Система пожарной сигнализации – совокупность технических средств, предназначенных для обнаружения факторов пожара, формирования, сбора, обработки, регистрации и передачи в заданном виде сигналов о пожаре, режимах работы системы, другой информации и, при необходимости, выдачи сигналов на управление техническими средствами противопожарной защиты, технологическим, электротехническим, и другим оборудованием.
Рис.1. Структура системы пожарной сигнализации:
Классификация СПС.
По функциональным возможностям все СПС можно разделить на три класса:
— традиционные пороговые,
— адресные пороговые (неопросные и опросные),
— адресно-аналоговые.
Пороговые системы построены на принципе получения ПКП по шлейфам пожарной сигнализации сигнала тревоги, выданного извещателем по результатам анализа заданных параметров. Достоинством этого способа является простота приемно-контрольного прибора и постоянство его структуры. Однако при использовании таких устройств имеются значительные затраты на кабель и монтажные работы, так как от единственного прибора идет прокладка множества проводов по всему зданию.
Адресные пороговые системы — используют адресацию на уровне отдельных блоков (модулей) СПС. Идеологией построения таких систем является следующий принцип:
- использование широко применяемых типов пожарных извещателей без дополнительных адресных элементов;
- определение зоны обслуживания одним шлейфом с индивидуальным адресом в системе;
- повышение эксплуатационной надежности и устойчивости системы путем многократного резервирования ее функций. Применяемые в системе модули могут полноценно функционировать самостоятельно и независимо от состояния других компонентов системы;
- широкие функциональные возможности по адаптации конкретного прибора под конкретные задачи и условия эксплуатации;
- уменьшение затрат кабельной продукции (за счет того, что шлейфы пожарной сигнализации прокладываются от адресных модулей, устанавливаемых вблизи защищаемых зон и соединяемых между собой двухпроводной линией).
В таких системах просто и гибко перенастраиваются имеющиеся функции. СПС строится путем добавления в общую структуру оборудования необходимой модификации.
Применение пороговых ПКП с адресацией модулей позволяет, помимо снижения количества кабельной продукции, значительно уменьшить трудозатраты на монтажные работы. Кроме того, при поэтапном выполнении монтажных работ (например, при реконструкции объекта), когда оборудование пожарной сигнализации отдельных зданий предполагается через некоторое время, применение указанных систем позволяет наращивать структуру СПС путем установки модулей соответствующего функционального назначения только на вводимых объектах.
Второе направление — опросные адресные приборы, модули, блоки и извещатели пожарной сигнализации.
К достоинствам таких систем можно отнести высокую точность определения места пожара, надежность и достоверность получения сообщения, высокую степень реакции системы на устранение или предотвращение нештатной ситуации, более высокую защищенность ПКП от блокирования шлейфа (при коротком замыкании или обрыве) и экономию кабеля при монтаже.
Адресно-аналоговые системы – это системы, главное отличие которых состоит в разделении функций принятия решения о тревоге. Если в пороговых и адресных системах критерии тревоги определяются исключительно техническими характеристиками ПИ, заданными заводом-изготовителем или установленными (запрограммированными) при монтаже, то в адресно–аналоговых системах предусмотрена возможность корректировать работу системы в целом в зависимости от характеристики объекта. Адресно-аналоговая система в реальном масштабе времени производит сбор и обработку данных о состоянии объекта и системы. В этих системах используются извещатели, способные выдавать информацию о тех параметрах, которые контролирует извещатель и о его состоянии в данный момент. Обработка этих параметров происходит в контрольной панели, которая принимает необходимые решения и реализует запрограммированный алгоритм по взаимодействию с другими компонентами системы, осуществляя необходимый контроль правильности его исполнения с использованием принципов адресной идентификации.
Пожарные извещатели (ПИ).
Выбор извещателя в зависимости от типа помещений и условий эксплуатации.
Автоматические пожарные извещатели по типу передачи сигналов делятся:
двухрежимные извещатели с одним выходом для передачи сигнала как об отсутствии так и наличии признаков пожара;
многорежимные извещатели с одним выходом для передачи ограниченного количества (более двух) типов сигналов о состоянии покоя, пожарной тревоги или других возможных состояний;
аналоговые извещатели, которые предназначены для передачи сигнала о величине значения контролируемого ними признака пожара, или аналогового/цифрового сигнала, и который не является прямым сигналом пожарной тревоги.
Условное обозначение пожарных извещателей должно состоять из следующих элементов: ИП Х1Х2Х3-Х4-Х5.
Аббревиатура ИП определяет наименование «извещатель пожарный». Элемент Х1 — обозначает контролируемый признак пожара; вместо Х1 приводят одно из следующих цифровых обозначений:
1 — тепловой;
2 — дымовой;
3 — пламени;
4 — газовый;
5 — ручной;
6…8 — резерв;
9 — при контроле других признаков пожара.
Элемент Х2Х3 обозначает принцип действия ПИ; вместо Х2Х3 приводят одно из следующих цифровых обозначений:
01 — с использованием зависимости электрического сопротивления элементов от температуры;
02 — с использованием термо-ЭДС;
03 — с использованием линейного расширения;
04 — с использованием плавких или сгораемых вставок;
05 — с использованием зависимости магнитной индукции от температуры;
06 — с использованием эффекта Холла;
07 — с использованием объемного расширения (жидкости, газа);
08 — с использованием сегнетоэлектриков;
09 — с использованием зависимости модуля упругости от температуры;
10 — с использованием резонансно-акустических методов контроля температуры;
11 — радиоизотопный;
12 — оптический;
13 — электроиндукционный;
14 — с использованием эффекта «памяти формы»;
15…28 — резерв;
29 — ультрафиолетовый;
30 — инфракрасный;
31 — термобарометрический;
32 — с использованием материалов, изменяющих оптическую проводимость в зависимости от температуры;
33 — аэроионный;
34 — термошумовой;
35 — при использовании других принципов действия.
Элемент Х4 обозначает порядковый номер разработки извещателя данного типа.
Элемент Х5 обозначает класс извещателя.
Выбор типа извещателя, к сожалению, достаточно часто производится исходя из его стоимости, а не по критерию максимального уровня защиты людей от пожара и обеспечения ограничения материальных потерь при защите имущества. Рекомендации, приведенные в нормах, весьма ограниченны и не учитывают современных технологий обнаружения очагов различного типа. Использование традиционных пороговых систем также ограничивает возможности оптимизации характеристик обнаружения. Очевидно, наибольшие возможности по обеспечению раннего обнаружения пожароопасной обстановки при отсутствии ложных тревог имеет адресно-аналоговая система при условии использовании максимального спектра адресно-аналоговых извещателей. В настоящее время широкое применение получили мультисенсорные извещатели (не путать с комбинированными), например, дымовые и газовые СО-извещатели с тепловым сенсором для корректировки чувствительности, а также дымовые-газовые СО с тепловым сенсором.
ФАКТОРЫ ПОЖАРА
Пожар сопровождается различными процессами, в том числе и имеющими разрушительный характер, такими как обугливание, деформация и растрескивание строительных конструкций, наличием высоких температур и раскаленного ядовитого дыма. Но эти факторы при пожаре проявляются слишком поздно, для того чтобы быть использованными для предотвращения гибели людей или имущества. Цель пожарной сигнализации – обнаружение факторов, которые возникают на ранней стадии развития очага пожара, чтобы было достаточно времени для проведения эвакуации людей и принятия мер для локализации очага и предотвращения дальнейшего развития пожара в разрушительную стадию. К сожалению, не существует единого фактора, который возникал бы на ранней стадии развития всех видов очагов и который мог бы быть использован для создания универсального пожарного детектора. Каждый вид очага сопровождается различными факторами на начальном этапе развития в зависимости от характера продуктов сгорания и условий формирования очага. Могут возникать горящие аэрозоли (сгорание испаренного топлива), частицы дыма, токсичные газы, а также тепло в виде конвективной струи горячих газов при наличии излучаемой составляющей.
ТИПЫ ОЧАГОВ
Возможна классификация очагов в зависимости от окружающей среды, в которой они могут возникнуть, по факторам, которые будут обеспечивать их максимально раннее обнаружение. Так, очаги могут быть разделены на два основных типа – быстрое горение, которое характеризуется появлением огня сразу же после зажигания, и медленное горение, при котором на начальной стадии пламени может не быть совсем, но будет значительное выделение дыма или угарного газа СО. Эти основные виды очагов могут быть далее разделены на типы зажигания, горючесть материала и относительную доступность топлива и кислорода. Быстрые открытые очаги образуют, как правило, аэрозоли, возникает пламя и выделяется тепло. При этом дым, как правило, состоит из невидимых частиц малого размера и может присутствовать в виде дымки над огнем, но бывает и видимым, часто темного цвета, особенно при горении жидких углеводородов или пенопласта.
Медленно горящие-тлеющие очаги, как правило, имеют более высокие уровни видимого дыма, который состоит из частиц большего размера и из токсичных газов с низкими температурами и малых уровней теплового излучения. Дымы могут различаться по цвету, но для большинства тлеющих очагов из твердых углеводородных материалов наиболее вероятно наличие дыма белого цвета на начальном этапе. Описание типов очагов как с быстрым, так и с медленным горением может вводить в заблуждение, поскольку некоторые медленные очаги могут достигать опасных масштабов быстрее, чем быстрые, и они часто могут быть более опасными для жизни из-за высокого уровня токсичных газов. При пожарах в 2011 г. в России вследствие воздействия продуктов горения погибло 8378 человек (70,0% от общего числа погибших), а от воздействия высокой температуры – 898 человек (7,5%) [1]. Таким образом, требуется обеспечить минимальное время обнаружения и быстрых очагов, и медленных. Следует отметить, что реальные очаги, как правило, являются сложными системами, сочетающими в себе элементы обоих типов очагов. Хотя встречаются случаи, когда на ранних стадиях пожара происходит только тление, то для открытых очагов менее вероятно, чтобы огонь быстро не распространился на прилегающий материал, который образует видимый дым и токсичные продукты при горении.
Пожары химических реактивов, которые ограничены одним видом топлива, могут противоречить этим общим закономерностям, например, у фосфора чрезвычайно быстрое горение, и одновременно создается очень плотный белый дым. В подобных случаях необходимо использовать дополнительную информацию для выбора наиболее подходящего типа детектора.
НОРМАТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
Рекомендации по выбору типа извещателя в зависимости от назначения защищаемого помещения и вида пожарной нагрузки приведены в таблице М.1 Приложения М к СП 5.13130.2009 [2] и ограничены тремя типами автоматических извещателей: дымовым, тепловым и пламени. Для большинства помещений указаны 2–3 типа извещателей без указания приоритетов, комментарии для выбора оптимального типа извещателя отсутствуют. Таблица М.1 практически без изменений уже около 30 лет переписывается из исходной таблицы Приложения 3 СНиП 2.04.09-84 [3] в НПБ 88-2003 и далее в СП 5.13130.2009, несмотря на широкий спектр газовых, аспирационных и мультисенсорных извещателей отечественных и зарубежных производителей.
Около 15 лет тому назад были определены здания и помещения, которые должны защищаться только дымовыми извещателями. В приложении А (обязательное) СП 5.13130.2009 сказано: «Здания и помещения, перечисленные в пунктах 3, 6.1, 7, 9, 10, 13 таблицы 1, пунктах 14–19, 26–29, 32–38 таблицы 3, при применении автоматической пожарной сигнализации следует оборудовать дымовыми пожарными извещателями». Это, во-первых, здания, где необходимо защитить от пожара людей: общежития, специализированные жилые дома для престарелых и инвалидов, здания общественного и административно-бытового назначения, помещения административного и общественного назначения встроенные и пристроенные, здания предприятий торговли и помещения предприятий торговли, встроенные и встроенно-пристроенные в здания другого назначения, выставочные залы и здания выставочных павильонов. Во-вторых, здания с радиоэлектронным оборудованием и средства связи: технические цеха оконечных усилительных пунктов, промежуточных радиорелейных станций, передающих и приемных радиоцентров, аппаратные базовых станций сотовой системы подвижной радиосвязи и аппаратные радиорелейных станций сотовой системы подвижной радиосвязи, помещения главных касс, помещения бюро контроля переводов и зональных вычислительных центров почтамтов, узлов почтовой связи, автозалы АТС, где устанавливается коммутационное оборудование квазиэлектронного и электронного типов совместно с ЭВМ, используемой в качестве управляющего комплекса, устройствами ввода-вывода, помещения электронных коммутационных станций, узлов, центров документальной электросвязи, выделенные помещения управляющих устройств на основе ЭВМ автоматических междугородных телефонных станций, помещения для размещения электронно-вычислительных машин, работающих в системах управления сложными технологическими процессами, связных процессоров (серверные), архивов магнитных и бумажных носителей, графопостроителей, печати информации на бумажных носителях (принтерные) и для размещения персональных ЭВМ на рабочих столах пользователей. В-третьих, архивы и хранилища: помещения хранения и выдачи уникальных изданий, отчетов, рукописей и другой документации особой ценности (в том числе архивов операционных отделов), помещения хранилищ и помещения хранения служебных каталогов и описей в библиотеках и архивах помещения хранения музейных ценностей, помещения обработки, сортировки, хранения и доставки посылок, письменной корреспонденции, периодической печати, страховой почты, помещения (камеры) хранения багажа ручной клади и склады горючих материалов в зданиях вокзалов и аэровокзалов, помещения для хранения горючих материалов или в горючей упаковке при расположении их под трибунами в крытых и открытых спортивных сооружениях, в зданиях крытых спортивных сооружений, помещения производственного и складского назначения, расположенные в научно-исследовательских учреждениях и других общественных зданиях, а также съемочные павильоны киностудий.
Подразумевается, что дымовые извещатели обеспечивают более раннее обнаружение по сравнению с тепловыми извещателями и пламени. Однако их принцип действия и низкие требования ГОСТ Р 53325 по защите от помеховых воздействий определяют большую вероятность ложных тревог, что приводит к необходимости не только дополнительных затрат оборудования, но и значительных затрат времени для повышения достоверности сигналов. Требование обнаружения очага пожара одновременно двумя извещателями, разнесенными на значительное расстояние при работающих системах вентиляции и кондиционирования, весьма проблематично. К тому же до сих пор в нормы не введены требования о необходимости установки канальных дымовых извещателей на вытяжную вентиляцию, в которую уходит большая часть дыма, быстро распространяясь по всему зданию при пожаре. В результате, несмотря на использование дымовых извещателей, раннее обнаружение очагов не обеспечивается.
КЛАССИЧЕСКИЕ ПОЖАРНЫЕ ИЗВЕЩАТЕЛИ
Оптические дымовые извещатели могут работать с использованием эффекта оптического рассеяния дыма или затемнения. На сегодняшний день эффект затемнения используется в линейных дымовых извещателях, а в точечных дымовых извещателях наиболее широко используется эффект рассеяния света. При использовании светодиода и фотодиода ИК-диапазона под определенным углом в дымовой камере эти извещатели эффективны при обнаружении видимых частиц дыма. Невидимые дымы в виде аэрозолей с частицами значительно меньших размеров плохо обнаруживаются оптическими дымовыми детекторами. Уровень рассеивания ИК-излучения на частицах меньшего размера значительно уменьшается. Это означает, что оптические детекторы эффективны только при обнаружении очагов, определенных ранее как медленное горение. С другой стороны, имеется целый класс материалов, например, резина и битумные материалы, которые при горении образуют черный дым, частицы которого также имеют значительно меньше рассеивающих свойств, чем у белого дыма, и обнаружение таких очагов дымовыми оптическими извещателями будет значительно большей эквивалентной оптической плотности по сравнению с белыми дымами.
Принцип действия точечных оптических дымовых извещателей определяет высокую вероятность ложных тревог при наличии в защищаемом помещении пыли, пара, аэрозолей и т. д. Это обстоятельство существенно ограничивает область применения дымовых извещателей, и, несмотря на возможности альтернативных вариантов выбора извещателей, из-за отсутствия рекомендаций производится замена на более дешевые тепловые извещатели, которые значительно снижают уровень пожарной защиты людей и оборудования. По этим же причинам тепловые извещатели широко используются во взрывоопасных зонах, хотя во взрывоопасной обстановке тепловой извещатель вряд ли успеет сработать до взрыва от очага пожара.
Тепловые извещатели по логике работы можно разделить на два типа: максимальные, которые переходят в режим „пожар“ при нагреве сенсора детектора до фиксированной температуры, и дифференциальные, которые переходят в пожар при условии скорости повышения температуры выше определенной величины. Как правило, в тепловых извещателях используется комбинация дифференциального и максимального каналов, что определяет их название как максимально-дифференциальные тепловые извещатели. Такая комбинация позволяет обнаружить пожар при низких температурах, где дифференциальный канал даст сигнал тревоги раньше, чем канал фиксированной температуры. С другой стороны, очевидно, дифференциальный тепловой извещатель не обнаруживает пожар с достаточно медленным нарастанием температуры, в этом случае только тревога по превышению фиксированной температуры обеспечивает обнаружение пожара.
При большинстве пожаров тепловое обнаружение не такое быстрое, как обнаружение дыма, так как на ранней стадии пожары обычно характеризуются меньшим повышением температуры по сравнению с более поздними этапами. Тем не менее в тяжелых условиях, где присутствуют аэрозоли, пыль, дым или даже экстремальные температуры, исключается возможность использования детекторов дыма для обнаружения пожара. В этих зонах тепловой извещатель может обеспечить приемлемую, хотя и значительно менее чувствительную альтернативу. Тепловые детекторы также используются там, где риск пожара или последствий пожара считается низким, так как тепловые извещатели, как правило, дешевле, чем детекторы дыма.
Извещатели пламени в состоянии обнаружить мерцание инфракрасного излучения, выделяемого пламенем, в контролируемом диапазоне частот. Это в сочетании с использованием узкой оптической полосы пропускания делает извещатель невосприимчивым к источникам помех ИК-диапазона. Эти извещатели достаточно дорогостоящие, по сравнению с дымовыми извещателями. Они не обнаруживают тлеющие очаги, да и пламя они обнаруживают только в прямой видимости, что определяет ограничения в их использовании. С другой стороны, они практически незаменимы при защите открытых площадей и высоких помещений, благодаря высокой чувствительности их дальность достигает 50 м, и при обеспечении широкой диаграммы направленности они позволяют защитить большие площади.
Извещатели газовые СО (угарного газа) работают по принципу окисления газа монооксида углерода до двуокиси углерода. Эта химическая реакция включает в себя несколько стадий, которые происходят на каталитических поверхностях в сенсоре СО. Реакция требует обмена электронами, который создает небольшой электрический ток внутри сенсора. Заход газа в сенсор ограничен для того, чтобы весь угарный газ на поверхности катализатора постоянно окислялся. Это означает, что скорость транспортировки окиси углерода на каталитической поверхности определяется градиентом концентрации между ними и внешней средой. В результате выход сенсора является функцией концентрации окружающей атмосферы, а не концентрацией газа движущегося мимо детектора.
Угарный газ может быть использован для обнаружения большинства типов углеводородных очагов, но его самое большое преимущество обеспечивается при обнаружении медленно развивающихся тлеющих очагов, когда конвекционный поток, поднимающий образующийся дым к детектору, крайне слабый. При этих условиях обычное обнаружение дыма произойдет, когда концентрация ядовитого угарного газа будет опасной для человека. Благодаря высокой мобильности молекул газа угарному газу не требуется потока нагретого воздуха для подъема к детекторам. Распространение монооксида углерода в помещении происходит за счет броуновского движения частиц.
Детекторы угарного газа являются устойчивыми к ложным тревогам и эффективными для обнаружения большинства очагов углеводородов. Но они неприменимы в зонах, где основной опасностью является загорание электрического оборудования. Несмотря на то что при пожарах с участием электрооборудования образуется угарный газ, образование видимых продуктов в процессе горения делает более оптимальным выбор оптических дымовых извещателей или высокочувствительных детекторов дыма. Также в категорию областей, не допускающих использования газовых извещателей СО, относятся помещения, где производится зарядка аккумуляторов, так как это приводит к образованию высокой концентрации водорода, что может привести к ложным тревогам.
В зонах, где основная опасность возникает от легковоспламеняющихся химических веществ, в особенности от жидкого топлива, пожар обычно сопровождается высокими температурами с образованием сильного шлейфа дыма и умеренными уровнями угарного газа. Для защиты от таких пожаров лучше использовать дымовые детекторы либо, если окружающая среда непригодна для эксплуатации детекторов дыма, тогда использовать тепловые детекторы.
Предусматривается, что детектор CO не будет использоваться в условиях, где присутствует достаточно высокая концентрация водорода или паров углеводорода. Там, где, вероятно, будет долгосрочное воздействие или высокий уровень воздействия химического вещества, рекомендуется проверять правильность работы детекторов СО до их установки.
В последнее время в технических статьях и рекламных материалах по пожарным извещателям появились новые термины, которые не определены в отечественной нормативной базе. К аналоговым, интерактивным и интеллектуальным извещателям добавились мультикритериальные и мультисенсорные пожарные извещатели. Чем они отличаются друг от друга и какие дополнительные функции имеют?
Комбинированные пожарные извещатели по ГОСТ Р 53325
Начнем с простейшего случая – с комбинированных пожарных извещателей, хотя даже здесь есть различные понятия в отечественных и зарубежных нормативах. По ГОСТ Р 53325-2009 п.3.13, «извещатель пожарный комбинированный (ИПК): Автоматический ПИ, реагирующий на два или более физических факторов пожара». Самый распространенный комбинированный пожарный извещатель – это дымовой-тепловой типа ИП 101/212, реагирующий на дым и на тепло. В пыльных зонах вместо низкоэффективных тепловых извещателей в последние годы все чаще стали использоваться значительно более эффективные газовые СО – тепловые комбинированные извещатели типа ИП 101/435. Про логику работы в определении ГОСТ Р 53325-2009 ничего не говорится, но как правило, в отечественных извещателях подразумевается простейшая логика «ИЛИ». В новой версии ГОСТ Р 53325 это прямо указано в определении комбинированного извещателя: «извещатель пожарный комбинированный; ИПК: Автоматический ИП, реагирующий на два или более физических факторов пожара, с алгоритмом работы по логической схеме «ИЛИ». Соответственно, такие извещатели должны отвечать минимум требованиям по каждому типу извещателей в отдельности, то есть в наших примерах – по дымовому извещателю и по тепловому или по газовому СО и по тепловому.
Таким образом, отечественный комбинированный пожарный извещатель по ГОСТ Р 53325 – это, как правило, два разнотипных извещателя, собранных в одном корпусе с общим выходом и индикацией. Такой комбинированный извещатель по эффективности является эквивалентом двух соответствующих одноканальных пожарных извещателей. При этом стоимость комбинированного извещателя соответственно меньше, по сравнению с суммой одноканальных извещателей. Однако логика «ИЛИ» определяет суммирование вероятностей ложных тревог по каждому каналу, что является явным недостатком комбинированных пожарных извещателей.
Мультисенсорные и мультикритериальные пожарные извещатели в ГОСТ Р 53325 не определены. Кроме того, необходимо отметить, что введение в определение комбинированного пожарного извещателя конкретной логики работы оставляет неопределенными широкий класс современных и значительно более эффективных по сравнению с примитивными извещателями с логикой «ИЛИ», которые используют корреляционную обработку различных факторов пожара, элементы теории распознавания образов, функции максимального правдоподобия и т.д.
Комбинированные пожарные детекторы по NFPA 72-2013
Определение в американском стандарте NFPA 72 значительно расширяет понятие комбинированного извещателя: «3.3.66.4* Комбинированный детектор. Устройство либо реагирует более, чем на один фактор пожара или используется более одного принципа обнаружения одного из этих факторов. Типичными примерами являются сочетание теплового детектора с детектором дыма или комбинация скорости нарастания и фиксированной температуры в тепловом детекторе. Это устройство прописывается для каждого используемого типа сенсора. (SIG-IDS)». Как видно из приведенного определения, в комбинированном извещателе возможно не только использование контроля различных факторов, но и различные способы обнаружения одного фактора пожара. В определении приведен пример максимально-дифференциального пожарного извещателя, который по ГОСТ 53325 не является комбинированным. К комбинированным пожарным извещателям по NFPA 72 так же относятся дымовые извещатели с использованием различных технологий обнаружения дыма, например, двухволновые дымовые извещатели с инфракрасным и синим светодиодами или с различными углами оптопар.
С другой стороны, можно отметить, что в определении комбинированного извещателя по NFPA 72 отсутствуют ограничения по алгоритмам обработки информации, полученной по различным каналам пожарного извещателя. Таким образом, к комбинированным извещателям по NFPA 72 относятся все извещатели с двумя и более разнотипными сенсорами для контроля различных факторов и все извещатели с контролем одного фактора пожара различными технологиями, независимо от алгоритмов обработки информации – от примитивной логики «ИЛИ» до сложнейших алгоритмов с использованием банка данных по массе различных очагов и помеховых воздействий.
Мультикритериальные пожарные детекторы по NFPA 72-2013
Определение мультикритериального детектора по NFPA 72 включает в себя требование о наличии сложного алгоритма обработки информации в сравнении простейшей логикой «ИЛИ», и кроме того, выделяется основной обнаруживаемый фактор: «3.3.66.12* Мультикритериальный детектор – устройство, которое содержит несколько сенсоров, которые реагируют на различные физические факторы, такие как тепло, дым и выделяющиеся от очага газы, или используется более одного сенсора, чтобы обнаружить один и тот же фактор. Этот детектор способен формировать только один сигнал тревоги от сенсоров, используемых либо самостоятельно, либо в комбинации. Выходной сигнал детектора – результат математической оценки, определяемый, когда сигнал тревоги является обоснованным. Оценка может быть выполнена либо в детекторе, либо в панели. Этот детектор приписывается к одному типу, который определяет основную функцию детектора. (SIG-IDS)».
Примером мультикритериального дымового детектора является дымовой детектор с тепловым сенсором (рис. 2а) с обработкой информации в режиме HPO – High Performance Optical – высокоэффективный оптический. Тепловой канал в этом случае не используется самостоятельно, информация о температуре используется только для расширения возможностей дымового оптико-электронного детектора. Чувствительность дымового канала изменяется в зависимости от температуры окружающей среды. Испытания дымовых оптико-электронных извещателей по очагам различных типов показывают снижение их эффективности при обнаружении открытых очагов по сравнению с радиоизотопными дымовыми извещателями. Это существенный недостаток классических оптических дымовых извещателей. Очевидно, обнаружение открытых очагов ввиду быстрого распространения пожара должно быть максимально быстрым. Для устранения этого недостатка в режиме HPO производится повышение чувствительности по дыму при обнаружении повышения температуры окружающей среды. Данный алгоритм обработки информации позволяет обнаруживать открытые очаги с эффективностью радиоизотопного извещателя при обеспечении высокой достоверности тревоги.
Рис. 2а. Конструкция дымового-теплового адресно-аналогового извещателя:
1, 2 – светодиод и фотодиод оптического канала; 3 – тепловой сенсор
Другой пример мультикритериального извещателя – газовый извещатель угарного газа СО с тепловым сенсором (рис. 2б) и с обработкой информации в режиме Compensated CO – компенсированный СО, в котором чувствительность по газовому каналу СО зависит от изменения температуры окружающей среды. Известно, что газовые извещатели СО хорошо обнаруживают тлеющие очаги, поскольку тление сопровождается образованием значительных концентраций угарного газа, опасных для здоровья и жизни человека. Скрытое тление при ограничении доступа кислорода извещатели СО обнаруживают значительно раньше дымовых извещателей. Однако они не реагируют на открытые очаги, что является их существенным недостатком, который значительно ограничивает область применения газовых СО извещателей. Для устранения этого недостатка в режиме Compensated CO производится оценка результатов измерения концентрации СО с учетом изменения температуры окружающей среды. Данный мультикритериальный газовый СО-детектор с тепловым сенсором позволяет обнаруживать открытые очаги с эффективностью дымового извещателя при отсутствии ложных срабатываний от пыли, пара, аэрозолей и т.д.
Рис. 2б. Конструкция газового СО-теплового адресно-аналогового
извещателя: 1 – СО-сенсор в экране; 2 – тепловой сенсор
Адресно-аналоговые пожарные извещатели по ГОСТ Р 53325
В американском стандарте NFPA 72 приведено в 50 раз больше терминов и определений, чем в ГОСТ Р 53325, но определение адресно-аналогового пожарного извещателя есть только в ГОСТ Р 53325: «3.6 извещатель пожарный аналоговый: Автоматический ПИ, обеспечивающий передачу на приемно-контрольный прибор информации о текущем значении контролируемого фактора пожара». Для упрощения обработки результатов измерений в панели обычно формируются линейные шкалы контролируемого фактора в дискретах. На дисплее панели или тестера-программатора текущие значения аналоговых величин отображаются в стандартных единицах и в дискретах. Например, на рис. 3 показаны отсчеты по дымовому-СО-тепловому адресно-аналоговому извещателю в дежурном режиме: температура 24 °C (078 дискретов), удельная оптическая плотность 0 %/м (012 дискретов), концентрация угарного газа СО 0 ppm (024 дискрета), компенсация пыли в дымовой камере 2% (013 дискретов).
Рис. 3. Аналоговые величины дымового-СО-теплового
адресно-аналогового извещателя
Адресно-аналоговое построение системы обеспечивает максимально широкие возможности в выборе программ обработки аналоговой информации извещателей при использовании огромных вычислительных возможностей панели. В отличие от комбинированного извещателя с формированием сигнала тревоги в извещателе с жесткой логикой работы, в адресно-аналоговой панели информация от извещателя может обрабатываться в различных режимах в зависимости от условий эксплуатации и вида пожарной нагрузки, с возможностью переключения режимов работы в рабочие и нерабочие часы, которые условно называются «День» и «Ночь». Соответственно адресно-аналоговый извещатель не может быть однозначно определен, как мультикритериальный или как комбинированный. Классификация с адресно-аналогового извещателя переносится на режим обработки информации в панели. К примеру, аналоговые величины удельной оптической плотности среды и температуры оптического дымового-теплового извещателя могут обрабатываться в панели в следующих режимах:
Режим 1 — только дымовой (чувствительность высокая /нормальная /низкая).
Режим 2 – мультикритериальный HPO дымовой (чувствительность высокая /нормальная /низкая).
Режим 3 – комбинированный: дымовой (чувствительность высокая /нормальная /низкая) — тепловой максимальный на 60 °C, класс A2S по EN54-5.
Режим 4 – тепловой максимально-дифференциальный, класс A1R.
Режим 5 – тепловой максимальный на 60 °C, класс A2S по EN54-5.
Режим 6 – комбинированный: мультикритериальный HPO дымовой (высокая /нормальная /низкая) — тепловой максимальный на 60 °C, класс A2S по EN54-5.
Можно обратить внимание, что в режиме 6 информация об изменении температуры используется двояко: при формировании мультикритериального режима обработки дымового канала и отдельно по стандартному алгоритму теплового извещателя класса A2S. Таким образом, в режиме 6 реализуется одновременно и комбинированный и мультикритериальный извещатель.
Чем отличается класс тепловых извещателей A2S по европейскому стандарту EN54-5 от класса тепловых извещателей А2 по ГОСТ Р 53325? Этот вопрос касается различий методов борьбы с ложными срабатываниями. Тепловые детекторы с индексом S являются прямой противоположностью дифференциальных тепловых извещателей с индексом R. Если дифференциальные тепловые извещатели должны активизироваться при достаточно быстром нарастании температуры до достижения их максимального порога, то детекторы с индексом S не должны срабатывать при резких скачках температуры, пока ее значение не достигает порога, что подтверждается соответствующими испытаниями. Например, детекторы класса A2S сначала выдерживают при температуре 5 °C, а затем помещают в воздушный поток с температурой 50 °C. То есть воздействие на детектор класса A2S скачка температуры величиной 45 °C не должно вызывать ложного срабатывания. В адресно-аналоговой системе данный режим реализуется программно, в режиме 5 тепловой максимальный на 60 °C, класс A2S по EN54-5 панель не реагирует на любые скачки температуры, пока ее значение не достигнет величины 60 °C. Такой режим рекомендуется использовать в зонах, где возможны значительные перепады температуры в нормальных условиях, таких как котельные, кухни и тому подобное.
Кроме того, один адресно-аналоговый дымовой-тепловой извещатель может быть сконфигурирован в виде двух виртуальных извещателей с двумя адресами. При этом по одному адресу можно реализовать извещатель с режимом 1 или 2, а по второму адресу — извещатель с режимом 4 или 5. То есть по одному адресу будет смоделирован дымовой извещатель или мультикритериальный дымовой извещатель НРО, а по другому адресу — тепловой максимально-дифференциальный извещатель класса A1R или тепловой максимальный на 60 °C класса A2S.
Аналоговые величины концентрации угарного газа СО и температуры адресно-аналогового СО-теплового извещателя могут обрабатываться в панели в следующих режимах:
Режим 1 – газовый СО (чувствительность высокая /нормальная /низкая).
Режим 2 – тепловой максимально-дифференциальный, класс A1R.
Режим 3 – мультикритериальный газовый CCO (чувствительность высокая /нормальная /низкая).
Режим 4 – тепловой максимальный на 60 °C, класс A2S по EN54-5.
Режим 5 – комбинированный: мультикритериальный газовый CCO (чувствительность высокая /нормальная /низкая) – тепловой максимально-дифференциальный, класс A1R.
Один адресно-аналоговый газовый СО-тепловой извещатель также может рассматриваться как два отдельных извещателя с двумя различными адресами. По одному адресу можно реализовать газовый СО либо Compensated CO с выбором уровня чувствительности (режим 1 или 3), а по другому – тепловой максимально-дифференциальный извещатель класса A1R либо тепловой максимальный класса A2S (режим 2 и 4). То есть по одному адресу будет сконфигурирован адресно-аналоговый газовый СО извещатель или высокоэффективный газовый извещатель с алгоритмом Compensated CO, а по другому адресу – тепловой максимально-дифференциальный извещатель класса A1R или тепловой максимальный на 60 °C класса A2S.
Мультисенсорные пожарные детекторы по NFPA 72-2013
Определение мультисенсорного детектора по NFPA 72 также включает в себя требование о наличии сложного алгоритма обработки информации, но тип извещателя определяется как у комбинированного извещателя по всем видам контролируемых факторов: «3.3.66.13* Мультисенсорный детектор – это устройство, которое содержит несколько сенсоров, которые раздельно реагируют на физические факторы, такие как тепло, дым или выделяющиеся от очага газы, или использует более одного сенсора для обнаружения одного и того же фактора. Устройство способно генерировать сигналы тревоги от любого сенсора, сконструированного раздельно или в комбинации. Производится математическая оценка выходных сигналов сенсоров для определения, когда сигнал тревоги является обоснованным. Оценка может быть выполнена либо в детекторе или в панели. Этот детектор приписывается к каждому типу для каждого используемого типа сенсора (SIG-IDS)».
Примером мультисенсорного детектора является дымовой-СО-тепловой детектор с экспертными алгоритмами обработки выходных сигналов сенсоров в режимах Universal Multi-Criteria Sensor – универсальный мультисенсорный и Resilient Mode – высокодостоверный. Раннее обнаружение различных очагов пожара при минимуме ложных тревог в тяжелых условиях эксплуатации – ценное качество пожарного детектора, компенсирующее его высокую стоимость при эксплуатации на многих объектах, где ложная тревога связана со значительными прямыми финансовыми убытками или с косвенными через имедживые потери, да и на любом объекте частые ложные тревоги исключают адекватную реакцию при пожаре. Набор сенсоров дымовой, СО и тепловой (рис. 4) является универсальным для защиты различных объектов при отсутствии ложных срабатываний даже в сложных условиях при наличии помеховых воздействий. Выявление сочетания сравнительно небольших концентраций дыма с некоторым повышением температуры окружающей среды обеспечивают высокую достоверность обнаружения открытых очагов на ранней стадии. Наличие газового канала СО позволяет повысить эффективность обнаружения тлеющих очагов и обеспечить защиту от ложных тревог при воздействии пара, аэрозолей, театрального дыма, пыли. Повышение оптической среды при отсутствии угарного газа СО позволяет точно классифицировать помеховые воздействия не связанные с пожароопасной обстановкой и т.д.
Рис. 4. Конструкция дымового-СО-теплового извещателя:
1, 2 – светодиод и фотодиод оптического канала; 3 – СО-сенсор;
4 – тепловой сенсор; 5, 6 – светодиод и фотодиод дистанционного ИК канала
К мультисенсорному детектору предъявляются требования высокой точности измерения величин контролируемых факторов в реальном масштабе времени. Для обеспечения этого требования дымовая камера должна иметь хорошую вентилируемость при малых скоростях воздушных потоков. Любая дымовая камера имеет какое-то аэродинамическое сопротивление и для исключения обтекания воздушными потоками пожарного извещателя корпус извещателя имеет вертикальные пластинки, которые направляют воздушные массы в дымовую камеру, к сенсору СО и к термистору (рис. 5). Кроме того, термистор должен быть практически безинерционным, то есть иметь минимальную массу для точного измерения изменения температуры. Без выполнения этих требований обеспечить раннее обнаружение загораний невозможно, поскольку в начальные этапы развития пожароопасной ситуации сопровождаются незначительными выделениями тепла и слабыми воздушными потоками. Пожарные извещатели обтекаемой формы с малой площадью дымозахода и с тепловыми сенсорами значительной массы длительное время не обнаруживают ни наличие дыма, ни повышение температуры, причем недостатки конструкции не могут быть скомпенсированы схемотехническими решениями.
Рис. 5. Вертикальные направляющие дымо-газо-теплозахода
адресно-аналогового извещателя
Адресно-аналоговое построение позволяет использовать широкий набор режимов обработки аналоговых величин контролируемых факторов, вплоть до формирования на базе одного извещателя трех виртуальных разнотипных извещателей с различными адресами:
Режим 0 – универсальный мультисенсорный (Universal Multi-Criteria Sensor).
Режим 1 – высокодостоверный мультисенсорный (Resilient Mode).
Режим 2 – тепловой максимально-дифференциальный, класс A1R.
Режим 3 – мультикритериальный HPO дымовой.
Режим 4 – мультикритериальный газовый CCO.
Режим 5 – токсичный газ СО (по EN 50291).
Режим 6 – мониторинг качества воздуха на автостоянке (Car Park Monitoring).
Универсальный мультисенсорный режим (Universal Multi-Criteria Sensor) обеспечивает скорейшее обнаружение широкого спектра пожароопасных ситуаций при обработке информации по всем трем сенсорам. Высокодостоверный мультисенсорный режим (Resilient Mode) обеспечивает высокую устойчивость к помеховым воздействиям и раннее обнаружение различных очагов пожара при минимуме ложных тревог в тяжелых условиях эксплуатации. Режим тепловой A1R – это стандартный режим работы теплового максимально-дифференциального извещателя. В мультикритериальном режиме HPO (High Performance Optical) – высокоэффективный оптический – используются только дымовой и тепловой каналы, газовый СО не используется. Причем чувствительность по дымовому каналу изменяется в зависимости от температуры окружающей среды, в результате чего открытые очаги обнаруживаются с эффективностью радиоизотопного извещателя при обеспечении высокой достоверности сигналов тревоги. В режиме компенсированный газовый СО (Compensated CO), наоборот, используются только газовый СО и тепловой каналы. Этот режим обеспечивает наилучшее обнаружение тлеющих и открытых очагов в пыльных зонах. Используется расширенная технология обнаружения угарного газа с увеличением чувствительности при повышении температуры. В режиме контроля токсичного газа могут программироваться пороги концентрации угарного газа 30 ppm, 45 ppm, 50 ppm, 90 ppm и 100 ppm (рис. 6). Режим 6 – мониторинг качества воздуха на автостоянке, в этом режиме извещатель представляется в виде двух виртуальных извещателей с различными адресами: один обеспечивает контроль токсичного газа с выбранным порогом, а второй – тепловой извещатель класса A1R.
Рис. 6. Программирование порогов контроля токсичного газа
Кроме того, один адресно-аналоговый дымовой-СО-тепловой извещатель может рассматриваться как три виртуальных извещателя – сплит-устройство (Split Device) с различными режимами и тремя адресами. По адресу А может быть задан режим 0, 1, 2, 3, 4 или 5. Если по адресу А определен какой-либо из режимов пожарного извещателя 0, 1, 2, 3 или 4, то по адресам В и С также могут быть выбраны только режимы пожарного извещателя – любые режимы из 0, 1, 2, 3 или 4. Если по адресу А выбран режим 5 (токсичный газ СО), то по адресам В и С могут быть выбраны только режимы 2 и 3, то есть без использования сенсора СО. Это ограничение объясняется тем, что сенсор CO не может быть использован одновременно для контроля токсичного газа и для обнаружения пожара, поскольку в этих режимах используются различные диапазоны измерений концентрации угарного газа СО.
Достоверное обнаружение
Таким образом, мультикритериальные и мультисенсорные алгоритмы обработки информации, которые базируются на результатах экспериментальных исследований, позволяют значительно расширить возможности дымовых и газовых СО-извещателей с тепловыми сенсорами.
Самые широкие возможности по выбору режимов работы имеют адресно-аналоговые извещатели, они могут быть сконфигурированы не только в виде мультикритериальных, мультисенсорных и комбинированных извещателей, но и в виде нескольких виртуальных извещателей с различными адресами и режимами работы.
В качестве универсального извещателя для различных условий эксплуатации и видов пожарной нагрузки с обеспечением раннего достоверного обнаружения пожароопасной обстановки можно использовать 3-канальный адресно-аналоговый пожарный извещатель дымовой-газовый СО-тепловой.
Компенсированный газовый детектор ССО (Compensated CO) [4]. Детектор угарного газа СО обеспечивает наилучшее обнаружение только тлеющих очагов. Пожары, которые уже в начальной фазе имеют открытое горение, не будут обнаружены так же хорошо при использовании детекторов СО. Для защиты от таких опасностей может быть использована расширенная технология обнаружения угарного газа. Это достигается за счет увеличения чувствительности к окиси углерода, если обнаружено повышение температуры.
Таким образом, введение дополнительно теплового сенсора в детектор СО обеспечивает значительно более широкие возможности по обнаружению широкого спектра очагов по сравнению с извещателем одним-единственным сенсором монооксида углерода. Как будет показано во второй части статьи, компенсированный газовый ССО детектор обнаруживает все стандартные тестовые очаги для дымовых извещателей и может обеспечивать высокий уровень пожарной защиты в тяжелых зонах, где не могут эксплуатироваться дымовые извещатели, в том числе и во взрывоопасных зонах, где в настоящее время используются менее эффективные тепловые извещатели.
Дымовой – газовый СО детектор с тепловым сенсором (рис. 7) является оптимальным решением для большинства объектов, обеспечивает защиту при отсутствии ложных срабатываний при помеховых воздействиях. Выявление сочетания сравнительно небольших концентраций дыма с некоторым повышением температуры окружающей среды обеспечивает высокую достоверность обнаружения открытых очагов на ранней стадии. А наличие газового канала СО позволяет повысить эффективность обнаружения тлеющих очагов и обеспечить защиту от ложных тревог в сложных условиях эксплуатации при наличии пара, аэрозолей, театрального дыма, пыли и т. д. Повышение оптической среды при отсутствии угарного газа СО позволяет точно классифицировать помеховые воздействия, не связанные с пожароопасной обстановкой.
Рис. 7. Мультисенсорный извещатель
1, 2 – светодиод и фотодиод оптического канала;
3 – газовый СО сенсор; 4 – безынерционный тепловой сенсор
5, 6 – светодиод и фотодиод ИК информационного канала
Общие положения при выборе типов пожарных извещателей для защищаемого объекта
Прежде чем перейти к рассмотрению рекомендаций по выбору типа извещателя и установки режима обработки контролируемых факторов, проведем сравнение их эффективности при обнаружении стандартных тестовых очагов для дымового-теплового адресно-аналогового извещателя. В адресно-аналоговой системе выходные сигналы – текущие значения контролируемых факторов в месте установки извещателя, удельной оптической плотности среды и температуры в цифровом двоичном коде – транслируются на пожарную панель. Исследования, проведенные по очагам различного типа, позволяют разработать различные экспертные алгоритмы обработки информации. Критерий эффективности – раннее обнаружение очагов при снижении вероятности ложных тревог при помеховых воздействиях.
Следовательно, критерии определения пожароопасной обстановки относятся к системе «адресно-аналоговый извещатель – адресно-аналоговая панель». К извещателю предъявляются требования высокой точности измерения величин контролируемых факторов в реальном масштабе времени. Для этого дымовая камера должна иметь хорошую вентилируемость, а термистор должен быть безынерционным, т. е. иметь минимальную массу
Рис. 8. Конструкция адресно-аналогового дымового-теплового извещателя
Кроме того, с целью упрощения обработки результатов измерений обычно формируются линейные шкалы контролируемого фактора в дискретах. На дисплее панели текущие значения аналоговых величин индицируются в дискретах и в стандартных единицах.
Алгоритмы работы
Адресно-аналоговое построение системы и вычислительные возможности панели обеспечивают максимально широкие возможности в выборе программ обработки аналоговой информации в зависимости от условий эксплуатации и вида пожарной нагрузки. Кроме того, аналоговость обеспечивает максимальные исследовательские возможности, так как позволяет одновременно проводить вычисления по различным алгоритмам во время проведения одного теста, что определяет возможность сравнения полученных результатов.
Рассмотрим различные режимы обработки аналоговых величин удельной оптической плотности среды и температуры. Два режима – это моделирование дымового извещателя, без использования информации об изменении температуры: классический дымовой и дымовой с дополнительной обработкой Fast Lodgic.
Еще два режима – это совместная обработка информации от дымового и теплового сенсора High Performance Optical (HPO), а так же использование алгоритмов HPO и Fast Lodgic одновременно. В каждом режиме фиксировалось время обнаружения и параметры среды в моменты обнаружения при высокой и низкой чувствительности. Параметры обнаружения при высокой и при низкой чувствительности позволяют оценить минимальное и максимальное время обнаружения очагов.
В неадресных и адресных системах, как правило, решение о формировании извещателем сигнала «пожар» принимается при превышении контролируемого фактора установленного порога. Величина порога паспорте, является прямым указанием на использование простейших алгоритмов принятия решения. Нередко пороговые алгоритмы фактически реализуются и в адресно-аналоговых системах, в этом случае аналоговые величины сравниваются с порогами сигналов и «пожар» в панели. Такое построение обеспечивает высокую достоверность контроля состояния извещателя, но характеристики обнаружения очагов практически не отличаются от пороговых адресных систем.
В адресно-аналоговых системах ведущих мировых производителей используются оптимальные экспертные алгоритмы, которые разработаны по результатам экспериментальных исследований характеристик развития очагов различного типа. Эти алгоритмы развиваются и совершенствуются вместе с техническими средствами и по мере накопления экспериментальных и статических данных. Нередко этим алгоритмам даются названия, как-то: характеризующие процедуру обработки информации. Например, одна из первых версий подобного алгоритма называлась Zetfas fuzzylogic, что в переводе означает «размытая логика».
Значительно более сложный алгоритм Fast Lodgic (быстрая логика) реализует возросшие вычислительные возможности современных процессоров и объемов памяти. Этот алгоритм значительно сокращает время обнаружения быстро развивающихся очагов при одновременном снижении вероятность ложных срабатываний. Анализируется изменение контролируемого фактора во времени, что обеспечивает высокую достоверность сигналов «предтревога» и «пожар».
В режиме HPO (высокоэффективный оптический) повышается чувствительность по дымовому каналу в зависимости от изменения температуры окружающей среды. Испытания дымовых оптико-электронных извещателей показывают их более низкую эффективность по открытым очагам по сравнению с радиоизотопными извещателями. Но как раз именно обнаружение открытых очагов ввиду быстрого распространения пожара должно быть максимально оперативным.
Для устранения этого недостатка в режиме HPO информация об оптической плотности, полученная от извещателя, анализируется в совокупности с изменением температуры в месте установки извещателя. При обнаружении повышения температуры от очага производится формирование сигналов тревоги при меньших уровнях задымления по сравнению с тлеющими очагами. Данный алгоритм обработки информации позволяет обнаруживать открытые очаги с эффективностью радиоизотопного извещателя при обеспечении высокой достоверности тревоги. Наилучшие результаты дает одновременное использование алгоритмов Fast Lodgic и High Performance Optical.
Выбор типа извещателя и режима работы
Выбор типа извещателя зависит от класса помещения и от вида пожарной нагрузки помеховых воздействий. В таблице выбора использованы следующие сокращения:
ОПТИЧ. – дымовой оптический извещатель с тепловым каналом;
НРО – режим работы High Performance Optical;
СО – газовый СО-извещатель с тепловым каналом;
ССО – режим работы Enhanced CO;
А1R – максимально-дифференциальный (600С) тепловой канал по EN54-5;
СR – максимально-дифференциальный (900С) тепловой канал по EN54-5;
A2S – максимальный тепловой канал по EN54-5;
ИОНИЗ. – ионизационный пожарный извещатель, на практике не используется;
ОПТ. ЛИН. – дымовой оптико-электронный линейный извещатель;
АСПИР. – аспирационный дымовой извещатель;
Х – только ручной пожарный извещатель
В некоторых случаях рекомендуется из одного извещателя формировать два виртуальных извещателя с различными режимами. Например, аналоговая информация от дымового-теплового извещателя может обрабатываться с использованием алгоритма HPO, и дополнительно текущие значения температуры обрабатываются по классу A1R теплового извещателя.
Жирным шрифтом выделены типы извещателей и режимы, наибольшим образом соответствующие данному объекту и условиям эксплуатации. Буквы в скобках определяют рекомендуемые настройки чувствительности:
-
(H) – высокая,
(N) – нормальная,
(L) – низкая.
В извещателях пламени переключение чувствительности в процессе эксплуатации не используется. Знаком # отмечен режим, который не одобрен LPCB. Режимы «день» и «ночь» соответствуют рабочим и нерабочим часам с соответствующими изменениями условий эксплуатации. В простейшем случае смена режима заключается в изменении чувствительности для обеспечения требуемой достоверности сигнала «пожар».
Пустые ячейки таблицы соответствуют несовместимым классам помещений и видам пожарной нагрузки. Например, в чистых зонах не могут храниться пыльные виды пожарной нагрузки.
Таблица. Выбор извещателя в зависимости от типа помещений и условий эксплуатации (Часть 1)*
|
Окружающая среда |
Очень чисто и сухо |
Слабое воздействие, относительно чисто, Регулируемая температура |
Грязно и дымно в течение дня |
||||||
|
Например |
Чистые зоны Дата центры (серверные) Люксы
|
Офисы, больницы, Легкая промышленность, Жилье, Пассажирский салон |
Склад с дизельными автопогрузчиками и т.п., Тяжелая промышленность, Паром (автомобильная палуба) |
||||||
|
Пожарная нагрузка |
Тип |
Режим |
Тип |
Режим |
Тип |
Режим |
|||
|
Ночь |
День |
Ночь |
День |
Ночь |
День |
||||
|
Электронное оборудование, электрические распределители, электродвигатели, кабельный канал |
Аспир. Оптич. Иониз. |
HPO(H)+AS I(H) |
HPO(H) I(H) |
Оптич. Иониз. |
HPO(H) I(H) |
O(N) I(N) |
Оптич. |
HPO(N) |
O(H) |
|
Ткани, одежда, мягкая мебель, |
|
|
|
СО Оптич. |
CCO(N) HPO(H)
|
CO(N) O(N) |
СО Оптич. |
HPO(H)
|
CO(L)# O(L)# |
|
Легковоспламеняющиеся жидкости, краски, растворители, |
Пламя оптич. СО Иониз. |
HPO(H)+A2S CCO(H)+A1R (H) |
HPO(H)+A2S CCO(H)+A1R (H) |
Оптич. Пламя СО Иониз. |
HPO(H)+A2S
CCO(H)+A1R I(H) |
HPO(N)+A2S
CCO(N)+A1R I(N) |
Пламя СО Иониз. Тепловой |
CCO(N)+A1R I(N) A1R |
CCO(L)#+A1R I(L)# A1R |
|
Пищевых продукты, органические отходы, корма для животных, деревянные конструкции, твердое топливо |
|
|
|
СО Оптич. |
CCO(N)+A1R HPO(N)+A2S
|
CO(N) O(N) |
СО Оптич. Тепловой> |
CCO(N) HPO(N)+A2S A1R |
CO(L)# O(L)# A2S |
|
Пластик, химикалии, |
Аспир. СО Оптич.
|
HPO(H)+A2S CCO(H)+A1R |
HPO(N)+A2S CCO(N)+A1R |
Оптич. СО Иониз. Тепловой Аспир. |
HPO(H)+A2S CCO(H)+A1R I(H) A1R |
HPO(N)+A2S CCO(N)+A1R I(N) A1R |
СО Оптич. Иониз. Тепловой Пламя |
CCO(N) HPO(N) I(N) A1R |
CO(L)# O(L)# I(L)# A1R |
Таблица. Выбор извещателя в зависимости от типа помещений и условий эксплуатации (Часть 2)*
|
Окружающая среда |
Пыльно и/или влажно |
Жарко и дымно При работе |
Открытые зоны |
||||||
|
Например |
Ферма, мельница, прачечная, Раздевалка
|
Кухня, машинное отделение, Испытательные стенды |
Атриум, театр, Вешалки, нефтяная платформа, Машинный зал |
||||||
|
Пожарная нагрузка |
Тип |
Режим |
Тип |
Режим |
Тип |
Режим |
|||
|
Ночь |
День |
Ночь |
День |
Ночь |
День |
||||
|
Электронное оборудование, электрические распределители, |
|
|
|
Оптич. |
HPO(N)+A2S |
X |
Пламя
|
|
|
|
Ткани, одежда, мягкая мебель, |
СО Оптич. |
CO(N) HPO(L)#
|
CO(N) O(L)#
|
СО
|
CO(N)
|
CO(H) |
СО Опт. Лин. |
CO(H) |
CO(H) |
|
Легковоспламеняющиеся жидкости, краски, растворители, |
СО Тепловой Пламя
|
CCO(N)+A1R A1R |
CCO(L)#+A1R A2S |
Пламя СО Тепловой
|
CCO(N)+A1R A1R |
CO(H) CR |
Пламя |
|
|
|
Пищевых продукты, органические отходы, корма для животных, |
СО Оптич. Тепловой
|
CO(N) O(L)# A2S |
CO(N) O(L)# A2S |
СО Тепловой
|
CO(N) A1 |
CO(H) CR |
СО Пламя |
CCO(H)+A1R
|
CCO(H)+A1
|
|
Пластик, химикалии, |
СО Оптич. Пламя |
CCO(N) O(N) |
CO(N) O(L)#
|
СО Тепловой Пламя |
CCO(N) A1R |
CO(H) CR |
СО Пламя Опт. Лин. |
CCO(H)+A1R
|
CCO(H)+A1R
|
*При использовании данных рекомендаций необходимо учитывать приоритет национальных нормативных требований.
Необходимо отметить, что только использование адресно-аналоговых извещателей позволяет использовать все возможности для раннего обнаружения очага при отсутствии ложных тревог и реализовать оптимальные алгоритмы обработки аналоговых значений контролируемых факторов. Более простые адресные пороговые системы в силу своего построения имеют значительные ограничения, хотя некоторые производители ошибочно называют их адресно-аналоговыми. Определение аналогового извещателя приведено в ГОСТ Р 53325-2009 в разделе «Термины, определения, сокращения и обозначения»:
«Извещатель пожарный аналоговый: Автоматический ПИ, обеспечивающий передачу на приемно-контрольный прибор информации о текущем значении контролируемого фактора пожара».
Соответственно, дымовой адресно-аналоговый извещатель характеризуется диапазоном измерения контролируемого фактора, а не порогом срабатывания. Аналогично тепловой адресно-аналоговый извещатель не имеет класса, он только отслеживает с высокой точностью температуру окружающей среды, а в адресно-аналоговой панели проводится ее анализ по классу А1R, либо по классу A2S, либо по классу CR и т. д. в соответствии с конфигурацией системы режим обработки.
Результаты экспериментальных исследований по стандартным тестовым очагам продемонстрировали высокую эффективность экспертных алгоритмов Fast Lodgic и High Performance Optical, их использование позволяет сократить время обнаружения тестового очага TF5 с 105–130 с до 15–19 с.
1. Выбор типа точечного дымового ПИ следует производить в соответствии с его способностью обнаруживать различные типы дымов.
2. Спектральная чувствительность ПИ пламени должна соответствовать спектру излучения пламени горючих материалов, находящихся в зоне контроля ПИ. ПИ пламени следует применять для обнаружения пожаров тех видов горючих веществ и материалов, которые перечислены в технической документации на ПИ.
3. Тепловые ПИ применяются, если в зоне контроля в случае возникновения пожара на его начальной стадии предполагается значительное тепловыделение.
Дифференциальные и максимально-дифференциальные тепловые ПИ применяются для обнаружения очага пожара, если в зоне контроля не предполагается резких перепадов температуры, не связанных с возникновением пожара, способных вызвать срабатывание ПИ этих типов.
Максимальные тепловые ПИ не рекомендуется применять в помещениях:
-
— с низкими температурами (ниже 0 °С);
— представляющих архитектурную или историческую ценность, в помещениях музеев, архивов, библиотек, картинных галерей, хранилищ произведений искусства и уникальных ценностей, хранилищах ценностей в банках.
4. При выборе тепловых ПИ следует учитывать, что температура срабатывания максимальных и максимально-дифференциальных ПИ должна быть не менее чем на 20°С выше максимально допустимой температуры воздуха в помещении.
5. ПИ и ППКП следует применять в соответствии с требованиями нормативно-технических документов, технической документации и с учетом механических, электромагнитных и других воздействий в местах их размещения
6. Дымовые ПИ, питающиеся по шлейфу СПС и имеющие встроенный звуковой оповещатель, рекомендуется применять для оперативного локального оповещения и определения места пожара в помещениях, в которых выполняются следующие условия:
-
— основным фактором возникновения очага пожара в начальной стадии является появление дыма;
— в защищаемых помещениях возможно присутствие людей.
Такие ПИ должны включаться в единую СПС с выводом тревожных извещений на ППКП, расположенный в помещении персонала, несущего круглосуточное дежурство.
Примечание — Данные ПИ рекомендуется применять в экспозиционных залах музеев, в картинных галереях, в читальных залах библиотек, в помещениях торговли, в вычислительных центрах, а также в помещениях с ночным пребыванием людей.
Требования к организации зон контроля
1. Одним шлейфом СПС с неадресными ПИ следует защищать зону контроля, включающую:
-
— помещения, расположенные на разных этажах, при их суммарной площади 300 м2 и менее;
— не более десяти помещений суммарной площадью не более 1600 м2, расположенных на одном этаже здания и имеющих выход в одно и то же помещение (коридор, холл, вестибюль);
— не более двадцати помещений суммарной площадью не более 1600 м2, расположенных на одном этаже здания и имеющих выход в одно и то же помещение (коридор, холл, вестибюль), либо выход наружу, при наличии выносной световой сигнализации о срабатывании ПИ над входом в каждое контролируемое помещение.
2. Выход в одно и то же помещение (коридор, холл, вестибюль) согласно п.1 допускается предусматривать не более чем через одно смежное помещение.
3. Максимальное количество и площадь помещений, защищаемых одним шлейфом с адресными ПИ, определяется техническими характеристиками ППКП, техническими характеристиками включаемых в шлейф ПИ и не зависит от расположения помещений в здании.
Размещение пожарных извещателей
1. Количество ПИ определяется необходимостью обнаружения пожара по всей площади помещений, а количество ПИ пламени — и площадью оборудования.
2. В каждом защищаемом помещении следует устанавливать не менее двух ПИ.
3. В защищаемом помещении допускается устанавливать один ПИ, если одновременно выполняются следующие условия:
-
а) обеспечивается контроль ПИ каждой точки защищаемого помещения;
б) обеспечивается автоматический контроль работоспособности ПИ, подтверждающий выполнение им своих функций с выдачей извещения о неисправности на ППКП;
в) обеспечивается идентификация неисправного ПИ пожарным приемно-контрольным прибором;
г) по сигналу с ПИ не формируется сигнал на запуск аппаратуры управления, производящей включение УП, или дымоудаления, или систем оповещения о пожаре типа СО-4, СО-5.
Кроме этого должна быть обеспечена возможность замены неисправного ПИ за установленное время.
4. Точечные ПИ следует устанавливать под перекрытием или подвесными потолками, имеющими сплошную конструкцию. В обоснованных случаях допускается их установка на стенах, колоннах и других несущих строительных конструкциях, а также крепление на тросах.
При установке точечных ПИ под перекрытием или подвесными потолками, имеющими сплошную конструкцию, их следует размещать на расстоянии не менее 0,1 м от стен.
При установке точечных ПИ на стенах, специальной арматуре или креплении на тросах их следует размещать на расстоянии не более 0,3 м от плоскости перекрытия или подвесного потолка, имеющих сплошную конструкцию, включая габариты ПИ.
При подвеске ПИ на тросе должно быть обеспечено их устойчивое положение в пространстве.
5. Размещение точечных тепловых и дымовых ПИ следует производить с учетом воздушных потоков в защищаемом помещении, вызываемых приточной или вытяжной вентиляцией. При этом расстояние от ПИ до вентиляционного отверстия должно быть не менее 1 м.
6. Точечные дымовые и тепловые ПИ следует устанавливать в каждом отсеке потолка шириной 0,75 м и более, ограниченном строительными конструкциями (балками, прогонами, ребрами плит и т.п.), выступающими от потолка на расстояние более 0,4 м.
Если строительные конструкции выступают от потолка на расстояние более 0,4 м, а образуемые ими отсеки по ширине меньше 0.75 м, расстояние от ПИ до края зоны контроля за этими конструкциями уменьшается на 40%.
При наличии на потолке выступающих частей от 0,08 до 0,40 м расстояние от ПИ до края зоны контроля за этими конструкциями уменьшается на 25%.
При наличии в контролируемом помещении коробов, технологических площадок шириной 0,75 м и более, имеющих сплошную конструкцию, отстоящую по нижней отметке от потолка на расстоянии более 0,4 м и не менее 1,3 м от плоскости пола, под ними необходимо дополнительно устанавливать ПИ.
7. Точечные дымовые и тепловые ПИ следует устанавливать в каждом отсеке помещения, образованном штабелями материалов, стеллажами, оборудованием и строительными конструкциями, верхние отметки которых отстоят от потолка на 0,6 м и менее.
8. При установке точечных дымовых ПИ в помещениях шириной менее 3 м или под фальшполом, или над фальшпотолком или в других пространствах высотой менее 1,7 м расстояния, указанные в таблице 8.1, допускается увеличивать в 1,5 раза.
9. ПИ, установленные под фальшполом или над фальшпотолком, должны быть адресными либо подключены к самостоятельным шлейфам СПС, и должна быть обеспечена возможность определения их места расположения. Конструкция фальшпола или фальшпотолка должна обеспечивать доступ к ПИ для их обслуживания.
10. В местах, где имеется опасность механического повреждения ПИ, должна быть предусмотрена защитная конструкция, не влияющая на его работоспособность.
11. В случае установки в одной зоне контроля разнотипных ПИ их размещение производится в соответствии с требованиями настоящих строительных норм на каждый тип ПИ.
Точечные дымовые ПИ
Значения величин площади, контролируемой одним точечным дымовым ПИ, а также максимального расстояния между ПИ и ПИ и стеной принимаются согласно таблице 1, но не должны превышать значений величин, указанных в технических условиях и паспортах на ПИ.
Таблица 1.
Точечные тепловые ПИ
1. Значения величин площади, контролируемой одним точечным тепловым ПИ, а также максимального расстояния между ПИ и ПИ и стеной при квадратной схеме размещения ПИ на потолке без выступающих частей принимаются согласно таблице 2, но не должны превышать значений величин, указанных в технических условиях и паспортах на ПИ.
2. Точечные тепловые ПИ следует располагать на расстоянии не менее 500 мм от теплоизлучающих светильников.
Таблица 2
Ручные ПИ
1. Ручные ПИ следует устанавливать внутри и вне зданий и сооружений на стенах и конструкциях на высоте 1,5 м от уровня земли или пола, в легкодоступных местах.
2. Ручные ПИ следует устанавливать в местах, удаленных от электромагнитов, постоянных магнитов и других устройств, воздействие которых может вызвать самопроизвольное срабатывание ручного ПИ (требование распространяется на ручные ПИ, срабатывание которых происходит при переключении магнитоуправляемого контакта), на расстоянии, м:
-
не менее 0,5 — от органов управления различным электрооборудованием (выключателей, переключателей);
не менее 0,75 — от различных предметов, мебели, оборудования;
не более 50 — друг от друга внутри зданий:
не более 150 — Друг от друга вне зданий.
3. Ручные ПИ должны устанавливаться в местах, имеющих искусственное освещение.
Скачать:
1. Вопросы применения газовых пожарных извещателей (ВНИИПО) — Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь для доступа к этому контенту
2. Извещатели пожарные тепловые линейные. Назначение и области применения. Принципы действия и особенности —
— Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь для доступа к этому контенту
