Димовий? Тепловий? Комбінований? Проблема вибору типу пожежного сповіщувача для Вашого обєкта

9

Єдиним пристроєм виявлення пожежі на сьогоднішній день залишається пожежний сповіщувач. Від того, наскільки грамотно вибраний тип сповіщувача і місце його установки, наскільки якісно він зроблений, залежить ефективність всієї системи пожежної сигналізації, а, отже, життя і здоров’я людей і збереження майна. У Додатку 12* до НПБ 88-2201* надано рекомендації щодо вибору типів пожежних сповіщувачів в залежності від призначення приміщення, яке захищається, і виду пожежної навантаження, проте ці рекомендації мають дуже широке тлумачення. У цій статті докладно розглянуто типи пожежних сповіщувачів та історія їх розвитку, наведено дані російських і європейських випробувань ПІ для різних вогнищ пожежі і надано конкретні рекомендації щодо їх застосування в залежності від типу приміщення.

Історична довідка

Історія розвитку засобів захисту від пожежі — окрема і дуже цікава тема. Так, одна з перших автоматичних систем водяного пожежогасіння з’явилася в Англії ще на початку 19 століття. Система складалася з резервуара з водою, клапана, який замикав резервуар, мережі труб «в дірочку», через які вода розбризкувалася в приміщенні, а також з «автоматичного пускача». Останній являв собою мотузку, прив’язану одним кінцем до вантажу, а іншим до підлоги. При згорянні мотузки вантаж падала і своєю вагою відкривав клапан, замикаючий воду в резервуарі, і, тим самим, забезпечував подачу її в труби. Таке пристрій автоматичного пускача» було характерно для того часу і використовувалося, в тому числі і для подачі сигналів оповіщення (вантаж при згорянні мотузки, наприклад, падав на вибуховий пристрій). Перші пожежні датчики також були розроблені в 19 столітті і ґрунтувалися на визначенні температури, тобто за існуючою класифікацією були тепловими пожежними сповіщувачами (ПІ).

Теплові пожежні сповіщувачі

Одним з перших теплових порогових ПІ було пристрій на основі металевої скрученої смуги, яка під дією високої температури разматывалась і замикала контакти електричного кола (тобто працювали вони на основі зміни під дією температури форми або об’єму матеріалу — рідини або пружини). Прикладом одного з перших диференціальних (що реагує на швидкість зміни температури) ПІ може служити датчик, що складається з масивної цинкової рами і тонкої цинкової пластини. При повільному підвищенні температури збільшення розмірів рами і пластинки відбуваються одночасно. Але при швидкому підвищенні температури розмір пластинки збільшується швидше, оскільки рама має велику теплоємність. При цьому замикається контакт еклектичної ланцюга — ПІ спрацював. Простота виготовлення теплових порогових ПІ та їх дешевизна зумовили їх велике поширення, і особливо у нас в Росії, де вони, на жаль, досі є найбільш масовими. Правда вони спрацьовують, коли пожежа вже розрослася до загрозливих розмірів: наприклад в приміщенні з висотою стелі 3,5 метра тепловий сповіщувач з порогом 72°С спрацює при вогнищі 7,5 кв. м.(!). Це в основному визначає величезна кількість жертв пожеж у Росії, порівняно з іншими країнами: за статистикою МНС Росії за 2004 рік в Російській Федерації відбулося 231486 пожеж, в яких загинули 18377 людина, а це 11% (!) від загального числа загиблих у 2004 році від пожежі в світі, хоча росіяни становлять лише 2,5% від світового населення…

Перший автоматичний ПІ був розроблений в 60-роках і це був тепловий максимальний ПІ ДТЛ. Він складався з двох провідників, спаяних спеціальним сплавом (сплав Вуда був розроблений ще в кінці 18 століття), разрушающимся під впливом температури і внаслідок цього розмикаючим електричний контакт. Оскільки сплав руйнувався, то ДТЛ необхідно було міняти після спрацювання. Іншою розробкою був ИП105-2/1, використовує геркон з герметизованими контактами і двома кільцевими магнітами. При підвищенні температури магніти втрачають свої властивості, що призводить до перемикання геркона і розмикання електричного ланцюга. Застосування геркона дозволило зробити ПІ багаторазовим, на відміну від ДТЛ.

Треба мати на увазі, що ефективність теплових ПІ сама по собі вкрай низька, про що ми скажемо далі. А ефективність максимального сповіщувача навіть у рамках теплових ПІ найнижча, оскільки такий ПІ забезпечує видачу сигналу Пожежа тільки при досягненні температури деякого порогу (температури спрацьовування). Для більшості вітчизняних датчиків цей поріг становить (70-72)°С. Згідно НПБ 85-2000 «Сповіщувачі пожежні теплові. Технічні вимоги пожежної безпеки. Методи випробувань» такі ПІ розраховані на роботу в приміщеннях з умовно нормальною температурою 35°С. Диференціальний або максимально-диференціальний ПІ більш ефективні, оскільки вони здатні забезпечити видачу тривожного сигналу на більш ранній стадії розвитку пожежі за умови наявності швидкого підвищення температури. Однак наявність двох термоелементів (один на платі, один винесений як можна далі) і необхідність обробки сигналів від них викликає певне подорожчання сповіщувача.

Важливим етапом в історії розвитку теплових ПІ стала поява лінійних теплових сповіщувачів. Основна їх перевага — можливість захисту одним сенсором протяжного простору. Найбільш простим варіантом такого ПІ є термокабель з двома провідниками, ізольованими шаром матеріалу, що руйнується під дією температури. У місці виникнення локального перегріву термокабеля ізольовані провідники замикаються, що реєструється блоком обробки. За винятком можливості контролю протяжного простору, термокабель такого типу не має переваг перед звичайними точковими максимальними ПІ.

Більш широкі можливості дає термокабель, провідники якого виконані з спеціального матеріалу, опір якого залежить від температури. В даному ПІ блок обробки постійно вимірює опір провідників термокабеля і обробляє отриману інформацію у відповідності із заданим алгоритмом. Такі ПІ мають ряд переваг в порівнянні з розглянутими раніше. По-перше, це можливість установки алгоритму роботи у блоці обробки (який може бути встановлений поза зоною контролю). По-друге — наявність так званого коммулятивного (підсумкового) дії, що дозволяє підсумовувати значення по довжині відрізка кабелю, що піддався нагріву. Особливої актуальності це набуває на великих висотах. Дійсно, тепла струмінь повітряного потоку, від джерела загоряння піднімаючись вгору, на висотах близько 10 м починає значно розширюватися через змішування теплого повітря з більш холодним. При цьому падає температура висхідної струменя, але збільшується площа повітряного потоку, що робить застосування точкових максимальних ПІ неефективним. При використанні розглянутого термокабеля, кожна його точка прогрівається слабкіше, але на більшій довжині. І абсолютна зміна опору кабелю залишається достатнім для можливості виявлення вогнища пожежі. Таким чином, висота установки розглянутого ПІ чинить менший вплив на його здатність виявлення, ніж на точкові теплові ПІ.

Аналогічними можливостями володіють багатоточкові і термобарометрические теплові ПІ. Багатоточкові ПІ являють собою сукупність точкових ПІ (наприклад, термопар, розташованих в єдиній електричної ланцюга, сигнал від яких підсумовується і надходить на блок обробки. Термобарометрические ПІ складаються з металевої трубки, запаяної з одного кінця і приєднана одним кінцем до блоку обробки. У цьому випадку блок обробки містить датчик тиску. При нагріванні трубки тиск в ній підвищується. Інформація про вимірюваний тиск обробляється у відповідності із закладеним алгоритмом, і, при певних умовах, блок обробки видає тривожний сигнал.

У будь-якому випадку застосування теплових ПІ має сенс тільки тоді, коли найбільш вірогідним ознакою виникнення пожежі є виділяється тепло. У нашій країні історично склалося, що найбільш вживаним є тепловий максимальний одноразовий ПІ, що обумовлене лише одним — вкрай привабливою ціною. Точно також використання лінійного теплового ПІ в кабель-каналах і в підвісній стелі буде виправдано, якщо термокабель буде буквально обплутувати дроти. Інакше лінійний ПІ не дає принципових переваг по відношенню до точкових максимально-диференційні. Само собою, що в таких випадках говорити про якусь ефективність систем виявлення не доводиться.

У всьому світі вже давно поняття ефективності системи нерозривно пов’язують із застосовуваними ПІ. Тому використання таких улюблених у нас теплових ПІ з порогом (70-72)°С може розглядатися тільки для таких приміщень, у яких застосування інших типів ПІ неможливо через наявність зовнішніх факторів, здатних викликати помилкове спрацьовування. Прикладом може служити котельня, де диференціальний канал може давати помилкові спрацьовування на увазі можливих коливань температур, а більш низький поріг використовувати не можна з-за високої температури в приміщенні.

Якщо узагальнити тенденції розвитку теплових ПІ в Росії, то можна констатувати, що поки ще повільно, але вже намітився перехід до максимально-лінійним диференціальним і тепловим ПІ. У світових теплових ПІ намітилася їх інтелектуалізація та застосування цифрової обробки, при якій робота здійснюється з одним термоелементом. При цьому диференціальний канал забезпечується порівнянням поточного значення зі значенням, збереженим у пам’яті ПІ, а швидкість зміни визначається за вбудованим таймером.

Димові пожежні сповіщувачі

Основною ознакою займання є дим, оскільки в переважній більшості на першій стадії пожежі відбувається тління матеріалу, що супроводжується задимленням, а лише потім утворюються відкриті вогнища полум’я і, отже, виділення тепла. Тому сьогодні саме димові ПІ є найпоширенішими у світі.

Історично склалося, що першим димовим ПІ був точковий іонізаційний радіоізотопний сповіщувач, який містить джерело радіоактивного випромінювання з наднизьким рівнем випромінювання, нижче фонового значення. Зазвичай в якості джерела використовується ізотоп америцію-241. За рахунок іонізації молекул повітря та наявності електричного поля у димовій камері забезпечується спрямований потік заряджених частинок (електричний струм). Попадання частинок диму всередину призводить до зменшення величини струму, що і фіксується схемою обробки. З вітчизняних ПІ добре відомі РІД-1, РІД-6М. На сьогоднішній день в Росії виробництво радіоізотопних ПІ припинено повністю. Однак у світі цей клас ПІ дуже поширений унаслідок високої чутливості на дими від тління деревини і бавовни, і найвищою ефективністю серед всіх типів димових ПІ на дими від загоряння пластмаси та ізоляції силових кабелів. ПІ цього типу забезпечують найвищу пожежну захист кабельних колекторів, тунелів, атомних електростанцій та ін. Вибір типу сповіщувача для більшості користувачів визначається трьома факторами: звичкою, ціною і місцем установки. Саме звичка і ціна забезпечували популярність ионизационному извещателю ще 10-15 років тому. Розвиток технологій зробило виробництво димових фотоелектричних сповіщувачів економічно вигідним і вони поступово витіснили іонізаційні на більшості ринків світу.

Іншим типом димового ПІ є точковий оптико-електронний димовий сповіщувач, який використовує оптичний ефект розсіяння інфрачервоного випромінювання на частинках диму. Це найпоширеніший тип оповіщувачів: більше 80% димових сповіщувачів працюють на цьому принципі. А у нас в країні і всі 95%. Всередині димової камери розташовані ІЧ випромінювач і приймач, що приймає ІЧ-сигнал, відбитий від частинок диму. При цьому конструкція димової камери і розташування ІК передавача і приймача розраховуються спеціально, щоб випромінювання світлодіода в нормальних умовах практично не потрапляло на фотоприймач. При розробці димової камери завжди доводиться враховувати, як мінімум, два суперечливих вимоги, а саме, утруднити доступ в камеру частинок пилу і бруду, а також зовнішнього світу, і в теж час полегшити доступ частинках диму. Причому саме в розробці і виробництві димової камери і зосереджена основна вартість сповіщувача, оскільки від якості і складу матеріалу, конструкції і виконання камери залежить якість приладу. У той час як вартість електронних компонентів практично однакова і становить невелику частину вартості ПІ. Як наслідок цього, одні виробники постійно вдосконалюють димову камеру, а інші використовують одну і ту ж конструкцію або ж просто «передирають» її у інших. Це чітко видно на російському ринку, де є всі три групи виробників і перша димова камера, використана в ДІП-1 ще на початку 80-х років минулого століття, застосовується в ряді сповіщувачів досі без яких-небудь змін.

Окремо варто відзначити лінійні димові сповіщувачі, які представляють собою, по суті, активний інфрачервоний бар’єр, при попаданні частинок диму в зону дії якого відбувається загасання сигналу і, відповідно, зниження його рівня на виході фотоприймача. Принцип дії нагадує принцип дії охоронних бар’єрів для захисту периметра. Насправді ж різниця в алгоритмі обробки дуже велика. Повне перекриття променя в охоронних датчиках трактується як Тривога, в пожежних ж, як Несправність. Сигнал Пожежа формується при досягненні певного рівня поглинання оптичного сигналу задимленим ділянкою середовища по лінії виявлення, протяжність якої зазвичай складає до 100 м.

Цей тип димових сповіщувачів використовується при роботі у великих приміщеннях, коли одним лінійним сповіщувачем можна замінити як мінімум 12 точкових ПІ, а також при високих стелях (за нормативами вище 12 м, але по-хорошому, вже понад 8 м). При цьому час досягнення димом звичайного сповіщувача велике, а концентрація диму дуже мала, отже, ефективність точкового сповіщувача практично нульова.

Останнім часом з’явився ще один тип димових ПІ — лазерні. Сфера їх застосування — «чисті кімнати» та об’єкти, в яких втрачена внаслідок пожежі вигода у багато разів більше прямого збитку від пожежі (банки, станції стільникового зв’язку і телекомунікацій тощо). Наприклад, збиток від згорілого комунікаційного вузла, що зв’язує європейську і азіатську частину Росії, буде незрівнянно більше вартості втрачених меблів та обладнання. Для цих об’єктів є два варіанти організації пожежної захисту: використання універсальних комбінованих сповіщувачів, що поєднують оптико-електронний і тепловий максимально-диференціальний принципи визначення спалаху, або застосування адресно-аналогового лазерного сповіщувача. Причому або у складі адресно-аналогової СПС, або в складі аспіраційної СПС. Цей надчутливий прилад має в 100 разів більш високу чутливість порівняно з оптико-електронними сповіщувачами. Висока яскравість випромінювання лазера забезпечує високий рівень відбиттів від частинок диму мінімальної щільності. Аспіраційні ПІ, які являють собою точковий димовий сповіщувач з високою чутливістю, встановлений в спеціальному корпусі і систему труб з отворами, через які за допомогою вентилятора всмоктується повітря з контрольованого приміщення. Даний тип димових сповіщувачів на сьогоднішній день є відносно екзотичним і дорогим. Думка фахівців з приводу ефективності його використання та можливості забезпечення надраннього виявлення неоднозначно, нормативна база не опрацьована.

Можна виділити наступні тенденції в сегменті димових сповіщувачів в Росії: серед вітчизняних димових ПІ намітилася тенденція переходу на ЅМТ, що дозволяє зробити ПІ більш технологічними і якісними. Йде постійне вдосконалення алгоритмів обробки і введенням інтелекту в ПІ. Як наслідок цього процесу можна відзначити формування різних сигналів індикатора при переході в режим Пожежа або в режим Несправність, якщо останній викликаний необхідністю чищення димової камери. Не такою рідкістю стає автоматична компенсація запиленості димової камери, яка продовжує термін служби сповіщувача між чистками без збільшення рівня хибних тривог. Удосконалення лінійних ПІ призвело до появи однопозиційних датчиків, які поєднують в одному корпусі і приймач і передавач з пасивним рефлектором у кінці зони, що значно спрощує монтаж і обслуговування системи. І, нарешті, приємно відзначити, що завдяки здоровому глузду й удосконалення нормативної бази у нас в країні все-таки намітився перехід від теплових ПІ до димарів. Хоча «коливання курсу» дуже помітні і зумовлені протиріччями у вимогах НПБ в різних редакціях.

Пожежні сповіщувачі полум’я

На ряді об’єктів необхідно зареєструвати наявність пожежі при першій появі полум’я (до початку горіння оточуючих матеріалів). В цьому випадку необхідно використовувати сповіщувачі полум’я, які реєструють електромагнітне випромінювання, що генерується як відкритим полум’ям, так і тліючим вогнищем. Відомо, що полум’я супроводжується характерним випромінюванням, як в ультрафіолетовій, так і в інфрачервоній частинах спектру.

Гарячі матеріали, полум’я яких має відносно низьку температуру і, як правило, пофарбоване у червоний колір, активно випромінюють сигнал в ІЧ діапазоні. Високотемпературне полум’я має більшу інтенсивність випромінювання в УФ діапазоні. Залежно від діапазону довжин хвиль реєстрованого випромінювання, сповіщувачі підрозділяють на сповіщувачі полум’я ІЧ діапазону і УФ діапазону. Теоретично можлива реєстрація випромінювання полум’я і у видимому діапазоні, однак практично, виявлення горіння у видимому діапазоні пов’язано зі значними технічними труднощами, які утворюються високим рівнем завадових сигналів.

Сповіщувачі полум’я застосовують у тих випадках, коли застосування теплових або димових сповіщувачів неможливо або недоцільно. Одним із основних напрямків застосування сповіщувачів полум’я є об’єкти, де звертаються речовини, швидко поширюють горіння, наприклад об’єкти нафтогазової, хімічної промисловості з наявністю легкозаймистих і горючих рідин, багато з яких горять без виділення диму.

Основним обмеженням застосування сповіщувачів полум’я є наявність штучних і природних перешкод, здатних викликати спрацьовування сповіщувача без наявності полум’я. Високий рівень електромагнітного випромінювання створюється джерелами штучного освітлення, сонячним світлом, нагрітими тілами (радіаторами, працюючими двигунами), зварювальними роботами, відображенням випромінювання дзеркальними поверхнями і т. д. Площа, контрольована сповіщувачів полум’я, не нормується (як для димових і теплових ПІ), а розраховується виходячи з відстані між сповіщувачем і контрольованою поверхнею і паспортного значення кута огляду сповіщувача Слід зазначити, що сповіщувачі полум’я є найбільш дорогими приладами та сфера їх застосування зачіпає в основному промислові об’єкти.

Газові пожежні сповіщувачі

У процесі горіння різних речовин і матеріалів газовий склад атмосфери перетерплює значні зміни. Принцип дії газових ПІ заснований на реєстрації цих змін з метою формування тривожного сигналу. Основним елементом газового ПІ є чутливий елемент (сенсор), що забезпечує переклад значення концентрації в атмосфері того чи іншого газу в електричний сигнал.

Найбільш поширені горючі речовини і матеріали, які звертаються як у виробництві, так і в побуті являють собою органічні сполуки. Основними газами, що утворюються при згорянні таких горючих речовин, є вуглекислий газ (СО2) і чадний газ (СО).

Відомим в техніці чутливим елементом, що реєструє наявність в атмосфері підвищеного вмісту недоокислених газів, наприклад, чадного газу, є так званий датчик Тагучі. При попаданні чадного газу на поверхню датчика, відбувається його доокиснення, датчик змінює свою електричну характеристику, що є сигналом до спрацьовування ПІ. У теж час датчик Тагучі реєструє не тільки чадний газ, але і багато інших недоокислені гази, тобто володіє низькою селективністю. Дана обставина призводить до помилкових спрацьовувань газових ПІ, реагуючих на що поширюються в навколишньому середовищі гази, не пов’язані із загоранням, що перешкоджає ефективному використанню газових сповіщувачів, виконаних на основі датчика Тагучі.

Цікава ідея побудови лінійного газового ПІ. У ньому метод реєстрації газоподібних продуктів згоряння заснований на вибірковому поглинанні газами електромагнітного випромінювання. Сповіщувач, робота якого заснована на цьому методі, що будується, подібно лінійному димового ПІ, на основі джерела і приймача оптичного випромінювання, що працюють в дуже вузькому діапазоні довжин хвиль (довжина хвилі повинна відповідати резонансній частоті молекул виявляється газу). При збільшенні концентрації в атмосфері виявленої газу потужність джерела випромінювання, що реєструється приймачем, падає, що служить сигналом до спрацьовування сповіщувача. Ці сповіщувачі вимагають високої точності підтримки заданої довжини хвилі. Необхідна стабільність довжини випромінюваної хвилі може бути досягнута при використанні твердотільних лазерів, які навряд чи можливо застосувати для цілей протипожежного захисту в силу їх габаритів, енергоспоживання і вартості. Напівпровідникові лазерні випромінювачі, що випускаються в даний час, не здатні підтримувати стабільну довжину випромінюваної хвилі. Цей факт накладає істотне обмеження на можливість застосування лінійних газових ПІ.

В силу зазначених вище труднощів у створенні газових ПІ, ці прилади поки не знайшли широкого застосування і дуже рідко використовуються в автоматичних системах пожежної сигналізації.

Вже кілька разів по ходу огляду застосовувалося поняття ефективності використання ПІ. Перш ніж розглянути клас комбінованих ПІ, спробуємо розібратися в цьому питанні. Звернемося до нормативної бази. У 1997 році був введений в дію ГОСТ Р 50898-96, в якому викладено методики проведення натурних випробувань пожежних сповіщувачів та наведено критерії визначення придатності ПІ до виявлення різних видів пожежі.


1 — електрична плитка ø200мм, 2 — термопара, 3 — дерев’яні бруски

Використовуються 6 типів тестових вогнищ пожежі (ТП), причому в п. 7.9 визначено, що теплові ПІ перевіряють тільки на вплив ТП-6, а димові — на вплив всіх видів ТП, крім ТП-6. Для кожного типу ТП задані максимальні величини оптичної щільності середовища m, концентрації продуктів горіння Y і температури Т, відповідні часу закінчення випробувань, так само вказані гранично допустимі часи спрацьовування ПІ, відповідні мінімальної швидкості розвитку пожежі:

ТП-1 (горіння деревини) — Y = 6, час спрацьовування не більше 370 с;
ТП-2 (тління деревини) — m = 2, час спрацьовування не більше 840 с;
ТП-3 (тління зі свіченням бавовни) — m = 2, час спрацьовування не більш 640 с;
ТП-4 (горіння полімерних матеріалів) — Y = 6, час спрацьовування не більше 180 с;
ТП-5 (горіння легкозаймистої рідини з виділенням диму) — Y = 6, час спрацьовування не більше 240 с;
ТП-6 (горіння легкозаймистої рідини без виділення диму) — Т = 600С, час спрацьовування не більше 510 с.

Димовий? Тепловий? Комбінований? Проблема вибору типу пожежного сповіщувача для Вашого обєкта

Кожен тестовий осередок не тільки складається з певного матеріалу, але й має цілком певну конфігурацію і розміри. Вогнище ТП-2 складається з 10 висушених букових брусків (вологість ~5%) розмірами 75 х 25 х 20 мм, розташованих на поверхні, електричної плити діаметром 220 мм, має 8 концентричних пазів глибиною 2 мм і шириною 5 мм, зовнішній паз повинен розташовуватися на відстані 4 мм від краю плити, відстань між суміжними пазами має становити 3 мм (див. рис. 1), потужність плити повинна бути приблизно 2 кВт. Вогнище ТП-3 складається з приблизно з 90 бавовняних ґнотів довжиною 800 мм і масою приблизно 3 г кожен, прикріплених до проволочному кільця діаметром 100 мм, підвішеного на штативі (див. рис. 2). Зібрані в пучок кінці ґнотів підпалюють відкритим полум’ям, потім полум’я задувають до появи тління, що супроводжується світінням. Вогнище ТП-4 складається з трьох матів з пінополіуретану (без добавок, що підвищують вогнестійкість) щільність 20 кг/м3 і розміром 500 х 500 х 20 мм кожний, покладені один на інший, які спалахують при допомоги 5 мл спирту в ємності діаметром 50 мм, встановленої під кутом нижньої мата. Вогнище ТП-5 — це 650 г гептану з додаванням 3 % толуолу в квадратному піддоні з сталі розмірами 330 х 330 х 50 мм

Випробування проводяться в приміщенні завдовжки 9 — 11 метрів, шириною 6 — 8 метрів і висотою 3,8 — 4,2 метрів, в центрі якого розташовується на підлозі тестовий вогнище пожежі. Досліджувані точкові сповіщувачі розташовуються на стельовому перекритті по колу на відстані 3 м від його центру в секторі 60° (див. рис. 3). При випробуваннях фіксується час активізації кожного зразка ПІ і відповідні значення контрольованих параметрів. Вважається, що пожежні сповіщувачі не витримали випробування по даному виду ТП, якщо вони не активізувалися при досягненні максимальних значень контрольованих параметрів. При сертифікації російських ПІ випробування за ГОСТ Р 50898-96 не проводяться, та інформація про їх чутливості до конкретного типу загоряння відсутня. В Європі випробування димових сповіщувачів аналогічні НПБ 65 — 97 і ГОСТ Р 50898-96 включені в один документ — європейський стандарт EN 54 частина 7 і проводяться одночасно. Причому спочатку вимірюється чутливість сповіщувачів в димовому каналі, а потім чотири найменш чутливих зразка піддаються випробуванням на тестові пожежі.

Димовий? Тепловий? Комбінований? Проблема вибору типу пожежного сповіщувача для Вашого обєкта
1 — положення на стелі тестованих ПІ, вимірювачів оптичної щільності середовища і концентрації продуктів горіння; 2 — положення на підлозі тестового вогнища пожежі.

Така відмінність з випробувань призвело до того, що оцінити реальну ефективність даного типу ПІ стає можливим тільки на діючих об’єктах методом проб і помилок. Правда, часто за рахунок людських жертв. В таблиці 1 наведені загальні рекомендації з вибору типу сповіщувача, виходячи з принципу роботи й ефективності виявлення загоряння.

Таблиця 1

Тип тестового пожежі за ГОСТ Р 50898-96

Характеристика

ТП-1

ТП-2

ТП-3

ТП-4

ТП-5

ТП-6

Основні супутні фактори

Відкрите горіння деревини

Піроліз деревини

Тління бавовни

Відкрите горіння пластмаси

Горіння гептану

Горіння спирту

Основні супутні фактори

Дим, полум’я, тепло

Дим

Дим

Дим, полум’я, тепло

Дим, полум’я, тепло

Полум’я, тепло

Вид пожежного сповіщувача
Тепловий

Х

Н

Н

Х

Х

Про

Димовий оптичний

Н

Про

Про

Х

Х

Н

Іонізаційний димовий

Про

Х

Х

Про

Про

Н

Комбінований тепловий і димовий оптичний

Х

Про

Про

Х

Х

Про

Комбінований тепловий, димовий оптичний і іонізаційний димовий

Про

Про

Про

Про

Про

Про

Примітка: О — відмінно виявляє; Х — добре виявляє; Н — не виявляє.

Цікаво навести дані щодо чутливості та реакції пожежних сповіщувачів (таблиця 2), наведених у британському стандарті BS 5839-1 «Виявлення пожежі і системи сигналізації», широко застосовується в Європі:

Таблиця 2

Тип пожежного сповіщувача

Реакція на димні пожежі зі слабким полум’ям

Реакція на швидко розвиваються пожежі з відкритим полум’ям

Швидкість реакції

Загальна додаток можливостей

Тепловий Немає Хороша Відносно повільна Широке, але не повинен використовуватися на шляхах евакуації і для захисту об’єктів з наявністю цінностей
Димовий оптико-електронний Хороша Гірше, ніж іонізаційний Швидка Дуже широке
Іонізаційний димовий Гірше, ніж оптико-електронний Дуже хороша Швидка Дуже широке
Димовий лінійний Хороша Хороша Швидка Широке
Газовий сповіщувач З Дуже хороша Слабка Швидка Широке
Аспіраційний підвищеної чутливості Дуже хороша Дуже хороша Дуже швидка Спеціального застосування
Сповіщувач полум’я Немає Дуже хороша Негайна при адекватному рівні сигналу Спеціального застосування

Вважаю, будуть також корисні рекомендації цього ж стандарту по застосуванню і вибору типу точкових і лінійних димових сповіщувачів в залежності від особливостей об’єкта (таблиця 3).

Таблиця 3

Зона

Не можна використовувати димові сповіщувачі

По можливості уникати встановлення димових сповіщувачів

Можна використовувати димові сповіщувачі, КРІМ:

Кухні

Зони, прилеглі до кухонь

іонізаційних

Зони, у яких страви готуються на вогні

іонізаційних

Приміщення, в яких палять


(крім випадків, коли вентиляція дозволяє уникнути помилкових спрацьовувань)

оптико-електронних

Душові кімнати

Приміщення, функціонування яких пов’язано з утворенням пари

оптико-електронних
Зони з високою концентрацією пилу


(необхідність частого чищення або заміни)

оптико-електронних
Приміщення з великою кількістю дрібних комах в повітрі

оптико-електронних (крім спеціально розроблених для мінімізації потрапляння комах)

Зони, у яких чутливий елемент сповіщувача незахищений від високошвидкісних повітряних потоків

іонізаційних

Зони з підвищеною вологістю

іонізаційних

Приміщення, в яких транспорт (двигуни) виділяють чадні гази

Іонізаційних
лінійних димових

Зони поблизу відкриваються вікон

Зони в яких відбуваються процеси горіння /спалювання (наприклад, бойлерні)

А комбінований краще!

На території, що захищається, можуть бути матеріали з різними характеристиками горіння, що передбачає використання різних фізичних принципів виявлення загоряння. Оскільки ніколи не відомо, що запалає першим, а значить і який фактор пожежі буде первинний, необхідно було б поставити кілька різних сповіщувачів. Проте для вирішення цього завдання випускаються спеціальні комбіновані сповіщувачі — найбільш часто в одному ПІ об’єднують димової і теплової сповіщувачі. Такий ПІ дає можливість виявляти горіння широкого класу речовин. На етапі початковій стадії горіння при підвищеному дымообразовании виявлення пожежі буде здійснено димовим каналом комбінованого ПІ. Якщо ж горючої навантаженням є речовина, практично не виділяє при горінні дим, пожежа буде виявлений тепловим каналом ПІ.

Деякі виробники випускають і так звані тривимірні комбіновані сповіщувачі, в яких в одному корпусі об’єднані димовий оптичний, іонізаційний димовий і теплової принцип виявлення. Однак випадки використання подібних пристроїв досить рідкісні, через їх велику вартість.

У будь-якому випадку, ПІ, що реагують на два або більше факторів пожежі, є більш ефективними, порівняно зі звичайними, що підтверджується даними Таблиці 1. Однак тільки комбінований ПІ забезпечує виявлення всіх 6-ти типів тестових пожеж. Саме тому в усьому світі розширюється застосування цих найбільш ефективних пристроїв виявлення. У Росії цей процес повністю припинений, оскільки комбінований ПІ по захищається площі прирівняний до звичайного теплового, що значно здорожує установку порівняно з димовими ПІ.

Дані європейських випробувань

Димовий? Тепловий? Комбінований? Проблема вибору типу пожежного сповіщувача для Вашого обєкта

В Європі набір пожежних випробувань був розроблений для розбивки сповіщувачів пожежі за категоріями залежно від їх характеристик, виявлених у керованих умовах, призначених імітувати різні види пожеж, які можуть відбуватися в реальних умовах. Кожен сповіщувач диму, минулий пожежні випробування на відповідність стандарту сповіщувача диму, вважається придатним приладом загального призначення. Для того щоб сповіщувач диму був сертифікований за європейськими нормами, він повинен вписуватися в нормативи, визначені для випробувань категорій TF2, TF3, TF4 і TF5. Як видно з рис. 4, фотоелектричний сповіщувач краще всього підходить для категорії TF2, в той час як іонізаційний — для випробувань за категоріями TF4 і TF5. Пожежі категорій і TF4, і TF5 викликають утворення меншої кількості частинок, але одночасно значного обсягу тепла, тому включення теплочувствительного елемента разом з фотоелектричної камерою, налаштованих на необхідні алгоритми, що дають можливість отримати сповіщувач, аналогічний за своїми характеристиками ионизационному извещательу при пожежах категорій TF4 і TF5, але перевершує останній при категорії TF2, оскільки він є фотоелектричним. Загальні характеристики комбінованого (фото+тепло) сповіщувача краще, ніж просто іонізаційного або просто фотоелектричного, що підтверджено показниками у випробуваннях по пожеж інших категорій, які не включені в європейські стандарти на сповіщувачі диму, TF1 і TF6. Комбінований (фото+тепло) сповіщувач здатний пройти обидва цих пожежних випробування, що не під силу окремо взятому ионизационному або фотоелектричного извещателю.

Помилкові спрацьовування

Ми встановили, що комбінований (фото+тепло) сповіщувач з правильними алгоритмами перевершує і іонізаційний і фотоелектричний, але чи можна його застосовувати в тих місцях, де іонізаційний предпочитался б фотоелектричного для виключення занадто великої ймовірності помилкових сигналів? Давно відомо, що найкращою зброєю протидії подачі помилкових сигналів є застосування затримки за часом спрацьовування, так як феномен всіх помилкових сигналів криється в їх тимчасовий характер. Пожежі з полум’ям у своєму розвитку значно більш швидкі, як і створювані ними загрози для життя порівняно з тліючим пожежами; саме полум’я створює високу температуру. Отже, у комбінованого (фото+тепло) сповіщувача алгоритми визначення пожежі повинні мати істотну затримку часу у ситуаціях, коли не спостерігається скільки-небудь значної зміни температури. Явище помилкового сигналу, що впливає на сповіщувач диму, ніякого тепла не генерує, ось чому, до того, як були розроблені сповіщувачі з мульти-датчиками, теплові сповіщувачі були єдиною альтернативою димовим там, де спостерігалися проблеми з помилковими сигналами. Створення режиму затримки часу в фотоелектричних извещателях — єдина можливість для їх використання в тих місцях, де їх альтернативою міг би стати іонізаційний сповіщувач. Фотоелектронні сповіщувачі можуть з успіхом замінити іонізаційні в більш складних середовищах, тому в найближчі роки можна прогнозувати подальше падіння продажів іонізаційних сповіщувачів. Зрештою, настане час, коли виробництво останніх стане просто економічно невигідним.

Тенденції на майбутнє — виявлення газу?

Димовий? Тепловий? Комбінований? Проблема вибору типу пожежного сповіщувача для Вашого обєкта
TF1 — горіння деревини, TF2 — тління деревини, TF3 — тління бавовни, TF4 — горіння пінополіуретану, TF5 — горіння гептану, TF6 — горіння спирту

З нашого життєвого досвіду ми знаємо, що ми тим краще працюємо, що повніше працюють наші почуття; наше сприйняття навколишнього світу посилюється, коли кожне з цих почуттів виступає в комбінації з іншими для прийняття більш усвідомленого рішення в потенційно небезпечній ситуації. Те ж саме справедливо для сповіщувача: чим більше сенсорів він містить, тим краще його здатність виявлення пожежі. Будь-які алгоритми, реалізовані в пожежному повідомлювачі повинні постійно забезпечувати компроміс між виявленням пожежі та подачею помилкового сигналу. Чим більше сенсорів в датчику, тим більше шанс мати 100% виявлення пожежі зі 100% винятком помилкових тривог.

З нашого життєвого досвіду ми знаємо, що ми тим краще працюємо, що повніше працюють наші почуття; наше сприйняття навколишнього світу посилюється, коли кожне з цих почуттів виступає в комбінації з іншими для прийняття більш усвідомленого рішення в потенційно небезпечній ситуації. Те ж саме справедливо для сповіщувача: чим більше сенсорів він містить, тим краще його здатність виявлення пожежі. Будь-які алгоритми, реалізовані в пожежному повідомлювачі повинні постійно забезпечувати компроміс між виявленням пожежі та подачею помилкового сигналу. Чим більше сенсорів в датчику, тим більше шанс мати 100% виявлення пожежі зі 100% винятком помилкових тривог.

З нашого життєвого досвіду ми знаємо, що ми тим краще працюємо, що повніше працюють наші почуття; наше сприйняття навколишнього світу посилюється, коли кожне з цих почуттів виступає в комбінації з іншими для прийняття більш усвідомленого рішення в потенційно небезпечній ситуації. Те ж саме справедливо для сповіщувача: чим більше сенсорів він містить, тим краще його здатність виявлення пожежі. Будь-які алгоритми, реалізовані в пожежному повідомлювачі повинні постійно забезпечувати компроміс між виявленням пожежі та подачею помилкового сигналу. Чим більше сенсорів в датчику, тим більше шанс мати 100% виявлення пожежі зі 100% винятком помилкових тривог.

Мультисенсорні пожежні сповіщувачі

Дослідницька лабораторія ВМФ США провела ряд пожежних випробувань з метою виявити здатність мультисенсорных сповіщувачів, що мають у своєму складі газовий сенсор, фотоелектричний датчик і тепловий датчик проводити різницю між справжньою пожежею і хибним сигналом. Звичайно, іноді ця різниця — лише справа часу: наприклад, згорає тост зазвичай буде класифіковано як помилковий сигнал, якщо тільки він не залишено в тостері і не загорівся.

Димовий? Тепловий? Комбінований? Проблема вибору типу пожежного сповіщувача для Вашого обєкта

Димовий? Тепловий? Комбінований? Проблема вибору типу пожежного сповіщувача для Вашого обєкта

На рис. 5 показано випробування з помеховым впливом гарячим душем. Спостерігаються суттєві зміни теплового каналу, сенсорам CO2 і фотоелектричного. Однак рівень сигналу Пожежа (на графіку він повинен подолати позначку 2.5 на правій осі) не подолана, що є гарним прикладом переваг мультисенсорного ПІ.

На рис. 6 показаний невеликий пожежа з палаючим гептаном, тест на який зазвичай дуже важкий для фотоелектричного сповіщувача. Це полум’я не виробляє відчутних змін ні по температурі, ні по CO2. Однак поєднання реакцій фотоелектричного і СО2 сенсорів виявляється достатнім для перевищення порогу. Короткий висновок з пожежних випробувань лабораторії ВМФ на рис. 7.1; 7.2; 7.3, показує переваги мультисенсорных сповіщувачів в порівнянні з одноканальними. На початку 2006 року ці ефективні пожежні сповіщувачі з 3-ма і навіть 4-ма каналами виявлення факторів пожежі (дим, тепло, газ і полум’я) з’являться і в Росії.

Димовий? Тепловий? Комбінований? Проблема вибору типу пожежного сповіщувача для Вашого обєкта
Вірогідність визначення жорстких перешкод (%) (піскоструминна обробка, приготування їжі, зварювання, куріння, душові)

Димовий? Тепловий? Комбінований? Проблема вибору типу пожежного сповіщувача для Вашого обєкта
Вірогідність раннього визначення пожежі (%) (широкий діапазон від тління до відкритого полум’я)

Димовий? Тепловий? Комбінований? Проблема вибору типу пожежного сповіщувача для Вашого обєкта
Загальна ефективність роботи сповіщувачів. У діаграмі допускається рівнозначність впливу пожежі і помехового впливу.

Висновок: як було сказано вище, вибір типу пожежного сповіщувача визначається трьома факторами: звичкою, ціною і специфікою місця установки. Причому ціновий показник важливий у всіх країнах світу, не тільки в Росії. Але якщо судити по щорічному зростанню збуту нашої продукції, то з упевненістю можна сказати, що свідома частина споживачів у Росії зростає дуже високими темпами. Хоча багато хто як і раніше вибирають обладнання систем автоматичної пожежної сигналізації лише з метою отримання дозволу на експлуатацію будівлі від пожежної інспекції, вважаючи що їм пожежна сигналізація не потрібна, але НПБ цього вимагає. У цьому варіанті перевагу надають найдешевшим тепловим пороговим пожежним повідомлювачам в збиток ефективності системи. Якщо ж мова йде про свідомий вибір, то перевагу слід віддати димовим оптико-електронним повідомлювачам, а на об’єктах, де можливе виникнення димів від загоряння пластмаси та ізоляції силових кабелів — димовим радіоізотопного. Треба зазначити, що оптико-електронні ПІ останнього покоління здатні захищати об’єкти із самими складними умовами експлуатації: підвищений електромагнітний фон; вибухонебезпечні зони; перепади температури (наприклад, від -30 до +70°С); підвищена вологість; рухомі об’єкти з вібраціями; приміщення з висотою стелі більше 12 метрів; зони з наявністю в суспензії пилу і вологи та ін. Про всіх цих рішеннях можна дізнатися на щотижневих безкоштовних семінарах в нашій Компанії. Якщо ж до системи пожежної сигналізації пред’являються підвищені вимоги, або помилкові сигнали при використанні сповіщувачів з одним сенсором можуть бути критичними для робочих процесів в закритому приміщенні, то краще використовувати комбіновані ПІ, хоча б у самому простому варіанті: дим+тепло.

А найвищу пожежну захист забезпечать мультисенсорні сповіщувачі, що об’єднують 3 або 4 канали виявлення при повній відсутності помилкових спрацьовувань. В розрахунку на перспективу вартість такої системи буде нижчою системи з одним сенсором з причини менших втрат від простоїв та незручностей, викликаних помилковими спрацьовуваннями.