Системы обнаружения возгораний

Основополагающий принцип обеспечения активной защиты и своевременных мер противопожарной безопасности

P. Contini

Хорошие результаты в деле противопожарной профилактики дают следующие меры:

- строгое соблюдение правил установки электросетей и оборудования в помещении, обязательное наличие разрядоотводных устройств (громоотводов), наличие заземления структур, сетей и оборудования;

- минимизация применения легковоспламеняющихся веществ, их замена (там, где возможно) на менее подверженные воспламенению составы;

- профилактика образования легковоспламеняющихся либо взрывоопасных газообразных смесей посредством адекватной системы вентиляции;

- применение мер безопасности, предписанных действующим законодательством, соблюдение запретов на опасные работы (с использованием открытого пламени, искрения, курения и пр.).

И, наконец, адекватное обучение персонала основам противопожарной безопасности, первоочередным действиям, которые необходимо предпринимать для борьбы с пожаром и спасения людей, имеет первостепенное значение – как для профилактики пожара, так и в случае возникновения возгорания.

Дополнительными мерами безопасности служат средства защиты от огня, назначение которых в том, чтобы ограничить последствия возникшего возгорания и снизить масштабы возможного ущерба для сотрудников и имущества предприятия. Речь, в частности, может идти о следующих мерах:

1. Пассивная защита

В основе пассивной защиты лежит использование уже на этапе проектирования и возведения здания широкого спектра мер противопожарной безопасности, целью которых является защита людей от огня в случае его возникновения и локализация возгорания.

Основные правила противопожарной безопасности

• Строгое соблюдение правил установки электросетей и оборудования в помещении. • Обязательное наличие разрядоотводных устройств (громоотводов). • Наличие заземления структур, сетей и оборудования. • Минимизация применения легковоспламеняющихся веществ, с их заменой (там, где это возможно) на составы, которые менее подвержены воспламенению. • Профилактика образования легковоспламеняющихся либо взрывоопасных газообразных смесей посредством адекватной системы вентиляции. • Применение мер безопасности, предписанных действующим законодательством. • Соблюдение запретов на опасные работы (с использованием открытого пламени, искрения и пр.).

К мерам пассивной защиты относятся:

- размещение оборудования, машин и механизмов на безопасном расстоянии с соблюдением установленных зазоров, дистанций и иных требований;

- деление площадей на отдельные участки и зоны;

- использование в строительстве и отделке помещений (стеновые перегородки, дверные блоки, малярные составы) материалов, имеющих необходимую степень противопожарной защиты;

- организация противопожарных фильтров, отстойников, путей эвакуации;

- адекватная защита лестниц и лифтов;

- организация системы отвода дымовых газов.

2. Активная защита

Активная защита имеет целью ликвидацию последствий возможных возгораний.

Активная защита – это совокупность противопожарных систем и оборудования, которые размещены в соответствии с утвержденным планом по степени фактического риска и которые приводятся в действие вручную либо в автоматическом режиме немедленно по возникновении возгорания с целью предотвращения его распространения и тушения огня.

К устройствам активной защиты относятся:

- автоматизированные системы обнаружения огня;

- системы противопожарной сигнализации и освещения;

- средства оперативного тушения;

- сети и фиксированные системы пожарных гидрантов;

- автоматизированные системы тушения.

Большое значение имеет организация из числа сотрудников предприятия оперативных бригад, которые в случае возгорания организуют тушение огня и эвакуацию людей.

Автоматизированные системы обнаружения возгораний

Данные системы в случае возникновения пожара оповещают сотрудников конкретного участка о возгорании – с тем чтобы люди имели возможность своевременно и в относительной безопасности покинуть помещение. Оповещение о возгорании на начальной стадии пожара позволяет быстрее и эффективнее организовать тушение огня и тем самым снизить ущерб людям и имуществу.

Системы обнаружения должны немедленно реагировать на проявление первых признаков пожарной опасности, а именно: возникновение открытого пламени, ненормальный рост температуры воздуха либо обнаружение дыма в контролируемом помещении.

Датчики, чувствительные к появлению огня, дымовых газов либо к росту температуры воздуха, установленные в обслуживаемом помещении, в случае пожара передают соответствующий аварийный сигнал на автономный пульт охраны, с которым они соединены посредством электрического кабеля (рис. 1). Пульт располагается в отдельном помещении, где организовано соответствующее дежурство, и при срабатывании датчиков он сигнализирует об опасности. Сигнализация может быть звуковой (сирена, звонок, зуммер), зрительной (световые табло, импульсные сигнальные лампы) либо комбинацией звукового и зрительного оповещения.

Рисунок 1. Один из вариантов автономного пульта пожарной охраны автоматической системы обнаружения возгораний. Пульт может работать автономно либо в составе сети из нескольких пультов, управляемых с поста пожарной охраны. При поступлении аварийного сигнала от любого датчика информация об этом выводится на дисплей. Все данные через последовательный интерфейс могут передаваться на центральный пост, мониторы и печатающие устройства. На мониторе дежурного отображается план-схема обслуживаемого помещения, где обозначается место предполагаемого возгорания, что оптимизирует работу по организации тушения огня и эвакуации людей

Аварийные сигналы могут автоматически транслироваться посредством телефонного коммутатора на предустановленные телефонные номера городских служб пожарной охраны либо в форме предварительно составленных и записанных сообщений тревоги. Пульт, подключенный к автоматической системе пожарной безопасности, может также привести в действие соответствующие средства пожаротушения.

В современных системах обнаружения возгораний применяются цифровые технологии. Все данные, поступающие со съемников сигналов, анализируются микропроцессором, их значения сравниваются с предыдущей информацией, и на этой основе принимается соответствующее решение.

Датчики обнаружения возгораний

- Датчики обнаружения пламени

Пламя дает излучение, распространяющееся прямолинейно. Диапазон такого излучения простирается от инфракрасного до ультрафиолетового, включая в том числе участок видимого излучения.

Чтобы на такой датчик не действовал свет, всегда имеющийся в режиме нормальной работы предприятия, съемники сигналов настраиваются либо только на инфракрасное излучение, либо только на ультрафиолетовое. Вообще говоря, предпочтительными считаются ультрафиолетовые датчики, поскольку инфракрасные чаще подвержены ложному срабатыванию.

При возникновении пламени оптическое устройство датчика, обнаружив излучение, фиксирует его фотоэлементом, который в свою очередь подает электрический сигнал тревоги.

Датчики обнаружения возгораний следует устанавливать таким образом, чтобы они хорошо «просматривали» помещение. Их чувствительность прямо пропорциональна яркости пламени и обратно пропорциональна квадрату расстояния до него.

Таким образом, на больших расстояниях такие датчики могут срабатывать только в том случае, если площадь возгорания будет достаточно широкой.

Рисунок 1. Чувствительные элементы: а) диффузный оптический съемник сигналов о появлении дыма; б) теплоскоростной измеритель; в) комбинированный оптико-тепловой измеритель; г) парные элементы (передатчик и приемник) оптического обнаружения дыма заградительного типа

- Датчики обнаружения дымовых газов

Дым – это, главным образом, рассеянные в воздухе мелкие твердые несгоревшие частицы топлива (углерод, зола).

Такие частицы могут иметь буквально микроскопические размеры (меньше микрона), высокую летучесть и диффузию, при незначительной концентрации в воздухе они невидимы. Либо это более крупные светлые частицы (например, при горении без пламени, горении пластмасс и пр.), либо, напротив, достаточно темные (даже черные, как дым, образующийся при горении резины). Существует несколько типов датчиков обнаружения дыма (рис. 2):

- Диффузные оптические

В основе работы таких датчиков – диффузия света на частицах дыма в воздухе (рис. 3).

Фотоэлемент установлен в камере обскура, куда свободно проникают дымовые газы. Он срабатывает на излучение от источника света, только когда его дает дым.

Под действием излучения фотоэлемент включает сигнализацию. Такие датчики особенно хорошо зарекомендовали себя при обнаружении дыма от горения дерева, бумаги и бумажных изделий, однако совершенно непригодны для контроля возгорания пластмасс.

Рисунок 3. (подробнее) Принцип действия диффузного оптического датчика обнаружения дымовых газов. Встроенный в датчик источник света при помощи специального оптического устройства подает концентрированный пучок света через камеру обскура (куда по лабиринтным каналам попадает воздух из помещения). При появлении в камере обскура дымовых газов пучок света практически теряет свою концентрацию и улавливается боковым фотоэлементом, который при обнаружении света подает сигнал тревоги

- Абсорбционные оптические (либо заградительные)

Источник света генерирует пучок параллельных излучений, идущих в режиме нормальной работы на фотоэлемент (рис. 4). При возникновении дыма, частицы которого абсорбируют часть светового пучка, фотоэлемент реагирует на изменение плотности излучения и подает сигнал тревоги.

Рисунок 4. (подробнее) Противопожарное инфракрасное заграждение, обеспечивающее обнаружение дымовых газов и тепла. Источник света подает световой пучок на фотоэлемент. Передатчик и приемник располагаются на одной линии. При появлении в помещении черного дыма световой пучок ослабляется, передающаяся световая энергия падает, поток света на фотоэлемент сокращается. Как результат – фотоэлемент подает сигнал тревоги. Повторитель сигнала, питающийся непосредственно от приемника, позволяет передавать сигналы световых индикаторов на определенное расстояние

- Камерно-ионизационные

В датчике имеются две независимые камеры, в обеих установлены радиоактивные элементы, постоянно ионизирующие воздух, но только в одну их них свободно проникает дым, возникающий в помещении.

Даже самое незначительное количество дыма, попавшее в эту камеру, нарушает существующий ионный баланс, после чего немедленно подается сигнал тревоги.

Датчики обнаружения возгораний

• Датчики обнаружения пламени. • Датчики обнаружения дымовых газов: - диффузные оптические; - абсорбционные оптические; - камерно-ионизационные. • Датчики обнаружения тепла: - термостатические съемники сигналов; - теплоскоростные измерители; - комбинированные тепловые датчики.

- Тепловые датчики

Предназначены для обнаружения локального роста температуры. Существуют следующие типы температурных датчиков:

- Термостатические

Аналогичный принцип действия у биметаллического термостата – устройство замыкает либо размыкает электрический контакт, когда окружающая температура превышает заданную. Температурное значение регулируется.

Поскольку для расширения биметаллической пластины требуется некоторое время, такие датчики не пригодны для объектов, где требуется немедленная реакция на изменение температурного режима в помещении.

- Теплоскоростные измерители

Предназначены для обнаружения повышения температуры воздуха во времени. Стабилизируясь на текущей температуре воздуха в помещении, датчики подают сигнал тревоги только в том случае, если температура повышается со скоростью выше предустановленного значения (например, быстрее 5 градусов в минуту). На более медленные изменения температуры (когда, например, в комнате включается система отопления) такие датчики не реагируют.

Теплоскоростные измерители подают сигнал тревоги тем быстрее, чем выше скорость роста температуры. Поэтому они явно не годятся для оперативного обнаружения возгорания, поскольку чаще всего самое начало пожара характеризуется низкой скоростью повышения температуры.

- Комбинированные датчики

Сочетают в себе два типа устройств, что позволяет использовать преимущества обоих, нейтрализуя общие недостатки.

Рисунок 5. (подробнее) Отражательный датчик обнаружения дыма (рефлектор) Пример использования отражательного датчика обнаружения дыма. Передатчик и приемник находятся в одном контейнере. На противоположной стене установлены световозвращатели, отражающие инфракрасное излучение. Число световозвращателей тем больше, чем больше расстояние между двумя стенами

Монтаж датчиков обнаружения возгораний

Особенности пожара определяются свойствами горящих материалов. Горение может быть медленным с умеренной эмиссией тепла, без открытого огня и с сильным задымлением (невидимым либо видимым с градацией цвета от белого до черного), либо очень быстрым, с открытым огнем, задымлением и высокой температурой.

Условия в здании могут быть самыми разными (по площади, форме помещений, высоте потолков, более или менее существенной разности температуры на различных участках, наличию существенных вентиляционных сквозняков и пр.).

Выбор датчика обнаружения возгораний определяется как особенностями предполагаемого возможного пожара, так и фактическими условиями.

Особое внимание следует уделить правильной настройке устройств обнаружения огня, поскольку излишняя чувствительность обеспечивает оперативную подачу сигнала тревоги, однако может давать частые ложные срабатывания, спровоцированные внешними факторами (например, искрой зажигалки, дымом сигареты и пр.).

В зависимости от радиуса покрытия отдельного датчика определяется общее число устройств, требующихся для охвата конкретного помещения. Затем датчики следует равномерно распределить по всей площади участка.

Датчики дымовых газов – единственные устройства, пригодные для контроля возгораний с медленным горением, тогда как для своевременного обнаружения возгораний с быстрым горением рекомендуются тепловые или радиационные съемники сигналов. Зачастую для надежной защиты от пожара применяются комбинации датчиков различных типов.

Датчики дымовых газов монтируются там, где наиболее вероятно появление и накопление дыма в случае возгорания. При этом следует принимать во внимание вероятное наличие в воздухе различного рода веществ, которые могут влиять на концентрацию дыма с учетом его восходящего движения.

При наличии в помещении воздухоподающих диффузоров датчик дыма следует размещать вне зоны действия воздушного потока. При наличии воздухозаборных горловин датчик рекомендуется установить в непосредственной близости от них.

Помещения большой площади можно оборудовать абсорбционными заградительными датчиками. На противоположных стенах на участке, где не предусмотрено передвижение светонепроницаемых тел, монтируются инфракрасный излучатель и приемник. Датчик срабатывает при появлении дыма, ослабляющего пучок излучения.

Тепловые датчики обнаружения огня всегда монтируются на потолок, их число должно быть достаточным для эффективного охвата обслуживаемого участка с учетом фактического радиуса действия каждого отдельного датчика. Датчики должны располагаться по площади как можно более однородно.

 

Перепечатано с сокращениями из журнала «GT».

Перевод с итальянского С. Н. Булекова.

Научное редактирование выполнено В. А. Максименко – ученым секретарем комитета НП «АВОК» «Интеллектуальные здания и информационно-управляющие системы».