ООО «Компания Байт»
Россия, г. Кемерово, ул. Свободы, д. 15
+7 (384-2) 599-222
http://byte-kuzbass.ru/

«Система Скидок» «Почему мы?» «О нас»
НАШ КУРС: 75 за 1$

Обеспечение надежности системы сигнализации при установке одного пожарного извещателя

Устарело
Статьи

Вопрос надежности аппаратуры настолько же важен для нас, насколько сложен и неоднозначен. Особое значение этот вопрос приобретает в отношении технических средств безопасности, и в том числе, пожарной безопасности. Современные автоматизированные системы пожарной сигнализации достаточно сложны и в экстремальных ситуациях управляют всем инженерным оборудованием здания, обеспечивая сохранение жизни людей. Поддерживать их в постоянной готовности — чрезвычайно важная задача. В связи с этим вопрос повышения надежности систем сигнализации постепенно превращается в вопрос безусловного обеспечения надежности, который можно выразить иначе — как вопрос непрерывного поддержания работоспособности системы. Но имеет ли решение поставленная таким образом задача? Возможно ли создать систему с «непрерывной работоспособностью»? Сколько будет стоить такая система? И что такое «непрерывная работоспособность»?

Зачем нужно дублировать извещатели?

В качестве меры надежности пожарного извещателя чаще всего используют время наработки на отказ или вероятность отказа за установленное время.

При первом же взгляде на вопрос бросается в глаза то, что даже при сверхнизкой вероятности отказов мы опираемся на среднестатистические показатели, а надежность каждого конкретного извещателя остается непредсказуемой — может быть, он проработает 25 лет, а может быть — несколько месяцев. Вследствие этой непредсказуемости в свое время и было принято решение о необходимости дублирования пожарных извещателей — если вдруг выйдет из строя один, то сработает другой. Исходили из того, что вероятность выхода из строя одновременно двух извещателей намного ниже. Необходимо, однако, понимать, что дублирование не решает проблему надежности принципиально, а только улучшает количественные показатели надежности: отказы все равно будут, но немного реже.

Для обеспечения надежности при управлении пожарной автоматикой формирование сигнала пуска необходимо производить при срабатывании двух пожарных извещателей. В этом случае вопрос с дублированием извещателей ставится более жестко: согласно изменениям №1 к НПБ 88-2001 при управлении автоматикой необходимо устанавливать три или даже четыре извещателя в помещении или в защищаемой зоне.

Как видим, требование надежности пожарной сигнализации больно бьет нас по карману, а надежность все равно остается величиной вероятностной — может сработает, а может и нет.

Что такое «непрерывная работоспособность»?

Попробуем посмотреть на проблему с другой стороны. Надежность подразумевает способность устройства выполнять заданные функции при сохранении своих основных характеристик в течение некоторого времени, и важным параметром здесь является именно временной фактор.

Попытаемся представить себе идеально надежную систему. Это будет такая система, которая сохраняет свою работоспособность в каждый момент времени в течение срока службы.

Возможно ли создать реальную систему с такими характеристиками? Если рассматривать систему как группу пожарных извещателей, и тем более, если рассматривать извещатель отдельно от системы сигнализации, задача не может быть решена: в действительности извещатели периодически выходят из строя. Вероятность отказа никогда не равна нулю, поэтому надежность хотя и может быть высокой, но не будет гарантированной, так как отказы все равно неизбежны.

Рассмотрим, чем реальная система отличается от представленной нами идеальной? Реальная система в процессе эксплуатации часть времени находится в работоспособном состоянии, а часть времени — в неработоспособном, причем переход в неработоспособное состояние происходит в результате отказа, а переход в состояние работоспособности — в результате восстановления системы человеком. Это простое наблюдение позволяет сделать два вывода. Во-первых, если сокращать время пребывания системы в неработоспособном состоянии, она будет приближаться к нашей идеальной модели сколь угодно близко. Если мы добьемся того, чтобы это время стало пренебрежимо мало, то получим систему с «непрерывной работоспособностью». Итак, система с «непрерывной работоспособностью», для краткости «НР-система» — это система, для которой время пребывания в неработоспособном состоянии пренебрежимо мало и не превышает времени, установленного для безопасной эксплуатации объекта. Здесь мы не претендуем на введение новых терминов, но пытаемся подобрать формулировки, наиболее полно отражающие наши ожидания в отношении надежности.

Второй вывод заключается в том, что достижение малого времени пребывания системы в неработоспособном состоянии невозможно без учета процесса восстановления работоспособности системы.

Чем определяется этот процесс? Безусловно, на него большое влияние оказывает человеческий фактор, и именно человек является тем самым гарантом надежной и непрерывной работы системы. Однако огромное значение имеют и конструктивные особенности аппаратуры, облегчающие человеку выполнение его функций по восстановлению системы. Быстрому восстановлению, конечно, способствуют конструктивные решения, облегчающие ремонт аппаратуры, такие как блочная или модульная конструкция и т.п., но вопрос не сводится только к ним. Для того чтобы определить, какие именно должны быть эти конструктивные особенности, необходимо рассмотреть систему не механистически — как группу извещателей, для которой надежность определяется простой суммой вероятностей отказов, а учесть влияние на надежность взаимодействия частей системы.

Критерии «непрерывной работоспособности»

Как было показано выше, малое время пребывания системы в неработоспособном состоянии достигается за счет ее быстрого восстановления путем совместных действий человека и системы.

При описанном подходе, учитывающем взаимодействие человека и техники, на первый план выходят критерии надежности системы, определяющие восстановление ее работоспособности, а именно: время восстановления системы. Это время складывается из времени обнаружения неисправности и времени ее устранения.

Основная задача аппаратуры для обеспечения условий «непрерывной работоспособности» — обеспечить требуемое время обнаружения неисправности, т.е. время получения дежурным оператором информации о возникшей неисправности. Время устранения неисправности в большей степени зависит от человека, хотя конструктивные особенности аппаратуры тоже оказывают на него влияние. Так, например, необходимость перепрограммирования системы при замене адресно-аналогового извещателя может значительно увеличить время устранения неисправности, в том числе за счет времени ожидания визита специалиста.

Сокращение времени обнаружения неисправности достигается путем взаимодействия частей системы — извещателя и приемно-контрольного прибора. Если каждый элемент системы не имеет специальных функций, связанных с диагностикой, время обнаружения неисправности не определено, и «непрерывная работоспособность» обеспечена быть не может. Требованию обнаружения неисправности за установленное время будут соответствовать системы, которые имеют следующие специальные функции:

  1. Извещатели должны быть снабжены системой автоматического контроля работоспособности (системой самотестирования);
  2. Извещатели должны быть способны передать на ПКП сигнал, подтверждающий их исправность, т.е. выполнение ими своих функций.

Сигнал, подтверждающий исправность (не путать с сигналом о неисправности!), извещатель может передавать в ответ на запрос прибора либо формировать самостоятельно (периодически или непрерывно) — в зависимости от конструктивного решения, выбранного разработчиком. Таким образом, запрос прибора не является обязательным требованием для обеспечения «непрерывной работоспособности», и продвигаемое в последнее время понятие «опросных» систем отражает всего лишь одно из возможных конструктивных решений, впрямую не влияющих на достижение конечного результата — обеспечение надежности.

Основным результатом применения указанных специальных функций является то, что время обнаружения неисправности становится определенным. Сама его величина, как правило, не имеет решающего значения, так как она обычно не превышает нескольких десятков минут, и это приемлемо для подавляющего большинства объектов. Конечно, это заключение не распространяется на объекты, где время восстановления системы жестко задано.

Необходимо, однако, иметь в виду, что важно обеспечить именно малое время восстановления в целом, а не только отдельных составляющих этого времени. Так, если быстро обнаружить неисправность, но не быть достаточно подготовленным к ее устранению, обеспечить условия «непрерывной работоспособности» невозможно. С другой стороны, при возникновении неисправности время ее регистрации и формирования сигнала о неисправности в самом извещателе достигает 20-30 минут (например, время определения извещателем своей запыленности), и бессмысленно требовать более быстрой идентификации неисправного извещателя, так как на общий результат это не повлияет.

Приведенный выше перечень специальных функций является исчерпывающим. Никакие другие условия для обеспечения установленного времени обнаружения неисправности не требуются, как, например, требование к извещателю быть аналоговым по принципу работы и т.д.

Извещатели с подтверждением исправности

Рассмотрим, какие из известных извещателей в состоянии обеспечить функцию подтверждения исправности, что позволит создавать системы сигнализации с «непрерывной работоспособностью». Конечно, обычные пороговые извещатели не в состоянии это сделать, так как они не оборудованы системой самотестирования.

Сегодня на рынке появилось большое количество «интеллектуальных» извещателей. Эти извещатели, как правило, имеют систему самодиагностики, но выдают информацию только с помощью собственного оптического индикатора и не передают сигнал о своей исправности на ПКП. Надежность такой системы мало отличается от надежности традиционных пороговых систем сигнализации, так как время обнаружения неисправности для этих извещателей не определено.

Перечисленным требованиям при определенных условиях могут удовлетворять аналоговые системы пожарной сигнализации. В извещателях этих систем заложены возможности для создания системы самотестирования. Если эти возможности реализованы, и если организована передача на ПКП информации, подтверждающей исправность извещателя, условия «непрерывной работоспособности» можно считать выполненными. Как видим, сама по себе «аналоговость» лишь создает предпосылки и не обеспечивает условий «непрерывной работоспособности», то есть является всего лишь одним из возможных конструктивных решений. В связи с этим деление извещателей на аналоговые и не аналоговые имеет больше теоретическое, чем практическое значение, тем более что сегодня большое количество технических решений (например, «интерактивные» извещатели многих известных зарубежных фирм) не очень-то вписывается в такую классификацию, в результате ее границы становятся размытыми. Недаром разработчикам норм пожарной безопасности НПБ 88-2001* не потребовалось слово «аналоговый», в том числе при формулировании требований к надежности систем сигнализации и управления, а также требований к системам, для которых не требуется дублирование извещателей.

Итак, главным преимуществом адресно-аналоговых систем сигнализации (по сравнению с обычными адресными) является возможность передачи сигнала от извещателя о своей исправности на ПКП, и те системы, в которых это реализовано, соответствуют критериям «непрерывной работоспособности». Однако адресно-аналоговые системы применяются, как правило, на относительно крупных объектах вследствие их высокой стоимости. А как нам обеспечить надежность систем сигнализации, установленных на малых объектах?

На небольших объектах нет смысла устанавливать адресные системы, их, как правило, оборудуют обычными лучевыми приборами. Для таких приборов на нашей фирме разработан простой протокол обмена, а также извещатель, который его поддерживает и передает на ПКП сигнал, подтверждающий свою исправность. Извещатель позволяет создавать дешевые НР-системы (системы с «непрерывной работоспособностью») на любых сколь угодно малых объектах, оснащенных обычными недорогими ПКП. Результат в плане обеспечения надежности работы аппаратуры (поддержания непрерывной работоспособности) оказывается ничуть не хуже, чем в дорогих адресно-аналоговых системах.

 

Рис.1. Схема включения извещателя «с подтверждением исправности»: а – в знакопеременный шлейф сигнализации (диод включен в состав извещателя); б — в однополярный шлейф сигнализации.

Извещатель устанавливают в шлейф сигнализации традиционным способом (см. рис.1), и два его контакта, как обычно, включаются в разрыв шлейфа для контроля изъятия извещателя. Исправный извещатель замыкает контакты и поддерживает целостность шлейфа, а сигнал о неисправности передает путем имитации обрыва шлейфа. При полном отказе извещателя он перестает управлять своими контактами, и они размыкаются, также передавая сигнал о неисправности. Сигнал об обрыве шлейфа в состоянии принять любой прибор пожарной сигнализации, некоторые даже раздельно выдают сигналы о неисправности извещателя и об обрыве шлейфа. В приборах со знакопеременным шлейфом сигнализации, таких как Минитроник, ППК-2, извещатель производит обрыв шлейфа только на обратной полярности, и при отказе одного извещателя другие извещатели в шлейфе сохраняют свою работоспособность.

Показанный на схеме диод входит в состав извещателя. Необходимо, однако, учитывать, что в простых приборах с однополярным шлейфом неисправность одного извещателя в результате обрыва шлейфа приводит к неработоспособности других извещателей в этом шлейфе. Но является ли этот недостаток столь принципиальным с точки зрения концепции «непрерывной работоспособности»? Ведь он не влияет на время восстановления системы. Разве лучше иметь неисправный извещатель в шлейфе и не знать об этом? И правильно ли требовать полноценную работу от шлейфа, выдавшего сигнал о неисправности?Не надо забывать и про роль человека, который согласно концепции «непрерывной работоспособности» должен в кратчайший срок устранить неисправность. Давайте выбирать из двух зол меньшее: лучше иметь информацию о неисправности, даже если это вызывает дополнительные неисправности в том же месте. К тому же появления дополнительных неисправностей можно избежать, если использовать приборы со знакопеременным шлейфом — традиционные для России. Тем не менее извещатели «с подтверждением исправности» целесообразно применять и с приборами с однополярными шлейфами, так как они и в этом случае способны обеспечить условия «непрерывной работоспособности».

Если сравнить возможности неадресных и адресных аналоговых систем сигнализации в плане выполнения требования минимального времени восстановления системы, то мы увидим, что время обнаружения неисправности у них практически совпадает, а время ее устранения может отличаться. Замена неадресного извещателя производится за минимальное время, а замена адресно-аналогового во многих случаях требует перепрограммирования системы и весьма значительных затрат времени. Простота замены неадресных аналоговых извещателей сохраняется даже в случае, если в шлейфе сигнализации установлено несколько извещателей, размещенных в разных помещениях. Дополнительная информация о том, какой именно извещатель в данном шлейфе подал сигнал “SOS”, индицируется светодиодом извещателя, а при необходимости — выносным индикатором. По характеру индикации можно даже определить, надо ли извещатель заменить или просто очистить от пыли.

Часто высказывается мнение о том, что обязательным условием высокой надежности и достоверности информации в аналоговых системах сигнализации является принятие решения о пожаре не в извещателе, а в ПКП, который обычно расположен в наиболее защищенном месте. Однако наиболее уязвимой частью извещателя является детектор, который в любом случае необходимо располагать на объекте, а логическое устройство достаточно устойчиво к воздействиям со стороны окружающей среды. К тому же наиболее ответственную часть логического устройства, связанную с оцифровыванием и передачей сигнала, все равно размещают в извещателе.

Решение о пожаре принимается извещателями во многих известных адресно-аналоговых системах сигнализации, таких как Esser, Algorex и др. Вопрос о том, где принимается решение о пожаре, характеризует лишь конструктивные особенности аппаратуры, никак не связан с приведенными выше критериями оценки надежности, и поэтому не имеет практического значения. Единственное преимущество, которое можно было бы получить, принимая решение в ПКП — это возможность совокупного анализа информации, полученной от нескольких извещателей. Как образно выразился автор одной из статей, посмотреть фильм, полученный из отдельных фотографий, сделанных каждым извещателем. Хочу сразу заметить, что каждый современный извещатель снимает свой фильм в точке его установки, отслеживая всю предысторию события. Речь идет о совокупном фильме.

Такой совокупный фильм — это чисто декларируемое преимущество. Посудите сами. Для того чтобы его реализовать, необходимо в каждом помещении установить большое количество извещателей (даже не два, и уж вовсе не один), на основании их данных производить расчет эпюр направлений и скоростей движения фронта задымленности (с учетом воздушных потоков в помещении, изменяющихся при включении обогревателей, кондиционеров, открытии окон и т.д), и при превышении некоторых (каких?) критериев давать команды на управление пожарной автоматикой.

Нет необходимости говорить, что этот механизм не реализован ни в одной системе сигнализации, а если бы и был реализован, кто и где сможет им воспользоваться? Более того, такой способ управления пожарной автоматикой не предусмотрен нормами пожарной безопасности, где указано, что автоматика должна включаться по первому или второму срабатыванию. Или после второго срабатывания мы будем нарушать нормы и ждать данных от других извещателей для вычисления эпюр задымленности? Так что совокупного фильма все равно не получается, тогда зачем искусственно усложнять систему и перегружать ПКП, а ведь любое усложнение сопровождается удорожанием и снижением надежности? Давайте лучше делать надежные и недорогие системы, в основе которых лежат простые и эффективные решения.

Применение одного пожарного извещателя вместо двух

На заре развития этой техники, когда она была несовершенной, решение о необходимости дублирования извещателей было очень важным. Создание адресно-аналоговых и неадресных «извещателей с подтверждением исправности», оснащенных системой самодиагностики и передачи сигнала подтверждения на ПКП, позволяет отказаться от дублирования (при выполнении требований по защищаемой одним извещателем площади), и для систем сигнализации это закреплено в НПБ 88-2001, п. 12.17.

Рассмотрим некоторые особенности применения неадресных извещателей «с подтверждением исправности». В случае если несколько помещений охраняется одним шлейфом сигнализации с такими извещателями, помимо требований п.12.17 необходимо учитывать также требования п.12.13.

В п.12.13 изложены требования к расположению этих помещений в здании, необходимые для быстрой идентификации извещателя, выдавшего сигнал «Пожар». Эти же требования распространяются и на идентификацию извещателя, выдавшего сигнал «Неисправность» — не станем же мы требовать, чтобы идентификация сигнала «Неисправность» осуществлялась быстрее, чем идентификация сигнала «Пожар». К тому же время обнаружения неисправности, т.е. промежуток времени между возникновением неисправности и получением информации о ней дежурным оператором, складывается не только из времени идентификации неисправного извещателя, но и из времени формирования сигнала о неисправности в самом извещателе. Это время, как отмечалось выше, может составлять 20-30 минут и более, и поэтому время идентификации неисправного извещателя, скажем, длительностью 10-15 минут, необходимое для обследования помещений, в большинстве случаев вполне приемлемо, так как незначительно изменяет общий результат. Если сравнить эти временные параметры с аналогичными для адресно-аналоговых извещателей, то мы увидим, что идентификация неисправного извещателя здесь происходит быстро, но значительные затраты времени (часто даже более 10-15 мин., необходимых для обследования помещений в предыдущем случае) требуются на перепрограммирование системы, связанное с заменой неисправного извещателя. В то же время замена неадресного извещателя производится за минимальное время. Таким образом, возможности неадресных и адресных аналоговых извещателей в отношении обеспечения малого времени восстановления системы близки по величине, главным является сам факт выдачи извещателем сигнала, подтверждающего его исправность.

Итак, по п.12.13 идентификация пожара осуществляется ПКП с учетом индикации извещателя. Точно так же определяется и неисправность. Другими словами, никаких дополнительных мер по идентификации неисправности не требуется.

Установка одного извещателя в помещении согласно НПБ 88-2001* возможна только для систем сигнализации и оповещения (кроме 5-го типа). Формирование сигналов управления оповещением 5-го типа, дымоудалением, пожаротушением требуется производить не менее чем от двух пожарных извещателей. Однако необходимо учитывать, что только некоторые извещатели в здании задействованы в системах управления. Например, если здание оборудовано системой дымоудаления, то в большинстве случаев необходимо производить дымоудаление на путях эвакуации (вопрос регулируется СНиП 2.04.05-91*), а сигнал пуска формировать от двух извещателей, расположенных на этих путях. В то же время другие помещения можно оборудовать системой сигнализации, т.е. без дублирования.

Заключение

Временной подход к вопросу надежности позволяет сформулировать требования к оборудованию пожарной сигнализации, обеспечивающему непрерывное поддержание своей работоспособности. Прикладное значение концепции «непрерывной работоспособности» заключается в том, что она предоставляет инструмент обеспечения надежности более эффективный, чем простое дублирование извещателей, и в то же время менее дорогостоящий, так как позволяет отказаться от принципа дублирования. Этот вывод в целом соответствует действующим нормам пожарной безопасности (при соблюдении других установленных нормами требований), и позволяет создавать пожарные извещатели нового типа, соответствующие требованию непрерывной работоспособности системы сигнализации — извещатели «с подтверждением исправности» (СПИ-извещатели).

Хочу также обратить внимание на тот факт, что концепция «непрерывной работоспособности» в значительной степени примиряет требования противопожарной службы и потребителей, предоставляя каждому выигрыш и в уровне качества обеспечения защиты от пожара, и в снижении затрат.

Источник: Системы безопасности №2, 2004

Современная охранно-пожарная сигнализация офиса и здания: назначение, описание, классификация и характеристики сигнализации

Устарело
Статьи

Как правило, охранно-пожарная сигнализация интегрируется в комплекс, объединяющий системы безопасности и инженерные системы здания, обеспечивая достоверной адресной информацией системы контроля доступа, оповещения, пожаротушения, дымоудаления и др.

Структура охранно-пожарной сигнализации

В зависимости от масштаба задач, которые решает охранно-пожарная сигнализация, в ее состав входит оборудование трех основных категорий:

  • оборудование централизованного управления охранно-пожарной сигнализацией (например, центральный компьютер с установленным на нем ПО для управления охранно-пожарной сигнализацией; в небольших системах охранно-пожарной сигнализации задачи централизованного управления выполняет охранно-пожарная панель);
  • оборудование сбора и обработки информации с датчиков охранно-пожарной сигнализации: приборы приемно-контрольные охранно-пожарные (панели);
  • сенсорные устройства — датчики и извещатели охранно-пожарной сигнализации.

Интеграция охранной и пожарной сигнализации в составе единой системы охранно-пожарной сигнализации осуществляется на уровне централизованного мониторинга и управления. При этом системы охранной и пожарной сигнализации администрируются независимыми друг от друга постами управления, сохраняющими автономность в составе системы охранно-пожарной сигнализации. На небольших объектах охранно-пожарная сигнализация управляется приемно-контрольными приборами.

Приемно-контрольный прибор осуществляет питание охранных и пожарных извещателей по шлейфам охранно-пожарной сигнализации, прием тревожных извещений от извещателей, формирует тревожные сообщения, а также передает их на станцию централизованного наблюдения и формирует сигналы тревоги на срабатывание других систем.

Система охранной сигнализации в составе охранно-пожарной сигнализации выполняет задачи своевременного оповещения службы охраны о факте несанкционированного проникновения или попытке проникновения людей в здание или его отдельные помещения с фиксацией даты, места и времени нарушения рубежа охраны.

Система пожарной сигнализации предназначена для своевременного обнаружения места возгорания и формирования управляющих сигналов для систем оповещения о пожаре и автоматического пожаротушения.

Отечественные нормативные документы по пожарной безопасности строго регламентируют перечень зданий и сооружений, подлежащих оснащению автоматической пожарной сигнализацией. В настоящее время весь перечень организационно-технических мероприятий на объекте во время пожара имеет одну главную цель — спасение жизни людей. Поэтому на первое место выходят задачи раннего обнаружения возгорания и оповещения персонала. Решение этих задач возложено на пожарную сигнализацию, основные функции которой сформулированы в следующем определении.

Пожарная сигнализация (по ГОСТ 26342-84) — получение, обработка, передача и представление в заданном виде потребителям при помощи технических средств информации о пожаре на охраняемых объектах.

Основные функции пожарной сигнализации обеспечиваются различными техническими средствами. Для обнаружения пожара служат извещатели, для обработки и протоколирования информации и формирования управляющих сигналов тревоги — приемно-контрольная аппаратура и периферийные устройства.

Кроме этих функций, пожарная сигнализация должна формировать команды на включение автоматических установок пожаротушения и дымоудаления, систем оповещения о пожаре, технологического, электротехнического и другого инженерного оборудования объектов. Современная аппаратура охранно-пожарной сигнализации имеет собственную развитую функцию оповещения. Несмотря на то, что системы оповещения о пожаре выделены в самостоятельный класс оборудования, на базе технических средств пожарной сигнализации достаточно многих производителей можно реализовывать системы оповещения 1 и 2 категории (по НПБ 104-03).

Извещатели охранно-пожарной сигнализации

Для получения информации о тревожной ситуации на объекте в состав охранно-пожарной сигнализации входят извещатели, отличающиеся друг от друга типом контролируемого физического параметра, принципом действия чувствительного элемента, способом передачи информации на центральный пульт управления сигнализацией.

По принципу формирования информационного сигнала о проникновении на объект или пожаре извещатели охранно-пожарной сигнализации делятся на активные и пассивные.

  • Активные извещатели охранно-пожарной сигнализации генерируют в охраняемой зоне сигнал и реагируют на изменение его параметров.
  • Пассивные извещатели реагируют на изменение параметров окружающей среды, вызванное вторжением нарушителя или возгоранием.

Каждая охранно-пожарная сигнализация использует охранные и пожарные извещатели, контролирующие различные физические параметры. Широко используются такие типы охранных извещателей, как инфракрасные пассивные, магнитоконтактные, извещатели разбития стекла, периметральные активные извещатели, комбинированные активные извещатели. В системах пожарной сигнализации применяются тепловые, дымовые, световые, ионизационные, комбинированные и ручные извещатели.

В зависимости от способов выявления тревог и формирования сигналов, извещатели и системы охранно-пожарной сигнализации делятся на неадресные, адресные и адресно-аналоговые.

  • В неадресных системах извещатели имеют фиксированный порог чувствительности, при этом группа извещателей включается в общий шлейф охранно-пожарной сигнализации, в котором в случае срабатывания одного из приборов охранно-пожарной сигнализации формируется обобщенный сигнал тревоги.
  • Адресные системы отличаются наличием в извещении информации об адресе прибора охранно-пожарной сигнализации, что позволяет определить зону пожара с точностью до места расположения извещателя.
  • Адресно-аналоговая охранно-пожарная сигнализация является наиболее информативной и развитой. В такой системе применяются «интеллектуальные» извещатели охранно-пожарной сигнализации, в которых текущие значения контролируемого параметра вместе с адресом передаются прибором по шлейфу охранно-пожарной сигнализации. Такой способ мониторинга используется для раннего обнаружения тревожной ситуации, получения данных о необходимости технического обслуживания приборов вследствие загрязнения или других факторов. Кроме этого, адресно-аналоговые системы позволяют, не прерывая работу охранно-пожарной сигнализации, программно изменять фиксированный порог чувствительности извещателей при необходимости их адаптации к условиям эксплуатации на объекте.

Каждый тип извещателя имеет свой перечень основных технических характеристик, определяемых соответствующими стандартами. В то же время, даже однотипные извещатели имеют отличия в конструктивных особенностях составных частей, удобстве эксплуатации, надежности, уровне дизайна, что учитывается при выборе того или иного прибора или фирмы–производителя.

Приемно-контрольная аппаратура охранно-пожарной сигнализации

Для получения и обработки извещений охранно-пожарная сигнализация использует различные типы приемно-контрольной аппаратуры: центральные станции, контрольные панели, приборы приемно-контрольные (название определяется стандартами страны-производителя, далее по тексту примем термин «контрольная панель»). Данная аппаратура отличается информационной емкостью — количеством контролируемых шлейфов сигнализации и степенью развития функций управления и оповещения. Различают контрольные панели охранно-пожарной сигнализации для малых, средних и больших объектов. Как правило, небольшие объекты оборудуются неадресными системами, контролирующими несколько шлейфов охранно-пожарной сигнализации, а на средних и больших объектах используются адресные и адресно-аналоговые системы.

 

 

Отличительной конструктивной особенностью адресной и адресно-аналоговой охранно-пожарной сигнализации является применение кольцевого шлейфа сигнализации, имеющего повышенную защиту от нарушения линий связи с извещателями. Как правило, кольцевой шлейф контрольных панелей разных фирм-производителей аппаратно совместим с извещателями, разработанными этими же фирмами. Некоторые контрольные панели поддерживают несколько вариантов топологии кольцевых шлейфов, что облегчает проектирование пожарной сигнализации на объекте.

Для совместимости адресной или адресно-аналоговой охранно-пожарной сигнализации с неадресными извещателями (в том числе других фирм-производителей), контрольные панели дополнительно могут поддерживать контроль неадресных шлейфов охранно-пожарной сигнализации.

 

 

Функции управления и оповещения реализуются в контрольных панелях с помощью специализированных входных и выходных интерфейсов. Для отображения информации охранно-пожарная сигнализация широко использует встроенные световые и буквенно-цифровые индикаторы, звуковые сигнализаторы. Выходной интерфейс в контрольных панелях охранно-пожарной сигнализации для небольших объектов – это, как правило, набор релейных выходов. На больших объектах системы охранно-пожарной сигнализации строятся по сетевым технологиям, поэтому пожарные контрольные панели оснащаются внешними интерфейсами RS422 или RS48, а также способны взаимодействовать по сети Ethernet или с помощью модемной связи по коммутируемому телефонному каналу. Конструктивно интерфейсные узлы могут включаться в состав контрольной панели (располагаться на общей печатной плате). Более предпочтителен вариант их реализации в виде отдельных печатных плат, монтируемых при необходимости внутри корпуса контрольной панели.

Периферийные устройства охранно-пожарной сигнализации

Периферийными считаются все устройства охранно-пожарной сигнализации (кроме извещателей), имеющие самостоятельное конструктивное исполнение и подключаемые к контрольной панели охранно-пожарной сигнализации через внешние линии связи. Наиболее часто используются следующие типы периферийных устройств охранно-пожарной сигнализации:

  • пульт управления — применяется для управления устройствами охранно-пожарной сигнализации из локальной точки объекта;
  • модуль изоляции коротких замыканий — используется в кольцевых шлейфах охранно-пожарной сигнализации для обеспечения их работоспособности в случае короткого замыкания;
  • модуль подключения неадресной линии — для контроля неадресных извещателей охранно-пожарной сигнализации;
  • релейный модуль — для расширения функции оповещения и управления контрольной панели;
  • модуль входа/выхода — для контроля и управления внешними устройствами (например, автоматическими установками пожаротушения и дымоудаления, технологическим, электротехническим и другим инженерным оборудованием);
  • звуковой оповещатель — для оповещения о пожаре или тревоге в требуемой точке объекта с помощью звуковой сигнализации;
  • световой оповещатель — для оповещения о пожаре или тревоге в требуемой точке объекта с помощью световой сигнализации;
  • принтер сообщений — для печати тревожных и служебных системных сообщений.

Интеграция охранно-пожарной сигнализации с комплексными системами безопасности здания

При установке на крупных объектах для обеспечения необходимого уровня безопасности здания охранно-пожарная сигнализация интегрируется с другими системами безопасности и жизнеобеспечения объекта. Это необходимо для быстрой реакции на сообщение о пожаре или тревоге, поступившем от датчиков охранно-пожарной сигнализации, и обеспечения оптимальных условий для ликвидации возникшей аварийной ситуации. Например, в ответ на сообщение о пожаре, которое генерирует охранно-пожарная сигнализация, в тревожной зоне выполняются следующие действия:

  • Отключение вентиляции
  • Включение системы дымоудаления
  • Отключение электроснабжения (за исключением спецоборудования)
  • Вывод из тревожной зоны лифтов
  • Включение аварийного освещения и световой индикации путей и выходов для эвакуации людей
  • Разблокировку аварийных выходов на путях эвакуации
  • Включение системы оповещения с информацией для тревожной зоны

Таким образом, охранно-пожарная сигнализация становится частью общей системы безопасности, при этом решаются вопросы не только общего мониторинга с основного поста охраны, но и взаимодействие всех подсистем. В последнем случае должно выполняться одно их важнейших требований к системе охранно-пожарной сигнализации — возможность ее интеграции в общую систему безопасности. Интеграция может требоваться как на простейшем (релейном) уровне, так и на программном уровне, когда необходима совместимость протоколов обмена данными в информационных шинах и линиях связи различных подсистем. Большую роль при этом играет поддержка со стороны аппаратуры охранно-пожарной сигнализации одной или нескольких сетевых технологий: Ethernet, Arcnet, Lonwork, Internet и др.

Питание устройств охранно-пожарной сигнализации

Все устройства охранно-пожарной сигнализации должны обеспечиваться бесперебойным электропитанием. В качестве основного, как правило, используется сетевое электропитание контрольных панелей охранно-пожарной сигнализации, остальные устройства питаются от низковольтных вторичных источников постоянного тока или от шлейфа охранно-пожарной сигнализации. В соответствии с отечественными нормами пожарной безопасности, охранно-пожарная сигнализация должна бесперебойно функционировать в случае пропадания сетевого электропитания на объекте в течение суток в дежурном режиме и не менее 3 часов в режиме тревоги. Для выполнения этого требования охранно-пожарная сигнализация должна использовать систему резервного электропитания — дополнительные источники или встроенные аккумуляторные батареи.

Кто известит о пожаре?

Устарело
Статьи

Ежегодно в нашей стране происходит от 260 000 до 300 000 пожаров. Около 70% объектов, охваченных пламенем — жилые дома. Число погибших и получивших серьезные травмы колеблется от 14 000 до 16 000 человек. Большинство пострадавших — до 86% — стали жертвами огненной стихии, которая бушевала на объектах жилого сектора.

Причины возникновения очагов возгорания в жилом секторе специалисты делят на две группы. К первой из них относятся очевидные причины: грозовые разряды, взрывы, нарушение правил пожарной безопасности при проведении сварочных работ и т.п. Их доля минимальна. В большинстве случаев очаг возгорания обнаруживается довольно быстро.

Вторую группу составляют причины возникновения пожаров, которые могут оставаться незамеченными в течение длительного времени: самовозгорание; нарушение правил устройства и эксплуатации печей, каминов, теплоагрегатов и бытовых газовых приборов; шалости детей; несоответствие потребляемой мощности электробытовых приборов параметрам электросети (говоря другими словами проводка не выдерживает сверхнагрузки и начинает перегреваться); курение в постели в состояние сильного алкогольного опьянения и т.п.

Одна из причин гибели людей — отравление газообразными веществами, которые выделяются при тлении или горении. Многие современные отделочные материалы при горении выделяют токсичные или ядовитые вещества. Например, синильную кислоту. Летальный исход наступает после двух-трех вдохов этого смертельного газа. Поэтому, чем быстрее человек покинет опасную зону, тем больше шансов у него на спасение.

Понятно, что профилактику пожаров в жилом секторе проще всего свести к двум призывам Будьте осторожны с огнем и В каждую квартиру своего инспектора госпожарнадзора. Говоря другими словами, жильцы должны сами круглосуточно следить за соблюдением всех правил пожарной безопасности. Начиная от расчета предельно допустимой нагрузки на электросеть (сколько электробытовых приборов можно подключать одновременно) и заканчивая контролем над домочадцами. Что бы никто из них не ложился спать с непогашенной сигаретой.

Даже если человек будет соблюдать все правила пожарной безопасности, то все равно он не застрахован от встречи с огненным убийцей. И главная проблема — вовремя узнать о его появлении в квартире. Обычно для этого используются автоматические пожарные сигнализации. Датчики устанавливаются во всех жилых помещениях. Сигнал тревоги от них поступает на центральный пульт в объединенную диспетчерскую службу (ОДС). Правда, сам жилец, часто узнает об опасности слишком поздно, когда вокруг все горит.

Еще одна мера защиты — использование при строительстве или ремонте жилья только огнестойких материалов, которые могут в течение длительного времени противостоять натиску огненной стихии и при этом не выделять токсичных веществ.

В зданиях I и II степеней огнестойкости, где благодаря системе противопожарных мер обеспечивается локализация пожаров практически в пределах одной квартиры. За прошлый год в подобных зданиях произошло 46,5 тысяч пожаров, а число погибших составило 2028 человек (44 человека на одну тысячу пожаров).

В домах III степени огнестойкости, построенных в довоенные и послевоенные годы и имеющих деревянные перекрытия с пустотами, по которым огонь стремительно распространяется по всему зданию, от 18,5 тысяч пожаров погибло 1895 человек — 102 человека на каждую тысячу пожаров.

В домах IV и V степеней огнестойкости погибло больше всего народу — 7200 (169 человек на каждую тысячу пожаров).

Существующая система противопожарного строительства предъявляет жесткие требования к многоэтажным жилым домам (свыше 10 этажей) как наиболее опасным по сложности эвакуации и возможностям тушения пожаров. В соответствие с требованиями нормативных документов, в частности НПБ 110-99, жилые здания высотой более 28 м должны оснащаться автоматической системой пожарной сигнализации и системой противодымной защиты, которая приводиться в действие при срабатывании пожарных извещателей. Система противодымной защиты предназначена для безопасного выхода людей из здания в случае пожара.

По мнению главного специалиста ГУ ГПС МВД России В.А. Дубинина можно назвать три основных причины, по которым нецелесообразно применять автоматическую защиту противодымной защиты в жилых домах.

Во-первых, чтобы обнаружить очаг загорания на ранней стадии, необходимо использовать высокочувствительные пожарные извещатели. Но они будут обнаруживать не только возникший очаг, они будут также реагировать на табачный дым или подгорающую пищу и передавать в объединенную диспетчерскую службу (ОДС) ложный сигнал. Понятно, что это может привести к потере бдительности диспетчеров ОДС, а возможно, и к отключению пожарной сигнализации.

Во-вторых, раннее включение системы противодымной защиты (когда очаг возгорания только возник, а пути эвакуации еще не начали наполняться дымом) приведет к вытягиванию огня в прихожую, и, как правило, к раннему прогоранию входной двери квартиры и выходу огня в межквартирный коридор.

В-третьих, автоматические пожарные извещатели не способны оповестить людей, находящихся в соседних помещениях или спящих.

Кроме этого, нужно учитывать и тот факт, что такие многоэтажные здания обычно возводятся в городах или крупных поселках, где есть гарнизоны пожарной охраны, сам населенный пункт хотя бы частично телефонизирован, дороги в приличном состоянии и т. п. Все это позволяет обеспечить прибытие пожарных расчетов в течение 5-10 минут с момента поступления сигнала об возникновение очага возгорания. У тех, кто оказался в огненном плену, есть минимальные шансы на спасение прибывшими пожарными. Например, в прошлом году сотрудниками ГПС МВД России было спасено более 50 тысяч человек.

В домах III и IV степени огнестойкости, даже если они и оборудованы системами автоматической пожарной сигнализации, то она либо морально и физически устарела, либо в неработоспособном состоянии. Ну, а использование огнестойких материалов пока можно встретить крайне редко.

В категорию домов V и VI степеней огнестойкости обычно попадают дачи, жилые деревянные дома и т.п. Оборудовать их системой автоматической пожарной сигнализации либо слишком дорогое удовольствие, либо непонятно, кто среагирует на сигнал о возникновении очага возгорания. Ближайший гарнизон пожарной охраны дислоцируется на расстоянии многих километров, где-нибудь в районном центре.

Этим и объяснятся тот факт, что, несмотря на то, что хотя дома первой и второй степеней огнестойкости горят чаще всего, зато число погибших минимально. Либо жильцов вовремя оповещали о возникновении очага возгорания, и они успевали покинуть опасную зону, либо их спасли пожарные.

Если анализировать ситуацию, связанную с домами довоенной и послевоенной постройки и дачами, то и здесь все зависит от того, сумеют ли жильцы своевременно обнаружить грозящую им опасность или нет. И счет идет, не на минуты, а на секунды. В качестве примера — пожар в здании УВД города Самары

По мнению В. А. Дубинина в жилых домах различного типа (и особенно повышенной этажности) необходимо устанавливать две системы пожарной сигнализации. Первую — с установкой тепловых пожарных датчиков в прихожих квартир, для управления системой противодымной защиты, выдачи сигналов на опускание лифов на эвакуационный этаж и передачи сигнала в ОДС. Вторую — на основе автономных пожарных извещателей (АПИ) для незамедлительного оповещения жильцов квартиры о появление признаков загорания.

АПИ это круглая конусообразная коробочка, которая прикрепляется на стене или потолке жилого помещения. При возникновении очага возгорания она начинает издавать громкий звук, отдаленно напоминающий сирену автомобильной противоугонной системы. Громкость и частота звука такова, что он способен разбудить и спящего человека.

В США еще в 1977 году в квартирах и жилых помещениях было установлено 30 млн. таких устройств. Сегодня, как минимум 88% жилых помещений оборудованы АПИ. В результате число погибших на пожарах в последние годы сократилось на 45%.

Расчеты показали, что в тех зданиях, где установлены АПИ, число человеческих жертв сократилось на 64-69%, количество пожаров уменьшилось на 25-30%, и на 19-26% сократился материальный ущерб. Между тем затраты на приобретение и эксплуатацию АПИ не превышают 4,5-7% от материального ущерба, наносимого пожарами в жилом секторе.

Официальной датой начала использования АПИ в нашей стране можно считать 1997 год. Тогда вступили в силу НПБ 66-97 Извещатели пожарные автономные. Общие технические требования. Методы испытаний. Хотя, на самом деле, применялись они и раньше, но в ограниченном количестве.

Массовое внедрение этих устройств началось год спустя. Тогда вступило в действие постановление правительства Москвы от 13 июля 1999 года 625 Об утверждение дополнения 2 к Московским городским строительным нормам Жилые здания (МГСН 3.01-96) в части противопожарных требований.

Теперь в жилых домах с отметкой пола верхнего этажа более 26,5 м (более 10 этажей), кроме выполненных согласно п. 3.25И, жилые комнаты и кухни квартир следует оборудовать автономными дымовыми пожарными извещателями, а общие (внеквартирные) коридоры — подключенной к системе противодымной защиты автоматической пожарной сигнализацией с дымовыми извещателеми.

В блочных жилых домах и домах других типов с отметкой пола верхнего этажа до 26,5 м, а также одноквартирных домах (коттеджах) жилые комнаты и кухни квартир следует оборудовать автономными пожарными извещателями.

Кроме этого, в пункте 4.2 НПБ 106-95 Индивидуальные жилые дома. Противопожарные требования рекомендуется оборудовать жилые комнаты, кладовые, гаражи и иные помещения в жилых домах автономными автоматическими пожарными извещателями . Аналогичная рекомендация содержится и в другом НПБ 103-95 Торговые павильоны и киоски. Противопожарные требования. Согласно пункту 1.6. киоски следует оборудовать пожарной сигнализацией с выводом звукового сигнала на фасад сооружения или непосредственно в защищаемое помещение (автономные пожарные извещатели).

В настоящее время Управлением технормирования Госстроя РФ при участии ГУ ГПС МВД России подготовлены необходимые изменения и дополнения в СНиП 2.08.01-89 Жилые здания Теперь при строительстве жилых зданий в каждой квартире, помимо автоматической пожарной сигнализации, будет устанавливаться и АПИ.

Действие этих нормативных актов распространяется только на возводимое многоэтажное жилье.

А как быть владельцам дач или квартир в домах сейчас? Ответ однозначный — устанавливать АПИ самостоятельно. Сейчас в России их производят более восьми компаний

На что следует обратить внимание при покупке такого устройства?

  1. Наличие, как минимум, трех сертификатов: пожарной безопасности, соответствия и гигиенический сертификат. Зафиксированы случаи продажи иностранных АПИ, которые не имели необходимых сертификатов.
  2. Внешний вид и масса устройства. Их вес колеблется от 200 до 400 грамм, а размеры от 150 x 80 до 130 x 40 мм. Соответственно, чем меньше габариты, чем он менее портит внешний вид стены или потолка. Самым компактным, по результатам маркетинговых исследований, признан АПИ РЕ-9 (Ассоциации Крилак).
  3. Гарантийный срок работы. Он колеблется от одного до двух лет. Хотя все производители оценивают продолжительность работы своих устройств не менее 10 лет. Как показывает зарубежный опыт основная причина несрабатывания АПИ севшая батарейка. Ее надо менять раз в год, но владельцы часто забывают выполнить эту простейшую манипуляцию.
  4. Простота установки. Например, наличие в комплекте поставки специальной инструкции, где даны подробные рекомендации по всем проблемам, которые могут возникнуть у человека. Начиная от выбора места установки АПИ и заканчивая советами для тех, кто никогда раньше не держал в руках молотка или отвертки.
  5. Громкость и тон звукового сигнала. Оптимальный вариант, если его мощность будет не менее 100 Дб, и он будет не похож на любые другие звуки. Например, автомобильной сигнализации.
  6. Защита от ложных срабатываний. Например, в АПИ РЕ-9 эта проблема решена путем использование камер с лабиринтами воздуховодов. Это прекрасная защита от комаров и мошкары. Назойливые насекомые могут стать причиной сбоев в работе АПИ. Кроме этого, такая схема позволяет избежать ложных срабатываний. Решение о подаче сигнала тревоги принимается не мгновенно, а в течение трех секунд.
  7. Диапазон рабочих температур. Это особенно актуально для дач и коттеджей.
  8. Защита от краж. Понятно, что если АПИ легко установить, то его так же просто и снять. Отдельные отечественные производители постарались решить эту проблему. Например, применяют блокиратор от хищений.

Пожары в России — одна из реальных угроз, от которых не защищен никто. Одна из эффективных мер защиты — ее обнаружение и нейтрализация в момент зарождение или своевременная эвакуация из опасной зоны. На сегодняшний день оптимальным средством раннего оповещения о возникновении очагов возгорания в жилом секторе может стать АПИ.

Источник: Мир безопасности

Новейшее поколение пожарных извещателей: аспирационные извещатели

Устарело
Статьи

В последнее время аспирационные дымовые пожарные извещатели применяются все шире для защиты наиболее важных объектов и помещений как, например, вычислительные центры, пульты управления или коммутаторные помещения электронных узлов связи, крупные музеи, банки и т. д. Там, где ущерб от потери информации в случае пожара несоизмеримо больше стоимости утраченного оборудования и мебели, а также может привести к большим человеческим жертвам. Сверхраннее обнаружение пожароопасной ситуации обеспечивается принудительным отбором воздуха из контролируемого помещения и использованием ультрачувствительных дымовых лазерных адресно-аналоговых дымовых пожарных извещателей. Доступная цена аспирационных извещателей последнего поколения позволяет использовать их даже на малобюджетных объектах, там, где требования повышенной противопожарной защиты ранее не обеспечивались из-за недостатка средств, выделяемых на эти цели.

Устройство и принцип действия

Аспирационный дымовой пожарный извещатель состоит из системы трубок с отверстиями для забора воздуха и центрального блока, с вентилятором для обеспечения потока воздуха и лазерным дымовым пожарным извещателем. Определим различие в процессах дымоопределения при использовании аспирационного извещателя и точечного дымового извещателя.

1. Принудительный отбор воздуха из контролируемого помещения и естественное поступление дыма в пожарный извещатель

По НПБ 65-97 «Извещатели пожарные дымовые оптико-электронные. Общие технические требования. Методы испытаний» чувствительность порогового дымового ПИ должна выбираться из диапазона удельной оптической плотности среды 0,05 — 0,2 дБ/м. Контроль чувствительности производится в аэродинамической трубе замкнутого типа, где через извещатель проходит воздух с аэрозолью (НПБ 65-97 Приложение 1). В то же время, по ГОСТ Р 50898-96 «Извещатели пожарные. Огневые испытания» при испытаниях по тестовым очагам в помещении допускается активизация извещателя при удельной оптической плотности 2 дБ/м, т.е. в 10 раз большей. По результатам испытаний ПИ, выдержавшие испытания делятся на три класса: А — чувствительность выше 0,5 дБ/м, класс В – чувствительность от 0,5 до 1 дБ/м, класс С – от 1 до 2 дБ/м. И противоречия здесь нет: в отличии от испытаний в дымовом канале, где в месте расположения ПИ скорость потока увеличивается и возникает турбулентность. В испытательном помещении по ГОСТ Р 50898-96 размером 10 м х 7 м и высотой 4 метра сказывается аэродинамическое сопротивление дымового ПИ. Неудачная конструкция корпуса ПИ и дымовой камеры, относительно низкая площадь дымозахода по сравнению с внутренним объемом ПИ могут привести к снижению чувствительности в реальных условиях более чем в 10 раз. В той или иной степени этот эффект проявляется у любого точечного дымового извещателя с дымовой камерой и с конструктивными элементами для защиты от пыли. Этим и объясняется расхождение требований по НПБ 65-97 и по ГОСТ Р 50898-96. Таким образом, отбор воздуха через трубку при помощи вентилятора в несколько раз повышает реальную чувствительность системы.

2. Лазерный и светодиодный дымовой извещатель

В дымовых оптико-электронных пожарных извещателях при помощи фотодиода измеряется уровень, отраженного от частиц дыма, света. Обычно в качестве источника излучения используется светодиод, что и определяет потенциальную чувствительность дымового ПИ. Для повышения чувствительности необходимо увеличивать яркость излучения, а это приводит к увеличению фонового сигнала, отраженного от стенок дымовой камеры, который, к тому же, повышается при их запылении. В лазерном извещателе, как следует из названия, в качестве излучателя используется миниатюрный лазер.

Яркость излучения лазера примерно на два порядка выше, чем у светодиода, а фокусировка луча обеспечивает практически полное отсутствие отражений от стенок дымовой камеры. В результате, лазерный извещатель обеспечивает обнаружение задымления на уровнях удельной оптической плотности примерно в 100 раз меньших, чем современные светодиодные пороговые ПИ.

3. Нескольких дымозаходных отверстий у аспирационного извещателя и несколько точечных дымовых извещателей в одном помещении

На начальном этапе возгорания плотность дыма, поступающего в одно из отверстий будет снижаться за счет поступления чистого воздуха через другие отверстия. Кроме того, для обеспечения равномерного поступления воздуха через различные отверстия на конце трубки устанавливается заглушка с дополнительным отверстием, диаметр которого примерно в два раза превышает диаметр рабочих воздухозаборных отверстий. Таким образом, оптическая плотность может максимально снизиться примерно в 10 раз, но выигрыш от отсутствия аэродинамического сопротивления и за счет использования лазерного извещателя позволяют достичь качественно новых уровней чувствительности. Например, лазерный дымовой извещатель уверенно реагирует на дым с удельной оптической плотностью менее 0,065 %/м, что примерно равно 0,0028 дБ/м. С учетом эффекта снижения оптической плотности, исходное значение удельной оптической плотности дыма, поступающее через одно из воздухозаборных отверстий, должно быть на уровне 0,028 дБ/м. Таким образом, в наихудшем случае, имеем превышение по чувствительности по сравнению с самым чувствительным классом А точечных дымовых извещателей примерно в 20 раз, а по сравнению с со средним классом В, к которому обычно относятся пороговые оптико-электронные ПИ, примерно в 40 раз. Однако рассмотренный случай является «идеальным», т.к. через другие отверстия трубки, расположенные в этом же помещении будет так же поступать дым пусть с несколько меньшей плотностью. Это эффект усиливается с ростом высоты помещения: дым от очага возгорания распределяется на больший объем, снижается его удельная плотность, но при этом он поступает через большее количество отверстий.

В случае же использования точечных дымовых извещателей для компенсации снижения удельной оптической плотности используется их более частое размещение.

Практическая реализация

Существует несколько моделей аспирационного извещателя:

Одноканальный извещатель, которому подводится одна воздухозаборная трубка, в центральном блоке один или два лазерных извещателя. Также сеть двухканальная модель — извещатель, к которому подводятся две воздухозаборных трубки, в центральном блоке два лазерных извещателя, каждый из которых расположен отдельном отсеке, что увеличивает в два раза защищаемую площадь.

На входе в центральный блок установлены воздушные фильтры, очищающие поступающий воздух от пыли. Эти фильтры размещены в съемных прозрачных картриджах, что значительно упрощает контроль их состояния и техническое обслуживание. Вся информация о состоянии контролируемого помещения и самой системы отображается на легко читаемых светодиодных индикаторах и может передаваться через порт RS232, для анализа событий или тенденций за определенный временной промежуток.

Аспирационный извещатель позволяет организовать циркуляцию воздуха по замкнутому циклу. В зависимости от условий эксплуатации могут использоваться воздухозаборные трубки из АВС или UPVC пластика, меди, нержавеющей стали. Внутренний диаметр трубки 20 мм. При необходимости допускается укоротить трубку исходя из размеров помещения. В стандартной конфигурации забор воздуха производится через отверстия диаметром 3 мм, направленные вниз для обеспечения свободного дымозахода. При наличии подвесного потолка основная трубка наращивается капиллярными трубками.

Конец воздухозаборной трубки должен быть обязательно закрыт заглушкой с отверстием диаметром 6 мм для обеспечения равномерного поступления воздуха через различные отверстия. При отсутствии заглушки воздух будет поступать через торцевое отверстие диаметром 20 мм, а не через дымозаходные отверстия, т.к. они имеют значительно меньшие размеры. Если полностью закрыть торцевое отверстие трубки, то большая объем поступающего воздуха будет снижаться с удалением отверстия от центрального блока. Для выполнения изгибов используются два типа уголков для отклонения трубки на 45° и на 90°.

Таким образом, с использованием сравнительно недорогих аспирационных пожарных извещателей появляется возможность фиксировать пожароопасную ситуацию на сверхранних этапах, что, при своевременном реагировании на предварительные сигналы, обеспечивает минимальные материальные потери от возгорания, не требуется проведение эвакуации людей и прерывания рабочего процесса и т.д.

Автор: Неплохов И.Г., к.т.н., эксперт, компания System Sensor

Противопожарные системы: два столетия эволюции

Устарело
Статьи

Новейшее поколение пожарных извещателей: аспирационные извещатели

 

Первые пожарные извещатели, а появились они без малого двести лет назад, были способны реагировать только на высокую температуру. Это были натянутые под потолком шнуры, соединенные с колоколом пожарной тревоги. При пожаре шнур перегорал и звонил колокол. С изобретением электричества появились тепловые контактные датчики, которые в случае пожара включали электрические звонки. Использовался эффект расширения при нагревании твердых, жидких и газообразных веществ, изменение положения биметаллической пластины, контакты, спаянные легкоплавким сплавом и т.д. Такие извещатели срабатывают, когда очаг открытого огня составляет уже немалую площадь,— в этом случае чаще всего уже невозможно справиться с огнем подручными средствами, да и эвакуация людей проблематична из-за сильного задымления. В настоящее время извещатели подобного типа применяются мало, в основном они остаются в жилых домах, где по номам до сих пор устанавливаются в прихожих квартир. Этим и объясняется огромное число пожаров в жилом секторе.

Не бывает огня без дыма

Все же уточним перефразированную поговорку: почти не бывает. Исключения встречаются, о них мы еще поговорим. Но поскольку в большинстве случаев первым признаком возгорания является дым, лучше всего о надвигающейся беде способны предупредить именно дымовые извещатели.

Различные типы дымовых пожарных извещателей имеют и разные функциональные возможности. Простейшие системы передают сигнал на пожарный прибор, который включает сирену. Но определить, в каком из помещений произошло возгорание бывает достаточно сложно, к тому же часть помещений может быть закрыта. А ведь при ликвидации пожара дорога каждая секунда.

Значительно эффективнее адресные системы, применение которых позволяет по адресу сработавшего пожарного извещателя определить место возгорания.

Еще более совершенные системы — адресно-аналоговые. В них пожарный извещатель не фиксирует превышение порога контролируемого параметра, а сам является измерителем. Он может, например, может измерять уровень задымления и уровень температуры, и изменение этих величин в реальном масштабе времени анализируется в приемно-контрольном адресно-аналоговом приборе. Это позволяет отслеживать динамику развития пожара на самых ранних стадиях, при этом, вероятность ложных тревог чрезвычайно мала.

Возможности обработки информации в адресно-аналоговом приборе, который по сути является специализированной вычислительной машиной, практически неограниченны. Возможна адаптация по каждому помещению, автоматическое обучение, использование теории распознавания и т.д. Система формирует предварительные сигналы о подозрении на пожароопасную ситуацию задолго до срабатывания порогового датчика. Преимущества подобных систем очевидны: есть возможность обнаружить и ликвидировать очаг возгорания на ранней стадии, когда еще не требуется эвакуация людей. То есть, минимизируется как материальный ущерб, так и потери, связанные с эвакуацией людей, прерыванием производственного процесса и с собственно пожаротушением. При профессиональном пожаротушении, когда очаг открытого огня заливается тоннами воды, одновременно проливаются все помещения, расположенные ниже очага возгорания. По статистике ущерб от такого пожаротушения в разы превышает ущерб от самого пожара, и это — огромные материальные потери. Причем возможности пожарных машин с пожарными рукавами и автолестницами ограничены и для тушения пожара и эвакуации людей в высотном здании остаются только пожарные вертолеты. Поэтому в такие здания защищаются только адресно-аналоговыми системами.

Жилые помещения квартир в обычных домах в настоящее время оборудуются автономными дымовыми пожарными извещателями. Это самые простые извещатели, их не нужно подключать к системе, они работают от батарейки и сами подают тревожный сигнал. Если в помещении, где находится датчик в момент его срабатывания кто-то есть — то сигнал будет услышан. Понятно, что такие извещатели малоэффективны. У батарейки периодически истекает срок службы, и ее необходимо менять. Сами датчики нуждаются в квалифицированном обслуживании, иначе начинаются ложные срабатывания. А главное, не побоимся повториться, автономные извещатели не подключены к системе пожарной сигнализации, а, стало быть, при отсутствии в помещении человека, сигнал о возгорании по сути остается пустым звуком.

Вообще в системах пожарной сигнализации работают различные типы пожарных извещателей: пороговые, адресные, адресно-аналоговые, дымовые оптико-электронные, ионизационные, линейные, тепловые, комбинированные, с радиоканалом, аспирационные и т.д. Ультрачувствительные лазерные точечные пожарные извещатели используются для защиты дорогостоящего оборудования и музейных ценностей. В обычном дымовом извещателе используется оптическая пара из светодиода и фотодиода, расположенных под углом. Принцип действия основан на рассеивании в дымовой камере света от светодиода при появлении дыма. С чем это можно сравнить? Все, наверно, видели, как луч прожектора проходит через облако: пока луч света проходит через прозрачную среду — никаких отражений нет и его не видно, как только луч попадает в облако — то на частицах влаги происходит отражение и видна структура луча. Тот же самый принцип используется в оптико-электронном извещателе, но сконцентрировать луч и реализовать более высокую яркость от светодиода достаточно сложно, ведь одновременно растет и сигнал, отраженный от стенок дымовой камеры. Кроме того, есть ограничения и в токе потребления, система должна проработать по крайней мере 24 часа в дежурном режиме и 3 часа в режиме ПОЖАР при питании от резервного источника питания, т.е. от аккумулятора.

В лазерных извещателях вместо светодиода используется миниатюрный лазер, яркость луча которого примерно в 100 раз выше, чем светодиода, а фокусировка обеспечивает практически полное отсутствие отражений от стенок дымовой камеры. За счет этого чувствительность при использовании лазера увеличивается в те же 100 раз.

Такие пожарные извещатели, конечно, намного дороже обычных, но в помещениях, где требуется очень высокая степень защиты, они применяются достаточно широко.

Интересны достаточно новые технические решения, когда система принудительно отбирает воздух из контролируемого помещения по трубкам с отверстиями для дымозахода. Это так называемые аспирационные дымовые пожарные извещатели. Обычный точечный пожарный извещатель всегда имеет определенную инерцию срабатывания, ведь для того, чтобы воздух с дымом вошел в дымовую камеру датчика, требуется некоторое время. Это приводит к снижению реальной чувствительности, которое может достигать 10 раз, при неудачной конструкции дымового извещателя. Т. е. концентрация дыма внутри датчика будет долгое время ниже пороговой, хотя плотность дыма в помещении в несколько раз превышает чувствительность, которую он показывает при принудительном вентилировании на сертификационных испытаниях. Причем влияние этого эффекта учитывается в нормативах при испытаниях по тестовым пожарам, но от этого не легче. Скорость заполнения датчика дымом в основном зависит от соотношения площади дымозахода и объема корпуса. Дым не может быстро заполнить дымовую камеру через несколько маленьких отверстий или через узкую щель в корпусе. Точно так же невозможно быстро проветрить большую комнату открыв одну форточку.

Когда воздух отбирается из помещения через трубку с помощью вентилятора, инерционный эффект пропадает, и чувствительность существенно повышается. При использовании ультрачувствительного лазерного извещателя такая система может контролировать до 1600 квадратных метров (по российским нормативам) обеспечивая забор воздуха через большое число отверстий, длина трубки может достигать 70 — 100 метров. При этом формируется несколько сигналов на различных этапах развития пожароопасной ситуации. И как адресно-аналоговой системе предварительные сигналы о пожарной опасности позволяют ликвидировать возгорание подручными средствами с минимальным ущербом и без эвакуации людей. Опрос в таких системах, как в адресно-аналоговых и адресных опросных, происходит практически мгновенно, обычно с периодом 3 — 5 сек., максимум 10 — 15 сек. За это время пожарная ситуация не может резко измениться, поэтому эффективность работы остается достаточно высокой.

Линейные дымовые пожарные извещатели, как правило, используются для защиты больших площадей и высоких помещений. В отличие от точечных пожарных извещателей, они контролируют зону от приемника до передатчика, которая достигает 100 метров. На рынке уже появились и однокомпонентные линейные пожарные извещатели. В одном блоке такого датчика находится приемник и передатчик, а в конце контролируемой зоны расположен пассивный рефлектор, который не требует ни питания, ни подвода шлейфа, ни юстировки. То есть, обеспечивается экономия на монтаже, на кабеле, на юстировке.

Но самое главное, по сравнению с точечными пожарными извещателями, в линейных происходит суммирование сигнала по всей зоне, где проходит луч, к тому же нет потерь времени на вентиляцию дымовой камеры. С увеличением высоты помещения удельная оптическая плотность (концентрация дыма) уменьшается за счет его распространения по большей площади — в этом случае необходимо большее количество точечных извещателей. А эффективность работы линейных извещателей практически не снижается, потому, что сигнал проходит через всю толщу дыма, а в однокомпонентном извещателе с рефлектором даже два раза. Это как слой воды толщиной в 1 метр кажется совершенно прозрачным, в то время как слой в 10, 20, 30, а тем более 100 — 200 метров дает приличное затухание света, появляется определенный цвет. Этот эффект позволяет обеспечивать эффективную защиту атриумов, спортивных сооружений, торговых и выставочных залов. По европейским нормам линейники допускается использовать для защиты людей в помещениях высотой до 25 метров, для защиты имущества — до 40 метров. С расстановкой через 9 — 15 метров, при этом с увеличением высоты установки не требуется более частая их установка. В российских нормах, по каким-то причинам, расстояние между оптическими осями линейных извещателей уменьшено до расстояния между рядами точечных дымовых датчиков, т.е. до 9 метров с уменьшением до 7,5 метров при увеличении высоты. Максимально допустимая высота защищаемого помещения 18 метров, как защищать атриумы и стадионы высотой больше 18 метров?

Сколько в датчике интеллекта

Развитие микроэлектроники, безусловно, сказалось на уровне разработок современных пожарных извещателей. Судите сами: простейшие извещатели фиксируют превышение уровня сигнала над порогом нескольких импульсов подряд — это, по сути, простейшая обработка сигнала, которая не дает защиты от ложных срабатываний. Кроме того, есть нюансы в работе дымовых извещателей: пыль на стенках дымовой камеры способствует увеличению фонового сигнала на выходе фотодиода, соответственно, увеличивается и вероятность ложных срабатываний. Если датчик пороговой системы не очищать от пыли, система вообще может стать неработоспособной по данному шлейфу.

О пыли, этой действительно важной проблеме в работе многих известных систем, следует сказать особо. Накопление пыли внутри дымовой камеры приводит к ложным срабатываниям, если извещатель стоит на сквозняке — этот процесс происходит достаточно быстро. Если помещение не очень пыльное и нет сильных воздушных потоков, то этот процесс замедляется. В простейших неинтеллектуальных датчиках отследить и проконтролировать процесс накопления пыли практически невозможно, поэтому в соответствии с регламентом датчики приходится разбирать и чистить, что, естественно требует материальных затрат. Современные интеллектуальные извещатели компенсируют запыление в процессе эксплуатации, они намного больше защищены от ложных срабатываний, позволяют в процессе эксплуатации определить уровень запыления. То есть, можно спрогнозировать, когда тот или иной извещатель необходимо почистить. Самые продвинутые в этом плане адресно-аналоговые системы позволяют в автоматическом режиме спрогнозировать сроки технического обслуживания, то есть контрольный прибор компенсирует медленное изменение уровня сигналов, которые он получает от каждого датчика, и с учетом границы диапазона компенсации и времени эксплуатации, автоматически вычисляет и выводит данные на дисплей контрольного прибора прогнозируемую дату технического обслуживания.

Использование микропроцессоров позволило стабилизировать чувствительность, избежать ложных срабатываний, дало возможность даже в пороговых системах менять чувствительность в зависимости от объекта, в котором находится пожарный извещатель.

Кроме того, современная микропроцессорная техника обеспечивает малые токи потребления. Датчик с максимальным интеллектом на сегодняшний день может потреблять порядка 50 микроампер, хотя первые дымовые извещатели потребляли порядка 300 микроампер, даже не имея какой бы то ни было сложной логической обработки сигнала.

В микросхеме должна быть энергонезависимая память, в которой сохраняется величина компенсации на случай отключения питания. Если позволяет объем в нее также можно записать информацию о типе датчика, уровень чувствительности, дату выпуска, дату технического обслуживания и т.д. Конечно, необходимо организовать канал для считывания и перезаписи информации, это можно делать, например через индикаторный светодиод извещателя. Есть много других дополнительных функций, например, возможность изменения режимов индикации дежурного режима, можно также, считывая текущие значения контролируемых параметров, контролировать насколько уровни дыма и тепла близки к порогу срабатывания при воздействии, например, сигаретного дыма, при включении электрических плит, и уже в зависимости от результатов скорректировать чувствительность в ту или иную сторону, не выходя при этом за пределы норм пожарной безопасности.

Современные тепловые пожарные извещатели кроме максимального порога, при достижении пороговой температуры выдается сигнал «пожар», обычно фиксируют пожароопасную ситуацию и скорости нарастания температуры. К примеру, если за минуту температура поднялась на 8 градусов, формируется сигнал тревоги.

Комбинированные датчики используют дымовой и тепловой каналы. При анализе микропроцессор учитывает данные по обоим каналам. То есть если происходит увеличение температуры, не достаточное для срабатывания теплового канала, но имеется небольшое задымление, которое отдельно тоже не достигает порога, недостаточно для формирования, то совокупность информации позволяет сформировать сигнал «пожар».

Чем выше интеллектуальный уровень как самого датчика, так и системы в целом, тем больше возможностей оперативного определения и устранения неисправностей.

Способы подачи сигнала о неисправностях в пороговых неадресных датчиках, например, мигание светодиода, не очень эффективны. К тому же повышается потребление электроэнергии по шлейфу. А мигание нескольких светодиодов вообще может вызвать ложное срабатывание системы. Более совершенны в этом отношении — адресные опросные системы, где каждые 3 — 5 секунд осуществляется опрос каждого пожарного извещателя с контрольного прибора, при этом фиксируется его состояние (дежурный режим/пожар), наличие, связь, уровень запыления, загрязнения. Если состояние отличается от дежурного режима адрес извещателя с соответствующим сообщением выводится на дисплей прибора.

В адресно-аналоговых системах обеспечен максимально высокий уровень защиты, полный контроль системы, подключение и функционирование пожарной автоматики любого уровня сложности. Причем, в одном шлейфе ставятся и адресно-аналоговые извещатели, и адресные ручные извещатели, и адресные оповещатели и адресные модули управления и контроля пожарной автоматики и инженерными системами. В этих системах обычно используются петлевые шлейфы и изоляторы короткого замыкания, за счет чего они намного более устойчивы к отказам. Например, при обрыве шлейфа петля преобразуется в два радиальных шлейфа, ни одно устройство не отключается, а на дисплее в виде текстовой информации сообщается вид неисправности и место, где она произошла.

И все же некоторые материалы и вещества горят практически без выделения дыма, например, спирты. На этот случай существуют пожарные извещатели пламени, которые фиксируют непосредственно излучение от очага возгорания. Это, пожалуй, единственный тип пожарных извещателей, который не выпускается Систем Сенсором. Извещатели пламени используются на некоторых производствах, где известно место возможного возгорания, и контролируют определенную площадь. Для снижения ложных срабатываний от внешней засветки их делают многодиапазонными.

Необходимо также отметить ионизационные извещатели. Первые дымовые извещатели в России были изотопными, устрашающего вида, кое-где они стоят до сих пор. После чернобыльских событий их почти везде заменили на дымовые оптико-электронные, которые эффективны по серым дымам от тления дерева и хлопка и хуже реагируют на дымы от горения полиуретана и гептана.

Современный ионизационный дымовой извещатель по внешнему виду совершенно не отличаются от оптико-электронных, наличие в нем радиоактивности можно обнаружить дозиметром только после полной его разборки, что не требуется даже при проведении технического обслуживания. К тому же, они имеют рекордно низкий ток потребления — менее 30 микроампер. Принцип действия достаточно прост: в дымовую камеру помещается изотоп Америция-241 очень низкой интенсивности, который воздействует только на молекулы воздуха в дымовой камере и разбивает их на ионы. Камера максимально продуваемая в горизонтальном направлении, защищена только сеткой, верхняя и нижняя ее части выполнены из металлических пластин, к которым подведено напряжение и за счет образования ионов создается ток определенной величины. Как только в камеру попадают частицы дыма, происходит объединение ионов на их поверхности, ток снижается до определенной величины и формируется сигнал «пожар». Соответственно для радиоизотопного извещателя не важен цвет дыма, и он лучше работает при возгорании кабеля, пластмасс.

Ионизационные дымовые извещатели широко используются для защиты промышленных объектов от возгорания электроники, кабельных каналов. Есть ведомственные нормативные документы, по которым кабельные трассы должны защищаться именно радиоизотопными пожарными извещателями. Кроме того, влияние пыли на этот извещатель намного ниже. Например, при обработке дерева выделяется белая пыль, которая оседает на стенках дымовой камеры, и через одну — две недели оптико-электронный извещатель начинает давать ложные срабатывания. Радиоизотопный извещатель в таких условиях может достаточно долго функционировать. На рынке так же представлены дымовые радиоизотопные пожарные извещатели во взрывозащищенном исполнении. Эти датчики дают реальную пожарную защиту во взрывоопасных зонах. Обнаружение пожара на этапе тления материала, до появления открытого огня позволяет избежать взрыва и всех его последствий.

Сертификат не догма

Благодаря жестким требованиям соблюдения нормативной базы, на рынке нет изделий, не имеющих сертификата. Но этот важный и необходимый документ, увы, не несет всей информации, необходимой потребителю при выборе той или иной системы. Безусловно, одним из показателей качества является цена. Хорошее, качественное, оборудование не может стоить дешево. Кстати, цены на системы пожарной сигнализации стабильны уже довольно продолжительное время. Думаю, что это — следствие понимания ведущими игроками, что повышение цены неизбежно приведет к сужению рынка и падению спроса на эту продукцию. Ведь конкуренция в этом сегменте рынка достаточно большая. Большое число российских и западных компаний предлагают качественное оборудование, и искусственно завышать цены достаточно сложно.

В то же время появляется много новых фирм, которые разрабатывают и начинают выпускать первые свои системы. Например, за последние три года появилось порядка двадцати пяти новых дымовых извещателей. Правда, некоторые компании идут по пути копирования известных решений, естественно что-то попутно упрощая и удешевляя, используя неспециализированную элементную базу, что не может не сказаться на качестве продукта.

Очень сильное влияние на развитие рынка оказывает, как ни странно, пресловутый российский менталитет. Достаточно большой объем продаж в нашей стране — простые, дешевые и, увы, не самые эффективные и надежные системы. Логика подобного подхода потребителей понятна: главное — сдать объект пожарному инспектору. Причем, часто выбор производится по стоимости оборудования, хотя с учетом монтажа, кабеля и настройки системы для многих объектов более дешевой является интеллектуальная адресно-опросная система: разветвленный шлейф минимальной длины и монтаж одного датчика в помещении вместо двух или трех неадресных.

В нашей стране вообще почему-то сложилось отношение к пожару как к стихийному бедствию, которое нельзя предотвратить.Не случайно по сравнению со странами Европы, число пожаров, человеческих жертв и сумма ущерба у нас в несколько раз больше. Правда, в европейских странах действуют и экономические рычаги: если объект защищен современной адресно-аналоговой системой, которая дает и предварительные сигналы о возникновении пожароопасной ситуации, то сумма страховых взносов намного ниже, чем при использовании пороговой системы, когда увеличивается риск страховой компании. А при использовании экзотических решений «удешевляющих» систему, которые не редко встречаются у нас, объект не будет застрахован ни одной страховой компанией. В результате, например в прошлом году в Венеции было зафиксировано порядка 400 пожаров. Но ни одного крупного!

Источник: Все о вашей безопасности №2, 2005