателей, и особенно за деятельностью юридических лиц с особыми уставными задачами и подразделений ведомственной охраны.

Данная система предназначена для обнаружения начальной стадии пожара, передачи извещения о месте и времени его возникновения и при необходимости включения автоматических систем пожаротушения и дымоудаления.

Эффективной системой оповещения пожарной опасности является применение систем сигнализации.

Система пожарной сигнализации должна:

Быстро выявить место возникновения пожара;

Надёжно передавать сигнал о пожаре на приёмно-контрольное устройство;

Преобразовывать сигнал о пожаре в форму, удобную для восприятия персоналом охраняемого объекта;

Оставаться невосприимчивой к влиянию внешних факторов, отличающихся от факторов пожара;

Быстро выявлять и передавать извещение о неисправностях, препятствующих нормальному функционированию системы.

Средствами противопожарной автоматики оборудуют производственные здания категорий А, Б и В, а также объекты государственной важности.

Система пожарной сигнализации состоит из пожарных извещателей и преобразователей, преобразующих факторы появления пожара (тепло, свет, дым) в электрический сигнал; прёмно- контрольной станции, передающей сигнал и включающей световую и звуковую сигнализацию; а также автоматические установки пожаротушения и дымоудаления.

Обнаружение пожаров на ранней стадии облегчает их тушение, что во многом зависит от чувствительности датчиков.

Извещатели, или датчики, могут быть различных типов:

- тепловой пожарный извещатель – автоматический извещатель, который реагирует на определённое значение температуры и (или) скорость её нарастания;

- дымовой пожарный извещатель – автоматический пожарный извещатель, который реагирует на аэрозольные продукты горения;

- радиоизотопный пожарный извещатель – дымовой пожарный извещатель, который срабатывает вследствие влияния продуктов горения на ионизированный поток рабочей камеры извещателя;

- оптический пожарный извещатель – дымовой пожарный извещатель, который срабатывает вследствие влияния продуктов горения на поглощение или распространение электромагнитного излучения извещателя;

- пожарный извещатель пламени – реагирует на электромагнитное излучение пламени;

- комбинированный пожарный извещатель – реагирует на два (или больше) фактора пожара.

Тепловые извещатели подразделяются на максимальные , которые срабатывают при повышении температуры воздуха или охраняемого объекта до величины, на которую они отрегулированы, и на дифференциальные , которые срабатывают при определённой скорости нарастания температуры. Дифференциальные термоизвещатели обычно могут работать также в режиме максимальных.

Максимальные термоизвещатели характеризуются хорошей стабильностью, не дают ложных тревог и имеют относительно низкую стоимость. Однако они малочувствительны и даже при размещении на небольшом расстоянии от мест возможных загораний срабатывают со значительным запаздыванием. Тепловые извещатели дифференциального типа более чувствительны, однако их стоимость высока. Все тепловые извещатели должны размещаться непосредственно в рабочих зонах, поэтому они подвержены частым механическим повреждениям.

Рис. 4.4.6. Принципиальная схема извещателя ПТИМ-1: 1 – датчик; 2 – переменное сопротивление; 3 – тиратрон; 4 – добавочное сопротивление.

Оптические извещатели подразделяются на две группы: ИК – индикаторы прямого видения , которые должны «видеть» пожар, и фотоэлектрические дымовые . Чувствительные элементы индикаторов прямого видения не имеют практического значения, так как они, как и тепловые извещатели, должны располагаться в непосредственной близости от потенциальных очагов загорания.

Фотоэлектрические дымовые извещатели срабатывают при ослаблении светового потока в подсвечиваемом фотоэлементе в результате задымления воздуха. Извещатели этого типа могут быть установлены на расстоянии нескольких десятков метров от возможного очага пожара. Пылевые частицы, взвешенные в воздухе, могут привести к ложным срабатываниям извещателей. Кроме того, чувствительность прибора заметно снижается по мере осаждения тончайшей пыли, поэтому извещатели нужно регулярно осматривать и очищать.

Ионизационные дымовые извещатели для надёжной работы необходимо не реже чем раз в две недели подвергать тщательному осмотру и проверке, своевременно удалять отложения пыли и регулировать чувствительность. Газовые детекторы срабатывают при появлении газа или увеличении его концентрации.

Дымовые извещатели рассчитаны на обнаружение продуктов сгорания в воздухе. В устройстве имеется ионизационная камера. И при попадании в неё дыма от пожара ионизационный ток уменьшается, и извещатель включается. Время срабатывания дымового извещателя при попадании в него дыма не превышает 5 секунд. Световые извещатели устроены по принципу действия ультрафиолетового излучения пламени.

Выбор типа извещателя автоматической пожарной сигнализации и места установки зависит от специфики технологического процесса, вида горючих материалов, способов их хранения, площади помещения и т.п.

Тепловые извещатели могут быть использованы для контролирования помещений из расчёта один извещатель на 10 – 25 м 2 пола. Дымовой извещатель с ионизационной камерой способен (в зависимости от места установки) обслуживать площадь 30 – 100м 2 . Световыми извещателями можно контролировать площадь около 400 – 600м 2 . Автоматические извещатели, в основном, устанавливают на потоке или подвешивают на высоте 6 – 10м от уровня пола. Разработка алгоритма и функций системы пожарной сигнализации выполняется с учётом пожарной опасности объекта и архитектурно-планировочных особенностей. В данное время применяют следующие установки пожарной сигнализации: ТОЛ-10/100, АПСТ-1, СТПУ-1, СДПУ-1, СКПУ-1 и др.

Рис. 4.5.7. Схема автоматического дымового извещателя АДИ-1: 1,3 – сопротивления; 2 – электрическая лампа; 4 – ионизационная камера; 5 – схема включения в электрическую сеть

Эффективной системой оповещения пожарной опасности является применение систем сигнализации.

Система пожарной сигнализации должна:

* - быстро выявить место возникновения пожара;

* - надёжно передавать сигнал о пожаре на приёмно-контрольное устройство;

* - преобразовывать сигнал о пожаре в форму, удобную для восприятия персоналом охраняемого объекта;

* - оставаться невосприимчивой к влиянию внешних факторов, отличающихся от факторов пожара;

* - быстро выявлять и передавать извещение о неисправностях, препятствующих нормальному функционированию системы.

Автоматические системы пожаротушения

Автоматические системы пожаротушения предназначены для тушения или локализации пожара. Одновременно они должны выполнять и функции автоматической пожарной сигнализации.

Установки автоматического пожаротушения должны отвечать следующим требованиям:

* - время срабатывания должно быть меньше предельно допустимого времени свободного развития пожара;

* - иметь продолжительность действия в режиме тушения, необходимую для ликвидации пожара;

* - иметь необходимую интенсивность подачи (концентрацию) огнетушащих веществ;

* - надёжность функционирования.

В помещениях категорий А, Б, В применяются стационарные установки пожаротушения, которые подразделяются на аэрозольные (галоидоуглеводородные), жидкостные, водяные (спринклерные и дренчерные), паровые, порошковые.

Наибольшее распространение в настоящее время приобрели спринклерные установки для тушения пожаров распылённой водой. Для этого под потолком монтируется сеть разветвлённых трубопроводов, на которых размещают сприклеры из расчёта орошения одним спринклером от 9 до 12м 2 площади пола. В одной секции водяной системы должно быть не менее 800 спринклеров. Площадь пола, защищаемая одним спринклером типа СН-2, должна быть не более 9м 2 в помещениях с повышенной пожарной опасностью (при количестве горючих материалов более 200кг на 1м 2 ; в остальных случаях - не более 12м 2 . Выходное отверстие в спринклерной головке закрыто легкоплавким замком (72°С, 93°С, 141°С, 182°С), при расплавлении которого вода разбрызгивается, ударяясь о дефлектор. Интенсивность орошения площади составляет 0,1л/с м 2

Спринклерные сети должны находиться под давлением, способным подать 10л/с. Если при пожаре вскрылся хотя бы один спринклер, то подаётся сигнал. Контрольно-сигнальные клапаны располагаются на заметных и доступных местах, причём к одному контрольно-сигнальному клапану подключают не более 800 спринклеров.

В пожароопасных помещениях рекомендуется подавать воду сразу по всей площади помещения. В этих случаях применяют установки группового действия (дренчерные). Дренчерные - это спринклеры без плавких замков с открытыми отверстиями для воды и других составов. В обычное время выход воды в сеть закрыт клапаном группового действия. Интенсивность подачи воды 0,1л/с м 2 и для помещений повышенной пожарной опасности (при количестве сгораемых материалов 200кг на 1м 2 и более) - 0,3л/с м 2 .

Расстояние между дренчерами не должно превышать 3м, а между дренчерами и стенами или перегородками - 1,5м. Площадь пола, защищаемая одним дренчером, должна быть не более 9м 2 . В течение первого часа тушения пожара должно подаваться не менее 30л/с

Установки позволяют осуществлять автоматическое измерение контролируемых параметров, распознавание сигналов при наличии взрывопожароопасной ситуации, преобразование и усиление этих сигналов, и выдачу команд на включение исполнительных приспособлений защиты.

Сущностью процесса прекращения взрыва является торможение химических реакций путём подачи в зону горения огнетушащих составов. Возможность прекращения взрыва обусловлена наличием некоторого промежутка времени от момента возникновения условий взрыва до его развития. Этот промежуток времени, условно названный периодом индукции (ф инд), зависит от физико-химических свойств горючей смеси, а также от объёма и конфигурации защищаемого аппарата.

Для большинства горючих углеводородных смесей ф инд составляет порядка 20% от общего времени взрыва.

Для того чтобы автоматическая система противовзрывной защиты отвечала своему назначению, должно выполняться следующее условие: Т АСПВ < ф инд, то есть, время срабатывания защиты должно опережать время индуктивного периода.

Условия безопасного применения электрооборудования регламентируется ПУЭ. Электрооборудование подразделяют на взрывозащищённое, пригодное для пожароопасных зон, и нормального выполнения. Во взрывоопасных зонах позволяется применять только взрывозащищённое электрооборудование, дифференцированное по уровням и видам взрывозащиты, категориям (характеризующиеся безопасным зазором, то есть максимальным диаметром отверстия, через которое пламя данной горючей смеси не способно пройти), группам (которые характеризуются Т с данной горючей смеси).

Во взрывоопасных помещениях и зонах внешних установок применяют специальное электроосветительное оборудование, выполненное в противовзрывном варианте.

Дымовые люки

Дымовые люки предназначены для обеспечения незадымляемости смежных помещений и уменьшения концентрации дыма в нижней зоне помещения, в котором возник пожар. Открыванием дымовых люков создаются более благоприятные условия для эвакуации людей из горящего здания, облегчается работа пожарных подразделений по тушению пожара.

Для удаления дыма в случае пожара в подвальном помещении нормы предусматривают устройство окон размером не менее 0,9 х 1,2м на каждые 1000м 2 площади подвального помещения. Дымовой люк обычно перекрывается клапаном.

В Российской Федерации ежедневно происходит около 700 пожаров, на которых погибает более 50 человек. Поэтому сохранение жизни людей остается одной из важнейших задач всех систем безопасности. В последнее время все больше обсуждается тема раннего обнаружения пожара.

Разработчики современной противопожарной техники соревнуются в повышении чувствительности пожарных извещателей к основным признакам пожара: теплу, оптическому излучению от пламени и концентрации дыма. В этом направлении проводится огромная работа, но все пожарные извещатели срабатывают, когда хотя бы небольшой пожар уже возник. И мало кто обсуждает тему обнаружения возможных признаков пожара. Однако приборы, которые могут регистрировать не пожар, а лишь угрозу или вероятность появления пожара, уже разработаны. Это – газовые пожарные извещатели.

Сравнительный анализ

Известно, что пожар может возникнуть как от внезапной аварийной ситуации (взрыв, короткое замыкание), так и при постепенном накоплении опасных факторов: скоплении горючих газов, паров, перегрева вещества выше точки воспламенения, тления изоляции проводов электрокабелей от перегрузки, гниения и разогрева зерна и т.п.

На рис. 1 представлен график типичной реакции газового пожарного извещателя на пожар, начинающийся с горящей сигареты, упавшей на матрас. Из графика видно, что газовый извещатель реагирует на монооксид углерода через 60 мин. после попадания горящей сигареты на матрас, в этом же случае фотоэлектрический дымовой извещатель реагирует через 190 мин., ионизационный дымовой – через 210 мин., что значительно увеличивает время для принятия решения об эвакуации людей и ликвидации очага пожара.

Если фиксировать комплекс параметров, который может привести к началу пожара, то можно (не дожидаясь появления пламени, дыма) изменить обстановку и избежать пожара (аварии). При раннем получении сигнала от газового пожарного извещателя обслуживающий персонал успеет предпринять меры к ослаблению или устранению фактора угрозы. Например, это может быть проветривание помещения от горючих паров и газов, при перегреве изоляции – выключение питания кабеля и переход на использование резервной линии, при коротком замыкании на электронной плате вычислительных и управляемых машин – тушение локального пожара и удаление неисправного блока. Таким образом, именно человек принимает окончательное решение: вызывать пожарную охрану или устранять аварию своими силами.

Виды газовых извещателей

Все газовые пожарные извещатели различаются по типу сенсора:
- металлооксидные,
- термохимические,
- полупроводниковые.

Металлооксидные сенсоры

Изготавливаются металлооксидные сенсоры на основе толстопленочной микроэлектронной технологии. В качестве подложки используется поликристаллическая окись алюминия, на которую с двух сторон наносятся нагреватель и металлооксидный газочувствительный слой (рис. 2). Чувствительный элемент помещен в корпус, защищенный проницаемой для газа оболочкой, удовлетворяющей всем требованиям взрывопожаробезопасности.

Металлооксидные сенсоры предназначены для определения концентраций горючих газов (метан, пропан, бутан, водород и т.д.) в воздухе в интервале концентраций от тысячных до единиц процентов и токсичных газов (СО, арсин, фосфин, сероводород и т.д.) на уровне предельно допустимых концентраций, а также для одновременного и селективного определения концентраций кислорода и водорода в инертных газах, например в ракетной технике. Кроме того, они имеют рекордно низкую для своего класса электрическую мощность, необходимую для нагрева (менее 150 мВт), и могут применяться в сигнализаторах утечки газов и системах противопожарной сигнализации как стационарных, так и носимых.

Термохимические газосигнализаторы

Среди методов, применяемых для определения концентрации в атмосферном воздухе горючих газов или паров горючих жидкостей, используется термохимический метод. Его сущность заключается в измерении теплового эффекта (дополнительного повышения температуры) от реакции окисления горючих газов и паров на каталитически активном элементе датчика и дальнейшем преобразовании полученного сигнала. Датчик сигнализатора, используя этот тепловой эффект, формирует электрический сигнал, пропорциональный концентрации горючих газов и паров с различными коэффициентами пропорциональности для различных веществ.

При горении различных газов и паров термохимический датчик выдает сигналы, разные по величине. Одинаковым уровням (в % НКПР) различных газов и паров в воздушных смесях соответствуют неравные выходные сигналы датчика.

Термохимический датчик не избирателен. Его сигнал характеризует уровень взрывоопасности, определяемый суммарным содержанием горючих газов и паров в воздушной смеси.

В случае контроля совокупности компонентов, в которой содержание отдельных, заранее известных горючих компонентов колеблется от нуля до какой-то концентрации может привести к погрешности контроля. Такая погрешность существует и при нормальных условиях. Этот фактор необходимо учитывать для задания границ диапазона сигнальных концентраций и допуском на их изменение – пределом допускаемой основной абсолютной погрешности срабатывания. Пределы измерения сигнализатора – это наименьшее и наибольшее значение концентрации определяемого компонента, в рамках которых сигнализатор осуществляет измерение с погрешностью, не превышающей заданную.

Описание измерительной схемы

Измерительная схема термохимического преобразователя представляет собой мостовую схему (см. рис. 2). Чувствительный В1 и компенсирующий В2 элементы, расположенные в датчике, включены в мостовую схему. Вторая ветвь моста – резисторы R3–R5 находятся в блоке сигнализации соответствующего канала. Мост балансируется резистором R5.

При каталитическом горении воздушной смеси горючих газов и паров на чувствительном элементе В1 происходит выделение тепла, увеличение температуры и, следовательно, увеличение сопротивления чувствительного элемента. На компенсирующем элементе В2 горения не происходит. Сопротивление компенсирующего элемента изменяется при его старении, изменении тока питания, температуры, скорости движения контролируемой смеси и т.п. Эти же факторы действуют и на чувствительный элемент, что значительно уменьшает вызванный ими разбаланс моста (дрейф нуля) и погрешность контроля.

При стабильном питании моста, стабильной температуре и скорости контролируемой смеси разбаланс моста со значительной степенью точности является результатом изменения сопротивления чувствительного элемента.

В каждом канале устройство питания моста датчика обеспечивает регулированием тока постоянную оптимальную температуру элементов. В качестве датчика температуры, как правило, используется сам же чувствительный элемент В1. Сигнал разбаланса моста снимается с диагонали моста ab.

Полупроводниковые газовые сенсоры

Принцип действия полупроводниковых газовых сенсоров основан на изменении электропроводности полупроводникового газочувствительного слоя при химической адсорбции газов на его поверхности. Этот принцип позволяет эффективно использовать их в приборах пожарной сигнализации как альтернативные устройства традиционным оптическим, тепловым и дымовым сигнализаторам (извещателям), в том числе содержащим радиоактивный плутоний. А высокую чувствительность (для водорода от 0,00001% объемного), селективность, быстродействие и дешевизну полупроводниковых газовых сенсоров следует рассматривать как основное их преимущество перед другими типами пожарных извещателей. Используемые в них физико-химические принципы детектирования сигналов сочетаются с современными микроэлектронными технологиями, что обуславливает низкую стоимость изделий при массовом производстве и высокие технические характеристики.

Полупроводниковые газочувствительные сенсоры – это высокотехнологичные элементы с низким энергопотреблением (от 20 до 200 мВт), высокой чувствительностью и увеличенным быстродействием до долей секунд. Металлооксидные и термохимические сенсоры являются слишком дорогостоящими для такого использования. Внедрение в производство газовых пожарных извещателей на основе полупроводниковых химических сенсоров, изготавливаемых по групповой технологии, позволяет намного снизить стоимость газовых извещателей, что немаловажно для массового применения.

Нормативные требования

Нормативные документы на газовые пожарные извещатели еще не разработаны в полной мере. Имеющиеся ведомственные требования РД БТ 39-0147171-003-88 распространяются на объекты нефтяной и газовой промышленности. В НПБ 88-01 по размещению газовых пожарных извещателей сказано, что их следует устанавливать в помещениях на потолке, стенах и других строительных конструкциях зданий и сооружений в соответствии с инструкцией по эксплуатации и рекомендациями специализированных организаций.

Однако в любом случае, для того чтобы точно рассчитать количество газовых извещателей и правильно произвести их установку на объекте, предварительно необходимо знать:
- параметр, по которому контролируется безопасность (тип газа, который выделяется и свидетельствует об опасности, например CO, CH4, H2 и т.д.);
- объем помещения;
- назначение помещения;
- наличие систем вентиляции, подпора воздуха и т.д.

Резюме

Газовые пожарные извещатели – это приборы следующего поколения, и поэтому они еще требуют от отечественных и зарубежных компаний, занимающихся противопожарными системами, новых научно-исследовательских изысканий по разработке теории газовыделения и распространения газов в помещениях разных по назначению и эксплуатации, а также проведению практических экспериментов для разработки рекомендаций по рациональному размещению таких извещателей.

Как известно, день простоя дата-центра обходится в десятки, а то и в сотни миллионов долларов. Для непрерывной работы дата-центр должен быть защищен от многих опасностей, в том числе и от пожаров. В крупных американских и европейских ЦОДах для этого активно используют аспирационные системы раннего обнаружения возгораний.

Специфика пожарообнаружения в ЦОДах

Дата-центр - это высокотехнологичное сооружение, потребляющее больше электроэнергии, чем обычный офис. Важное требование к дата-центрам - поддержание определенной температуры воздуха в помещении. Этой цели служит специальная система кондиционирования, с помощью которой создаются внутренние воздушные потоки между стойками и внутри них, обеспечивающие отвод избыточного тепла и комфортную температуру для работы оборудования.

Такая сложная система кондиционирования требует специального подхода к пожарообнаружению. Дело в том, что при наличии сильных воздушных потоков обычные пожарные извещатели для обнаружения дыма или теплового излучения малоэффективны. Дым, подгоняемый воздушными потоками, может не попасть в дымовую камеру извещателя. И если он все же попадает в камеру, то к этому моменту в помещении достигнута предельная концентрация дыма, так что когда срабатывает извещатель, распространение огня уже неизбежно. Поэтому в современных дата-центрах используют активные аспирационные системы пожарной сигнализации.

В настоящее время аспирационные системы пожарной сигнализации выпускают только за рубежом; основные их производители - компании Bosch, Safe Fire Detection, Securiton, System Sensor и Xtralis (ей принадлежат марки оборудования Vesda и Icam, последняя недавно была куплена ею).

Системы данного класса, например, Vesda и Icam от Xtralis, Titanus компании Bosch Security или аспирационные извещатели System Sensor одноименной компании, уже используются во многих странах мира на объектах такого типа, в том числе и в России.

Историческая справка

В 1967 г. американские исследователи Алквист и Чарлсон (Ahlquist & Charlson) впервые создают прибор нефелометр для измерения прозрачности воздуха и степени его загрязнения, позволяющий контролировать содержание углекислого газа на городских улицах. Это устройство было усовершенствовано и выпущено на рынок в США. В 1970 г. австралийское содружество CSIRO использовало нефелометр в исследованиях лесных пожаров. Немногим позже в CSIRO обратился главный департамент почты APO с заказом на изучение проблемы предотвращения пожаров в почтовых службах. Целью исследования было найти наиболее подходящую технологию для защиты от пожаров телефонных станций, компьютерных комнат и кабельных туннелей. Источниками риска на этих объектах были кабели, которые разогревались от электрического тока или от горячих пластин. В этом исследовании CSIRO использовало нефелометры, с помощью которых контролировали степень задымления в вентиляционных каналах. Впоследствии данное исследование дало толчок к разработке высокочувствительного прибора, способного обнаруживать задымление на ранней стадии пожара. Выход усовершенствованной версии этого прибора на рынок стал огромным скачком в развитии систем раннего обнаружения задымления.

Следует отметить, что в требованиях некоторых международных страховых компаний уже прописывается использование систем раннего обнаружения пожара, в том числе и как средства снижения страховых выплат. А в регламентах крупнейших международных ИТ-компаний система раннего обнаружения пожара является частью системы пожарной безопасности.

Принцип работы

Аспирационные системы - это системы раннего обнаружения пожара. Как правило, они имеют модульную архитектуру, которая позволяет адаптировать систему к конкретным условиям эксплуатации и планировке здания. Основные компоненты такой системы - трубопровод для забора воздуха из контролируемой области и сам извещатель, который можно разместить в любом месте внутри защищаемого помещения или вне его.

В качестве трубопровода обычно используют трубы ПВХ. С помощью переходников, уголков, тройников и других аксессуаров можно создавать гибкие сети трубопроводов для забора воздуха с учетом особенностей каждого отдельно взятого помещения. При этом сам аспирационный извещатель создает вакуум в системе трубопровода, чтобы обеспечить непрерывный забор воздуха из контролируемой области через специально сделанные отверстия. Эти активно получаемые образцы воздуха проходят через камеру детекции, в которой проверяются на содержание в них частиц дыма. Кроме того, например, в системе VESDA, из пробы воздуха сначала удаляются пыль и загрязнения с помощью встроенного фильтра, а потом проба подается в камеру аспирационного извещателя. Это предотвращает загрязнение оптических поверхностей камеры.

Проба воздуха поступает в калиброванную камеру извещателя, в которой через нее проходит луч лазера. При наличии в воздухе частиц дыма наблюдается рассеивание света внутри камеры, и это немедленно обнаруживается высокочувствительной приемной системой (рис. 1). Затем сигнал обрабатывается и отображается на гистограммном дисплее, пороговых индикаторах срабатывания сигнализации и/или графическом дисплее. Чувствительность извещателя можно регулировать, а поток воздуха непрерывно контролируется на предмет обнаружения повреждений трубопровода.

Аспирационные извещатели условно делят на две категории. Первая - извещатели типа PIB (Point in the box), в которых в качестве камеры детекции используют обычные дымовые датчики повышенной чувствительности, например, ASD-Pro или LASD компании System Sensor с чувствительностью от 0,03 до 3,33%/м. Вторая группа - аспирационные извещатели типа VESDA, Icam или Titanus, которые имеют собственные встроенные камеры детекции дыма с диапазоном чувствительности от 0,005 до 20%/м у VESDA, от 0,001 до 20%/м у Icam и от 0,05 до 10%/м у Titanus. Мы рассмотрим только извещатели второй группы, поскольку именно они имеют наибольший диапазон чувствительности по сравнению с PIB, что позволяет детектировать пожар еще на стадии плавления провода и устанавливать наиболее высокий порог для запуска системы газового пожаротушения помещений дата-центров.

Особенности и преимущества

Классические системы пожарной сигнализации не срабатывают, пока не начнется тление или не появится огонь. На этом этапе возгорания борьба с пожаром уже становится сложным делом. Важнейшее преимущество аспирационных систем заключается в том, что они обнаруживают зарождающийся огонь и обеспечивают раннее оповещение о пожаре. Интеллектуальный процессор камеры детекции дыма анализирует полученные данные и принимает решение о том, соответствуют ли они каким-либо типичным моделям пожара. При этом внешние факторы, которые могут стать причиной ложных срабатываний, подавляются.

Итак, в чем же основные преимущества аспирационных систем?

1. Надежное обнаружение возгорания для ран-него предупреждения. Высокочувствительные датчики определяют возгорание на самой ранней его стадии - в фазе пиролиза, еще до распространения видимых частиц дыма (например, когда начинает оплавляться провод или другой электронный элемент оборудования). В большинстве случаев такие системы предотвращают значительный материальный ущерб, поскольку быстро выявляют вышедший из строя элемент, который можно обесточить, не дав зарождающемуся пожару перейти в активную фазу. Кроме того, аспирационные системы позволяют не вводить в действие систему активного (как правило, газового) пожаротушения и экономят средства, необходимые для перезарядки газовых баллонов.

2. Сокращение числа ложных срабатываний. Благодаря интеллектуальной обработке сигнала с датчиков в аспирационных системах подавляются внешние факторы, например, пыль, сквозняки или электрические помехи, которые часто становятся причиной ложных тревог. Это обеспечивает более высокую чувствительность и надежность работы системы даже в помещениях с высокими потолками или экстремальными температурами, а также в условиях загрязненности или высокой влажности.

3. Быстрый монтаж и простое обслуживание. Извещатели можно установить в любом месте как снаружи, так и внутри помещения, чтобы специалистам по обслуживанию было удобнее получить к ним доступ. Аспирационные системы незаметны в помещении, а их обслуживание не требует высокой квалификации. Информация о всех неисправностях, таких как повреждение трубопровода, загрязнение фильтра и т.д., выводится на экран дисплея. Таким образом, персоналу не приходится тратить много времени на выявление неисправности системы, ее можно обслуживать по мере поступления информации.

Основное и принципиальное отличие аспирационных систем от обычных систем с пассивными датчиками дыма - активный забор проб воздуха из коммуникационных и серверных шкафов дата-центра, посредством встроенного вентилятора, работающего по принципу пылесоса. Другим важным отличием является более высокая чувствительность извещателей, что позволяет обнаруживать частицы дыма, невидимые для человеческого глаза, с концентрацией от 0,005%/м у системы VESDA, от 0,001% у Icam или от 0,05% у Titanus.

Немаловажная особенность - наличие встроенного (как у системы VESDA) и/или внешнего фильтра, где очищается всасываемый воздух. Такие фильтры позволяют эксплуатировать аспирационные системы в сильно загрязненных помещениях без постоянной очистки или замены лазерных камер, что, в свою очередь, увеличивает срок службы системы и сокращает расходы на ее обслуживание.

Области применения

В некоторых случаях применение аспирационных систем приносит ощутимый результат по сравнению с обычными пассивными извещателями. В первую очередь это предприятия и компании, где непрерывность производственных или бизнес-процессов имеет первостепенное значение, а простои недопустимы. Таковы, например, телекоммуникационные системы и серверные финансовых организаций, коммунальные объекты и медицинские стерильные помещения (операционные), энергетические и транспортные системы. Аспирационные системы полезны и тогда, когда необходимо исключить ложное срабатывание системы активного пожаротушения, приводящее к большим затратам времени и средств на восстановление объекта.

Аспирационные системы предпочтительны в помещениях, где обнаружение дыма затруднено, например, при интенсивных воздушных потоках или в высоких атриумных пространствах (торговые центры, спортивные залы, театры, музеи и т.д.). Их используют и в помещениях, где доступ для технического обслуживания невозможен или затруднен; они оптимальны для защиты пространства за подвесным потолком и под фальшполом, лифтовых шахт, производственных зон, воздуховодов, а также тюрем и других мест содержания под стражей. Еще одна сфера применения - в экстремальных условиях окружающей среды: при сильной запыленности, загазованности, влажности, очень высоких или очень низких температурах (например, на электростанциях, бумажных или мебельных фабриках, в автомастерских, шахтах). И наконец, аспирационные системы используют, если важно сохранить дизайн помещения и средства обнаружения задымления требуется скрыть.

Построение аспирационной системы в ЦОДе

Как правило, оборудование дата-центров находится в закрытых шкафах, поэтому наиболее эффективным решением для защиты этих зон является отбор проб из шкафов. В случае аспирационных систем в дата-центрах трубки с всасывающими отверстиями проводят поверх стоек с установленным оборудованием. Гибкая система трубок позволяет отбирать пробы как над шкафами, так и внутри них с помощью капилляров, обеспечивая максимально надежное обнаружение дыма в полностью закрытых шкафах, равно как и в шкафах с верхней вентиляцией (рис. 2).

Сколько стоит зашита от пожара

Стоимость решения для пожарной защиты конкретного дата-центра зависит от объема и площади помещения, а также от числа отдельно защищаемых компонентов систем. В любом случае эта стоимость не превышает 1% от стоимости оборудования, установленного в дата-центре. Например, цена 15-канального извещателя Icam, способного защитить 15 стоек с оборудованием, составляет 10—11 тыс. евро, прибор VESDA VLP, который может защитить до 2000 кв.м., стоит 4—5 тыс. евро, а Titanus защищает до 400 кв.м. и стоит 2000—4000 евро.

Активное всасывание воздуха и последующий его анализ на содержание частиц дыма в аспирационной камере дает возможность построить систему таким образом, чтобы потоки воздуха в помещении не влияли на обнаружение задымления. Например, с помощью датчика Icam можно защитить до 15 стоек, проложив в каждую из них отдельную трубку-капилляр, а также обеспечить адресность, определяя место возгорания с точностью до отдельного шкафа. Принцип работы датчика Icam - поочередный забор воздуха из каждой трубки и дальнейший его анализ на содержание частиц дыма в камере детекции.

У системы Titanus есть функция ROOM-IDENT, которая обеспечивает раннее обнаружение возгораний и определение их местонахождения. Один извещатель может контролировать до пяти помещений или пяти стоек при прокладке только одной трубки. Процесс определения источника возгорания системой ROOM-IDENT включает четыре этапа, а результат отображается на извещателе.

Этап 1 (обычный режим): трубопровод используется для забора и оценки образцов воздуха в нескольких помещениях.

Этап 2 (раннее обнаружение возгорания): всасывание и анализ воздуха. При наличии дыма немедленно включается тревожный сигнал для раннего реагирования.

Этап 3 (обратная циркуляция): при включении тревожного сигнала всасывающий вентилятор выключается и включается второй, нагнетательный вентилятор, выдувающий все частицы дыма из трубопровода в противоположном направлении.

Этап 4 (определение местонахождения): после продувки трубопровода направление движения воздуха снова меняется. На основании замеров времени, которое потребовалось частицам дыма, чтобы достичь модуля детекции, система определяет местонахождение возгорания.

Используя гибкую систему трубопроводов, с помощью одного датчика VESDA можно, например, контролировать пространство не только над стойками, но и за фальшпотолком и фальшполом, а также кабельные лотки, которые есть в любом дата-центре и часто являются источником пожара. Кроме того, извещатели системы VESDA встраиваются в rack-стойку, что экономит место и обеспечивает конструктивную однотипность всего оборудования в дата-центре.

Еще один ключевой момент организации надежной системы пожарообнаружения - забор воздуха непосредственно у решетки приточно-вытяжной вентиляции помещения. Появившийся дым неизбежно попадает в воздушный поток, поэтому установка системы труб с заборными отверстиями на решетке возврата воздуха системы циркуляции обеспечивает моментальное обнаружение зарождающегося пожара на самой ранней стадии.

Забор проб воздуха непосредственно рядом с решеткой вытяжной вентиляции позволяет уловить в воздухе частицы дыма даже в том случае, если создаваемые воздушные потоки миновали все остальные заборные отверстия трубок в помещении. Это связано с тем, что через вытяжную вентиляцию циркулирует весь воздух, содержащийся в помещении, а значит, ни одна частица дыма, содержащаяся в воздухе, не пройдет мимо заборного отверстия (рис. 3).

Возможность установки различных уровней пожарной опасности позволяет запрограммировать систему на соответствующие реакции на разных этапах развития пожара, например, на отключение оборудования систем кондиционирования или запуск систем активного пожаротушения. Например, можно установить несколько порогов предтревоги или самую высокую чувствительность - для определения момента плавления элементов оборудования. При превышении данного порога чувствительности сигнал предтревоги будет передан на пожарный пост, чтобы персонал идентифицировал место плавления и отключил питание оборудования, предотвратив распространение пожара.

Можно также установить среднюю чувствительность, и при этом система будет определять момент сильного задымления помещения, когда сложно найти место или оборудование, являющееся причиной задымления. При превышении данного порога чувствительности можно запрограммировать систему на отключение кондиционеров. Самую низкую чувствительность устанавливают для уровня задымленности помещения, когда предотвратить дальнейшее распространение пожара невозможно без систем активного пожаротушения. При достижении данного порога чувствительности программируется включение системы газового пожаротушения (рис. 4).

Включение систем пожаротушения - это второй этап предотвращения распространения пожара в дата-центре, когда развитие пожара уже невозможно остановить с помощью простых действий: отключив задымившийся сервер, системы кондиционирования и т.д. Для активного тушения пожара применяются, как правило, газовые системы пожаротушения, использующие два принципа организации пожаротушения в дата-центре. Первый - это общее газовое пожаротушение, когда проводится тушение общей площади ЦОДа. Второй - стоечное газовое пожаротушение, когда тушат отдельно взятую стойку. Последний принцип применяется для стоек с оборудованием особого назначения, когда потеря данных обойдется дороже установки и эксплуатации системы пожаротушения. Но это уже тема отдельной статьи.

  

Своевременное обнаружение возгорания в дата-центре может предотвратить потерю оборудования и важнейших данных, а также вынужденные простои, сопряженные с финансовыми и материальными затратами для компании. Вложение средств в надежную систему пожарной сигнализации дата-центров гарантирует организации защиту от будущих расходов на восстановление электронного оборудования и потерянной в пожаре информации. Иногда эти финансовые потери несравненно больше, чем затраты на систему обнаружения возгорания на ранней стадии.