Технические средства пожарной сигнализации
1. Основные информационные параметры пожара. Особенности преобразования информации пожарным извещателем.
2. Основные показатели и структура пожарных извещателей.
3. Конструктивные особенности тепловых пожарных извещателей, область применения.
4. Особенности оптических дымовых пожарных извещателей.
5. Конструктивные особенности радиоизотопных дымовых пожарных извещателей, область применения.
6. Конструктивные особенности извещателей пламени, область применения.
Основные информационные параметры пожара. Особенности преобразования информации пожарным извещателем.
Любой пожар сопровождается изменением характеристик окружающей среды, обусловленных развитием горения и возникновением конвективного теплового потока над его очагом. К таким характеристикам можно отнести: повышенную температуру окружающей среды, дым и продукты горения, а также световое излучение пламени.
Автоматические пожарные извещатели сконструированы таким образом, что бы реагировать на изменение одного или нескольких параметров пожара. В зависимости от вида контролируемого параметра они разделяются на тепловые, дымовые, пламени (световые), газовые и комбинированные извещатели. Автоматические пожарные извещатели преобразуют неэлектрические информационные параметры пожара в электрические сигналы, которыми достаточно свободно можно оперировать при переработке информации приемно-контрольными приборами.
Автоматический пожарный извещатель – это устройство для формирования сигнала о пожаре, которое реагирует на факторы, сопутствующие пожару.
Зона контроля пожарной сигнализации (пожарных извещателей) – совокупность площадей, объемов помещений объекта, появление в которых факторов пожара будет обнаружено пожарными извещателями.
Дымовой пожарный извещатель срабатывает при достижении концентрации дыма в месте его установки, равной пороговому значению для данного извещателя.
Дым — это совокупность твердых и жидких частиц, взвешенных в воздухе или другой газообразной среде. Частички дыма в большинстве случаев очень малы (0,1 – 1,0 мкм). Под влиянием движения частицы в облаке дыма сталкиваются друг с другом и слипаются (коагулируют), а средний размер частиц при этом увеличивается. Видимый человеческим глазом дым – это частицы размером от 0,4 до 10 мкм и более.
Концентрация дыма определяется массой частиц аэрозоля в измеряемом объеме и выражается в кг/м3; числом частиц, содержащихся в 1 см3 дыма, n /м3; а также оптическими характеристиками: оптической плотностью D и показателем ослабления светового потока a, проходящего в задымленной среде путь длиной L.
D = lg(I 0 /I);
a = 1 /L lg (I 0 /I).
где I 0, I – интенсивность измерительного светового потока в чистой и задымленной среде, соответственно.
Исследования показали, что характерный размер частиц дыма зависит от материала, подвергающегося горению, и условий температурного (термического) воздействия. Пик максимальной концентрации дыма достигается при горении древесины и целлюлозосодержащих материалов: для частиц размером 0,45 – 0,50 мкм, для синтетических рулонных материалов на основе ПВХ – 1,5 мкм, для резины – 4,0 мкм, для ПСБС – 6,0 мкм. Распространение дыма в объеме защищаемого помещения происходит под влиянием конвективных потоков от очага пожара. Существует несколько математических моделей, описывающих этот процесс.
Основные показатели и структура пожарных извещателей.
Для обеспечения эффективной работы системы автоматической пожарной сигнализации (АПС) необходимо определить влияющие на нее показатели пожарных извещателей. Номенклатура показателей состоит из нескольких групп (ГОСТ 4.188).
Показатели назначения:
Чувствительность или порог срабатывания – минимальное значение величины контролируемого параметра, при которой происходит срабатывание автоматического пожарного извещателя (АПИ). Он измеряется в тех же единицах, что и контролируемый параметр.
Инерционность срабатывания – постоянная времени, так ее называют в некоторых литературных источниках. Инерционность - это время с момента воздействия на чувствительный элемент АПИ контролируемого параметра, величина которого равна или превышает порог срабатывания и до момента выдачи сигнала АПИ.
Контролируемая площадь – максимальная дальность действия, контролируемый объем. Для извещателей пламени в некоторых случаях также угол обзора.
К этой группе показателей может быть отнесен и такой параметр, как время обнаружения пожара.
Показатели надежности:
Средняя наработка на отказ, вероятность безотказной работы, вероятность возникновения отказа, приводящего к ложному срабатываниюи др. Все эти показатели характеризуют свойства безотказности и указываются в технической документации на изделия.
Кроме рассмотренных показателей, которые непосредственно влияют на эффективность систем АПС, есть еще ряд показателей, которые используют проектировщики и разработчики аппаратуры. К ним относятся: показатели экономногоиспользования материалов, энергии; эргономические; эстетические; транспортабельности; технологичности; стандартизации и унификации; патентно - правовые; безопасности; экономические.
Совокупность представленных показателей позволяет судить о соответствии выпускаемых изделий требованиям российских и международных стандартов, производить сравнение пожарных извещателей, изготовленных в различных регионах, давать оценку оптимальности применения на конкретных объектах.
Пожарный извещатель предназначен для преобразования изменения параметров окружающей среды при возникновении пожара в сигнал, удобный для передачи по каналу связи на приемную станцию, где он может быть воспринят и расшифрован человеком.
Чувствительный элемент пожарного извещателя и система обработки сигнала преобразовывают контролируемый параметр в электрический сигнал, удобный для дальнейшей обработки и передачи.
Если пожарный извещатель преобразует входную величину без дополнительного источника энергии, то он называется генераторным (например, преобразование температуры окружающей среды в электродвижущую силу). Если для такого преобразования требуется дополнительный источник питания, то такой извещатель называется параметрическим.
Очевидно, что параметрические извещатели выгодно отличаются от генераторных тем, что электрическая выходная величина может передаваться на значительные расстояния.
Весьма важной характеристикой извещателя является его чувствительность. Она характеризует способность извещателя реагировать на информационные параметры пожара и равна отношению приращения выходной величины к приращению входной величины извещателя. В АПИ рабочая точка выбирается таким образом, чтобы обеспечить нечувствительность к определенному значению параметра окружающей среды.
Это делается в целях повышения уровня помехозащищенности и обеспечения надежности извещателя. Например, для тепловых пожарных извещателей, работающих на обрыв цепи, при достижении порога срабатывания рабочая точка выбирается равной 70оС. Если ее выбрать равной температуре помещения или ниже ее, то извещатель будет выдавать ложные срабатывания.
Автоматические пожарные извещатели в зависимости от характера взаимодействия с информационными характеристиками пожара можно разделить на три группы.
1-я группа – извещатели максимального действия. Они реагируют на достижение контролируемым параметром порога срабатывания. Максимальный тепловой пожарный извещатель – пожарный извещатель, формирующий извещение о пожаре при превышении температуры окружающей среды установленного порогового значения – температуры срабатывания извещателя (по НПБ 85-00).
2-я группа – извещатели, которые реагируют на скорость нарастания контролируемого информационного параметра пожара. Такие извещатели называются дифференциальными. Таким образом, дифференциальный тепловой пожарный извещатель – пожарный извещатель, формирующий извещение о пожаре при превышении скорости нарастания температуры окружающей среды выше установленного порогового значения.
3-я группа – извещатели, которые реагируют и на достижение контролируемым параметром заданной величины порога срабатывания, и на его производную. Такие извещатели называются максимально-дифференциальными.
По способу обнаружения пожара автоматические пожарные извещатели можно разделить на активные и пассивные. В основу работы активных извещателей положен принцип заполнения защищаемого помещения определенным видом энергии.
При пожаре в помещении фиксируется изменение создаваемого поля и выдается сигнал тревоги. Пассивные точечные извещатели реагируют на характерные информационные свойства очага пожара в месте установки извещателя. В зависимости от способа восприятия изменения контролирующих параметров извещатели бывают точечные и линейные. Точечный пожарный извещатель (дымовой,тепловой) – пожарный извещатель, реагирующий на факторы пожара вкомпактной зоне. Линейный пожарный извещатель (дымовой, тепловой) – пожарный извещатель, реагирующий на факторы пожара в протяженной,линейной зоне.
Адресный пожарный извещатель – пожарный извещатель, который передает на адресный приемно-контрольный прибор код своего адреса вместе с извещением о пожаре (по НПБ 58).
Автономный пожарный извещатель – пожарный извещатель, реагирующий на определенный уровень концентрации аэрозольных 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 нем (по НПБ 66).
В соответствии с действующими стандартами технические средства обнаружения пожарной сигнализации делятся на группы.
В системах охранно-пожарной сигнализации используются два типа извещателей в следующей классификации:
ИОП2. Линейные (оптико-электронные);
ИОП4. Объемные (оптико-электронные, ультразвуковые).
В представленной классификации буквенное обозначение пожарных извещателей ИП, у охранно-пожарных – ИОП. Далее в названии автоматических пожарных извещателей идет цифровое обозначение. Первая цифра (1,2,3, …) всегда указывает на вид пожарного извещателя: тепловой, дымовой, извещатель пламени, ручной извещатель; остальные цифры в типаже указывают на принцип действия, порядковый номер разработки и модернизации.
Комбинированный пожарный извещатель – пожарный извещатель, реагирующий на два или более фактора пожара.
При экспертизе проектов работники ГПС используют условные обозначения составляющих элементов и приборов АПС, определяемых ГОСТом, руководящими документами, принятыми в отечественной и зарубежной практике проектирования.
