Все о пожарной сигнализации часть 1

Мы решили написать достаточно объемное повествование о пожарной сигнализации «для начинающих». Надеемся, что оно позволит будущим владельцам систем пожарной сигнализации понять принцип их работы, определиться в первом приближении с тем, какое оборудование придется покупать, и «разговаривать на одном языке» с потенциальными продавцами оборудования и монтажными организациями, имеющими лицензию на создание систем пожарной автоматики. Помимо сведений, которые необходимо знать будущим владельцам систем пожарной сигнализации, мы приводим некоторые данные, касающиеся по большей части проектировщиков, поскольку даже неспециалист, ознакомившись с ними, получит приближенное представление о том, насколько сложны системы сигнализации, обеспечивающие их системы, и что полезно принять во внимание при проектировании (реконструкции) объекта. В дальнейшем это предотвратит необходимость «долбить стены» или брать внеплановый кредит в банке на «доделывание» системы пожарной сигнализации, если пожарная инспекция откажет в выдаче разрешения на начало работы.

Назначение составных частей сети пожарной сигнализации

Пожарная сигнализация — это комплекс технических средств для обнаружения загорания и оповещения о месте его возникновения. Она включает в себя пожарные извещатели (датчики), приемные устройства, линии связи и источники питания. 

Пожарные извещатели представляют собой устройства для подачи электрического сигнала о пожаре на пункт охраны. Различают датчики с ручным включением и датчики, реагирующие на факторы, сопутствующие пожару (дым, тепловое или световое излучение). В зависимости от того, на какой фактор пожара они реагируют, различают тепловые, дымовые извещатели, извещатели пламени, а также пожарные извещатели специального назначения. Воспринимая информацию об изменении каких-либо параметров (к примеру, температуры в охраняемом помещении), извещатели преобразуют ее в электрические сигналы. Об устройстве и принципе работы датчиков различных типов рассказано ниже. Пожарные извещатели могут входить в состав охранной сигнализации; в этом случае она называется охранно-пожарной. 

Приемные устройства пожарной сигнализации служат для приема сигналов о пожаре от пожарных извещателей, индикации номера охраняемого объекта, с которого принят сигнал, и звуковой (световой) сигнализации о получении сигнала тревоги для дистанционного включения пожарной автоматики, а также трансляции сигнала тревоги в подразделения пожарной охраны. 

Терминология

«Узаконенные» термины и определения, используемые в области пожарной сигнализации, приведены в приложении А к ДБН В.2.5-13-98 Инженерное оборудование зданий и сооружений. Пожарная автоматика зданий и сооружений. Не считая приведенные там определения идеальными, все же позволим себе процитировать некоторые из них. 

Датчик технологический — измерительное устройство, преобразующее факторы, сопутствующие пожару, и формирующее сигнал о пожаре в электрический сигнал, используемый в установках пожаротушения или сигнализации. 

Извещатель адресный — автоматический пожарный извещатель, реагирующий на факторы, сопутствующие пожару, в месте его установки и постоянно или периодически активно формирующий сигнал о состоянии пожароопасности в защищаемом помещении и собственной работоспособности с указанием своего номера (адреса). 

Извещатель безадресный — автоматический пожарный извещатель, реагирующий на факторы, сопутствующие пожару, в месте его установки и формирующий сигнал о возникновении пожара в защищаемом помещении без указания своего номера (адреса). 

Заметим, что адресные пожарные извещатели иногда называют «адресуемыми», а безадресные - «неадресуемыми». 

Помещение дежурного персонала — пункт, расположенный на охраняемом объекте, с круглосуточным дежурством персонала, оборудованный средствами отображения информации о состоянии работы установки пожаротушения и пожарной сигнализации, а также средствами связи с пожарной охраной объекта (населенного пункта) и службами управления объектом. 

Сеть пожарной сигнализации - совокупность линий для ввода-вывода информации, коммутации каналов и передачи сигналов от устройств пожарной сигнализации к приемно-контрольным устройствам и устройствам управления. 

Соединительные линии — линии, соединяющие распределительные (соединительные) коробки с кроссом (защитной линией, боксом) или с приемно-контрольным прибором. 

Шлейф пожарной сигнализации — электрическая цепь, соединяющая выходные цепи пожарных извещателей, включает в себя вспомогательные (выносные) элементы (диоды, резисторы и т. п.) и соединительные провода и предназначенный для выдачи на приемно-контрольный прибор извещений о пожаре и неисправности, в некоторых случаях и для подачи электропитания на извещатели. 

Кольцевая линия — линия шлейфа, начало и конец которой соединяются с приемно-контрольным прибором. 

Работа пожарных извещателей

Еще раз повторимся, что работа всех видов автоматических пожарных извещателей основана на обнаружении тех или иных признаков пожара: дыма, тепла или теплового излучения. Ручные пожарные извещатели срабатывают в результате замыкания электрической цепи при ручном воздействии на кнопку или тумблер. 

Дымовые пожарные извещатели. Дымовые пожарные извещатели работают по принципу обнаружения в воздухе дыма, т. е. мельчайших твердых частиц, образующихся при неполном сгорании веществ и материалов. Различают два вида дымовых датчиков: ионизационные и оптические. 

Оптические дымовые извещатели могут действовать по принципу контроля рассеяния света либо по принципу контроля проходящего света. Первый вид пожарных извещателей включает соединяющуюся с внешней средой камеру, в которой устанавливается инфракрасный источник излучения (светодиод) и защищенный от него экраном фотодиод. Стенки камеры выполняются из материалов с высокой степенью черноты, и в нормальном состоянии практически все испускаемое светодиодом излучение поглощается ими. В случае попадания в камеру частиц дыма свет начинает рассеиваться на них, в результате чего поток, улавливаемый измерительной оптикой, усиливается, и при условии превышения им определенной величины формируется сигнал «Пожар». Считается, что такие извещатели способны обнаружить признаки горения на ранних стадиях, к примеру, уже при возникновении тления. Их ложное срабатывание возможно при конденсации в камере водяного пара, а также в случае попадания в нее пыли. 

Работа датчиков, функционирующих по принципу контроля проходящего света, основана на сравнении интенсивностей двух световых потоков от одного светодиода, один из которых проходит через герметически закрытую камеру, а второй - через камеру, сообщающуюся с воздухом охраняемого помещения. В нормальном состоянии оба луча полностью попадают на измерительную оптику, а при наличии частиц дыма имеет место рассеяние света, проходящего через «открытую» камеру. Если разница между интенсивностью двух потоков превышает определенный предел, датчик срабатывает и выдает сигнал тревоги. Следует отметить, что современные датчики, работа которых основана на описанном принципе, оснащаются мудреными устройствами, учитывающими поправку на постепенное загрязнение датчика, процессы старения материалов и даже температурные колебания. Специалисты утверждают, что такие датчики одинаково хорошо реагируют на частицы дыма, имеющие различные параметры (размеры, цвет, химический состав), устойчивы к разнообразным помехам, их ложное срабатывание — достаточно редкое явление. 

Наименее лестны отзывы об ионизационных дымовых пожарных извещателях, точнее, об их универсальности: такие извещатели хорошо обнаруживают мелкие частицы дыма, образующиеся при пламенном горении, но малопригодны для обнаружения процессов тления, в результате которых образуются крупные частицы, а также обнаружения процессов горения пластмасс, сопровождающихся образованием электрически заряженных частиц дыма. Измерительные камеры пожарных извещателей этого типа располагаются между двумя металлическими пластинами, на которые перманентно подается напряжение. Между пластинами устанавливается источник (α;-излучения, который ионизирует воздух в камере. В результате этого в ней протекает ионный ток. К частицам дыма, попадающим в камеру, «прилипают» ионы, в результате чего скорость движения последних уменьшается, т. е. снижается ионный ток. При его падении ниже установленного уровня выдается сигнал тревоги. 

Оптические дымовые извещатели непригодны для обнаружения признаков горения веществ, если при этом не образуется дыма (к примеру, газов, полярных органических жидкостей, ряда смесевых растворителей). Ввиду того, эмиссия (α;-частиц, которые при внешнем воздействии не причиняют вреда человеку, сопровождается «всепроникающим» γ;-излучением. Ионизационные дымовые извещатели не рекомендуется применять в помещениях с постоянным пребыванием людей, а во многих случаях их использование запрещено (об этом сказано ниже). 

Тепловые пожарные извещатели. Тепловые пожарные извещатели в зависимости от примененного принципа работы содержат в своем составе один или два полупроводниковых термочувствительных элемента и срабатывают при превышении температурой определенного значения либо при скорости ее нарастания, превышающей определенную величину. Такие тепловые пожарные извещатели называются максимальными и дифференциальными соответственно. Дифференциальные тепловые извещатели более чувствительны и могут выдать ложный сигнал тревоги при значительных колебаниях температуры, обусловленных технологическими причинами, максимальные же тепловые пожарные извещатели в условиях значительных колебаний температур за короткие промежутки времени работают более стабильно. Максимальные тепловые пожарные извещатели подбирают таким образом, чтобы температура их срабатывания превышала предельно допустимое значение температуры в охраняемом помещении (точнее, в месте установки самого датчика) на 10...30°С и более, чем значительнее эта разница, тем меньше вероятность ложных срабатываний. В то же время, с ее увеличением снижается вероятность обнаружения загорания на самых ранних стадиях. 

Как правило, применение тепловых пожарных извещателей, которые в общем случае дешевле пожарных извещателей других типов, наиболее целесообразно в тех случаях, когда по тем или иным соображениям невозможно применение дымовых извещателей или извещателей пламени. В то же время, в соответствии с ныне действующими нормативными документами, во многих случаях при наличии нескольких вариантов предпочтение полагается отдавать именно тепловым пожарным извещателям. При установке в помещениях с высокими потолками тепловые пожарные извещатели в большинстве случаев выдают сигнал тревоги, когда пожар уже достаточно развит и его сложно потушить при помощи первичных средств пожаротушения. Само собой разумеется, что и применение максимальных тепловых извещателей в помещениях с достаточно высокими температурами - не лучшее решение. 

Пожарные извещатели пламени. Извещатели пламени могут реагировать на инфракрасную или ультрафиолетовую часть спектра его излучения, датчики, реагирующие на появление лучиков видимой части спектра излучения пламени, применяются достаточно редко. Извещатели пламени реагируют на открытое пламя гораздо быстрее других видов пожарных извещателей, поэтому их применение наиболее целесообразно в тех случаях, когда пламенное горение возникает на начальных стадиях пожара (например, при горении жидкостей). В то же время, от пожарных извещателей пламени мало толка, если пожар начинается с тления. Датчики, реагирующее на ультрафиолетовую часть спектра излучения, малоэффективны, если горение сопровождается интенсивным дымообразованием, поскольку ультрафиолетовое излучение активно поглощается твердыми частицами дыма. Инфракрасные извещатели пламени реагируют на часть светового спектра, наиболее характерную для пламени. Одновременно с улавливанием излучения, современные датчики пламени могут производить анализ частоты его мерцания, дабы исключить срабатывание в результате воздействия инфракрасного излучения, испускаемого иными источниками (солнце, отопительные приборы, технологическое оборудование, лампы накаливания и т. д.). Обнаружив совпадение длины волны и частоты мерцания с заданными значениями, извещатель должен выдать сигнал о возникновении пожара. Инфракрасные извещатели пламени пригодны для обнаружения горения как при наличии дымообразования, так и в случае бездымного горения, причем эффективность обнаружения пожара практически не зависит от расстояния между датчиком и источником пламенного горения (разумеется, в пределах контролируемой площади). Инфракрасные извещатели пламени обычно применяются для контроля мест хранения и переработки легковоспламеняющихся жидкостей и материалов, во избежание ложных срабатываний их не разрешается устанавливать в местах размещения приборов накаливания. 

Ультрафиолетовые извещатели пламени реагируют на коротковолновой («жесткий») ультрафиолет, присутствующий в спектре излучения пламени. Лучи с такой длиной волны практически полностью задерживаются при прохождении через земную атмосферу, поэтому ультрафиолетовые извещатели пламени не реагируют на обычный дневной свет. Датчик срабатывает, если частота разрядных импульсов в измерительной камере превышает заданную величину. Помимо густого дыма, работе ультрафиолетовых пожарных извещателей пламени мешают различные наслоения на сенсорной поверхности (сажа, грязь, жир и др.), препятствующие поступлению ультрафиолетовых лучей. Ложное срабатывание ультрафиолетовых извещателей пламени могут вызвать различные источники «жесткого» ультрафиолета, такие как работающие газо- и электросварочные аппараты, фотовспышки и др., вт. ч. расположенные на почтительном расстоянии от них. 

Совершенных дымовых и тепловых пожарных извещателей, а также извещателей пламени, пока что не придумано. Поэтому для защиты важных объектов иногда используют сразу несколько типов датчиков, которые реагируют на различные факторы пожара. Существуют также комбинированные пожарные извещатели, способные реагировать на два-три фактора и применяющиеся крайне редко. 

Нормативные документы

Напомним, что основным документом, в котором перечислены объекты, подлежащие оборудованию автоматическим установками пожаротушения и системами пожарной сигнализации, является упоминавшийся в прошлой статье «Перечень однотипных по назначению объектов, подлежащих оборудованию автоматическими установками пожаротушения и пожарной сигнализации». Требования этого перечня распространяются на проектируемые, строящиеся, эксплуатируемые, реконструируемые, технически переоснащаемые и расширяемые объекты. Он обобщает требования к зданиям, сооружениям и помещениям, которые наиболее распространены в различных отраслях хозяйства. Детальные перечни помещений, подлежащих оборудованию автоматическими установками пожаротушения и системами пожарной сигнализации, разрабатывается для конкретных отраслей промышленности (большинство действующих документов также упоминались в «Кратком очерке о пожарной автоматике»). Требования, выдвигаемые к системам пожарной сигнализации, излагаются в уже упоминавшихся строительных нормах ДБН В.2.5-13-98. Согласно «Перечню», общественные здания и помещения, в которых расположены склады, банки, административные, хозяйственные и бытовые службы, различные производства и т. д. подлежат, в лучшем случае, оборудованию системами пожарной сигнализации. Очень много случаев, когда никак нельзя избежать оборудования их системами пожаротушения, но сейчас речь не об этом. Почитав этот документ, вообще сложно придумать какое-либо общественное здание или сооружение, а также производство, где можно было бы обойтись без систем сигнализации или пожаротушения. 

Передача сигналов тревоги

Согласно п. 1.1.2 ДБН В.2.5-13-98, «автоматическая пожарная сигнализация должна работать круглосуточно». Сигналы от пожарных извещателей, как уже говорилось, должны поступать на приемно-контрольный прибор. Согласно п. 1.1.7 ДБН В.2.5-13-98, «При наличии технической возможности сигналы от приемно-контрольных приборов установок пожаротушения и пожарной сигнализации выводят на пульты централизованного наблюдения пожарной охраны». Как правило, наличие этой самой «технической возможности» определяется органами госпожнадзора. На самом деле такую возможность можно обеспечить практически всегда. В большинстве случаев сигналы от приемно-контрольных приборов передаются на пульт централизованного наблюдения пожарной охраны по проводам телефонной сети, но в последние годы появились пульты централизованного наблюдения, позволяющие принимать сигналы тревоги от охраняемых объектов по радиоканалу. Насколько нам известно, пульты централизованного наблюдения уже созданы примерно в 50 городах Украины. Разумеется, мы не призываем читателя спонсировать закупку подобного оборудования для пожарной охраны, но все же считаем, что вывод сигналов тревоги от систем пожарной сигнализации и пожаротушения на централизованный пульт наблюдения весьма полезен, т. к. в случае чего его подача может существенно ускорить приезд людей с брандспойтами на объект, где возник пожар. Пожарные извещатели

Согласно п. 1.6.1 ДБН В.2.5-13-98, «Тип и количество автоматических пожарных извещателей, устанавливаемых в защищаемых помещениях, определяется необходимостью обнаружения загорания по всей контролируемой площади помещения, пожароопасных зон». При необходимости в системах пожарной сигнализации положено предусматривать «элементы на выходах устройств пожарной сигнализации для выдачи команд в схемы управления автоматической установки пожаротушения, вентиляции, кондиционирования, систем дымоудаления и оповещения, технологического и электротехнического оборудования объекта». Импульс на управление автоматическими установками пожаротушения, дымоудаления и оповещения о пожаре должен формироваться при срабатывании не менее двух автоматических пожарных извещателей в одном контролируемом помещении. Управление всеми остальными из только что перечисленных видов оборудования допускается осуществлять при срабатывании одного извещателя. В тех случаях, когда система пожарной сигнализации должна выполнять функции управления установками пожаротушения, дымоудаления или оповещения о пожаре, «каждую точку поверхности, подлежащей защите, необходимо контролировать не менее чем двумя автоматическими пожарными извещателями». Кроме того, в одном помещении полагается устанавливать «не менее двух безадресных или один адресный пожарный извещатель». 

Согласно цитируемым нормам, тип автоматического пожарного извещателя полагается выбирать в зависимости от назначения защищаемых помещений, характера горючих материалов и первичных признаков пожара, руководствуясь приложением К этого документа. Помимо этого, при выборе типа и исполнения пожарных извещателей нужно учитывать условия эксплуатации. Принимая во внимание характер данной статьи, приводим данные приложения К (таблица 1), заметив, что это приложение не определяет сферу использования автоматических пожарных извещателей, устанавливаемую соответствующими строительными нормами, нормами технологического проектирования и ведомственными перечнями. В приложении также сказано, что «при выборе дымовых извещателей не рекомендуется использовать радиоизотопные извещатели в помещениях с долгосрочным пребыванием людей (больницы, санатории и другие оздоровительные заведения), жилых помещениях гостиниц и общежитий». Использование таких датчиков в жилых зданиях и детских учреждениях также не допускается. 

В большинстве случаев автоматические пожарные извещатели устанавливают под покрытием (перекрытием), а в случае невозможности выполнения этого положения допускается размещать датчики на стенах, балконах, колоннах, а также подвешивать их на тросах. В местах, где есть опасность механического повреждения извещателей, должна быть обеспечена их защита, не влияющая на работоспособность. Пожарные извещатели полагается размещать в соответствии с требованиями, указанными в технической документации на них, с учетом «постулатов» приложения Л к ДБН В.2.5-13-98. Названные строительные нормы предполагают размещение автоматических пожарных извещателей по треугольной или квадратной схеме. К примеру, при квадратной схеме размещения и высоте помещения не более 3,5 м один дымовой пожарный извещатель может контролировать площадь до 86 м2, при этом расстояние между соседними приборами должно быть не более 9 м, а расстояние от стены до извещателя — не более 4,5 м (все это справедливо, если в технической документации на пожарный извещатель не указаны меньшие величины). 

Безадресные пожарные извещатели полагается «включать в приемную аппаратуру по сети пожарной сигнализации радиального (лучевого) типа, при этом адрес загорания определяется номером шлейфа, по которому получен сигнал «Пожар». Адресные пожарные извещатели «включаются в приемную аппаратуру по сети пожарной сигнализации радиального или кольцевого типа, адрес загорания определяется местом установки извещателя, выдавшего сигнал «пожар», по его адресному номеру». 

Одним шлейфом пожарной сигнализации с безадресными пожарными извещателями допускается, принимая во внимание технологию производства, оборудовать: 

- «помещения в пределах нескольких этажей при общей площади сооружения 300 м2 и менее»; 

- «не более пяти смежных или изолированных помещений общей площадью не более 1600 м2, размещенных на одном этаже производственного здания, имеющих выход в общий коридор (помещение)»; 

- «не более десяти, а при наличии выносной световой индикации около входа в защищаемое помещение, не более двадцати смежных или изолированных помещений общей площадью не более 1600 м2, размещенных на одном этаже общественных, административных и бытовых зданий, имеющих выход в общее помещение (коридор, холл, вестибюль)». 

Число помещений, оборудованных одним шлейфом радиального или кольцевого типа с адресными извещателями, «должно ограничиваться только техническими возможностями приемно-контрольных приборов и не зависит от расположения помещений на этажах, их площади и назначения зданий». Максимальное число безадресных пожарных извещателей, включающихся в один шлейф пожарной сигнализации, «определяется требованиями технической документации на приемно-контрольные приборы, зависит от удобства их обслуживания при эксплуатации и, как правило, не превышает 50». Добавим, что адресные пожарные извещатели при прочих равных условиях стоят в несколько раз дороже безадресных датчиков, как правило, их установку позволяют себе собственники достаточно сложных, важных и имеющих высокую ценность объектов. Считается, что адресные пожарные извещатели (опять-таки, при прочих равных условиях) надежнее безадресных. Кроме того, в полном соответствии с требованиями ДБН В.2.5-13-98, в одном помещении можно устанавливать один адресный пожарный извещатель вместо двух безадресных. Наконец, если пожар все-таки случится, вероятность его обнаружения (и, разумеется, возможность своевременного принятия соответствующих мер) при использовании более надежных извещателей выше. По мнению многих специалистов, более высокая стоимость данного вида пожарных извещателей (равно как и всех остальных компонентов системы пожарной сигнализации), как правило, означает более высокую их надежность. Но, как известно, из каждого правила есть исключение, да и чем сложнее техника, тем больше возможно различных неполадок, особенно при нарушении условий ее эксплуатации. В общем, думайте, какие пожарные извещатели вам больше подойдут, их выбор на украинском рынке достаточно велик. 

Часть 2