Статьи

К списку статей

Адресно-аналоговые системы пожарной сигнализации как средства раннего обнаружения пожара

"Начало статьи "Адресно-аналоговые системы пожарной сигнализации как средства раннего обнаружения пожара" Часть 1.

4. Анализ взаимосвязи оптической плотности от времени при огневых испытаниях
В соответствии с EN 54-7 и 54-9, в первую очередь исследуется сама возможность своевременного обнаружения возгорания в помещениях с помощью имеющихся технических средств пожарной сигнализации. На это направлены и огневые испытания, методику которых планируется перенести из Извещатели пожарные. Огневые испытания» в проект ГОСТ Р «Техника пожарная. Технические средства пожарной автоматики».
Для этого необходимо уйти от некоего диапазона чувствительности дымового точечного извещателя 0,05-0,2 дБ/м (НПБ 65-97) и посмотреть на предельное время обнаружения извещателем возгораний при огневых испытаниях. При этом процесс моделируется не путем постепенного заполнения аэрозолем извещателя в дымовом канале, а размещением из-вещателей в помещении с тестовыми пожарами, в максимально приближенных к реальности условиям.
Очевидно, что предельное время обнаружения минимально для ТП4 и равно 140 с при достижении оптической плотности среды m=1,73 дБ/м, а для ТП2 время обнаружения возгорания при m=2 дБ/м уже равно 840 с.
На рисунке 4.1 отображены нормируемые области реагирования пожарных извещателей к различным тестовым пожарам в зависимости от времени. Если попробовать обобщить эти области таким образом, чтобы система пожарной сигнализации, включающая адресно-аналоговый извещатель и АППКП, имела требуемую чувствительность к ТП1-ТП5, то получится график, приведенный на рисунке 4.2.

Рис. 4.1. Области реагирования для всех ТП в зависимости от времени и оптической плотности среды
Области реагирования для всех ТП в зависимости от времени и оптической плотности среды
Рис. 4.2. Обобщенная область реагирования для всех ТП в зависимости от времени и оптической плотности среды
Обобщенная область реагирования для всех ТП в зависимости от времени и оптической плотности среды
Рис. 4.3. Краевые пределы реагирования
Краевые пределы реагирования
Получив обобщенную область реагирования, на ней можно определить краевые пределы контролируемых или вычисляемых параметров.
На рисунке 4.3 можно выделить три условных самостоятельных областей.
Первая область располагается в районе Т ~ 100 с. Данная область связана с повышенной скоростью нарастания оптической плотности, равной 0,028 дБ/м-с и определяемой ТП4 и ТП5. Вызвана такая скорость нарастания оптической плотности среды повышенной выделяемой температурой при горении пенополиуретана или гептана. Эти тестовые пожары имеют верхние пороги оптической плотности, равные 1,73 и 1,24 дБ/м соответственно. Указанная область дополнительно характеризуется особенностью продуктов горения, которые достаточно сложно обнаружить с помощью оптико-электронных извещателей, это так называемые темные дымы.
В данной области производить анализ нарастания оптической плотности по значению скоростей очень трудно из-за недостаточного для этого промежутка времени. С другой стороны, именно в этой области происходят ложные срабатывания, и ограничиваться принятием решения только по пороговому значению оптической плотности крайне опасно. За указанный промежуток времени вполне можно получить от 5 до 10 значений скорости нарастания, после чего уже будет достаточно оснований принять решение непосредственно по порогу.
Вторая область характеризует развитие ТП1 и ТП3. В нормах EN 54-7 огневых испытаний для точечных дымовых изве-щателей на ТП1 не предусмотрено, поэтому верхний порог оптической плотности по этим нормам для этой области не 0,75 дБ/м, а 2 дБ/м, что отображено пунктиром. Средние скорости нарастания оптической плотности в данной области составляют порядка 0,012-0,015 дБ/м-с. За промежуток 250-350 с вполне реально получить от извещателя 20-40 текущих значений задымленности для вычисления скорости нарастания оптической плотности, чтобы уже по этим значениям принять решение о пожаре.
Третья область характеризует развитие ТП2. Эта область характеризуется минимальной скоростью нарастания оптической плотности из-за пониженной температуры очага. Этим объясняется предельно максимальное время проведения испытаний. В данной области возможен пропуск пожара при неправильно работающем алгоритме компенсации запыленности дымовой камеры в точечном оптико-электронном дымовом извещателе. Поэтому периодичность цикла проведения указанной компенсации не должна быть чаще 20-30 минут, а глубина компенсации не должна понижать номинальную чувствительность извещателя более чем в 1,6 раз (п. 4.8 b EN 54-7).
5. Практическая реализация динамического анализа текущих значений контролируемых факторов пожара
Если не принимать соответствующих мер при обработке текущих значений контролируемых факторов пожара, поступающих от извещателей, то системой раннего обнаружения такая установка пожарной сигнализации не будет.
В адресно-аналоговых системах скорость обмена АППКП с извещателями, как правило, не превышает 1200 бит/с, в противном случае длина адресной сигнальной линии значительно сокращается, или она должна иметь другое техническое исполнение. При количестве устройств в адресной сигнальной линии порядка 150200 периодичность опроса каждого из них в большинстве ППКП составляет от 10 до 60 с.
При пороговом обнаружении пожара по конкретному адресному извещате-лю имеем два промежутка времени - достижение в нем порогового значения оптической плотности и доставка этого извещения на ППКП.
Время достижения порогового значения связано с характером возгорания и чувствительностью извещателя и реально может составлять от 60 до 1000 с от начала возгорания. Иногда оно делится на два этапа - обнаружение предварительного порога («Внимание») в режиме повышенной чувствительности извещателя с последующим переводом его в режим номинальной чувствительности и регистрация самого порога («Пожар»). В любом случае это пороговый способ обнаружения, независимо, где он реализован - в извещателе или в ППКП.
Время доставки и обработки нормируется и не должно превышать 10 с. Чтобы уложиться в приемлемые рамки по доставке извещений, в протоколах обмена часто применяют режим прерываний, при котором по получению обобщенного извещения о пожаре вместо циклического опроса адресов включается система поиска по группам (сканирование) адреса сработавшего извещателя. Необходимо отметить, что в данной статье не делается попытки заменить пороговый способ обнаружения на динамический. Речь идет о дополнительных возможностях при принятии решения об обнаружении возгорания. Пороговое принятие решения, в том числе и самим извещателем, ни в коем случае не исключается.
Можно ли за 100 сек с достаточно большой достоверностью выявить возгорание на основе анализа динамики изменений текущих значений? Вполне. Вот элементарный для этого алгоритм:
  • при каждом цикле опроса типа 1-2-3-4-.-N-(N+1). запоминаются текущие значения от извещателей;
  • при обнаружении изменения текущего значения на установленную величину по адресу N по сравнению с предыдущим значением система меняет структуру цикла: 1-2-3-N-4-5-6-N-7-8-9-N... и т.д.;
  • в таком режиме на протяжении 1030 с можно получить по этому адресу не 1-2, а от 40 до 100 текущих значений, что вполне достаточно для подробного анализа происходящего в извещателе процесса;
  • по принятию решения об обнаружении пожара по адресу N структура цикла опроса должна быть восстановлена, а в сам этот пожарный извещатель передано квитирующее сообщение;
  • после этого система готова работать в изначальном режиме и выявлять изменения уже по другим адресам. Учитывая то, что в реальных условиях развития пожара будет происходить перемещение дыма от извещателя к извещателю, то по мере этого движения один адрес с повышенной частотой опроса будет замещаться другим или несколькими другими.
Если за время, предшествующее установленному пороговому значению, будет получено даже совсем небольшое количество таких текущих значений, то и их в совокупности с пороговым будет вполне достаточно, чтобы принять однозначное решение, пускай даже оно и не будет таким уж ранним. Это уже комбинированный способ принятия решения о пожаре (динамика вместе с порогом).
Например, в системе FX NET (ранее ESA) применяется алгоритм вычисления огибающей по нескольким последним измеренным текущим значениям и решение о пожаре принимается именно по значению огибающей (рис. 5.1).
Рис. 5.1. Вычисление огибающей
Вычисление огибающей Во время огневых испытаний пары адресно-аналоговый извещатель и прибор приемно-контрольный пожарный с помощью измерителя оптической плотности среды можно оценить эффективность применяемых алгоритмов раннего обнаружения.
В отличие от извещателей с устанавливаемыми порогами срабатывания при анализе динамики нарастания оптической плотности, переустанавливать пороги в извещателях не требуется, зато можно в зависимости от характера пожарной нагрузки в тех или иных зонах контроля пожарной сигнализации в целях снижения вероятности ложных срабатываний изменять в ППКП диапазон регистрируемых скоростей нарастания оптической плотности среды.
Еще одна очень интересная тема - это взаимосвязь извещателей в одной общей зоне контроля в виде общего для этих извещателей помещения.
При выше приведенном алгоритме можно на очень ранней стадии по результатам нескольких измерений с небольшой вероятностью выявить пожар по одному из извещателей, не принимая об этом окончательного решения. Зная адреса извещателей M и P, установленных в этом же помещении, имеется возможность организовать уже модифицированную структуру цикла: N-M-1-2-3- N-P-4-5-6-N-M-7-8-9-N-P...
При расстоянии 6-10 м между извещателями, установленными в одном помещении, текущие значения контролируемых факторов пожара от них, естественно, будут сильно между собой отличаться, но скорость нарастания оптической плотности в них будет абсолютно аналогична, т.к. характер пожарной нагрузки (состав, масса) и условия распространения продуктов сгорания (температура окружающего воздуха, влажность, атмосферное давление) у них одинаковые, и только первые признаки наличия самих этих продуктов проявятся с задержкой 40-60 с. Этот процесс еще называют нахождением корреляции в зоне контроля пожарной сигнализации.
Подобные алгоритмы успешно применены, причем достаточно давно, например, в системе FX NET. В данной аппаратуре реализован анализ процессов в группе лазерных извещателей, установленных в одном помещении (зоне) следующим образом. АППКП, получая текущие значения от извещателей группы, пропорционально преобразует их для дальнейшего анализа так, что значения попадают в диапазон от 0 до 1 (0 - исходная точка, 1 - максимальный предел, на подробностях выбора 0 и 1 здесь останавливаться не будем). Далее вычисляется сумма квадратов текущих значений Е2= A2 + B2 + C2, если Е2>1, то принимается решение о пожарной тревоге. Таким способом за достаточно небольшой промежуток времени имеется возможность выявить пожар с очень высокой вероятностью.
Если динамический анализ текущих значений еще можно заложить в сам извещатель, то корреляцию между отдельными извещателями можно реализовать только в ППКП.
Надо ли продолжать полноценный анализ динамики нарастания оптической плотности среды после обнаружения его по адресу N? Видимо, необязательно, так как в процессе развития пожара количество извещателей с повышенным уровнем дыма будет геометрически увеличиваться и здесь достаточно будет срабатываний извещателей по установленному в них пороговому уровню, а первичная информация о пожаре получена более чем своевременно, оповещение о пожаре уже будет запущено.
При реализации приведенных алгоритмов возможны различные варианты запуска технических средств пожарной автоматики.
Первый. При рассмотрении зоны, защищаемой АУПТ, решение о начале оповещения можно принять по результатам анализа в одном извещателе и начать эвакуацию из этой зоны еще до принятия решения по второму извещателю. Разница по времени начала эвакуации при таком алгоритме, по сравнению с пороговым, будет очень существенна. Если учесть, что, как правило, в защищаемых зонах оповещение включается так же, как и АУПТ по двум извещателям, то разница еще больше увеличивается.
Второй. Даже если на объекте предусмотрено оповещение 4-5 типа с запуском от двух извещателей, кто будет возражать против запуска оповещения в конкретном защищаемом АУПТ помещении по 1-3 типу от одного извещателя с последующим запуском от второго извещателя полноценной системы оповещения? Люди из защищаемой АУПТ зоны будут эвакуированы, и она будет готова к подаче в нее ОТВ.
Третий. Решение на запуск АУПТ должно приниматься по двум извещателям, но при алгоритме корреляционной обработки это можно сделать намного раньше при условии своевременной эвакуации людей из защищаемой зоны. Отсчет задержки на запуск АУПТ можно привязать к запуску оповещения по одному извещателю, главное - правильно рассчитать требуемое время эвакуации.
Применение данных алгоритмов значительно увеличивает вероятность своевременной эвакуации людей и ликвидации очага возгорания на самом начальном этапе его распространения.
А вот это как раз и есть задача систем раннего обнаружения.
В настоящее время предлагается достаточно большое количество систем, которые производители и поставщики позиционируют как адресно-аналоговые, делая акцент на их исключительных возможностях обнаружения. Необходимо оценить, насколько эффективны алгоритмы обработки, заложенные в АППКП, проведя необходимые испытания, и по результатам уже делать выводы о соответствии (либо несоответствии) требованиям, разрешающим установку и запуск систем противопожарной автоматики от одного пожарного извещателя. Проект новой нормативной базы этому не препятствует, а предусмотренные в ней огневые испытания предоставляют для установки необходимый инструмент.

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