Статьи

К списку статей

Адресно-аналоговые системы пожарной сигнализации как средства раннего обнаружения пожара

В конце 2008 года после подписания 22 июля 2008 года Президентом Российской Федерации Федерального закона № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности », вступающего в силу с 1 мая 2009 года, во ВНИИПО приступили к разработке новой нормативной базы, соответствующей новому закону.
Данная работа, вообще, была начата еще в 2004 году. Тогда проводились обсуждения подходов и путей их реализации. Журнал «Алгоритм безопасности» был одним из организаторов этого процесса.
Вопросов для обсуждения было много, но в разделе « Пожарная сигнализация » до сих пор не решен вопрос с местом адресно-аналоговых систем пожарной сигнализации. В подготовленных проектах ГОСТ Р «Технические средства пожарной автоматики» и своде правил «Нормы и правила проектирования» часть 1 «Автоматическая пожарная сигнализация и автоматическое пожаротушение» так и не получилось выделить из разряда адресных систем адресно-аналоговые установки пожарной сигнализации. Причин тут несколько, в том числе и отсутствие методики проверки эффективности алгоритмов обнаружения, и невозможность проведения сертификационных испытаний на чувствительность к различным типам пожаров, и нежелание производителей раскрывать возможности (или скорее «невозможности») своей аппаратуры...

В итоге адресно-аналоговые системы пожарной сигнализации как системы раннего обнаружения опять оказались на уровне теоретических разговоров, терминов и понятий. Попробуем разобраться, при каких условиях можно будет вернуться к обсуждению особой роли этих систем в нормативной базе.

1. Что такое адресно-аналоговые системы раннего обнаружения?

Раннее обнаружение возгорания позволяет своевременно эвакуировать людей и еще на начальной стадии пожара произвести запуск автоматической установки пожаротушения. Все огнетушащие вещества, кроме воды, имеют ограничения по времени их пуска. Формирование продуктов в виде отравляющих веществ (хладоны), модификация аэрозольного огнетушащего вещества, низкая эффективность порошковых огнетушащих веществ в открытом пламени на второй фазе возгорания порой ограничивают или делают неэффективным их использование при большей задержке на запуск.
Снижение порогов чувствительности точечных дымовых извещателей приводит к ложным срабатываниям пожарной сигнализации и ложным пускам автоматических установок пожаротушения. Это вечный компромисс между ранним обнаружением и ложным пуском. Практический опыт показал, что никакие пороговые системы не могут обеспечить раннее обнаружение, принимается ли решение в извещателе или в пожарном приемно-контрольном приборе, в том числе и адресном. Многие производители позиционируют свои системы как адресно-аналоговые, подразумевая, что в них реализована возможность передачи текущего состояния контролируемого фактора пожара (дым, тепло, пламя). Если же начать разбираться в этом моменте, то окажется, что в большинстве систем извещатели передают текущие значения на пожарный приемно-контрольный прибор уже вместе с готовыми решениями, и большинство пожарных приемно-контрольных приборов работают именно с принятыми в извещателях решениями. Текущие же значения используются только в ручном режиме управления для выборочной оценки состояния того или иного извещателя.

Рис. 1.1. Варианты процессов, происходящих в оптическом канале дымовых извещателей

Варианты процессов, происходящих в оптическом канале дымовых извещателей
На рисунке 1.1 представлено три примера процессов, происходящих в оптическом канале дымового извещателя. Во всех трех вариантах на начальном этапе идет процесс накопления пыли в дымовой камере. В первом варианте (кривая 1) из-за некоего ложного воздействия произошло превышение над пороговым уровнем. Во втором варианте (кривая 2) действительно происходит задымление камеры, а в третьем варианте (кривая 3) идет обычное постепенное накопление пыли. Во всех случаях пороговые средства обнаружения при достижении Р порог. сформируют извещение «Пожар».
Как можно различить между собой указанные процессы? Для раннего обнаружения пожара с выделением дыма требуется принимать решение не по пороговому значению оптической плотности, а по скорости ее нарастания, примерно так, как это делается в максимально-дифференциальных тепловых извещателях. Только анализируя скорость нарастания оптической плотности среды можно однозначно уже на раннем этапе возгорания принять решение о пожаре. Какие варианты имеются для оценки скорости нарастания оптической плотности среды?
Вариант первый. Скорость характеризуется значением первой производной, а характер ее нарастания или замедления - знаком второй производной. Вариант второй. Скорость можно характеризовать по значению автокорреляционной функции Р(т), путем сравнения текущего ее значения с предыдущим. Вариант третий. Методом максимального последовательного приближения. При анализе динамики нарастания оптической плотности среды имеются некоторые сложности, связанные с отсутствием строгой линейности процесса поступления продуктов горения в дымовую камеру извещателя. Только усреднение (интегрирование) получаемых величин за некоторый промежуток времени позволяет однозначно принимать решение об обнаружении пожара. Для этого, во-первых, нужно определиться со временем усреднения, а во-вторых, хранить и обрабатывать в масштабе реального времени достаточное количество значений по каждому извещателю. Наименьшее количество хранимых промежуточных значений присуще второму варианту, а математическая простота - третьему.
Есть ли возможность учесть варианты развития процесса для различных видов пожарной нагрузки? Имеется ли возможность в реальных системах за нормированный промежуток времени принять однозначное решение? В принципе, да.
В качестве основы определения граничных условий при их выборе могут служить графики проведения огневых испытаний, приведенные в стандарте EN-54 части 7 и 9. Данные графики учитывают многолетний опыт моделирования возгораний с различного типа пожарной нагрузкой.
Однако, если в зарубежной методике сертификации данные испытания являются основными при определении чувствительности к пожарам различных типов, то в нашей стране проведение их считалось необязательным, а испытания для дымовых пожарных извещателей проводились только в соответствии с НПБ 65-97 на чувствительность к дыму тлеющего хлопка в испытательном канале.
В новых нормативных документах, которые скоро заменят существующие НПБ, понятие огневых испытаний сохранено и, скорее всего, в дальнейшем они будут являться обязательной составляющей процесса сертификации извещателей.
Надо подчеркнуть, что при проведении огневых испытаний для адресно-аналоговых систем необходимо проводить испытания пары извещатель + адресный пожарный приемно-контрольный прибор, которая и должна своевременно выявить возгорание, а характер изменения оптической плотности должен соответствовать нормируемому.

2. К вопросу о скорости нарастания оптической плотности среды в процессе пожара

Берем нормируемые графики для различных тестовых пожаров (рис. 2.1 -рис. 2.5).

Рис. 2.1. Зависимость оптической плотности среды от времени при тестовом пожаре ТП-1 (горение древесины)

Рис. 2.2. Зависимость оптической плотности среды от времени при тестовом пожаре ТП-2 (тление древесины)

Зависимость оптической плотности среды от времени при тестовом пожаре ТП-1 (горение древесины) Зависимость оптической плотности среды от времени при тестовом пожаре ТП-2 (тление древесины)

Рис. 2.3. Зависимость оптической плотности среды от времени при тестовом пожаре ТП-3 (тление хлопка)

Рис. 2.4. Зависимость оптической плотности среды от времени при тестовом пожаре ТП-4 (горение пенополиуретана)

Зависимость оптической плотности среды от времени при тестовом пожаре ТП-3 (тление хлопка) Зависимость оптической плотности среды от времени при тестовом пожаре ТП-4 (горение пенополиуретана)

Рис. 2.5. Зависимость оптической плотности среды от времени при тестовом пожаре ТП-5 (горение смеси гептана и толуола)

Зависимость оптической плотности среды от времени при тестовом пожаре ТП-5 (горение смеси гептана и толуола)

3. Вычисляем нормируемые скорости из приведенных графиков

Нормируемые скорости увеличения оптической плотности среды для разных тестовых пожаров приведены в таблице 1.

Табл. 1

V мин (дБ/мс)
V макс (дБ/мс)
Тип горения
ТП1
0,004
0,005
Горение древесины
ТП2
0,0045
0,0046
Тление древесины
ТП3
0,0038
0,007
Тление хлопка
ТП4
0,012
0,0175
Горение пенополиуретана
ТП5
0,005
0,0087
Горение гептана (97%) и толуола (3%),
Выбираем
0,0038
0,0175
В этот диапазон попадают все ТП1-5

Определяем граничные условия обнаружения пожара в дымовой камере извещателя.

Рис. 3.1. Диапазон рабочих скоростей нарастания оптической плотности

Диапазон рабочих скоростей нарастания оптической плотности
В графике, приведенном на рисунке 3.1, не учтено время конвекционного движения продуктов горения от очага до дымовой камеры извещателя, в усредненном варианте равном 40-60 с (4 м вверх + 3 м до извещателя)/0,2 м/с), но извещатели этот процесс контролировать не могут, и это характеризует отставание процесса обнаружения от процесса формирования продуктов горения. Эта величина хорошо видна на развитии ТП4 (рис. 2.4).

В итоге можно утверждать, что если производить анализ изменения оптической плотности среды в пределах скоростей Vмин = 0,0038 (дБ/м-с) и Vмакс = 0,0175 (дБ/м-с), то при определенных технических решениях уже на самом начальном этапе можно с достаточно большой вероятностью обнаруживать возгорание.
Однако это идеальный случай, когда в дымовую камеру поступает весь дым от тестового очага пожара. Реально законы распространения дыма в помещении иные и скорость нарастания оптической плотности среды в дымовой камере извещателя несколько иная. Соотношение скоростей нарастания оптической плотности среды в помещении и в дымовой камере извещателя в первую очередь определяется конструктивными особенностями конкретного извещателя и носит очень сложный характер.
Продолжение статьи "Адресно-аналоговые системы пожарной сигнализации как средства раннего обнаружения пожара" Часть 2.
Т. Варламова, технический специалист ООО ТАС, Северо-Запад
"Алгоритм Безопасности" № 1, 2009 год.



Охранно-пожарное оборудование

Внешний вид ИПД 3.1М Внешний вид ИПД 3.1М
ИПД 3.1М
245

Производитель Артон
Внешний вид Спектрон-201 Внешний вид Спектрон-201
Спектрон-201
2 605

Производитель Спектрон
Внешний вид ИПДЛ-Д-II/4Р исп.5 Внешний вид ИПДЛ-Д-II/4Р исп.5
ИПДЛ-Д-II/4Р исп.5
8 980

Производитель Полисервис
Внешний вид ИПДЛ-52 СМД (8-80) Внешний вид ИПДЛ-52 СМД (8-80)
ИПДЛ-52 СМД (8-80)
12 180

Производитель ИВС-Сигналспецавтоматика
Внешний вид ИПДЛ-52 СМД (8-100) Внешний вид ИПДЛ-52 СМД (8-100)
ИПДЛ-52 СМД (8-100)
14 028

Производитель ИВС-Сигналспецавтоматика
Внешний вид ИПР-55 Внешний вид ИПР-55
ИПР-55
132

Производитель Арсенал безопасности
Внешний вид ПКИ-СО1 Вишня-И Внешний вид ПКИ-СО1 Вишня-И
ПКИ-СО1 Вишня-И
155

Производитель Комтид
Внешний вид Молния-12 Внешний вид Молния-12
Молния-12
156

Производитель Арсенал безопасности
Внешний вид КРИСТАЛЛ-12 Выход Внешний вид КРИСТАЛЛ-12 Выход
КРИСТАЛЛ-12 Выход
173

Производитель Электротехника и Автоматика
Внешний вид ДИП-3СУ Внешний вид ДИП-3СУ
ДИП-3СУ
215

Производитель Ирсэт
Найдено товаров: 3199
1 2 3 4 5

Возврат к списку

Создание проекта системы видеонаблюдения всего за несколько минут;
Все РЕАЛЬНО: в т.ч. сектора наблюдения, параметры кабельных трасс;
Загрузка готовых планов и их масштабирование;
Спецификация обрудования и смета создается автоматически;
Дружелюбный интерфейс;
Индивидуальные настройки программы и оборудования.
Техподдержка встроена непосредственно в программу.
Регистрация занимает одну минуту.

ОТ ЗАПРОСА ДО ОФОРМЛЕННОГО ПРЕДЛОЖЕНИЯ - 15 МИНУТ