Нормы установки датчиков пожарной сигнализации: как сделать правильный расчет. Выбор типов пожарных извещателей в зависимости от назначения защищаемого помещения и вида горючей нагрузки Нормы установки пожарных извещателей в квартирах

Вечная тема: 1, 2, 3 либо 4? Пожарные извещатели для одного помещения

Сколько пожарных извещателей, каких типов и для формирования каких сигналов должно быть в одном помещении?

Начальник КБ компании "СИГМА-ИС"

Вопрос о количестве пожарных извещателей в одном помещении в последнее время считается почти неприличным. Специалисты морщатся или смеются, но от вопроса уходят, обычно выдав шутку, дескать, ставь 4 - лучше перебдеть. Или начинают рассуждать о том, как надо бы изменить СП5, чтобы все было правильно и понятно. С другой стороны, практики-проектировщики вынуждены сейчас делать проекты на основе существующего СП5.

Не претендуя на полноту охвата возможных ситуаций, постараюсь изложить практические рекомендации на основе уже накопленного опыта жизни с техрегламентом и новыми сводами правил.

Что обязательно, а что исключение?

Требования по количеству извещателей задаются в СП 5.13130.2009 пунктами 13.3.2-13.3.3 и 14.1-14.3 и приложениями О и Р. Не буду полностью цитировать текст - основные пункты очень длинные и не очень понятные. Если есть желание - найдите и почитайте. Только имейте в виду, что этим летом в пункт 14.2 были внесены небольшие изменения, сделавшие его чуть более ясным.

Наибольшие разночтения в отношении основного текста (разделов 13 и 14) вызывает вопрос "Надо ли выполнять все указанные пункты или некоторые из них описывают исключения, и из каких требований каких именно пунктов в таком случае делаются исключения?".

В целом наиболее логически непротиворечивой интерпретацией мне представляется приведенная в табл. 1.

Применимость приложения Р

Теперь несколько пояснений на тему, как определить, какая ячейка табл. 1 относится к вашему конкретному случаю.

Приложение Р упоминается в том пункте, где говорится о применении "извещателей с повышенной достоверностью", и в нем, по идее, описываются признаки таких извещателей (с повышенной достоверностью). Как видно в табл. 1, применимость приложения Р может очень сильно повлиять на ответ. Приведу это приложение полностью:

Р.1 Применение оборудования, производящего анализ физических характеристик факторов пожара и (или) динамики их изменения и выдающего информацию о своем техническом состоянии (например, запыленности).
Р.2 Применение оборудования и режимов его работы, исключающих воздействие на извещатели или шлейфы кратковременных факторов, не связанных с пожаром

Применимость приложения Р к конкретным извещателям - вопрос веры и маркетинговых усилий производителя.

1. Если вы скажете, что ни один существующий извещатель не удовлетворяет этим требованиям, я не смогу ничего возразить. Действительно, защититься от всех кратковременных факторов невозможно. Действительно, анализ физических характеристик извещатели не производят - они их просто измеряют.
2. Если вы скажете, что любой (по крайней мере любой дымовой оптический) извещатель удовлетворяет этим требованиям, я тоже вынужден буду согласиться. Действительно, все извещатели проходят испытания на импульсные электромагнитные помехи. Действительно, все извещатели обнаруживают изменения тех или иных физических параметров среды, связанных с пожаром (факторов пожара).

На практике обычно считается, что все адресно-аналоговые извещатели безусловно удовлетворяют приложению Р, а неадресные - не удовлетворяют (еще раз повторю, извещатели типа "один дома", на мой взгляд, лучше, чем обычные неадресные, но достаточно ли они хороши, чтобы подпадать под приложение Р, - вопрос доверия к конкретному производителю).

Применимость приложения О

Приложение длинное, полностью его цитировать не буду. Кратко его суть в том, что расчетное время обнаружения и устранения неисправности (замены извещателя) не должно превышать 70% от допустимого времени остановки деятельности предприятия или времени, на которое можно "передать функции контроля выделенному персоналу".

Обратите внимание, подразумевается немедленная остановка деятельности организации на время неисправности даже одного-единственного извещателя. Хотя типовая методика расчета рисков полагает нормальной ситуацию, когда 20% времени сигнализация в каждом помещении не работает. Поэтому если вы будете составлять СТУ (специальные технические условия) для своего объекта с расчетом рисков, то сможете обосновать весьма неторопливую работу ремонтной службы и, конечно, без всякой остановки деятельности предприятия.

Для нас сейчас важно, что для применения приложения О необходимо, чтобы обеспечивалась индикация неисправного извещателя на ППК. Известные мне адресные системы это обеспечивают. Допустимость применения данного пункта в случае неадресных извещателей типа "один дома" и аналогичных, способных формировать такое извещение по неадресным шлейфам, может быть оспорено представителями Госпожнадзора, хотя в случае установки только одного такого извещателя на неадресный шлейф требование, несомненно, выполняется. Речь о том, что указанные неадресные извещатели индицируют только сам факт неисправности, а чтобы идентифицировать конкретный извещатель, выдавший это событие (если их несколько на шлейфе), необходимо лично обойти весь шлейф и найти неисправный глазами.

Рекомендации для разговора с инспектором Теперь забудем про "только сигнализация", ибо любая сигнализация с сиреной - это уже "система оповещения 1-го типа". Принимая во внимание указанные примечания (что любые адресные системы можно притянуть под приложение О, а адресно-аналоговые и под приложение Р), а также учитывая, что отечественные неадресные приборы практически все двухпороговые, можно сократить табл. 1 до легко запоминаемой табл. 2.

Напомню, что, следуя букве закона, адресные и адресно-аналоговые сами по себе никакого преимущества не имеют. Формально речь идет о "повышенной достоверности" или "обнаружении неисправностей". Но поскольку на сегодня нет внятного пояснения, какие именно неисправности должны обнаруживаться, за какое время, и уж тем более нет четкой формулировки, что такое "повышенная достоверность", то на практике согласования проектов в экспертизе и на практике проведения проверок ГПН сложилось примерно такое понимание.

Не забудьте, интерпретация туманных формулировок свода правил у конкретного эксперта или инспектора может отличаться от моей, и ссылаться на мою статью в разговоре с ним бесполезно. Очень легко вам объяснят, что любой мультикритериальный адресно-аналоговый лазерный синий извещатель недостаточно соответствует приложению Р. Однако если инспектор не просто ищет, к чему придраться, а уже настроен на конструктивную беседу, то приведенная интерпретация скорее всего подойдет. Не забудьте только, что для применения приложения О может потребоваться согласованный заказчиком расчет времени на замену неисправного извещателя.

Для больших помещений

Теперь вспомним, что все вышеприведенное относится к маленьким помещениям. Если помещение большое, то извещателей заведомо будет много, расставленных на расстояниях не более нормативных - в зависимости от высоты потолка, типа извещателя и размеров помещения. В таком случае вопрос формулируется иначе: надо ли использовать половинное нормативное расстояние между извещателями или половинить расстояние не надо. Привожу в виде табл. 3.

Обратите внимание, что приложение О в данном случае не играет никакой роли, ибо в каждом помещении, несомненно, находится больше двух извещателей, и потому вопрос о резервировании из-за выхода из строя отдельного извещателя уже не стоит.

Что принесут евронормы?

В заключение скажу, что после перехода на соответствующую евронормам методику тестирования извещателей (огневые испытания) я не вижу смысла цепляться за остатки "суверенных пожарных нормативов" и ожидаю весьма скорый переход полностью на евронормы (EN 54), в которых вопроса "1, 2, 3 или 4?", вынесенного в заголовок, просто нет.

Эффективность работы пожарной сигнализации во многом определяется правильностью выбора типа и числа извещателей, которые входят в ее состав. В зависимости от габаритных размеров помещений количество требуемых пожарных датчиков будет варьироваться. Важно правильно определить, сколько пожарных датчиков должно быть в помещении, чтобы они могли полностью покрывать всю поверхность контролируемых помещений. Чтобы упростить процедуру составления проектной документации используется специальный свод правил, которые регламентируют количество и место расположения извещателей для разных объектов. Поскольку объекты, на которых устанавливается система пожарной безопасности могут иметь различную форму, нехарактерную для типичных строений, то порой даже наличие таких правил не позволяет сильно упростить задачу составления правильной конфигурации пожарной сигнализации. В таком случае важно понимание физических процессов, которые могут происходить в том или ином помещении в момент возникновения пожара. Благодаря этому можно будет максимально правильно подобрать конфигурацию сигнализации, рассчитать количество требуемых датчиков и корректно выбрать места их монтажа.

Какое количество на один объект необходимо?

Количество датчиков пожарной сигнализации в помещении должно определяться исходя из того, что определение возгорания должно обеспечиваться по всей охраняемой площади. Для каждого из защищаемого помещения должно устанавливаться не меньше двух пожарных извещателей, а в некоторых случаях и три. Все зависит от того, по какой схеме должна работать система пожаротушения. Если она включается при срабатывании одного из датчиков, то в таком случае будет достаточно и двух извещателей. Второе устройство будет дублировать первое и обеспечит резервирование в случае выхода его из строя. Если для включения систем пожаротушения и дымоудаления требуется срабатывание двух извещателей, то в помещении их количество должно быть не менее трех. Третий датчик будет выступать в качестве резервного одного из двух извещателей, которые должны обеспечить включение системы пожаротушения.

Кроме перечисленных вариантов также возможна ситуация, когда допускается установка только одного извещателя. Например, установка пожарных извещателей в тамбурах, или узких коридорах небольшой протяженности.

Важно, чтобы при установке одного пожарного датчика выполнялись следующие условия:

• площадь защищаемого помещения не превышает значения площади, которую может защитить одно устройство – указано в его технической документации;
• обеспечивается автоматический мониторинг состояния одиночного извещателя с последующим извещением на центральный пульт в случае его отказа;
• возможна точная идентификация неисправного устройства с помощью элементов визуализации центрального пульта;
• с единичного извещателя не формируется исполнительный сигнал на включение системы пожаротушения и дымоудаления.

Количество в зависимости от площади

Чтобы определиться, сколько адресных пожарных извещателей ставить в помещении исходя из его размеров, нужно пользоваться следующими рекомендациями.

Один извещатель может контролировать площадь не больше 85 м 2 , а при высоте от 3,5 м до 6 м – не больше 70 м 2 .

Расстояние между двумя соседними устройствами в первом случае не должно быть больше 9 м, а во втором – не более 8,5 м. При использовании пожарных извещателей в помещениях с более высокими полками, например складские помещения, величина защищаемой площади одним устройством будет уменьшаться, как и требуемое расстояние между датчиками. Учитывая приведенные данные, могут вводиться корректировки в зависимости от технических параметров, описанных в инструкции к конкретному извещателю.

Размещение в помещении

В процессе проектирования пожарной охранной системы важно не только, сколько пожарных извещателей должно быть в помещении, а и места их установки. Ведь от того насколько правильно расположен на объекте извещатель зависит корректность его срабатывания в той или иной ситуации.

Точечные пожарные датчики, кроме устройств контроля наличия пламени, должны располагаться, как правило, под потолком. При невозможности расположить устройство на потолке допускается его монтаж на колонах, стенах и прочих элементах несущей конструкции, а также на тросах в подвесном состоянии.

При монтаже извещателя на потолке он не должен быть ближе 10 см к стенам, а при креплении к стенам и на тросах – на расстоянии в пределах 10…30 см от потолка. Если для крепления устройств применяются тросы должны выполняться условия их устойчивого положения и ориентации в пространстве охраняемого помещения.

Монтаж дымовых и тепловых извещателей следует выполнять в соответствии с учетом того, как движутся воздушные потоки к отверстиям приточной и вытяжной сигнализации. Расстояние устройств от отверстий вентиляции должно быть не менее 1-го метра.

Обратите внимание!

В местах расположения извещателей, где есть вероятность их механического повреждения, следует позаботиться о том, чтобы защитить устройства от механических факторов, обеспечив при этом полную сохранность их функциональности.

Если на объекте запланировано установить разнотипные извещатели, то следует придерживаться правил монтажа для каждого из них в отдельности.

Заключение

Чтобы пожарная охранная система функционировала нормально и обеспечивала требуемый уровень безопасности, ее проектирование и монтаж должны проводить специалисты. Они владеют определенной квалификацией, соответствующим оборудованием и имеют лицензию на проведение такого рода работ. Поручив установку пожарной сигнализации профессионалам, пользователю не придется ломать голову, сколько датчиков пожарных ставят в прихожей, а сколько в спальне или гостиной.

Пожарный извещатель — устройство в составе сигнализации для формирования сигнала о пожаре. В системах АПС предназначены для обнаружения на ранней стадии факторов пожара или различных комбинаций факторов.

Извещение — сообщение, несущее информацию о контролируемых изменениях состояния охраняемого объекта или технического средства АПС и передаваемое с помощью электромагнитных, электрических, световых и (или) звуковых сигналов.

Автономный пожарный извещатель — датчик, реагирующий на определенный уровень концентрации аэрозольных продуктов горения (пиролиза) веществ и материалов и, возможно, других факторов пожара. В корпусе такой модели имеются автономный источник питания и все компоненты, необходимые для обнаружения пожара и непосредственного оповещения о нем.

Какие бывают пожарные датчики

• Охранно-пожарный (совмещающий функции охранного и пожарного).
• Ручной пожарный (устройство для формирования сигнала о пожаре с ручным способом приведения в действие).
• Автоматический пожарный (автоматически реагирующий на факторы, сопутствующие пожару).
• Автономный пожарный (датчик, реагирующий на определенный уровень концентрации аэрозольных продуктов горения (пиролиза) веществ и материалов и, возможно, других факторов пожара. В корпусе такой модели имеются автономный источник питания и все компоненты, необходимые для обнаружения пожара и непосредственного оповещения о нем).
• Адресный пожарный ((АПИ) — техническое средство АПС, которое передает на адресный приемно-контрольный прибор код своего адреса вместе с извещением о пожаре).
• Тепловой пожарный (реагирующий на определенное значение температуры и (или) скорости ее нарастания).
• Максимальный тепловой (срабатывающий при превышении определенного значения температуры окружающей среды).
• Дифференциальный тепловой (срабатывающий при превышении определенного значения скорости нарастания температуры окружающей среды).
• Максимально-дифференциальный тепловой (совмещающий функции максимального и дифференциального тепловых пожарных извещателей).
• Пожарный извещатель пламени (реагирующий на электромагнитное излучение пламени).
• Дымовой пожарный (реагирующий на аэрозольные продукты горения).
• Радиоизотопный (дымовой пожарный извещатель, срабатывающий в результате влияния продуктов горения на ионизационный ток рабочей камеры извещателя).
• Оптический (дымовой пожарный извещатель, срабатывающий в результате влияния продуктов горения на поглощение или рассеяние электромагнитного излучения извещателя).
• Комбинированные оптико-электронные

Извещатели (датчики) обнаружения дыма

Такие модели датчиков установлены на большинстве объектов. Основное назначение таких устройств - обнаружение мест возгораний сопровождающихся появлением дыма в закрытом помещении различных зданий и сооружений. Конструкция выполнена с возможностью установки на прочные основания и с защитой от мелких насекомых.

Размещение и монтаж дымовых пожарных извещателей должны производиться в соответствии с проектом, требованиями НПБ 88-2001*, технологическими картами и инструкциями.

Устройства такого типа устанавливается на прочной конструкции потолка, которая не подвержена быстрому разрушению. Допускается также монтаж на стенах, балках колоннах и подвеска на металлических тросах под перекрытия зданий со световыми, аэрационными, зенитными фонарями. В этих случаях извещатели необходимо размещать на расстоянии не более 300 мм от потолка (включая габаритные размеры устройства). Дымовые и тепловые пожарные извещатели следует устанавливать в каждом отсеке потолка, ограниченном строительными конструкциями (балками, прогонами, ребрами плит и т.п.), выступающими от потолка на 0,4 м и более. При наличии на потолке выступающих частей от 0,08 до 0,4 м контролируемая извещателем площадь уменьшается на 25 %. При наличии на потолке в контролируемом помещении коробов, технологических площадок шириной 0,75 м и более, имеющих сплошную конструкцию и отстоящих по нижней отметке от потолка на расстояние более 0,4 м, необходимо под ними дополнительно устанавливать пожарные точки.

Извещатели (датчики) обнаружения по изменению температуры

Такой тип оборудования устанавливается на всех объектах где недопустимо использование дымовых моделей. Предназначен для обнаружения возгораний, сопровождающихся выделение определенного количества тепла в закрытом помещении различных зданий и сооружений. Конструктивно датчик выполнен с возможностью установки на прочные основания.

Размещение и монтаж тепловых пожарных извещателей должны производиться в соответствии с проектом, требованиями НПБ 88-2001*, технологическими картами и инструкциями.

Тепловые пожарные извещатели следует устанавливать, как правило, на потолке. При невозможности установки извещателей на потолке допускается установка их на стенах, балках, колоннах. Допускается также подвеска извещателей на тросах под перекрытиями зданий со световыми, аэрационными, зенитными фонарями. В этих случаях извещатели необходимо размещать на расстоянии не более 300 мм от потолка (включая габаритные размеры извещателя). Дымовые и тепловые пожарные извещатели следует устанавливать в каждом отсеке потолка, ограниченном строительными конструкциями (балками, прогонами, ребрами плит и т.п.), выступающими от потолка на 0,4 м и более. При наличии на потолке выступающих частей от 0,08 до 0,4 м контролируемая извещателем площадь уменьшается на 25 %. При наличии на потолке в контролируемом помещении коробов, технологических площадок шириной 0,75 м и более, имеющих сплошную конструкцию и отстоящих по нижней отметке от потолка на расстояние более 0,4 м, необходимо под ними дополнительно устанавливать пожарные извешатели.

Извещатели (датчики) принудительного ручного пуска

Извещатели пожарные ручные (ИПР) входят в состав любой автоматической установки пожаротушения и пожарной сигнализации и предназначены для работы с сигнально-пусковыми устройствами, с пожарными и охранно-пожарными приемно-контрольными приборами

Назначение ИПР определяет требования по их размещению. Согласно НПБ 88-2001* "Установки пожаротушения и сигнализации Нормы и правила проектирования" ручные пожарные извещатели следует устанавливать на стенах и конструкциях на высоте 1,5 м от уровня земли или пола, на расстоянии не более 50 м друг от друга внутри зданий и не более 150 м вне зданий. При этом на расстоянии не менее 0,75 м от ручного извещателя не должно быть различных органов управления и предметов, препятствующих доступу. Даже в прихожих квартир не допускается "для улучшения интерьера" устанавливать ИПР в стенных шкафах, где их будет затруднительно отыскать и при отсутствии пожара. Освещенность в месте установки ручного пожарного извещателя должна быть не менее 50 лк.

В соответствии с приложением 13 к НПБ 88-2001 * в производственных зданиях, сооружениях и помещениях (цеха, склады и т.п.) рекомендуется устанавливать ИПР вдоль эвакуационных путей, в коридорах, у выходов из цехов, складов и на лестничных площадках каждого этажа. В административно-бытовых и общественных зданиях - в коридорах, холлах, вестибюлях, на лестничных площадках, у выходов из здания. В кабельных сооружениях (туннели, этажи и т.п.) - у входа в туннель, на этаж, у аварийных выходов из туннеля, у разветвления туннелей.

На что обратить внимание при выборе пожарного датчика:

• Потребление питания
• Атмосфероустойчивость
• Реагирование на внешние факторы (свет, поток воздуха от обогревательных элементов)
• Возможность точной настройки чувствительности датчика
• Адресность или аналоговое исполнение

Какие бывают специальные извещатели в пожарной системе:

• Извещатели передающие несколько уровней сработки
• Взрывозащищенное исполнение
• Автономные извещатели-пожарные системы
• Специальные разработки для определенных нужд

Как подобрать правильную модель

Подбор пожарной сигнализации и элементов, составляющих ее, должен производится проектными организациями. Попробуем в двух словах рассказать на что реагируют разные модели этого оборудование.

Задымленность или дым в помещении. Каждый пожарный датчик контролирует определенный объем помещения, анализируя наличие продуктов горения в воздухе, попадающем в его камеру. Основных типа работающих по такому принципу два: точечный и линейный контроль. В первом случае продукты горения при попадании в оптическую камеру датчика не дают инфракрасному лучу попасть из передатчика до приемника. При этом у каждых моделей различные уровни реакции. Во втором случае (линейный) луч проходит по линии через некоторый объем помещения и отражается в специальные отражатели. Если луч не вернулся обратно - значит ему мешает наличие в воздухе дыма.

Тепло или открытое пламя. В таком случае извещателями оценивается величина и рост температуры в помещении защиты. Тут все значительно проще, так как такой тип датчиков используется очень давно. Находящаяся внутри капсула реагирует на определенную температуру и дает извещение о критичном превышении температуры. Извещатели открытого пламени реагируют немного в другом формате. Открытый огонь излучает оптическое излучение, имеющее свои особенности в различных областях спектра.

Системы пожарной сигнализации не могут существовать без чувствительных элементов системы: пожарных извещателей , которые собственно и обнаруживают возгорание.

Вид распознаваемого признака пожара

Пожар можно распознать по разным признакам, и извещатели соответственно есть:

• дымовые (здесь датчик распознает просачивающийся дым),
• пламени (извещатель распознает наличие пламени),
• тепловые (датчик распознает характерное для пожара повышение температуры),
• газовые (реагирующие на газ) и
• комбинированные (сочетающие в себе вышеуказанные четыре пункта).

Горение различных материалов проходит по разному: какие-то при высокой температуре горения не выделяют дыма, какие-то, наоборот, выкидывают черные хлопья копоти, а какие-то лишь тлеют, не выказывая пламени. В соответствии с тем, какие материалы находятся на объекте, необходимо ставить извещатели пожарные, классификация которых позволяет обнаруживать соответствующий тип горения.

Дымовые датчики сами по себе подразделяются на ионизационные, оптические и линейные.

Датчики пламени, в свою очередь, делятся на классы с 1-го по 4-й в соответствии с тем, какова дальность обнаружения ими пламени. Класс 4 «видит» пламя в пределах 8 метров вокруг себя, 1-й же класс - в пределах 25 и более метров.

Тепловые датчики делятся на а) максимальные (те, что бьют тревогу при достижении температурой верхнего допустимого порога), б) дифференциальные (те, что реагируют на определенную скорость повышения температуры) и в) максимально-дифференциальные. Также тепловые извещатели классифицируют по скорости их срабатывания.

Существуют также ручные извещатели , которые начинают работать, когда человек, заметивший пожар, нажмет на кнопку или повернет рычаг. В данном случае чувствительным элементом является сам человек, который приводя в действие извещатель сообщает о пожаре системе.

Способ питания

По способу получения электроэнергии пожарные извещатели делятся на :

• те, что питаются по шлейфу, то есть по общему кабелю вместе с другими приборами сети,
• те, что питаются по отдельному каналу, и
• те, что имеют автономное питание.

Выбор способа питания имеет значение, когда на объекте затруднены условия для прокладки кабелей либо когда кабели располагаются в зонах, сильно подверженных воздействию пожара. Владельцу придется выбрать между стоимостью монтажа, красотой интерьера и надежностью сигнализации.

Принцип формирования сигнала

Пожарные извещатели подразделяются на два вида по тому, как именно они узнают об опасности. Это извещатели

• активные (те, что сами посылают в окружающую среду сигнал, а затем реагируют на его изменение) и
• пассивные (которые ожидают, пока признак пожара сам достигнет из местоположения).

Возможность определения местонахождения

При пожаротушении иногда очень полезно знать, в какой точке именно произошел пожар, в какой стадии он находится в том или ином помещении, как он распространяется. Определить это помогают адресные извещатели . В противоположность им существуют извещатели безадресные , которые извещают лишь, что пожар в наличии. Разница между такими извещателями в цене и типе установленной системы.

Вид контролируемой зоны

Согласно этой классификации пожарные извещатели делятся на

• точечные (извещатель , получающий данные в одной точке),
• линейные (опасность распознается с помощью линии луча между двумя приборами),
• объемные (контролирующие из места своего нахождения определенный объем пространства) и
• комбинированные.

При выборе данных извещателей принимается во внимание объем помещения, специфика его конфигурации и некоторые другие факторы, в том числе цена.

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%) . 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 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 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.

Точечный

Извещатель , реагирующий на факторы пожара в компактной зоне.

Многоточечный
Тепловые многоточечные извещатели - это автоматические извещатели , чувствительные элементы которых представляют собой совоокупность точечных сенсоров дискретно расположенных на протяжении линии. Шаг их установки определяется требованиями нормативных документов и техническими характеристиками, указываемыми в технической документации на конкретное изделие.

Линейный (термокабель )

Существует несколько типов линейных тепловых пожарных извещателей , конструктивно отличающихся друг от друга:

• полупроводниковый - линейный тепловой пожарный извещатель , у которого в качестве сенсора температуры используется покрытие проводов веществом, имеющим отрицательный температурный коэффициент. Данный вид термокабеля работает только в комплекте с электронным управляющим блоком. При воздействии температуры на любой участок термокабеля изменяется сопротивление в точке воздействия. С помощью управляющего блока можно задать разные пороги температурного срабатывания;
• механический - качестве сенсора температуры данного извещателя используется герметичная металлическая трубка, заполненная газом, а также датчик давления, подключенный к электронному блоку управления. При воздействии температуры на любой участок сенсорной трубки изменяется внутреннее давление газа, значение которого регистрируется электронным блоком. Данный тип линейного теплового пожарного извещателя многоразового действия. Длина рабочей части металлической трубки сенсора имеет ограничение по длине до 300 метров;
• электромеханический - линейный тепловой пожарный извещатель , у которого в качестве сенсора температуры используется термочувствительный материал, нанесенный на два механически напряженных провода (витая пара), Под воздействием температуры термочувствительный слой размягчается, и два проводника накоротко замыкаются.

Дымовые извещатели

Дымовые извещатели - извещатели , реагирующие на продукты горения, способные воздействовать на поглощающую или рассеивающую способность излучения в инфракрасном, ультрафиолетовом или видимом диапазонах спектра. Дымовые извещатели могут быть точечными, линейными, аспирационными и автономными.

Применение

Признак, на который реагируют дымовые извещатели - дым. Наиболее распространенный тип извещателя . При защите системой пожарной сигнализации административно-бытовых помещений необходимо использовать только дымовые извещатели . Использование других типов извещателей в административно-бытовых помещениях запрещено. Количество извещателей , защищающих помещение зависит от размеров помещения, типа извещателя , наличие систем (пожаротушения, дымоудаления , блокировки оборудования) которыми управляет пожарная сигнализация. До 70% пожаров возникает из тепловых микроочагов , развивающихся в условиях с недостаточным доступом к ним кислорода. Такое развитие очага, сопровождающееся выделением продуктов горения и протекающее в течение нескольких часов, характерно для целлюлозосодержащих материалов. Обнаруживать подобные очаги наиболее эффективно регистрацией продуктов горения в небольших концентрациях. Это позволяют делать дымовые или газовые извещатели .

Оптические

Дымовые извещатели , использующие оптические средства обнаружения, реагируют по-разному на дым разных цветов. В настоящее время производители предоставляют ограниченную информацию о реакции дымовых извещателей в технических характеристиках. Информация о реакции извещателя включает только номинальные значения реакции (чувствительности) на серый дым, а не чёрный. Часто указывается диапазон чувствительности вместо точного значения.

Точечный

Сработавший дымовой пожарный извещатель (красный светодиод непрерывно горит).

Дымовые извещатели на время проведения ремонта в помещении должны закрываться для избежания попадания пыли. Точечный извещатель реагирует на факторы пожара в компактной зоне. Принцип действия точечных оптических извещателей основан на рассеивании серым дымом инфракрасного излучения. Хорошо реагируют на серый дым, выделяющийся при тлении на ранних стадиях пожара. Плохо реагирует на чёрный дым, поглощающий инфракрасное излучение. Для периодического обслуживания извещателей необходимо разъемное соединение, так называемая «розетка» с четырьмя контактами, к которой подключается дымовой извещатель . Для контроля отключения датчика от шлейфа существуют два отрицательных контакта, которые замыкаются при установки извещателя в розетку. Дымовая камера и электроника точечного дымового извещателя . Во всех точечных дымовых оптических пожарных извещателях ИП 212-ХХ по классификации НПБ 76-98 используется эффект диффузного рассеивания излучения светодиода на частицах дыма. Светодиод располагается таким образом, чтобы исключить прямое попадание его излучения на фотодиод. При появлении частиц дыма часть излучения отражается от них и попадает на фотодиод. Для защиты от внешнего света оптопара - светодиод и фотодиод, размещаются в дымовой камере из пластика чёрного цвета.

Экспериментальные исследования показали, что время обнаружения тестового очага пожара при расположении дымовых извещателей на расстоянии 0,3 м от потолка возрастает в 2..5 раз. А при установке извещателя на расстоянии 1 м от перекрытия можно прогнозировать увеличение времени определения пожара уже в 10..15 раз.

Линейный

Линейный - двухкомпонентный извещатель состоящий из блока приемника и блока излучателя (либо одного блока приемника-излучателя и отражателя) реагирует на появление дыма между блоком приемника и излучателя.

Устройство линейных дымовых пожарных извещателей основано на принципе ослабления электромагнитного потока между разнесенными в пространстве источником излучения и фотоприемником под воздействием частиц дыма. Прибор такого типа состоит из двух блоков, один из которых содержит источник оптического излучения, а другой - фотоприемник. Оба блока располагают на одной геометрической оси в зоне прямой видимости.

Аспирационный

Аспирационный извещатель использует принудительный отбор воздуха из защищаемого объёма с мониторингом ультрачувствительными лазерными дымовыми извещателями обеспечивает сверхраннее обнаружение критической ситуации. Аспирационные дымовые пожарные извещатели позволяют защитить объекты, в которых невозможно непосредственно разместить пожарный извещатель .

Пожарный аспирационный извещатель применим в помещениях архивов, музеев, складов, серверных, коммутаторных помещений электронных узлов связи, центров управления, «чистых» производственных зон, больничных помещений с высокотехнологичным диагностическим оборудованием, телевизионных центров и радиовещательных станций, компьютерных залов и других помещений с дорогостоящим оборудованием. То есть для наиболее важных помещений, где хранятся материальные ценности или где огромны средства, вложенные в оборудование, либо где велик ущерб от остановки производства или прерывания функционирования, либо велика упущенная выгода от потери информации. На таких объектах крайне важно достоверно обнаружить и ликвидировать очаг на самой ранней стадии развития, на этапе тления - задолго до появления открытого огня, либо при возникновении перегрева отдельных компонент электронного устройства. При этом, учитывая, что такие зоны обычно оснащены системой контроля температуры и влажности, в них производится фильтрация воздуха, имеется возможность значительно увеличить чувствительность пожарного извещателя , избежав при этом ложных срабатываний. Недостатком аспирационных извещателей является их высокая стоимость.

Автономный

Автономный - пожарный извещатель , реагирующий на определенный уровень концентрации аэ розольных продуктов горения (пиролиза) веществ и материалов и, возможно, других факторов пожара, в корпусе которого конструктивно объединены автономный источник питания и все компоненты, необходимые для обнаружения пожара и непосредственного оповещения о нём. Автономный извещатель также является точечным.

Ионизационные

Принцип действия ионизационных извещателей основан на регистрации изменений ионизационного тока, возникающих в результате воздействия на него продуктов горения. Ионизационные извещатели делятся на радиоизотопные и электроиндукционные.

Радиоизотопный

Радиоизотопный извещатель - это дымовой пожарный извещатель , который срабатывает вследствие воздействия продуктов горения на ионизационный ток внутренней рабочей камеры извещателя . Принцип действия радиоизотопного извещателя основан на ионизации воздуха камеры при облучении его радиоактивным веществом. При введении в такую камеру противоположно заряженных электродов возникает ионизационный ток. Заряженные частички «прилипают» к более тяжелым частичкам дыма, снижая свою подвижность - ионизационный ток уменьшается. Его уменьшение до определенного значения извещатель воспринимает как сигнал «тревога». Подобный извещатель эффективен в дымах любой природы. Однако наряду с описанными выше достоинствами радиоизотопные извещатели имеют существенный недостаток, о котором не следует забывать. Речь идет об использовании в конструкции извещателей источника радиоактивного излучения. В связи с этим возникают проблемы соблюдения мер безопасности при эксплуатации, хранении и транспортировке, а также утилизации извещателей после окончания срока эксплуатации. Эффективен для обнаружения возгораний, сопровождающихся появлением так называемых «черных» видов дыма, характеризующихся высоким уровнем поглощения света.

Высокая чувствительность позволяет использовать радиоизотопные извещатели как составной компонент аспирационных извещателей . При прокачке через извещатель воздуха защищаемых помещений он может обеспечивать подачу сигнала при появлении даже ничтожного количества дыма - от 0,1 мг/м³. При этом длина трубок для забора воздуха практически не ограничивается. К примеру, практически всегда регистрирует факт воспламенения спичечной головки на входе воздухозаборной трубки длиной 100 м.

Электроиндукционный

Принцип работы извещателя : аэрозольные частицы засасываются из окружающей среды в цилиндрическую трубку (газоход) при помощи малогабаритного электрического насоса и попадают в зарядную камеру. Здесь, под воздействием униполярного коронного разряда, частицы приобретают объемный электрический заряд и, двигаясь далее по газоходу, попадают в измерительную камеру, где наводят на её измерительном электроде электрический сигнал, пропорциональный объемному заряду частиц и, следовательно, их концентрации. Сигнал с измерительной камеры попадает в предварительный усилитель и далее в блок обработки и сравнения сигнала. Датчик осуществляет селекцию сигнала по скорости, амплитуде и длительности и выдает информацию при превышении заданных порогов в виде замыкания контактного реле.

Электроиндукционные извещатели используются в системах пожарной сигнализации модулей «Заря» и «Пирс» МКС.

Извещатели пламени

Извещатель пламени - извещатель , реагирующий на электромагнитное излучение пламени или тлеющего очага.

Извещатели пламени применяются, как правило, для защиты зон, где необходима высокая эффективность обнаружения, поскольку обнаружение пожара извещателями пламени происходит в начальной фазе пожара, когда температура в помещении ещё далека от значений, при которых срабатывают тепловые пожарные извещатели . Извещатели пламени обеспечивают возможность защиты зон со значительным теплообменом и открытых площадок, где невозможно применение тепловых и дымовых извещателей . Извещатели пламени применяются для организации контроля наличия перегретых поверхностей агрегатов при авариях, например, для обнаружения пожара в салоне автомобиля, под обшивкой агрегата, контроля наличия твердых фрагментов перегретого топлива на транспортере.

Газовые извещатели

Газовый извещатель - извещатель , реагирующий на газы, выделяющиеся при тлении или горении материалов. Газовые извещатели могут реагировать на оксид углерода (углекислый или угарный газ), углеводородные соединения.

Проточные пожарные извещатели

Проточные пожарные извещатели применяют для обнаружения факторов пожара в результате анализа среды, распространяющейся по вентиляционным каналам вытяжной вентиляции. Извещатели следует устанавливать в соответствии с инструкцией по эксплуатации этих извещателей и рекомендациями изготовителя, согласованными с уполномоченными организациями (имеющими разрешение на вид деятельности).

Ручные извещатели

Пожарный ручной извещатель - устройство, предназначеннное для ручного включения сигнала пожарной тревоги в системах пожарной сигнализации и пожаротушения. Ручные пожарные извещатели следует устанавливать на высоте 1,5 м от уровня земли или пола. Освещенность в месте установки ручного пожарного извещателя должна быть не менее 50 Лк. Ручные пожарные извещатели должны устанавливаться на путях эвакуации в местах, доступных для их включения при возникновении пожара. В сооружениях для наземного хранения легковопламеняющихся и горючих жидкостей

Дымовой оптико-электронный точечный пожарный извещатель .

По статистике примерно 90% пожаров начинаются с тления материалов, по этому дымовые пожарные извещатели (ИП) в большинстве случаев являются наиболее эффективным средством защиты от пожара. Дымовые пожарные извещатели обнаруживают пожароопасную ситуацию на раннем этапе, при минимальном задымлении в верхней части помещения, и обеспечивают реальную защиту жизни людей и материальных ценностей. По европейским требованиям все помещения защищаются дымовыми извещателями , исключение составляют только зоны с возможным появлением дыма или пара в нормальных условиях. Такое положение обеспечило в Европе и в Америке снижение числа пожаров и человеческих жертв пр имерно в 10 раз по сравнению с Россией. Эффективность дымового извещателя зависит от многих факторов, конечно и от электроники, но его потенциальные характеристиками во многом определяются конструкцией извещателя , формой дымовой камеры , параметрами оптопары , эффективностью экранировки и т.д.

Принцип работы дымового оптико-электронного пожарного извещателя

В дымовых оптико-электронных пожарных извещателях используется эффект рассеяния излучения светодиода на частицах дыма. Подобный эффект возникает при прохождении луча прожектора через облако: в чистой среде луч не видим, а в облаке происходит его рассеяние на частицах влаги, часть излучения отражается в сторону наблюдателя и становится четко видна структура луча. Светодиод и фотодиод располагаются под определенным углом, а перегородка исключает прямое попадание сигналов светодиода на фотодиод (рис. 1 а). При появлении частиц дыма часть излучения отражается от них и попадает на фотодиод (рис. 1 б).

Рис. 1. Принцип действия дымового оптико-электронного извещателя

Для того, чтобы данная модель реализовалась в виде дымового извещателя , необходима сложная конструкция, которая обеспечивает его стабильную работу в реальных условиях. Для защиты от внешнего света оптопара – светодиод и фотодиод, размещаются в дымовой камере. Принцип действия оптико-электронного ПИ определяет сильное влияние на его чувствительность и помехоустойчивость формы дымовой камеры, ее цвета, структуры поверхности, диаграмм направленности светодиода и фотодиода, их взаимного расположения в пространстве.

Для обеспечения эффективной пожарной защиты сигналы о пожароопасной ситуации должны формироваться при сравнительно небольшой концентрации дыма. Чувствительность дымового извещателя - это удельная оптическая плотность среды измеренная в дБ/м или в %/м, при которой формируется сигнал ПОЖАР. Чем меньший уровень оптической плотности среды вызывает его активизацию, тем выше чувствительность. По НПБ 65-97 чувствительность порогового дымового извещателя пожарного (ИП) должна устанавливаться в диапазоне 0,05-0,2 дБ/м, а ее значение должно быть приведено в технической документации на пожарный извещатель . По западным экспериментальным оценкам при удельной оптической плотности дыма 0,2 дБ/м видимость составляет примерно 50 метров, при 0,5 дБ/м - примерно 20 метров, при 1 дБ/м - примерно 10 метров, при 2 дБ/м - примерно 5 метров. При этом надо учитывать, что первоначально слой дыма располагается в верхней части помещения.

При испытаниях по НПБ 65-97 чувствительность дымовых пожарных извещателей должна оставаться в пределах 0,05 - 0,2 дБ/м, при этом отношение максимальной оптической плотности к минимальной не должно превышать:

• при изменении ориентации к направлению воздушного потока - 1,6 раз;
• при изменении скорости воздушного потока 0,625 – 1,6 раз;
• от экземпляра к экземпляру - 1,3 раз;
• при изменении напряжения питания - 1,6 раз;
• при изменении температуры окружающей среды до +550С - 1,6 раз,
• после воздействия повышенной влажности – 1,6 раз.

Однако одновременное воздействие нескольких факторов, что обычно и происходит на практике, может вызвать изменение чувствительности оптико-электронного ИП в широких пределах. К тому же, в процессе эксплуатации происходит уход чувствительности из-за накопления пыли, старения электронных компонентов и т.д. Необходимо так же обеспечить защиту от воздействия искусственного или естественного освещения яркостью до 12000 лк, защиту от влаги, от пыли, от коррозии, от насекомых, от воздействия электромагнитного излучения, от механических воздействий и т.д.

Отсутствие в программе испытаний извещателей при сертификации огневых испытаний по ГОСТ 50898-96, испытаний на коррозионную стойкость, низкие требования по воздействию электромагнитного поля и т.д., позволяют сертифицировать извещатели совершенно не отвечающие современным условиям эксплуатации. Высокая вероятность ложных срабатываний привела в 2003 году к появлению в НПБ 88-2001* п. 13.1* требования о формировании любой команды при срабатывании не менее двух пожарных извещателей . По этой же причине некоторые производители приемно-контрольных приборов ввели режим автоматического сброса первого сообщения о пожаре, что приводит к потере драгоценного времени и только усложняет процедуру выявления неисправного извещателя .

В НПБ 57-97 «Приборы и аппаратура автоматических установок пожаротушения и пожарной сигнализации . Помехоустойчивость и помехоэмиссия . Общие технические требования. Методы испытаний» приведены требования по помехоустойчивости при воздействии электромагнитного поля (табл. 1). Даже для управления АУП по НПБ 88-2001* п. 12.11 пожарные извещатели должны быть устойчивы к воздействию электромагнитных полей со степенью жесткости всего лишь не ниже второй.

Диапазон частот и уровни напряженности электромагнитного поля при испытаниях по НПБ 57-97 не учитывают ни наличие нескольких систем сотовой связи с огромным числом базовых станций и мобильных телефонов, ни увеличения мощности и числа радио и телевизионных станций и т.д. Причем «эффективность» воздействия помех на пожарный извещатель с увеличением частоты возрастает.

По европейским стандартам пожарный извещатель должен выдерживать воздействие электромагнитного поля напряженностью 10 В /м в диапазонах 0,03 – 1000 МГц и 1 – 2 ГГц, и напряженностью 30 В/м в диапазонах сотовой связи 415 – 466 МГц и 890 – 960 МГц. Европейские требования соответствуют современным условиям эксплуатации и в несколько раз превышают требования даже по самой высокой 4-й степени жесткости по НПБ 57-97. Кроме того, обязательными являются испытания на влагу сначала при постоянной температуре +40°С и относительной влажности 93% в течение 4 суток, затем с циклическим изменением температуры по 12 часов при +25°С и по 12 часов при +55°С с относительной влажностью не менее 93% в течение еще 4 суток, испытания на коррозию при воздействии газа SO2 в течение 21 суток и т.д. Становится понятно почему по европейским требованиям, сигнал от двух ПИ используется только для включения пожаротушения в автоматическом режиме.

Распространение дыма в помещении

Дым с нагретым воздухом от тлеющего очага поднимается вверх до потолка и распространяется в верхней части помещения в горизонтальной плоскости от очага (рис. 2). Причем непосредственно у перекрытия остается прослойка чистого воздуха. Достигнув вертикальной преграды горизонтальный поток разворачивается и происходит увеличение слоя дыма в верхней части помещения. Таким образом, наибольшая эффективность работы пожарных извещателей обеспечивается при установке горизонтально на потолке в центре помещения, либо вертикально на стене на расстоянии 0,1 – 0,3 м от потолка. Углы помещения практически не вентилируются, соответственно не допускается установка извещателей на потолке ближе 0,5 м к стене и на стене ближе 0,1 м к потолку (рис. 2).

Рис. 2. Распространение дыма от тлеющего очага в помещении

Данная модель распространения дыма справедлива при горизонтальном перекрытии, когда перепад высот в помещении не превышает 600 мм при использовании дымового ИП, или 150 мм при использовании теплового ИП. С увеличением расстояния от очага в горизонтальной проекции дым рассеивается, т.е. снижается его удельная оптическая плотность, поэтому регламентируется максимальное расстояние между дымовыми пожарными извещателями . Таким образом, считается, что стандартный дымовой ИП защищает максимальную площадь 176 м2 в виде круга радиусом 7,5 м. Преимуществом данной формулировки контролируемой зоны является применимость ее к помещениям любой формы от простейших прямоугольных с плоскими стенами до произвольных с изогнутыми стенами, круглых, эллипсоидных, которые все чаще встречаются в настоящее время.

В НПБ 88-2001* «Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования» задан единственный способ расстановки дымовых ИП - в узлах квадратной решетки с максимально допустимым шагом и расстоянием до стены, что применимо только для помещений прямоугольной формы. Этих требования определяют максимальный радиус защищаемой зоны, как половину диагонали квадрата, в углах которого расположены извещатели (рис. 3). Например, для помещения высотой до 3,5 м максимальный шаг квадратной решетки составляет 9 м, диагональ квадрата равна 12,7, а радиус защищаемой зоны ~ 6,36 м. Соответственно максимальная площадь в виде круга, защищаемая дымовым ИП по НПБ 88-2001*, равна 125 м2 .

Рис. 3. Максимальная площадь, защищаемая дымовым извещателем по НПБ 88-2001*

Формирование горизонтального дымозахода

Исходя из направлений распространения дыма в помещении, конструкция дымового точечного извещателя рассчитывается на горизонтальные воздушные потоки. Аэродинамические характеристики дымовой камеры, конструкция дымозахода ИП, защитные конструктивные элементы и т.д. должны обеспечивать достаточно быстрое поступление дыма в чувствительную зону дымовой камеры. Т.е. для адекватной реакции концентрация дыма в дымовой камере должна не значительно отличаться от концентрации дыма в окружающей среде. Причем, чем выше класс ИП, тем тщательнее должна отрабатываться конструкция корпуса ИП, форма дымовой камеры и диаграммы направленности свето и фотодиода оптопары . Повышенные требования по стабильности чувствительности предъявляются к дымовым ИП с несколькими порогами. При установке минимального или максимального уровня их чувствительность не должна выходить за допустимые пределы. Адресно-аналоговый дымовой извещатель должен в реальном масштабе времени передавать на адресно-аналоговый прибор текущее значение оптической плотности с высокой точностью начиная с минимальных концентраций дыма. Следовательно конструкция адресно-аналогового ИП должна обеспечивать практически полное отсутствие зависимости результатов измерений от направления и от скорости воздушных потоков. Кроме того, должна обеспечиваться малая инерционность, т.е. концентрация дыма в оптической камере должна незначительно отличаться от концентрации в окружающей среде.

Все современные дымовые извещатели имеют горизонтально вентилируемые камеры рассчитанные на относительно свободное прохождение воздушного потока в горизонтальном направлении. При этом большое значение имеет площадь дымозахода и его форма. У большинства европейских пожарных извещателей можно найти общие черты: форма извещателя исключает возможность обтекания воздушным потоком корпуса извещателя в горизонтальной и в вертикальной плоскостях. В качестве примера, на рис. 4 показаны дымовые извещатели Систем Сенсор адресно-аналоговые серии 200+ и неадресные серии ЕСО1000.

Рис. 4. Формирование горизонтального дымозахода

Кроме того, важно обеспечить максимальное соотношение площади дымозахода и внутреннего объема дымовой камеры. Хорошая вентилируемость дымовой камеры определяет малую инерционность работы. Эта задача аналогична проветриванию помещения: открытая форточка – вентилируемость очень слабая, скорость поступления воздуха из вне крайне низкая, открытое окно – вентиляция улучшается, несколько открытых окон – еще лучше. Очевидно максимальный уровень вентиляции, максимальная скорость поступления воздуха в круглом помещении будет при наличии только пола и потолка, с практически полностью открытой конструкцией по периметру. Так же и у дымового извещателя наилучшая вентиляция внутреннего объема достигается при максимально возможной площади дымозахода , т.е. при открытой боковой стенке высотой не ниже профиля дымовой камеры.

Большое значение имеет эффективная защита от насекомых, ее отсутствие значительно сужает область применения дымового извещателя . Попытки сэкономить на дополнительных конструктивных элементах и выполнить защиту в виде щелей непосредственно в корпусе извещателя приводят к резкому снижению площади дымозахода и обеспечивают только условную защиту по пыли на уровне IP4Х. Кроме того в подобных конструкциях обычно оптическая камера отнесена от дымозахода в корпусе, что дополнительно ухудшает аэродинамические характеристиках извещателя . Сначала дым заполняет внутреннюю часть корпуса и только потом попадает в оптическую камеру. Причем значительная часть воздушного потока может проходить внутри корпуса мимо дымовой камеры. Эффективная защита от насекомых без значительного сокращения площади дымозахода обеспечивается только при использовании металлической или пластиковой сетки с ячейкой менее 1 х 1 мм. На рис. 5 изображен крупным планом дымозаход пожарных извещателей Систем Сенсор.

Рис. 5. Защита дымозахода сеткой

Основные черты конструкции дымозахода извещателей Систем сенсор любой серии:

выступающая часть нижней крышки исключает обтекание корпуса снизу;

стойки крепления нижней крышки исключают обтекание корпуса в горизонтальной плоскости;

отдельные элементы конструкции корпуса образуют воронку, направляющую воздушный поток во внутрь извещателя ;

плоскость дымозахода расположена перпендикулярно горизонтальному воздушному потоку;

обеспечена максимальная площадь дымозахода , его высота равна высоте дымовой камеры;

дымовая камера защищена металлической или пластиковой сеткой, которая практически не снижает площадь дымозахода и обеспечивает надежную защиту от насекомых;

защитная сетка непосредственно примыкает к дымовой камере, что исключает затраты времени на заполнение дымом корпуса извещателя .

Конструкция дымовой камеры

Основой дымового оптико-электронного извещателя является оптическая камера и оптопара . Конструкция камеры должна одновременно удовлетворять ряду противоречивых требований, например, обеспечить свободный доступ для горизонтальных воздушных потоков и исключить влияние внешнего света, электромагнитных помех, пыли, насекомых и т.д. Все крупные производители пожарных извещателей уделяют огромное внимание разработке оптической камеры, поскольку именно она определяет основные характеристики ИП. Для решения этой сложнейшей технической задачи используются методы математического моделирования и экспериментальные исследования. Причем оптимизируется одновременно конструкция дымовой камеры, диаграммы направленности светодиода и фотодиода, а так же их расположение. Поэтому «заимствование» конструкций оптических камер ведущих производителей, при использовании стандартных свето - и фотодиодов, с широкими диаграммами и с неотъюстированными оптическими осями не дает удовлетворительных результатов. В добавок не достаточно высокий уровень конструкторской проработки приводит к «появлению» в дымовой камере посторонних элементов, например, электролитических конденсаторов, которые не удалось разместить в другом месте, а использование некачественного пластика вызывает деформацию первоначальной формы камеры, что в итоге определяет реальные характеристики не выше, чем при использовании более простых конструкций.

Отношение уровня сигнала фотодиода, при котором активизируется извещатель , к величине фонового сигнала определяет его помехозащищенность. Для повышения чувствительности и помехоустойчивости при отсутствии дыма минимальный уровень сигнала должен поступать на фотодиод. Для этого камера изготавливается из пластика черного цвета и с матовой поверхностью. Конструкция дымовой камеры также должна одновременно обеспечивать свободный проход воздуха и значительное ослабление излучения от внешних источников света. Требования противоречивые и их одновременное выполнение возможно только при использовании достаточно сложных конструкций. Кроме того, неизбежное накопление пыли, как правило, серого цвета, на стенках дымовой камеры, приводит к повышению сигнала фотодиода, что со временем вызывает ложные срабатывания. Излучение светодиода отражается от запыленных стенок оптической камеры так же, как от частиц дыма. Этот эффект определяет необходимость периодического проведения технического обслуживания дымовых оптико-электронных извещателей , которое заключается в разборке извещателя и чистке его дымовой камеры.

Примеры горизонтально вентилируемых дымовых камер

В современных дымовых пожарных извещателях обычно используются горизонтально вентилируемые дымовые камеры с боковым дымозаходом , которые согласованы с горизонтальными воздушными потоками (рис. 7). Для защиты от света по периметру дымовой камеры обычно располагается периодическая структура из вертикальных пластинок определенной формы, что исключает прямое попадание света на фотодиод.

Рис. 7. Примеры конструкций дымовых камер

Рассмотрим примеры конструкций горизонтально вентилируемых дымовых камер. На рис. 7 а) показана дымовая камера с защитными пластинками в виде двух плоских планок, соединенных под прямым углом. Внешний свет отражается несколько раз от черных поверхностей и значительно ослабляется прежде чем попадет во внутреннюю часть камеры. С другой стороны, часть излучения светодиода попадает между пластинками, что определяет меньшее увеличение фонового сигнала при появлении пыли на поверхности дымовой камеры по сравнению со сплошной боковой стенкой. Для выравнивания чувствительности от направления дымозахода расположение пластинок не является полностью периодическим: пары пластинок, расположенные по оси симметрии соединены между собой.

В конструкции на рис. 7 б) для повышения защиты от внешнего света пластинки имеют выступ, направленный в угол соседней пластинки. Во внутрь дымовой камеры обращена плоская поверхность пластинки, срезанная как бы по окружности, что приводит к более быстрому увеличению фонового сигнала при осаждении пыли.

На рис. 7 в), 7 г) показаны примеры дальнейшей модификации формы пластинок предыдущей конструкции. Относительный размер наружной планки значительно увеличен, по форме пластинки напоминают букву «Т». Это дает несколько большую защиту от света, однако при этом значительно снижается площадь дымозахода за счет уменьшения просвета между пластинками и сокращения их числа. К тому же, воздушный поток для захода в дымовую камеру и для выхода из нее должен несколько раз резко изменять направление движения, что определяет дополнительное повышение аэродинамического сопротивления. Диаграммы направленности оптопары формируются отверстиями в конструкциях перед свето - и фотодиодом, а не оптической системой, что приводит к снижению энергетического потенциала системы.

Подобные конструкции обычно используются в однопороговых традиционных извещателях .

Конструкция дымовой камеры адресно-аналогового извещателя

Тщательная проработка конструкции дымовой камеры, с использованием методов математического моделирования и натурных испытаний, позволяет если не исключить полностью, то снизить до минимума проявление отрицательных эффектов. Например, на рис. 8 приведена конструкция камеры Систем Сенсор, которая используется в большинстве адресно-аналоговых дымовых и комбинированных 2-х, 3-х и 4-х канальных извещателях последних поколений.

Основные характерные особенности:

• сложная форма пластинок (рис. 9 а), расположенных по периметру камеры, обеспечивает более высокую степень защиты от внешнего света, по сравнению с пластинками с плоскими поверхностями;
• плавные изгибы вертикальных пластинок не оказывают значительного сопротивления воздушным потокам;
• внутрь дымовой камеры обращены заостренные карая пластинок, и большая часть излучения светодиода попадает между пластинками, что максимально снижает уровень фонового сигнала;
• рифленые поверхности дна и крышки камеры уменьшают, по сравнению с плоскими поверхностями, уровень отраженного сигнала, т.к. подсвечиваются только выступающие части;
• значительное снижение площади внутренней поверхности камеры, за счет острых краев пластинок и рифления дна и крышки, определяет низкий уровень фонового сигнала и его незначительное увеличение при накоплении пыли;
• воздушные каналы, создаваемые удлиненными пластинками рядом с фотодиодом и светодиодом практически полностью исключают зависимость чувствительности от направления воздушного потока без ограничения доступа с наиболее чувствительных направлений;
• эффективная экранировка фотодиода и электронной схемы исключают влияние электромагнитных помех по европейским требованиям.

Рис. 8. Конструкция оптической камеры адресно-аналогового дымового извещателя

Рис. 9. Фрагмент чертежа дымовой камеры адресно-аналогового извещателя

Подобная конструкция в адресно-аналоговом извещателе обеспечивает высокую точность измерения оптической плотности среды при незначительных уровнях задымления и малых скоростях движения воздуха. Это позволяет адресно-аналоговому приемно-контрольному прибору анализировать динамику процесса и формировать предварительные сигналы на сверхранних этапах развития пожароопасной ситуации.

Конструкция многопороговых дымовых извещателей

В дымовых интеллектуальных извещателях Систем Сенсор неадресных ПРОФИ и адресных Леонардо реализован комплексный подход к оптимизации конструкции, при котором отдельные конструктивные элементы одновременно выполняют несколько функций.

Рис. 10. Конструкция извещателей серий ПРОФИ и ЛЕОНАРДО

Рис. 11. Конструкция дымовой камеры извещателей ПРОФИ и ЛЕОНАРДО

Корпус извещателя имеет горизонтальный дымозаход , защищенный от насекомых сеткой, размещенной в крышке дымовой камеры (рис. 10). Абсолютно круглая в горизонтальной плоскости дымовая камера обеспечивает одинаково высокую чувствительность при поступлении дыма с любого направления (рис. 11). Сложная форма пластинок, расположенных по ее периметру, обеспечивает одновременно хорошую продуваемость и защиту от внешнего света. Незначительное аэродинамическое сопротивление определяет отсутствие снижения чувствительности при малых скоростях воздушного потока. Оптопара , расположенная на «втором этаже», чуть выше дымозахода , защищена от пыли, которая в основном скапливается на дне крышки дымовой камеры. Форма дымовой камеры оптимизирована со специально разработанными для этих серий извещателей инфракрасными светодиодами и фотодиодами. Узкая диаграмма светодиода с двумя максимумами позволяет создать равномерно высокий уровень освещения в центральной части дымовой камеры, в секторе ± 100 и снизить освещение боковых стенок камеры. Диаграмма направленности фотодиода также имеет ширину примерно ± 100 с направлением максимума в центральную часть дымовой камеры (рис. 12). Таким образом, обеспечивается снижение фонового сигнала, принимаемого фотодиодом за счет переотражения от стенок камеры, и увеличение сигнала при появлении дыма. Повышение направленности оптопары оптическими элементами эквивалентно увеличению отношения сигнал/фон. Точная юстировка оптических осей при установке кристаллов светодиодов и фотодиодов определяет стабильность чувствительности извещателей . Свето - и фотодиод имеют SMD исполнение и устанавливаются на плате одновременно с остальными электронными компонентами с обеспечением точной ориентации.

Рис. 12. Диаграммы направленности

Рис. 13. Герметизация печатной платы

При изготовлении дымовой камеры, по ее периметру со стороны печатной платы в ту же форму, для обеспечения прочности соединения, добавляется красный эластичный пластик (рис. 13). Этот слой, в виде двойной прокладки, обеспечивает герметизацию электронной схемы извещателя и ее защиту не только от влаги, но и от коррозии. Чтобы не нарушать герметичность в месте установке индикаторов (кристаллы красного и зеленого светодиодов), сигналы предаются через световод , установленный в корпусе дымовой камеры.

На печатной плате хорошо видны круглые контактные площадки (рис. 14), которые используются для подключения игольчатых контактов при проведении компьютерного тестирования. В процессе тестирования осуществляется контроль элементов, статические и динамические характеристики устройства. Число контрольных точек на печатной плате определяют глубину тестирования извещателя в процессе изготовления.

Рис. 14. Электроника извещателя

Большое внимание уделено защите от электромагнитного воздействия. Высокая степень интеграции и миниатюризация позволили выполнить практически все электрические соединения в одном слое печатной платы и использовать второй слой для экранировки. Так же заэкранирован фотодиод (рис. 14), а SMD исполнение позволило до минимума сократить длину его выводов. Без экранировки входных цепей усилителя сигнала и выводов светодиода в срвременных условиях невозможно избавиться от наводок от внешних электромагнитных помех и избежать ложных срабатываний без загрубления чувствительности извещателя . Отсутствие экранировки в извещателях определяет наличие ложных срабатываний в реальных условиях. Причем отсутствие ложных срабатываний в извещателе без экранировки, скорее всего, указывает на недопустимо низкий уровень чувствительности. Даже в обычном офисном или жилом здании может появляться значительный уровень электромагнитных помех от сотовой связи, офисных радиотелефонов, от включения и выключения различных силовых установок, от работы мобильных средств св язи различных служб и т.д. При этом возможно как прямое детектирование электромагнитных сигналов на входных цепях усилителя сигнала фотодиода, так и наводки на другие электрические цепи извещателя и на шлейфы сигнализации. Незначительное запыление дымовой камеры или уход порога срабатывания приводят к увеличению вероятности «ложняка ». Наличие ложных срабатываний следует классифицировать как неисправность системы пожарной сигнализации, практически наравне со снижением чувствительности или с отказом извещателя .

Использование эффективной конструкции дымовой камеры, стабилизация и контроль чувствительности обеспечивают в извещателях серии ЛЕОНАРДО и ПРОФИ возможность корректировки заводского уровня чувствительности 0,12 дБ/м, на 0,08 дБ/м, или на 0,16 дБ/м в зависимости от типа объекта. При этом чувствительность не изменяется в диапазоне рабочих температур от -30°С до +70°С и при накоплении пыли в течении нескольких лет. Ложные срабатывания отсутствуют даже на верхнем уровне чувствительности в сложной электромагнитной обстановке.

Линейные оптико-электронные дымовые пожарные извещатели .

Дымовые линейные извещатели широко используются в системах пожарной безопасности. Они незаменимы в помещениях с высокими потолками и большими площадями, имеют максимальную чувствительность по черным дымам. Отмечается более раннее обнаружение возгорания линейным извещателем по сравнению с точечными дымовыми извещателями в реальных условиях.

Существует несколько типов линейных дымовых пожарных извещателей . Наиболее распространенные двухкомпонентные линейные ПИ состоят из передатчика и приемника, которые размещаются на противоположных сторонах защищаемой зоны. Приемник принимает сигнал передатчика и сравнивает его уровень с величиной, соответствующей чистой среде. Появление дыма между приемником и передатчиком вызывает затухание сигнала и приводит к формированию сигнала ПОЖАР (рис. 1).

Рисунок 1 - Принцип действия оптико-электронного линейного дымового извещателя

Рисунок 2 - Линейный извещатель 6424

Линейный дымовой извещатель обеспечивает лучшую эффективность по обнаружению различных типов пожаров, по сравнению с точечными оптико-электронными, ионизационными и тепловыми извещателями (таблица 1).

Таблица 1 - Чувствительность пожарных извещателей к тестовым очагам пожара
(О - отлично обнаруживает; Х - хорошо обнаруживает; Н - не обнаруживает)

Необходимо также отметить, что все современные линейные извещатели имеют несколько порогов чувствительности и компенсацию запыления оптики и светофильтров, что позволяет учесть условия эксплуатации, исключить ложные срабатывания и снизить расходы на техническое обслуживание. У точечных извещателей данные функции реализованы только в адресно-аналоговых системах и в наиболее продвинутых пороговых, например в последних сериях Систем Сенсор ПРОФИ и Леонардо. Это объясняется жесткими ограничениями по массогабаритным характеристикам и по электропотреблению, налагаемыми на точечные пожарные извещатели .

Типы линейных извещателей

Линейные дымовые извещатели можно разделить на два крупных класса: двухкомпонентные, состоящие из отдельных блоков приемника и передатчика, и современные однокомпонентные - один блок приемо-передатчика с пассивным рефлектором. Построение линейного извещателя определяет требования к техническим характеристикам компонент, их конструкции и размещению. Для двухкомпонентного извещателя необходимо обеспечить стабильный уровень сигнала передатчика во всем диапазоне рабочих температур и напряжений питания, т.к. снижение уровня сигнала передатчика приводит к формированию ложного сигнала ПОЖАР. Приемник должен обеспечивать хранение значения уровня опорного сигнала в энергонезависимой памяти приемника и корректировку порога срабатывания при запылении оптики в процессе эксплуатации.

Кроме того, для увеличения энергетического потенциала в приемнике и передатчике используются оптические системы, обеспечивающие достаточно узкие диаграммы направленности. Такое построение определяет сложность настройки и эксплуатации линейных извещателей . Для обеспечения работоспособности необходимо проведение достаточно трудоемкой юстировки, при которой устанавливается положение приемника и передатчика, соответствующее приему максимума сигнала. Изменение положения приемника или передатчика в процессе эксплуатации вызывает отклонение диаграммы направленности, снижение уровня сигнала и формирование ложного сигнала ПОЖАР, который не сбрасывается без переюстировки извещателя . После сброса производится сравнение пониженного за счет разъюстировки уровня сигнала с уровнем сигнала при чистой оптической среде и выдается подтверждение сигнала ПОЖАР. Ситуация для извещателя не отличается от подтверждения сигнала ПОЖАР при наличии дыма. Соответственно, крепление приемника и передатчика допускается только на капитальные конструкции. Форму диаграммы направленности выбирают таким образом, чтобы незначительное смещение опорных конструкций не нарушало работоспособность линейного извещателя . Обычно допускается в процессе эксплуатации смещение максимума диаграммы направленности относительно оптической оси в пределах порядка ±0,5°, что соответствует при расстоянии между приемником и передатчиком 10 метров смещению луча на ± 87 мм, а при расстоянии 100 метров - на ± 870 мм.

Для обеспечения работы двухкомпонентных извещателей при различных дальностях обычно требуется использование нескольких уровней сигнала передатчика и регулировка усиления приемника, что создает дополнительные трудности при настройке и юстировки. Другой существенный недостаток - необходимость подключения и передатчика и приемника к источнику питания - это значительный расход кабеля обычно превышающий расстояние между приемником и передатчиком. Кроме того, при установке в одном помещении параллельно нескольких линейных извещателей необходимо исключить попадание на приемник сигналов от соседних передатчиков. Некоторые производители в этом случае рекомендуют устанавливать приемники и передатчики в шахматном порядке, что приводит к дополнительному увеличению расхода кабеля и монтажных работ. Причем монтаж этой части шлейфа обычно затруднен из-за высоких потолков, или из-за необходимости выполнения скрытой проводки.

Практически все эти недостатки отсутствуют у однокомпонентных дымовых линейных извещателей , в которых приемник и передатчик размещены в одном блоке, а на противоположной стороне располагается пассивный рефлектор не требующий питания (рис. 6). Он состоит из большого числа призм, структура которых обеспечивает отражение сигнала в направлении источника. Подобная конструкция используется в автомобильных катафотах . Таким образом, рефлектор не требует не только питания, но и юстировки. Соответственно в несколько раз сокращается расход кабеля, трудоемкость монтажа и юстировки.

Рисунок 6 - Внешний (вверху) и внутренний (внизу) вид однокомпонентного извещателя 6500R/6500RS и рефлектора

Более того, рефлектор может быть установлен на некапитальные и даже вибрирующие конструкции. Допускается изменение положения рефлектора в пределах ±10°. При больших углах появляется снижение уровня отраженного сигнала за счет уменьшения проекции рефлектора на плоскость перпендикулярную оптической оси, т.е. за счет уменьшения эквивалентной площади рефлектора.

Размещение приемника и передатчика в одном блоке обеспечивает возможность автоматического выбора диапазона измерения уровня сигнала при юстировке, автоматическую подстройку уровня излучения передатчика и коэффициента усиления приемника в зависимости от дальности контролируемой зоны.

Кроме того, дополнительно появляется возможность временной селекции сигналов, возможность использования одного рефлектора при близком расположении двух-трех извещателей , возможность компенсации изменения оптической плотности не связанной с возникновением пожароопасной ситуацией в течение суток для исключения ложных срабатываний и т.д.

Значительно упрощается и контроль чувствительности однокомпонентного линейного извещателя . Вместо использования оптических фильтров можно обеспечивать ослабление сигнала путем блокировки соответствующей площади рефлектора. Для случая равномерного облучения рефлектора имеется простая зависимость затухания сигнала от величины его площади. Этот способ реализован в однокомпонентном извещателе 6500 Систем Сенсор. На его рефлекторе нанесена шкала от 10% до 65% с дискретом 5%, покоторой определяется величина затухания сигнала при изменении площади затенения(рис. 7). Таким образом, можно с высокой точностью измерить чувствительность извещателе 6500 на любом из четырех порогов 25%, 30%, 40%, 50%.

Рисунок 7 - Шкала проверки чувствительности извещателя

Линейный дымовой извещатель защищает зону протяженностью до 100 - 200 метров и, соответственно, заменяет в зависимости от длины и высоты помещения более 10 - 20 точечных дымовых извещателей . Сложность монтажа, тестирования и технического обслуживания точечных дымовых извещателей при наличии высоких полков определяет дополнительные преимущества линейных извещателей . Причем установка точечных извещателей в помещениях высотой более 12 метров запрещена из-за резкого снижения их эффективности: дым при достижении потолка распространяется на большую площадь, соответственно снижается его удельная плотность и соответственно увеличивается время определения возгорания. Этот эффект практически не влияет на работоспособность линейного извещателя , т.к. снижение удельной оптической плотности компенсируется увеличением протяженности задымления (рис. 8). Высокая эффективность линейных извещателей в таких условиях определила возможность защиты помещений значительной высоты. По европейским рекомендациям линейные извещатели допускается устанавливать для защиты людей в помещениях высотой до 25 метров, а для защиты имущества - до 40 метров в один ярус. При этом расстояние между оптическими осями выбирается в пределах от 9 до 15 метров и не требуется его уменьшение при увеличении высоты помещения.

Рисунок 8 - Распределение дыма в помещении с высоким потолком

По российским требованиям, приведенным в НПБ 88-2001* "Установки пожаротушения и сигнализации . Нормы и правила проектирования") в помещениях высотой до 12 метров расстояния между оптическими осями не должны превышать расстояний между рядами точечных дымовых извещателей при той же высоте. Т.е. никаким образом не учитывается различие физических процессов при дымоопределении точечным и линейным извещателем . Более того в помещениях высотой от 12 до 18 метров предписана двухъярусная установка линейных дымовых извещателей . Требуется установка дополнительного яруса линейных извещателей на высоте 1,5 - 2 метра от уровня пожарной нагрузки, но не менее 4 метров от плоскости пола. Т.к. размещение линейных извещателей в помещениях выше 18 метров нормами вообще не предусмотрено, то на практике в некоторых случаях применяют трехъярусную установку, хотя увеличение высоты помещения с большим запасом можно компенсировать установкой более высокой чувствительности. Такое положение определяет в некоторых случаях к выбору более дешевого и менее эффективного оборудования.

Перечень нормативно-технической документации, требования которой необходимо учитывать при изучении данной темы.

1. СП 5.13130.2013 Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования.

2. НПБ 58-97 Системы пожарной сигнализации адресные. Общие технические требования.

3. НПБ 65-97. Извещатели пожарные дымовые оптико-электронные. Общие технические требования.

4. РД 78.145-93. Системы и комплексы охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнализации. Правила производства и приемки работ.

5. Пособие к РД 78.145-93.

6. НПБ 66-97 Извещатели пожарные автономные. Общие технические требования.

7. НПБ 70-98 Извещатели пожарные ручные. Общие технические требования.

8. НПБ 71-98 Извещатели пожарные газовые. Общие технические требования.

9. НПБ 72-98 Извещатели пламени пожарные. Общие технические требования.

10. НПБ 76-97 Извещатели пожарные. Общие технические требования.

11. НПБ 81-99 Извещатели пожарные дымовые радиоизотопные. Общие технические требования.

12. НПБ 82-99 Извещатели пожарные дымовые оптико-электронные линейные. Общие технические требования. Методы испытаний.

13. НПБ 85-2000 Извещатели пожарные тепловые. Технические требования пожарной безопасности.

14. СП 54.13130.2011 Свод правил. Здания жилые многоквартирные. Раздел 7. Пожарная безопасность.

15. Статьи И.Г. Неплохова по пожарным извещателям .

16. www .txcom.ru .

17. www.tinko.ru .

18. www.kvarta-kmv.ru .

19. www. signaldoma.ru .

Вопросы для самопроверки.

1. Отклассифицируйте пожарные извещатели по виду зоны обнаружения.

2. Отклассифицируйте пожарные извещатели по принципу обнаружения?

3. Объясните принцип обнаружения пожарного дымового точечного оптико-электронного извещателя .

4. Объясните принцип обнаружения пожарного дымового линейного оптико-электронного извещателя .

5. Почему радиоизотопный извещатель не получил широкого распространения ?

Перечень характерных помещений производств, технологических процессов	Вид пожарного извещателя
1. Производственные здания 1.1. С производством и хранением: изделий из древесины синтетических смол, синтетических волокон, полимерных материалов, текстильных, текстильно-галантерейных, швейных, обувных, кожевенных, табачных, меховых, и целлюлозно-бумажных изделий, целлулоида, резины, резинотехнических изделий, горючих рентгеновских и кинофотопленок, хлопка	Дымовой, тепловой, пламени
лаков, красок, растворителей, ЛВЖ, ГЖ, смазочных материалов, химических реактивов, спиртоводочной продукции	Тепловой, пламени
щелочных металлов, металлических порошков
Муки, комбикормов, других продуктов и материалов с выделением пыли.	Тепловой, пламени
1.2. С производством: бумаги, картона, обоев, животноводческой и птицеводческой продукции.	Дымовой, тепловой, пламени
1.3. С хранением: негорючих материалов в горючей упаковке, твердых горючих материалов.	Дымовой, тепловой, пламени
Помещения с вычислительной техникой, радиоаппаратурой, АТС
2. Специальные сооружения: 2.1.Помещения для прокладки кабелей, для трансформаторов и распределительных устройств, электрощитовые;	Дымовой, тепловой

2.2. Помещения для оборудования и трубопроводов по перекачки горючих жидкостей и масел, для испытаний двигателей внутреннего сгорания и топливной аппаратуры, наполнения баллонов горючими газами;	Пламени, тепловой
Перечень характерных помещений производств, технологических процессов	Вид пожарного извещателя
2.3. Помещения предприятий по обслуживанию автомобилей	Дымовой, тепловой, пламени
3. Административные, бытовые и общественные здания и сооружения * : 3.1.Зрительные, репетиционные, лекционные, читальные и конференц-залы, кулуарные, фойе, холлы, коридоры, гардеробные, книгохранилища, архивы, пространства за подвесными потолками;
3.2. Артистические, костюмерные, реставрационные мастерские, кино-и светопроекционные, аппаратные, фотолаборатории	Дымовой, тепловой, пламени
3.3 Административно-хозяйственные помещения, машиносчетные станции, пульты управления, жилые помещения	Дымовой, тепловой
3.4. Больничные палаты, помещения предприятий торговли, общественного питания, служебные комнаты, жилые помещения гостиниц и общежитий;	Дымовой, тепловой
3.5. Помещения музеев и выставок	Дымовой, тепловой, пламени

Выбор типа точечного дымового пожарного извещателя рекомендуется производить в соответствии с его способностью обнаруживать различные типы дымов, которая может быть определена по ГОСТ Р 50898. Дымовые пожарные извещатели, питаемые по шлейфу пожарной сигнализации и имеющие встроенный звуковой оповещатель, рекомендуется применять для оперативного, локального оповещения и определения места пожара в помещениях, в которых одновременно выполняются следующие условия:

• основным фактором возникновения очага загорания в начальной стадии является появление дыма;
• в защищаемых помещениях возможно присутствие людей.

Такие извещатели должны включаться в единую систему пожарной сигнализации с выводом тревожных извещений на прибор приемно-контрольный пожарный, расположенный в помещении дежурного персонала. Данные извещатели рекомендуется применять в гостиницах, в лечебных учреждениях, в экспозиционных залах музеев, в картинных галереях, в читальных залах библиотек, в помещениях торговли, в вычислительных центрах. Применение данных извещателей не исключает оборудование здания системой оповещения.

Пожарные извещатели пламени следует применять, если в зоне контроля в случае возникновения пожара на его начальной стадии предполагается появление открытого пламени. Спектральная чувствительность извещателя пламени должна соответствовать спектру излучения пламени горючих материалов, находящихся в зоне контроля извещателя.

Тепловые пожарные извещатели следует применять, если в зоне контроля в случае возникновения пожара на его начальной стадии предполагается значительное тепловыделение. Дифференциальные и максимально-дифференциальные тепловые пожарные извещателиочага пожара, если в зоне контроля не предполагается перепадов температуры, не связанных с возникновением пожара, способных вызвать срабатывание пожарных извещателей этих типов. Максимальные тепловые пожарные извещатели не рекомендуется применять в помещениях, где температура воздуха при пожаре может не достигнуть температуры срабатывания извещателей или достигнет её через недопустимо большое время, за исключением случаев, когда применение других извещателей невозможно или нецелесообразно. При выборе тепловых пожарных извещателей следует учитывать, что температура срабатывания максимальных и максимально-дифференциальных извещателей должна быть не менее чем на 20 °С выше максимально допустимой температуры воздуха в помещении. следует применять для обнаружения