FOTObank
Инфракрасный линейный дымовой извещатель, состоящий из излучателя
и приемника
SYSTEM SENSOR
Лазерный дымовой линейный извещатель
с приемником
и передатчиком - в одном корпусе - и отражателем
Оптические извещатели открытого пламени "Пульсар"
от КБ "ПРИБОР"
с датчиком, встроенным в контроль-ный прибор
с выносным датчиком
Точечные дымовые безадресные извещатели отечественного производства: (ИП 212-3СУ,ДИП 54-Т, ДИП 3-М3)
Отечественные тепловые безадресные извещатели (МАК-1, ИП 101-1А, ИП 103-31)
SYSTEM SENSOR
Точечный дымовой "интеллектуальный" извещатель серии "Профи"
150 лет назад каланча была наиболее эффективным средством обнаружения пожара
SYSTEM SENSOR
Комбиниро-ванные извещатели "дым-тепло" - адресный
SYSTEM SENSOR
интеллектуальный
SYSTEM SENSOR
безадресный
SYSTEM SENSOR
Тепловой максимально дифференциальный безадресный извещатель серии "Эко"
Безадресные ручные извещатели с "кнопкой"
и поворотной ручкой
SYSTEM SENSOR
Адресно-
аналоговый
ручной
извещатель
серии "Эко"
Безадресные дымовой
и термомаксимальный извещатели от APOLLO
SYSTEM SENSOR
Адресно-аналоговые извещатели- точечный дымовой;
SYSTEM SENSOR
максимально дифференциальный
Отечественные автономные дымовые извещатели cхема сигнализации на основе автономных дымовых извещателей
:
(ИП 212-50, Агат, ИП 212-43М)
(Агат)
Cхема безадресной пожарной сигнализации
Пульт измерения
и контроля параметров "интеллектуальных" датчиков
SYSTEM SENSOR
Лазерный тестер
для дистанционной проверки исправности «интеллектуальных» дымовых датчиков
В предыдущем номере журнала мы рассказали о первичных средствах пожаротушения. Но приводить их в действие следует, только обнаружив возгорание. А что произойдет, если начинающийся пожар вовремя не выявить? Правильно, случится большая и непоправимая беда. Поэтому сегодня речь пойдет о современных средствах автоматического обнаружения пожара на самой ранней стадии его возникновения - системах пожарной сигнализации
Кто должен обнаруживать пожар?
Лет 150 назад наиболее эффективным средством обнаружения возгорания была пожарная каланча - самая высокая постройка в городе. Со средствами оповещения было еще проще - выбегай на улицу и громко кричи: "Пожар!" Все, кто услышит, ОБЯЗАНЫ были бежать на его тушение - «кто с багром, кто с ведром».
Естественно, эти средства остались далеко в прошлом. Для того чтобы зафиксировать пожар на самой ранней стадии, когда он называется возгоранием, теперь используются современные системы обнаружения и системы пожарной сигнализации (СПС). Они предназначены для круглосуточного контроля охраняемого объекта и оповещения владельца о первых признаках пожара или задымления. Для создания таких систем используются: устройства обнаружения - пожарные датчики (правильнее назвать их извещателями), приборы обработки сигнала (приемно-контрольные приборы - ПКП) и исполнительное оборудование (средства оповещения). Производят их такие фирмы, как ESSER (Австрия), Texecom и PYRONIX (Великобритания), System Sensor (Италия), Securiton (Швейцария), ESMI (Финляндия), Napco (США), ADEMCO - подразделение Honeywell (США), а также отечественные «РУБЕЖ» (г. Саратов), «ИВС-Сигналспецавтоматика» (г. Обнинск), НВП «БОЛИД» (г. Королев), «АРГУС-СПЕКТР» и «ИРСЭТ- ЦЕНТР» (г. С.-Петербург), «Сибирский Арсенал» (г. Новосибирск), «Радий» (г. Касли) и др.
Пожарные датчики-извещатели
Именно они являются основными элементами систем обнаружения очага пожара. Прежде всего, от их чувствительности и помехоустойчивости зависит эффективность работы системы. В частном жилье обычно используются дымовые, тепловые извещатели и приборы обнаружения открытого пламени. Как правило, все они являются «пороговыми», то есть срабатывают в случае превышения контролируемым параметром заданного значения.
Дымовые извещатели. Дым - наиболее характерный признак пожара на самой ранней его стадии. Измерив концентрацию дыма в воздухе, датчик и «делает вывод» о наличии возгорания. Дымовые извещатели подразделяются на точечные и линейные.
Точечные производят замер в том месте, в котором установлены. В частном жилье из точечных извещателей используются только фотоэлектрические. Внутри такого устройства спрятана измерительная камера с источником света и фотоприемником. Частицы дыма, попавшие в камеру, изменяют светопроницаемость воздуха и рассеивают световой поток. Эти изменения и улавливает фотоприемник. Но в разных конструкциях по-разному. В одних он фиксирует общее ослабления светового потока (если расположен строго напротив источника света). В других - рассеяние потока (фотоприемник расположен под прямым углом к источнику света). Первые из описанных приборов более чувствительны, но зато менее устойчивы к помехам (например, к пыли) и нуждаются в частом техническом обслуживании. Вторые чуть менее чувствительны, зато более помехоустойчивы. Именно они в основном и используются при создании СПС в частном жилье. Крепятся обычно под потолком, поскольку горячие газы и дым поднимаются вверх. Контролируемая одним дымовым извещателем площадь может составлять до 80 м 2 . Даже если метраж помещения, в котором устанавливается датчик, намного меньше этой величины, для повышения достоверности обнаружения возгорания следует устанавливать в нем не менее двух пожарных извещателей. При использовании подвесных потолков и прокладке за ними силовой электропроводки необходимо защитить запотолочное пространство отдельными дымовыми датчиками.
Обсудим эти вопросы на примере точечных дымовых извещателей. Чувствительность датчиков может быть высокой, средней и низкой, но обязательно должна находиться в пределах от 0,05 до 0,2 дБ/м (именно в таких единицах, пересчитываемых по довольно непростой формуле в объемные проценты, принято измерять чувствительность - стандартный дымовой датчик должен сработать, если задымление в месте его установки вызывает ослабление света на расстоянии 1 м на 1,1-4,5%). В некоторых извещателях есть возможность регулировки чувствительности, которая производится специальным переключателем, устанавливаемым на задней стенке. Он может быть как двухпозиционным (переключает с верхнего сразу на нижний предел), так и трехпозиционным (переключает с верхнего предела на нижний через средний, например в сериях "Профи" и Leonardo от SYSTEM SENSOR). Лучше выбрать извещатель с трехпозиционным регулятором. Почему? Настроенный на верхний предел чувствительности, прибор реагирует на минимальное содержание дыма в воздухе и может "сработать" не только при курении в комнате, но и при жарке мяса или работе тостера на кухне (практически это те же "ложные срабатывания"). Минимальной же чувствительности может оказаться недостаточно - вам кажется, что датчик должен бы сработать, а он упорно "молчит". Вероятнее всего, вас устроит средний уровень чувствительности. А датчик с двухпозиционным регулятором именно его и лишен. Датчики любого типа нуждаются в периодическом уходе, точнее, техническом обслуживании. Почему оно необходимо? Понятно, что на находящихся под потолком приборах будут оседать испарения и пыль. Причем оседают эти "прелести" не только на корпусах, но и внутри измерительной камеры, ослабляя световой поток, на который настроен прибор, и вызывая так называемое ложное срабатывание. На не осевшие (витающие в воздухе внутри камеры) частицы пыли датчик реагирует так же, как на дым. "Ложное срабатывание" - явление для хозяев довольно неприятное: ничего не горит, а датчик упорно сигнализирует: "ПОЖАР!" Хозяева же при этом нервничают и ломают голову: "А вдруг в доме действительно что-то горит, а мы не замечаем?! Надо бы все еще раз проверить!" Чтобы предотвратить попадание пыли внутрь измерительной камеры, изготовители ограждают ее довольно сложной, почти лабиринтной конструкцией и усложняют геометрию корпуса, снижая тем самым вероятность "ложных срабатываний". Осевшую пыль, естественно, надо периодически удалять. Но если стереть пыль с корпуса ничего не стоит, то из ограждающего измерительную камеру "лабиринта" удалить ее бывает довольно непросто. А протереть оптику и подавно - перестаравшись, можно нарушить юстировку (оптика в данном случае используется весьма миниатюрная). В общем, лучше поручить уход специалистам, которые будут периодически приезжать на дом.
Линейные дымовые извещатели . состоят из двух элементов, внешне напоминающих камеры видеонаблюдения, - излучателя и приемника-преобразователя. Они устанавливаются друг против друга на противоположных стенах комнаты ("ИПДЛ" от "Полисервис", цена - $ 95; "СПЭК-2210" от "СПЭК", цена - $ 230; "6424" от System Sensor, цена $ 540). В последнее время появились модели, в которых оба элемента объединены в общем корпусе, - в этом случае напротив излучателя находится отражатель («6200» и «6500» от System Sensor). Излучатель может быть либо инфракрасным, либо лазерным, работающим в видимом диапазоне красного света. Появление дыма в пространстве между передатчиком и приемником (или между приемопередатчиком и отражателем) вызывает ослабление принимаемого светового потока. Величину этого ослабления и фиксирует приемник- преобразователь. И в случае превышения установленного порога формирует сигнал «Пожар».
Выгодны такие датчики исключительно для больших помещений, поскольку обнаруживают дым в зоне длиной от 10 до 100 м и шириной от 9 до 18 м (то есть обеспечивают контроль площади от 90 до 1000-2000 м 2). В общем, один линейный извещатель вполне способен заменить десяток точечных, что может оказаться выгодно не только экономически, но и с точки зрения дизайна помещения. Но есть и недостатки. Время срабатывания устройств зависит от объема и даже конфигурации помещения. «Ложное срабатывание» могут вызывать резкие изменения прямого и отраженного света, вспышки молний, а также изменение взаимного положения частей.
Тепловые пожарные извещатели. Чувствительными элементами тепловых извещателей могут быть: биметаллические пластины (например, в «ИП-103-5» от «КомплектсТройсервис»; «ИП 101-1А» от «Сибирского Арсенала»), полупроводниковые терморезисторы и т. п.
По принципу действия тепловые извещатели делятся на пассивные (контактные) и активные (электронные). Пассивные не потребляют электричества и функционируют следующим образом: когда температура в помещении достигает критической (порядка 70 С), чувствительный элемент либо вырабатывает определенный сигнал (за счет термоэлектрического эффекта), либо разрывает/замыкает контакт электрической цепи, подавая тем самым сигнал тревоги. Активные устройства потребляют электричество, зато выдают информацию не только о достижении критической температуры в охраняемой зоне, но, главное, и об изменении скорости повышения температуры. Их принято называть дифференциальными извещателями. Внутри их корпуса находится не один чувствительный элемент, а два - один непосредственно соприкасается с внешней средой, другой спрятан внутри корпуса. Если температура при возгорании растет быстро, прибор фиксирует разницу в показаниях чувствительных элементов и посылает на ПКП сигнал тревоги ("МАК-ДМ" от НПП "Специнформатика", г. Москва, цена - 215 руб.; "ИП 115 - 1" от "Магнито-Контакт", г. Рязань, цена - 315 руб.; «5451Е» от System Sensor). Если температура растет медленно (тогда температура элементов изменяется одинаково), прибор фиксирует превышение ею порогового значения и тоже посылает сигнал тревоги.
В результате, если пассивные тепловые извещатели подходят только для обнаружения пожаров с открытым пламенем, сопровождающихся резким превышением порогового значения температуры (срабатывают, когда уже точно что-то горит), то дифференциальные подают сигнал тревоги, когда еще нет открытого пламени, а температура лишь начала расти, но с "недопустимой" скоростью. Этим и объясняется то, что пассивные датчики в последнее время используются в системах сигнализации все реже (и это несмотря на их дешевизну - 15-20 руб.). Потребители предпочитают датчики пусть и более дорогие, но срабатывающие на более ранней стадии пожара - дифференциальные. Используются они обычно там, где дымовые пожарные извещатели выдавали бы ложные сигналы тревоги, например на кухнях, в душевых, курительных комнатах и т.д. Для таких помещений, как котельные, где быстрое повышение температуры является обычным явлением, больше подходят пороговые детекторы на температуру 70 С - дифференциальные детекторы здесь будут давать ложные сигналы тревоги.
Оптические извещатели открытого пламени. Понятно, что любой очаг горения является источником оптического излучения в диапазоне от инфракрасного до ультрафиолетового. Обнаружение такого излучения с помощью фотоприемного устройства, имеющего высокую спектральную чувствительность в ультрафиолетовой или инфракрасной области, но нечувствительного к видимой части спектра, и является задачей оптических извещателей открытого пламени.
В продаже можно найти в основном инфракрасные оптические приборы (например, серия датчиков "Пульсар" от КБ "Прибор", г. Екатеринбург, цена - от 1360 до 2200 руб.; "Спектрон" от "НПО СПЕКТРОН"). Датчик в них может быть как вмонтированным в приемник-преобразователь, так и выносным. В последнем случае датчик устанавливается непосредственно в контролируемой зоне и соединяется с приемником, устанавливаемым вне ее, оптоволоконным ка- белем (длина до 20 м).
Оптические извещатели - малоинерционные устройства, с минимальным временем обнаружения очага пожара. Угол обнаружения - 90-120 , дальность - от 13 до 32 м. Они могут обнаруживать как тлеющие очаги, так и открытое пламя. Их недостаток состоит в том, что, если очаг горения заслоняют строительные элементы или мебель, извещатель его не зафиксирует. Незаменимы такие приборы там, где возможно быстрое возникновение пламени без дыма (гаражи, кладовые, помещения с электробытовой аппаратурой). Например, в гаражах, где возможно возгорание бензина и прочих нефтепродуктов, следует установить, как минимум, два таких прибора, чтобы находящийся в центре автомобиль не загородил пламя.
Комбинированные извещатели представляют собой совмещенное устройство из двух датчиков в од-ном корпусе, управляемых одной микросхемой. Например, извещатель "ИП212/101-2" серии "Эко" от SYSTEM SENSOR (цена - 320 руб.) сочетает функции дымового оптико-электронного и теплового максимально дифференциального извещателя, благодаря чему срабатывает при любом возгорании (как сопро- вождающемся задымлением, так и бездымном, но с повышением температуры). Надо отметить, что комбинированные извещатели такого типа пользуются в последнее время все возра- стающей популярностью, поскольку избавляют потребителей от необходимости монтировать в одном помещении два типа датчиков - дымовой и тепловой (такая потребность нередко возникает, например, в гаражах). Стоит такой прибор, естественно, дороже, чем отдельно дымовой или тепловой, но дешевле, чем оба, вместе взятых (дымовой "ИП212-58" - от 227 руб., тепловой "ИП101-23" - от 217 руб.).
С одной стороны, комбинированный извещатель - вещь хорошая, поскольку позволяет обнаруживать пожары различных типов - как тлеющие, так и открытого пламени, но бездымные. Да и вообще, чем меньше приборов установлено, тем меньше их надо обслуживать. С другой стороны, как известно, надежность работы любых комбинированных устройств всегда ниже, чем монофункциональных. Так что если приобретать комбинированный датчик, то высоконадежный и от известной фирмы.
Ручные извещатели - это "тревожные кнопки", служащие для подачи сигнала о пожаре "вручную" (например, в случае его обнаружения до "срабатывания" датчиков системы сигнализации). Их устанавливают на путях эвакуации (в коридорах, проходах, на лестничных клетках и т.д. на высоте 1,5 м от уровня пола) не менее чем по одному на каждый из путей, а при необходимости - в отдельных помещениях. В многоэтажных зданиях ручные извещатели должны быть на всех лестничных площадках каждого этажа (НПБ 88-2001*). Места их установки должны иметь искусственное освещение.
Автономные извещатели. Создать элементарную пожарную сигнализацию можно путем установки автономных дымовых извещателей, например, по одному на каждое помещение (если они небольшие). Автономными эти устройства называются потому, что внутри каждого из них имеется независимый источник питания (батарейка типа "Крона", "Корунд" - 9В), который необходимо периодически менять (примерно раз в год). Зато система абсолютно не зависит от наличия в сети питающего напряжения (в нем просто нет необходимости). Кроме батарейки, внутри корпуса спрятаны чувствительный элемент (дымовой датчик) и оповещатель (сирена), издающий звук с уровнем громкости 85-120 дБ. Оповещатель после срабатывания датчика будет "кричать" до тех пор, пока вы не вмешаетесь или не сядет батарейка. Несмотря на то что автономные извещатели несколько дороже обычных ("традиционных"), в которых нет ни источника питания, ни сирены, система пожарной сигнализации на основе автономных датчиков имеет минимальную стоимость, поскольку в ней отсутствуют провода, приемно-контрольные приборы и необходимая для их работы система резервного питания. Единственный вид ухода, которого требуют автономные извещатели, - периодическая продувка от пыли. Недостаток заключается в том, что каждый датчик срабатывает сам по себе и, находясь в дальнем конце дома, вы можете не услышать сигнала тревоги.
До недавних пор в продаже имелись автономные извещатели только иностранного производства: фирм Dicon, BRK (обе - США) - $ 20-25, а также несколько китайских моделей - примерно по $ 15. В настоящее время их серийный выпуск освоила и отечественная промышленность: "ИП212-50М" от "РУБЕЖа" (г. Саратов), цена - 420 руб.; "ДИП-47" от "Агата" (г. Обнинск), цена 435 руб., и др. Причем, по заверению специалистов, по качеству эти модели не уступают импортным и даже в чем-то их превосходят. Например, прибор "ИП212-43" ("ДИП-43") от "ИВС Сигналспецавтоматика" издает не один, а несколько типов световых и звуковых сигналов - "Внимание", "Пожар", "Внешняя тревога", по которым можно достаточно объективно оценить ситуацию, еще не видя, что произошло. Кроме того, он подает сигнал о том, что разрядилась батарейка. Также в продаже можно найти автономные извещатели совместного производства. Например, фирмы "КрилаК" (г. Екатеринбург) и Kidde safety (США) производят пожарный автономный извещатель "РЕ-9", цена - $ 18.
Выпускаются и более "продвинутые" модели автономных приборов, соединив которые телефонным (медным) проводом можно получить систему сигнализации (но без пульта управления). Срабатывание одного датчика в ней вызывает срабатывание остальных. Это, например, такие извещатели, как "EI 100C" (EI Ltd, Ирландия, $ 17), "ДИП-43М" ("ИВС Сигналспецавтоматика", цена - 576 руб.) и др. Сигнал такой системы вы гарантированно услышите, в каком бы помещении ни находились. Это плюс. Минус в том, что разобраться на слух, где именно произошло возгорание, затруднительно. Ведь «гудят» сразу все!
Системы пожарной сигнализации
Обычно системы пожарной сигнализации состоят из датчиков-извещателей перечисленных выше типов, а также обязательного приемно-контрольного пульта (прибора) - ПКП, принимающего их сигналы. Такие системы у специалистов принято называть традиционными. В настоящее время выделяют три основных типа подобных систем: неадресные, адресные, адресно-аналоговые.
Неадресные системы состоят из пороговых (дымовых, тепловых, пламени) и ручных извещателей, соединяемых с ПКП проводом (его еще называют линией или шлейфом). Датчики не имеют собственного электронного адреса, который сообщался бы на пульт. В результате при срабатывании одного из них на пульте не отмечается ни его номер, ни помещение, где он находится. Фиксируется только номер шлейфа (линии), на котором установлен сработавший датчик. В результате хозяева, чтобы разобраться в ситуации, должны быстро осмотреть все помещения, охраняемые этой линией. Для облегчения определения места возгорания стараются проложить по одной линии в каждое помещение. Но этот путь (увеличения количества линий) не всегда подходит, поскольку значительно усложняет схему разводки и увеличивает стоимость монтажных работ. Вот почему применение неадресных систем считается целесообразным только для небольших объектов (менее 20 помещений).
В простейших адресных системах в пороговые извещатели встраивается так называемый адресный модуль, который и транслирует в режиме "ПОЖАР" свой код по шлейфу на ПКП. По этому коду определяется конкретное место формирования сигнала, что повышает оперативность реагирования на него. Таков, можно сказать, наиболее дешевый способ трансформации безадресной системы в адресную (например, модуль "С2000-АР1" от НВП "БОЛИД", цена $ 10). Еще одно преимущество такой системы - можно проводить не по одной линии в каждое помещение, а создавать протяженные линии, экономя провода и труд монтажников. Однако оснащенный адресным модулем извещатель не может контролировать свое состояние и транслировать на ПКП сигнал "НЕИСПРАВНОСТЬ", а при выходе адресного модуля из строя ПКП вообще перестает получать сигналы от датчика. Опросные адресные системы используют другой тип ПКП, и связь извещателя с ними становится двусторонней. ПКП не только принимает сигналы от извещателей, но и автоматически тестирует наличие связи с ними и их исправность (осуществляется каждые несколько секунд). В результате значительно повышается надежность СПС, и вы всегда можете быть уверены, что датчики исправны и сработают вовремя. Да и пользоваться опросно-адресными системами проще - как хозяевам, так и монтажникам. Например, временное удаление одного из датчиков (ремонт, профилактика) не вызывает выхода из строя всего шлейфа - ПКП просто отмечает при очередном опросе, что датчик отсутствует. Помимо этого, опросные системы позволяют формировать не только линейную, но и разветвленную структуру шлейфов (с числом датчиков порядка 100), что в отдельных случаях позволяет упростить, а значит, и удешевить монтажные работы. Для работы в таких системах уже могут предлагаться извещатели не только с точной трехпозиционной установкой уровня чувствительности, но и с автоматической компенсацией запыленности дымовой камеры (например, датчики серии Leonardo от System SENSOR, которые производитель называет «интеллектуальными»).
Изменение N 4 от 20.11. 2000 к СНиП 2.08.01-89* «ЖИЛЫЕ ЗДАНИЯ»
3.21. Помещения квартир и общежитии (кроме санузлов, ванных комнат, душевых, постирочных, саун) следует оборудовать автономными оптико-электронными дымовыми пожарными извещателями, соответствующими требованиям НПБ 66-97, с категорией защиты IP 40 (по ГОСТ 14254-96). Извещатели устанавливаются на потолке. Допускается установка на стенах и перегородках помещений не ниже 0,3 м от потолка и на расстоянии верхнего края чувствительного элемента извещателя от потолка не менее 0,1 м.
СНиП 31-02-2001 «ДОМА ЖИЛЫЕ ОДНОКВАРТИРНЫЕ»
6.13. Дома высотой три этажа и более должны быть оборудованы автономными оптико-электронными дымовыми пожарными извещателями, соответствующими требованиям НПБ - 66 - 97, или другими извещателями с аналогичными характеристиками. На каждом этаже дома должен быть установлен, по крайней мере, один пожарный извещатель. Дымовые извещатели не следует устанавливать на кухне, а также в ванных комнатах, душевых, туалетах и т. п. помещениях.
«Общие положения к техническим требованиям по проектированию жилых зданий высотой более 75 м»
(разработаны ГУП НИАЦ Моском- архитектуры, утверждены правительством Москвы). Этот документ мы цитировать не будем, а скажем только, что в зданиях высотой от 75 до 100 м в обязательном порядке должны устанавливаться адресные системы пожарной сигнализации, а в зданиях высотой от 100 до 150 м - адресно-аналоговые, то есть системы, делающие возможным управление эвакуирующимися жильцами, например, с помощью световых и звуковых оповещателей, устанавливаемых на лестничных клетках. Над входами в квартиры должно устраиваться автоматическое пожаротушение. В квартирах обязательно наличие первичных средств пожаротушения и пожарных кранов в санузлах, ванных комнатах, коридорах. Кроме системы оповещения о пожаре, в домах обязательно видеонаблюдение (на лестничных клетках, для контроля хода эвакуации).
Адресно-аналоговая система. В ней извещатель не только периодически опрашивается ПКП, но и в ответ сообщает значение контролируемого им параметра: температуру, концентрацию дыма, оптическую плотность среды и т. п. То есть ПКП является здесь центром сбора телеметрической информации. По характеру изменения контролируемых параметров, сообщаемых разными извещателями, установленными в одном помещении, именно ПКП, а не извещатель (как в случае адресных и безадресных систем) формирует сигнал о пожаре, что повышает достоверность определения возгорания. Есть у адресно-аналоговой системы и еще несколько преимуществ по сравнению с опросной адресной: Количество шлейфов может быть сокращено до одного - кольцевого (его иногда называют петлей), к которому подключают до 99 автоматических извещателей + 99 ручных извещателей, адресных оповещателей и модулей для управления вентиляцией, дымоудалением и т.д. Выход из строя датчика или обрыв провода не нарушит работу системы - она будет продолжать опрашивать датчики как по одну сторону от обрыва, так и по другую, сообщив тем, кто ее эксплуатирует, какой именно датчик вышел из строя или между какими датчиками случился обрыв. «Пороги» срабатывания датчиков можно задавать для каждого помещения и даже изменять в зависимости от времени суток, дня недели и т. п. Например, в дневное время для исключения ложных срабатываний от сигаретного дыма чувствительность определенных дымовых извещателей может быть автоматически понижена, а в ночные часы вновь установлена на максимум (такой алгоритм реализован, например, в системе сигнализации с датчиками серии «200» от SYSTEM SENSOR).
Приемно-контрольные приборы (панели) - ПКП
Именно ПКП управляют линиями обнаружения (шлейфами) с установленными в них датчиками, обеспечивают индикацию обнаруженных неисправностей и пожара и командуют линиями звуковых и световых оповещателей (если таковые в системе есть). Питается ПКП от сети переменного тока напряжением 220 В, но использует внутреннее напряжение 12 или 24 В. На случай пропадания сетевого напряжения он снабжается резервными батареями (1 или 2 аккумулятора 12 В).
Чтобы было понятно, как функционирует система, давайте рассмотрим, что же происходит при срабатывании, например, дымового извещателя. В обычном состоянии он потребляет ток не более 100 мкА. Но, уловив дым, переходит в тревожное состояние - включает светодиоды, увеличив тем самым потребление тока до 30 мА (эта величина зависит от конструкции пульта). ПКП, обнаружив повышенное потребление тока, включает светодиодные индикаторы пожара и активизирует звуковую сигнализацию. Пожарный извещатель остается зафиксированным в "тревожном" состоянии, даже если уже не чувствует дыма, что гарантирует выявление зоны задымления в случае, если в извещатель дым попадает лишь периодически. "Тревожный" сигнал может быть "сброшен" только с ПКП путем снятия питания с линии обнаружения, нажатием специальной кнопки. В безадресных системах шлейфу соответствует собственная кнопка «сброса».
Для каждой из систем (безадресные, адресные, адресно-аналоговые) применяются свои ПКП, отличающиеся набором выполняемых функций. Если в неадресных системах приборы просто отмечают линию, на которой произошло срабатывание (как в "Сигнал-20 и - 20П" от НВП "БОЛИД", цена - 2350-2720 руб.; "Гранит-24" от "Сибирского Арсенала", цена - 2800 руб.; "ППК-2" от "ИВС СИГНАЛСПЕЦАВТОМАТИКА" и др.), то в адресных схемах обеспечивают автоматическую проверку исправности линий и датчиков ("Радуга-2А" от "Аргус- Спектр", цена - от 6340 руб.), а в адресно-аналоговых системах даже обнаруживают место неиспра-вности линии ("Радуга-3" от "Аргус- Спектр", цена - от 15900 руб., а также приборы фирм Esser (Essertronic 8000C) и Apollo).
ПКП для каждой из перечисленных систем условно можно разделить на устройства малой, средней и большой «информационной емкости». Это зависит от количества подключаемых шлейфов, датчиков и выполняемых функций. И к каждому конкретному объекту (дому, квартире) подбираются наиболее подходящие приборы. Что тут посоветовать? Пожалуй, всегда лучше предпочесть прибор от крупного производителя (иностранного или отечественного), давно присутствующего на рынке. Какое именно устройство выбрать из ассортимента того или иного производителя, должна определить фирма, монтирующая вам систему сигнализации. Но и тут позволим себе несколько советов.
Во-первых, лучше выбрать, как теперь принято говорить, «интуитивно понятный» ПКП. То есть, чтобы все, что высвечивается на его панели, вы понимали даже в полусонном состоянии. И чтобы могли быстро и легко произвести любые необходимые действия с прибором, потому что читать инструкцию по его управлению во время пожара будет некогда.
Во-вторых, всегда лучше предпочесть ПКП, так сказать, с небольшим запасом. Например, с возможностью подключения еще одного шлейфа без изменения ранее проложенных линий.
В-третьих, «умный» прибор в случае пожара должен автоматически выполнить за вас ряд необходимых действий, о которых хозяин в пылу борьбы с огнем вполне может забыть. Например, отключить приточно-вытяжную вентиляцию, чтобы не допустить распространения огня по этой системе, обесточить основные электропотребители и т.п.
Оповещатели
За этим понятием скрываются все исполнительные приборы, которые начнут работать по команде ПКП после обнаружения пожара. В простейшем случае это звуковые, световые или светозвуковые оповещатели (проще говоря, "сирены", "ревуны", "мигалки" и "моргалки"). Размещенные внутри жилища даже не очень мощные оповещатели вовремя предупредят вас о надвигающейся беде. Более мощные устройства, расположенные на стенах, крыше или на чердаке загородного дома, доведут сигнал о возникшем пожаре до всеобщего сведения. Вот только надо, чтобы был кто-то, кто воспримет (увидит, услышит) сигнал о пожаре, поданный системой, и быстро отреагирует на него - отправится выяснять, что произошло, и в случае действительного возникновения возгорания потушит его или вызовет пожарную команду. И, значит, годится этот вариант оповещения только для собственного дома в коттеджном поселке с централизованной охраной. Да и то с большой натяжкой - охране тоже непросто сразу разобраться, в каком именно здании воет сирена. Ни для многоквартирного дома, ни для дачного поселка или садового товарищества, в которых централизованная охрана отсутствует, этот способ оповещения совершенно не подходит.
В многоквартирных домах и телефонизированных коттеджных поселках можно вывести сигнал от домашних ПКП на пульт охраны, и пусть она принимает соответствующие меры. Надо только сообща оснастить ее пост соответствующим пультом.
А как организовать отправку сообщения о пожаре от установленной в доме системы пожарной сигнализации, если телефонная связь отсутствует? И на этот случай существует целый ряд устройств. Для поселков, в которых имеется охрана, выпускаются специальные системы связи по радиоканалу. Все дома в этом случае оборудуются устройством, которое может передать заранее записанное голосовое сообщение, а пост охраны - приемным устройством на соответствующее количество домов. (Аналогичным способом решается вопрос отсылки сообщений о происшествиях при вызове вневедомственной охраны, если загородный дом охраняется ею. Разница только в мощности передающего устройства.)
Если собственная охрана в многоквартирном доме или поселке отсутствует, но они находятся в зоне действия сотовой связи стандарта GSM, можно воспользоваться устройствами, которые отправят SMS-сообщение о происшествии. Эти устройства принято называть дозванивателями. Они способны как подключаться к любой охранно-пожарной сигнализации, так и использоваться в качестве самостоятельного приемно-контрольного прибора (определяется конструкцией). При срабатывании сигнализации устройство отправляет SMS-сигнал на любые (их может быть три и более) указанные владельцем номера сотовых телефонов (вам, родственникам, друзьям, соседям и т. д.).
Пожалуй, наиболее распространенным в настоящее время прибором такого типа является GSM-УО-4C (компания "Болид", цена - около $ 130). Стоимость установки системы под ключ на его основе обходится примерно в $ 400. Существенным недостатком системы является то, что действовать она может лишь в отапливаемом помещении (рабочая температура - от +1 до +45 С). Похожие по принципу действия, но более современные приборы предлагают такие фирмы, как Pyronix (устройства серии Matrix, цена - от $ 30 до $ 120, "Формула безопасности" (модели серии ForSec-GSM - от $450) и др.
Стоимость систем пожарной сигнализации (СПС)
Наиболее дешевы безадресные системы пожарной сигнализации на основе оборудования отечественного производства (круг производителей мы уже обозначили). Так, точечный дымовой датчик стоит от 160 до 400 руб., дымовой линейный - от 2980 до 7180 руб., тепловой пассивный - от 11 до 60 руб., дифференциальный - от 150 до 350 руб., оптический открытого пламени - от 1350 до 5600 руб. и т. д. Отечественные датчики в целом неплохо справляются со своей задачей, но, как правило, несколько уступают импортным аналогам в надежности и эстетике.
Системы пожарной сигнализации среднего ценового уровня обычно создаются на основе датчиков и конт-рольных приборов таких известных зарубежных фирм, как ADEMCO, System Sensor, Napco, Texecom, PYRONIX. Так, точечный дымовой датчик в этой ценовой категории обойдется уже в $15-30, дымовой линейный - в $100-500, дифференциальный - в $10 - 20 и т. д.
К дорогим СПС относятся адресные системы. Чаще всего они строятся на специализированных контрольных панелях и датчиках фирм ESSER, ESMI, Honeywell, Securiton и др. В этой категории точечный дымовой датчик обходится от $30 до $100, дымовой линейный - от $ 500 до $ 1000, дифференциальный - от $ 30 до $ 60, оптический открытого пламени - от $ 200 до $ 500.
Несмотря на то что безадресные извещатели наиболее дешевы, монтаж сложной СПС на их основе может обойтись довольно дорого. Адресные извещатели стоят, как минимум, на 50% дороже безадресных, а вот монтаж СПС на их основе может обойтись дешевле. Так, по утверждению ряда опрошенных нами фирм, для здания площадью более 500 м 2 адресная система уже получается дешевле без-адресной. И чем больше площадь, тем больше выигрыш в деньгах. Правда, с этим утверждением согласились далеко не все специалисты, участвовавшие в нашем опросе. Некоторые справедливо заметили, что дело не столько в площади, сколько в количестве охраняемых помещений и их расположении - факторах, обусловливающих конфигурацию и разветвленность создаваемой системы. (И тут же предложили несколько безадресных схем для большого дома из 20 помещений с использованием простых в управлении ПКП, которые ничуть не дороже адресных.) Доля истины есть, видимо, и в том и в другом утверждении - для каждого конкретного объекта надо подбирать свою систему, оптимально подходящую как по техническим параметрам, так и по цене. И для того, чтобы получить несколько альтернативных вариантов и выбрать оптимальный, стоит обратиться не в одну фирму, а сразу в несколько.
А вот с тем, что в обслуживании адресные системы дешевле, согласились все. Дешевле уже потому, что они сами находят неисправность, - остается лишь ее устранить.
Наиболее высокую стоимость имеет оборудование для адресно-аналоговых систем. Если, например, адресный пороговый извещатель от фирмы SYSTEM SENSOR обойдется в среднем в $ 15, то извещатель для адресно- аналоговой системы от APOLLO - уже в $ 50, а от фирмы ESSER - в $ 90. Высокая стоимость извещателей, а следовательно, и собранных на их основе систем пока еще сдерживает их применение в городских квартирах и частных домах.
Установив систему пожарной сигнализации, вы должны быть готовы к тому, что расходы этим не ограничатся. Надо будет регулярно (не реже чем раз в полгода, а лучше - раз в квартал) оплачивать вызов специалиста для проведения профилактических работ (список необходимых действий и их периодичность указываются в паспортах ПКП и извещателей). Для небольших СПС стоимость таких работ составляет примерно 1000 руб., для сложных, естественно, дороже, но, к счастью, не прямо пропорционально стоимости системы. Самому за их проведение лучше не браться - можно лишиться гарантии (она, как правило, дается на год, по истечении которого заключается договор на послегарантийное обслуживание).
И последнее, о чем надо сказать в завершении этой части обзора. В сфере электронной защиты индивидуального дома пожарная сигнализация обычно является составной частью охранно-пожарной системы и управляется одним приемно-контрольным прибором. Работающие в таких охранных системах приборы уже и называются по-другому - ППКОП, то есть приемно-контрольные охранно-пожарные. Но такие системы мы сегодня не обсуждаем - к сожалению, объем обзора маловат.
Редакция благодарит НПО «ПУЛЬС», группу компаний «ФОРМУЛА БЕЗОПАСНОСТИ», альянс «КОМПЛЕКСНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ», а также «Систем Сенсор Фаир Детекторс» за помощь в подготовке материала.
УДК 614.842.4
СОВРЕМЕННЫЕ СИСТЕМЫ РАННЕГО ОБНАРУЖЕНИЯ ПОЖАРА
М. В. Савин, В. Л. Здор
Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны МЧС России
Дается краткая характеристика различных типов пожарных извещателей, их положительных качеств и недостатков. Подробно рассматриваются устройство и преимущества аспи-рационных пожарных извещателей.
Одним из самых важных элементов системы пожарной сигнализации являются пожарные из-вещатели. Они подразделяются в зависимости от того типа физического фактора пожара, на который реагируют, и, соответственно, классифицируются на тепловые, дымовые, газовые, извещатели пламени, комбинированные. Кроме того, в зависимости от конфигурации измерительной зоны различают пожарные извещатели точечные, многоточечные и линейные. Точечный пожарный извещатель реагирует на фактор пожара, контролируемый вблизи его компактного чувствительного элемента. Многоточечный пожарный извещатель характеризует дискретное расположение точечных чувствительных элементов в измерительной линии. Линейный пожарный извещатель-это извещатель, геометрическая форма зоны контроля которого имеет протяженный участок, то есть контроль окружающей среды проводится на протяжении некоторой линии. У каждого типа пожарных извещателей есть свои преимущества и недостатки. Совокупность этих свойств и определяет область их применения. Но все же для всех этих извещателей характерен один общий недостаток - это так называемое "пассивное" сканирование защищаемой площади. Ведь они фактически ждут, пока факторы, сопровождающие пожар (дым, повышенная температура), сами окажутся в поле обнаружения извещателя. В частности, дымовой пожарный извещатель только тогда выдаст тревожное извещение, когда дым попадет в камеру извещателя, что существенно зависит от наличия воздушных потоков в защищаемом помещении.
В настоящее время на нашем рынке стали активно внедряться аспирационные пожарные извещате-ли. Они представляют собой собственно извеща-тель, состоящий из чувствительного элемента и схемы обработки сигналов, который может быть расположен как внутри, так и вне защищаемого помещения, и систему заборных трубопроводов, по которым транспортируются пробы воздуха из за-
щищаемого помещения к чувствительному элементу аспирационного пожарного извещателя.
Аспирационные пожарные извещатели имеют несколько основных преимуществ перед традиционными системами обнаружения дыма. В первую очередь, обеспечение доставки проб воздуха к чувствительному элементу независимо от наличия принудительных и естественных воздушных потоков в защищаемом помещении.
Аспирационные пожарные извещатели обеспечивают так называемое кумулятивное обнаружение. Когда дым распространяется и рассеивается по всему помещению, его концентрация уменьшается и становится все труднее обнаружить его традиционными средствами. Кумулятивное обнаружение относится к способности забирать воздух из многих точек в пределах защищаемой зоны в один изве-щатель. Аспирационные пожарные извещатели непрерывно отбирают небольшие количества проб воздуха по всей защищаемой зоне и переносят их к чувствительному элементу аспирационного пожарного извещателя.
Одной из сервисных функций современных ас-пирационных пожарных извещателей является способность непрерывно следить за общим фоном запыленности воздуха, прогнозируя и подстраивая свою работу в соответствии с реалиями защищаемого объекта. Это еще одно из возможных применений данного изделия - мониторинг чистоты воздуха в помещении. Кроме этого, большинство извещателей постоянно анализируют возможные неисправности в своей работе (загрязнение в трубках, засорение дымовсасывающих отверстий и т.д.).
По существу аспирационные пожарные извеща-тели - это интеллектуальные пожарные микростанции. Они так же, как и обычные системы пожарной сигнализации, имеют в своем составе стационарное и периферийное оборудование. В качестве периферийного оборудования выступают как система заборных трубопроводов с дымовсасы-вающими капиллярными трубками, так и различ-
ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ 6"2003
ные модули (рис. 1), предназначенные для выполнения таких функций, как обеспечение визуальной индикации состояния аспирационного извещателя в отдельных зонах, настройка, проверка и сервисное обслуживание, а также программирование какого-либо отдельного извещателя и всей сети в целом.
В качестве чувствительного элемента аспира-ционных пожарных извещателей могут использоваться как обычные пожарные извещатели (дымовые или газовые) (рис. 2), так и интеллектуальные системы обнаружения дыма по методу сканирующей лазерной технологии (рис. 3).
Разберем принцип действия аспирационных пожарных извещателей на примере извещателей серии VESDA фирмы "Vision Fire & Security". Воздух из защищаемого помещения непрерывно всасывается в извещатель при помощи высокоэффективного вентилятора (аспиратора) через систему заборных трубопроводов (рис. 4). Проба этого воздуха пропускается через фильтры. Сначала удаляется пыль и загрязнение до того, как проба поступает в оптическую камеру обнаружения дыма. Затем, на второй ступени очистки (если она имеется), обеспечивается дополнительная подача порции чистого
воздуха для предотвращения загрязнения оптических поверхностей и обеспечения стабильности калибровки и длительного срока службы аспирационного извещателя. После фильтра проба воздуха поступает в измерительную камеру, в которой происходит распознавание наличия дыма. Затем сигнал обрабатывается и индицируется посредством линейного шкального индикатора, пороговых индикаторов сигнала тревоги или графического дисплея (в зависимости от модификации извещателя). Далее аспирационные извещатели через реле или интерфейс могут передавать эту информацию на приборы приемно-контрольный пожарный, пожарный управления, на пульт централизованного наблюдения или другие внешние устройства.
Возникающие загорания проходят обычно четыре стадии: тление, видимый дым, пламя и пожар. На рис. 5 показано, как протекает развитие загорания во времени. Обратите внимание на то, что продолжительность первой стадии - тления - обеспечивает больше времени для обнаружения потенциального пожара и, соответственно, борьбы с его распространением, прежде чем он причинит значительный ущерб и разрушения. Традиционные дымовые пожарные извещатели зачастую обнаруживают дым, когда пожар уже начался, что приводит к
t-я стадия: 2-я стадия:
Тлеющий пожар Видимый
1 Традиционные
3-я стадия Пламя
4-я стадия! Пожар I
VESDA Пожар 2 (Включается система пожаротушения)
значительному материальному ущербу. Ряд аспира-ционных пожарных извещателей благодаря своим особенностям позволяет обнаружить пожар на стадии тления и распознать процесс его распространения.
Область применения аспирационных пожарных извещателей достаточно широка:
На складах;
В универсамах широкого профиля, которые содержат различные объемы товарно-материальных запасов: от сырьевых производственных материалов и оптовых товаров до розничных предметов потребления и готовой продукции;
В узлах электронной обработки данных, таких как центры обработки данных Internet, управления сетью и подобные системы, которые представляют значительную опасность пожара из-за их большой потребности в электроэнергии и плотности электронных схем;
На участках с чистыми производственными помещениями, например такими, как установки по производству полупроводников, научно-исследовательские и опытно-конструкторские организации, фармацевтические производственные мощности, представляющие значительную опасность пожара из-за постоянного снабжения воспламеняющимися материалами;
В энергетической промышленности, которая использует для выработки электроэнергии различные типы топлива.
Аспирационные пожарные извещатели с системой фильтрации воздуха имеют низкую вероят-
ность подачи ложных сигналов тревоги, что позволяет уменьшить значительный материальный ущерб, который мог бы возникнуть при ложном пуске систем пожаротушения, остановке технологического процесса и т.п.
В то же время аспирационные пожарные извещатели можно использовать в зданиях и помещениях с повышенными требованиями к эстетике - это современные офисы, зрительные, репетиционные, лекционные, читальные и конференц-залы, комнаты заседаний, кулуарные, фойе, холлы, коридоры, гардеробные, а также исторические здания, соборы, музеи, выставки, галереи искусств, книгохранилища, архивы.
Аспирационные пожарные извещатели возможно использовать:
В экстремальных условиях: при низких температурах, механических перегрузках и жестких условиях эксплуатации, так как система заборного трубопровода и непосредственно чувствительный элемент извещателя могут быть установлены в разных помещениях;
Они могут работать как самостоятельно в качестве индивидуальных средств, так и в составе автоматических систем сбора и обработки информации об обстановке и передачи сигналов на внешние устройства различным способом (по проводам, радиоканалу и др.);
В качестве эффективных средств формирования стартового сигнала для запуска систем пожаротушения благодаря наличию нескольких уровней сигналов тревоги и настраиваемому диапазону чувствительности. При этом для осуществления алгоритма пуска средств пожаротушения предполагается наличие двух отдельных точек детектирования, которые необходимы для срабатывания системы, то есть наличие двух отдельных аспирационных пожарных извещателей. Таким образом, дымовые пожарные извещатели
аспирационного типа являются серьезным дополнением в комплексе мер по обеспечению безопасности помещений наряду с традиционными пожарными извещателями, ни в коем случае не уменьшая значимости и возможностей последних.
ПOЖAPOBЗPЫBOБEЗOПACHOCTЬ 6"2003
Компания-производитель "Vision Fire & Security" "Securiton-Hekatron" "ESSER"
Характеристика Наименование аспирационного пожарного извещателя
VESDA Laser VESDA Laser PLUS SCANNER VESDA Laser COMPACT RAS ASD 515-1 RAS ASD XL ARS 70 LRS-S 700
Питание, В 18...30 18.30 18.30 20.28 18.38 24.30 18.30
Температура эксплуатации, °С -20...+60 -20...+60 -20...+60 0...+60 0...+52 0...+50 -10.+60
Чувствительность, % 0,005.20 0,005.20 0,005.20 Определяется пожарным извещателем 0,005.1 Определяется пожарным извещателем 0,005.20
Технология определения дыма Лазерная Лазерная Лазерная Оптический дымовой пожарный изве-щатель Лазерная Оптический дымовой пожарный изве-щатель Лазерная
Максимальная длина трубы в луче, м 200 200 50 60 60 80 200
Диаметр трубы, мм 25 25 25 25/40 25/40 25 25
Диаметр отверстия, мм 2.6 2.6 2.6 3.4 3.4 2.6 2.6
Максимальная защищаемая площадь, м2 2000 2000 500 800 800 1200 1600
Количество фильтров, шт. 2 2 2 Нет Нет 1 2
Количество уровней пожарной опасности, шт. 4 4 2 1 4 1 4
Габариты, мм 350 х 225 х 125 350 х 225 х 125 225 х 225 х 85 285 х 360 х 126 317 х 225 х 105 285 х 360 х 126 225 х 225 х 95
Вес, кг 4,0 4,0 1,9 2,7 3,4 2,7 3,5
Работа в сети VESDANet (99 устройств) VESDANet (99 устройств) VESDANet (99 устройств) Нет LaserNet (127 устройств) Нет VESDANet (99 устройств)
Режим автокомпенсации AutoLearntm программируется AutoLearntm программируется AutoLearntm программируется Нет Есть Нет Программируется
На российском рынке в настоящее время сертифицированы аспирационные пожарные извещате-ли следующих ведущих западных компаний:
"Vision Fire & Security" (Австралия) - извеща-тели пожарные дымовые аспирационные серии VESDA Laser PLUS (рис. 6), VESDA Laser SCANNER (рис. 7), VESDA Laser COMPACT (рис. 8);
"Schrack Seconet AG" (Австрия) - извещатели пожарные дымовые аспирационные RAS ASD
515-1 (FG030140), производство "Securiton-Hekatron", Германия (рис. 9);
"Fittich AG" (Швейцария) - извещатели пожарные дымовые аспирационные RAS ASD 515-1, производство "Securiton-Hekatron", Германия;
"MINIMAX GmbH" (Германия) - извещатели пожарные аспирационные АМХ 4002.
В таблице представлены сравнительные характеристики некоторых типов аспирационных пожарных извещателей.
Стоимость ущерба от пожара даже в отдельно взятом помещении может достигать внушительных сумм. Например, когда в помещениях находится оборудование, цена которого значительно превышает расходы на устройство пожарной защиты. Традиционные способы тушения огня в этом случае непригодны, поскольку их использование грозит не меньшим ущербом, чем сам пожар.
Именно поэтому растет потребность в системах раннего обнаружения возгорания, которые смогут выявить признаки огня в зачаточной стадии и принять оперативные меры по его предотвращению. Аппаратура раннего обнаружения пожара выполняет свои функции за счет сверхчувствительных датчиков. Это датчики температуры, дыма, а также химические, спектральные (реагирующие на пламя) и оптические. Все они являются частью единой системы, направленной на раннее обнаружение и сверхоперативную локализацию возгорания.
Важнейшую роль здесь играет свойство устройств раннего обнаружения пожара по постоянному мониторингу химического состава воздуха. При горении пластмассы, оргстекла, полимерных материалов состав воздуха резко изменяется, что и должна зафиксировать электроника. Для подобных целей широко применяются полупроводниковые газочувствительные сенсоры, материал которых способен изменять электрическое сопротивление от химического воздействия.
Системы с использованием полупроводников все время совершенствуются, рынок полупроводников постоянно растет, о чем свидетельствуют показатели финансовых рынков. Современные полупроводниковые сенсоры способны уловить минимальные концентрации веществ, выделяемых при горении. В первую очередь это водород, оксид и диоксид углерода, ароматические углеводороды.
На обнаружении первых признаков пожара работа систем пожаротушения только начинается. Аппаратура обнаружения действует четко и быстро, заменяя собой нескольких человек и исключая человеческий фактор при тушении огня. Эти устройства в идеальном случае связаны со всеми инженерными системами здания, которые могут ускорить или замедлить распространение пожара. Система раннего обнаружения при необходимости полностью отключит вентиляцию помещения, в необходимом количестве - элементы электроснабжения, включит тревогу, обеспечит своевременную эвакуацию людей. И самое главное - запустит комплекс пожаротушения.
На самых ранних стадиях потушить огонь намного легче, чем на последующих, и на это может уйти всего несколько минут. Тушение пожара на зачаточных стадиях может производиться с помощью методов, исключающих физическое разрушение объектов, находящихся в помещении. Таким методом является, например, тушение с помощью замены кислорода на негорючий газ. В этом случае сжиженный газ при переходе в летучее состояние понижает температуру в помещении или на конкретном участке, а также подавляет реакцию горения.
Противопожарные двери - неотъемлемая часть любой системы пожарной безопасности. Это - элемент конструкции, препятствующий распространению пожара в соседние помещения в течение определенного времени.
Устройства раннего обнаружения возгорания обязательны в первую очередь для обеспечения безопасности людей. Необходимость их доказана многочисленным и горьким опытом. Пожар - одно из самых непредсказуемых стихийных бедствий, о чем говорит вся история человеческой цивилизации. В наше время этот фактор не стал менее актуальным. Напротив, сегодня даже локальное возгорание может нанести катастрофические убытки, связанные с выходом из строя дорогостояшего оборудования и техники. Именно поэтому выгодно вложить деньги в такую систему раннего обнаружения.
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.
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
Загрузка...