Раздел: ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ Тема: Автор: Игорь НЕПЛОХОВ, технический директор по ПС компании ADT Security Solutions, кандидат технических наук
Извещатели пожарные дымовые аспирационные
Извещатели пожарные дымовые аспирационные (ИПДА) – это извещатели нового поколения, которые могут обеспечить противопожарную защиту объектов на максимально высоком уровне и практически при любых условиях эксплуатации. В отличие от точечных и линейных аспирационные дымовые извещатели не имеют нормативного ограничения на максимальный уровень чувствительности, а их принцип действия и конструктивные особенности позволяют эффективно защитить самые сложные объекты. Например, зоны с высокими скоростями воздушных потоков, запотолочные и подпольные пространства с экстремально высокими или низкими температурами, пыльные и взрывоопасные зоны, помещения с ограниченным доступом, помещения с высокими потолками, куполообразной формы, с балками и т. д. Возможна скрытая установка труб в запотолочном пространстве, в строительных конструкциях или в декоративных элементах помещения с прозрачными капиллярными трубками для образования выносных воздухозаборных точек. Аспирационные дымовые пожарные извещатели были изобретены компанией Xtralis более 30 лет назад и уже более 20 лет представлены на российском рынке. До 2009 г. аспирационные извещатели применялись по рекомендациям ВНИИПО, которые разрабатывались для аспирационных извещателей каждого конкретного типа. В 2009 г. требования по установке дымовых аспирационных извещателей были определены в «Своде правил СП 5.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования». В том же году был введен в действие ГОСТ Р 53325-2009 «Техника пожарная. Технические средства пожарной автоматики. Общие технические требования. Методы испытаний», в котором были впервые определены технические требования и методика проведения испытаний ИПДА. Эти нормы и требования получили дальнейшее развитие в последующих версиях этих документов: в ГОСТ Р 53325-2012 и в СП 5.13130.2009 с Изменениями № 1. Наибольший практический интерес представляют лазерные дымовые извещатели класса А, которые в настоящее время достигли фантастической чувствительности 0,0002%/м (0,00001 дБ/м). Лазерные аспирационные извещатели высокой чувствительности обеспечивают максимальный уровень противопожарной защиты в чистых помещениях, в гермозонах, в операционных, в кабинетах компьютерной магнито-резонансной, позитронной-эмиссионной томографии, в барокамерах, в высоких помещениях и в зонах с воздушными потоками: в атриумах, в ЦОД, в ЦУП, промышленных цехах, в высотных складах и т. д. Высокочувствительные лазерные ИПДА обеспечивают сверхраннее обнаружение пожарной опасности, что определяет минимальные материальные потери, отсутствие необходимости проведения эвакуации и прерывания работы предприятия. Для обеспечения возможности оперативного реагирования персонала формируются на различных уровнях задымления несколько сигналов предтревоги и тревоги. Более узкую область применения имеют аспирационные извещатели с повышенной чувствительностью класса В и класса С со стандартной чувствительностью, т. е. с чувствительностью точечного дымового извещателя. Принцип действия По ГОСТ Р 53325-2012 извещатель пожарный аспирационный – это «автоматический извещатель пожарный, обеспечивающий отбор через систему труб с воздухозаборными отверстиями и доставку проб воздуха (аспирацию) из защищаемого помещения (зоны) к устройству обнаружения признака пожара (дыма, изменения химического состава среды)» (рис. 1). Такой принцип построения извещателя, непривычный на первый взгляд, с трубами с воздухозаборными отверстиями и аспиратором, определяет массу преимуществ по сравнению с дымовыми точечными и линейными извещателями. Пробы воздуха из контролируемого помещения поступают в трубы за счет разряжения создаваемого аспиратором, который вместе с измерителем оптической плотности располагается в блоке обработки.
Рис. 1. Конструкция аспирационного дымового извещателя Принципиальной особенностью аспирационного извещателя является активный отбор проб контролируемой среды в точках расположения воздухозаборных отверстий, это положение имеет решающее значение при сравнении эффективности работы аспирационных извещателей и точечных извещателей. У дымовой камеры точечного извещателя имеется определенное аэродинамическое сопротивление, которое зависит от его конструкции. При малых скоростях воздушных потоков на ранних стадиях развития очага дым просто огибает извещатель и не заходит в дымовую камеру в отличие от ИПДА с отбором проб за счет аспиратора независимо от скорости движения дыма. Небольшой диаметр трубы, как правило, не более 25 мм или капиллярные трубки диаметром 10 мм или даже 6 мм и 4 мм позволяют установить их в местах, где точечные или линейные извещатели не могут быть физически размещены. Естественно, электромагнитные помехи на трубы не оказывают никакого воздействия, материал труб может быть выбран практически для любых условий эксплуатации, например, для использования в химически агрессивных средах. В пыльных зонах первоначально аспирационные извещатели использовались с дополнительными внешними фильтрами, в настоящее время специально для промышленного применения разработан лазерный аспирационный извещатель с внутренним интеллектуальным фильтром, с минимальными затратами на техническое обслуживание. Диапазон температур в контролируемом помещении также может быть практически любым, в экстремальных случаях возможно использование труб из металла с дополнительным подогревом или охлаждением проб воздуха с отделением конденсата и т. д. Аспирационный извещатель может защищать значительные площади, порядка нескольких тысяч квадратных метров, при длине труб более 100 м. Такие аспирационные извещатели требуют обязательного аэродинамического расчета исходя из заданного уровня чувствительности, допустимого разбаланса по отверстиям и максимального времени транспортировки проб воздуха. Основная характеристика дымового аспирационного извещателя, как и любого дымового извещателя, чувствительность, у ИПДА напрямую зависит от числа воздухозаборных отверстий. Для аспирационного извещателя определяется максимальное число отверстий для каждого класса чувствительности. Кроме того, необходимо обеспечить баланс чувствительности по отверстиям, т. е. должна быть примерно одинаковая чувствительность по пробам воздуха, поступающим через различные отверстия. При проектировании аспирационных пожарных извещателей необходимо использовать компьютерную программу расчета чувствительности отверстий и времени транспортировки для подтверждения требуемого класса ИПДА, поскольку в Своде правил СП5.13130.2012 определены допустимые высоты защищаемого помещения и области применения для каждого класса аспирационного извещателя. Классы аспирационных извещателей В настоящее время по ГОСТ Р 53325-2012 аспирационные дымовые извещатели разделяются по чувствительности на три класса следующим образом: • класс А – высокой чувствительности, менее 0,035 дБ/м (0,8%/м); • класс В – повышенной чувствительности, в интервале от 0,035 до 0,088 дБ/м (0,8–2%/м)); • класс С – стандартной чувствительности, в интервале от 0,088 до 0,2 дБ/м (2–4,5%/м). Для сравнения можно отметить, что по ГОСТ Р 53325-2012 чувствительность точечных извещателей должна устанавливаться в пределах от 0,05 до 0,2 дБ/м (1,15–4,5%/м). Другая характеристика ИПДА, которая определяет его класс, – это время транспортировки. Высокая чувствительность ИПДА должна сочетаться с малым временем транспортировки. В зависимости от класса аспирационного извещателя время транспортировки проб воздуха от максимально удаленного дымовсасывающего отверстия до измерителя оптической плотности дыма не должно превышать: • для класса А – 60 сек; • для класса B – 90 сек; • для класса С – 120 сек.
В технических характеристиках на аспирационные извещатели часто указывают диапазон измерения оптической плотности, который имеет справочный характер, но не определяет класс чувствительности. В цифровом или в графическом виде могут отображаться значительно меньшие измеряемые уровни задымления, но класс ИПДА определяется установленным порогом активации извещателя и с учетом числа отверстий. Другими словами, чувствительность ИПДА определяется минимальной удельной оптической плотностью среды вблизи одного отверстия с наименьшей чувствительностью, при которой извещатель формирует сигнал тревоги или предтревоги при условии поступления чистого воздуха через все остальные отверстия. В ГОСТ Р 53325-2012 чувствительность извещателей указана в дБ/м, но часто удобнее использовать значения удельной оптической плотности в процентах затухания на 1 м: в %/м, получается меньше нулей после запятой. Кроме того, при использовании удельной оптической плотности дыма в %/м значительно проще оценить ее снижение при разбавлении чистым воздухом через остальные отверстия. При двух отверстиях в трубе удельная оптическая плотность в %/м снижается в 2 раза, при 10 отверстиях – в 10 раз, при 100 отверстиях – в 100 раз и т. д. Эти величины связаны между собой простым соотношением: m = 10 lg [100/(100–∆)], где ∆ – удельная оптическая плотность, %/м; lg – десятичный логарифм; m – удельная оптическая плотность, дБ/м. Число отверстий ИПДА В ГОСТ Р 53325-2012 содержится требование указывать в технической документации на ИПДА чувствительность с учетом количества дымовсасывающих отверстий. При наличии нескольких отверстий для забора проб концентрация дыма в пробе воздуха снижается пропорционально объему чистого воздуха, поступающего в трубу через остальные отверстия (рис. 2). Причем удельная оптическая плотность среды, выраженная в %/м, снижается пропорционально числу отверстий при условии разбаланса по отверстиям. Например, если в одно воздухозаборное отверстие из 20 поступает дым с удельной оптической плотностью 1%/м (0,044 дБ/м), а через остальные 19 отверстий поступает чистый воздух в таких же объемах, то он разбавляется чистым воздухом в 20 раз, и его плотность при поступлении в измеритель оптической плотности падает в 20 раз и составляет уже 0,05%/м (0,0022 дБ/м). Таким образом, если порог срабатывания установлен на уровне 0,05%/м, то сигнал от извещателя появится при превышении оптической плотности дыма 1%/м по одному из отверстий, что соответствует ИПДА класса В. В таблице 1 приведены данные для оценки влияния разбавления дыма для различного числа воздухозаборных отверстий в трубе и различных порогов измерителя оптической плотности. Можно отметить, что ИПДА с порогом 0,05%/м (0,0022 дБ/м) имеет чувствительность класса А с 10 отверстиями в трубах с учетом разбаланса, ИПДА с порогом 0,1%/м (0,0043 дБ/м) имеет чувствительность класса А при 5 отверстиях максимум. При использовании в ИПДА точечного дымового извещателя даже при установке максимальной чувствительности около 1%/м (0,044 дБ/м) при одном воздухозаборном отверстии получаем класс В, при 2–4 отверстиях – класс С, 5 отверстий и больше вообще не может быть использовано, поскольку при этом чувствительность выходит за пределы класса С. По этим причинам стандартные точечные извещатели со светодиодной оптопарой практически не выпускаются. Для получения ИПДА класса А могут использоваться лазерные дымовые точечные извещатели, и то с небольшим числом отверстий. Ведущие производители ИПДА разрабатывают специализированные измерители оптической плотности, конструкция которых учитывает наличие постоянного воздушного потока в одном направлении, исключение внешней засветки и т. д.
Рис. 2. Снижение концентрации дыма в трубе Таблица 1. Зависимость чувствительности ИПДА от числа отверстий
Чем больше число воздухозаборных отверстий в трубе, тем сильнее проявляется эффект снижения чувствительности аспирационного извещателя. В действительности расчет разбавления дыма чистым воздухом сложнее, чем это описано выше. Необходимо учитывать размер, число и расположение воздухозаборных отверстий, наличие угловых соединений, тройников и капилляров в системе труб и т. д. При использовании отверстий с одинаковыми диаметрами наибольший воздушный поток поступает через ближайшее к аспиратору отверстие, наименьший – через самое дальнее отверстие, для устранения дисбаланса рассчитываются отверстия с разными диаметрами. Часто для выравнивания воздушных потоков по отверстиям, а соответственно, и по чувствительности в конце трубы устанавливается заглушка с отверстием, площадь которого в несколько раз больше воздухозаборных отверстий, что также должно учитываться при расчете. Другая важная характеристика, присущая только аспирационному извещателю, – это время транспортировки пробы воздуха из максимально удаленного воздухозаборного отверстия. Время транспортировки зависит от производительности аспиратора, длины труб, количества и диаметров отверстий, конструкции фильтров и т. д. Именно по чувствительности и по времени транспортировки классифицируются аспирационные извещатели, и важно обеспечить данные требования при проектировании, поскольку в Своде правил СП5.13130.2012 определены области применения и допустимая высота защищаемого помещения для каждого класса аспирационного извещателя. В таблице 13.6 СП5.13130.2012 для аспирационного извещателя со стандартной чувствительностью класса С высота установки воздухозаборных труб – до 8 м, с повышенной чувствительностью класса В – до 15 м, с высокой чувствительностью класса А – до 21 м. Измерение чувствительности ИПДА Чувствительность ИПДА, как и точечных дымовых извещателей, определяется при испытаниях на стенде «Дымовой канал» (Приложение Д ГОСТ Р 53325-2012) (рис. 3). В аэродинамическую трубу стенда «Дымовой канал» помещают только конец воздухозаборной трубы с одним последним дымовсасывающим отверстием, остальная часть трубы с открытыми отверстиями должна находиться вне «Дымового канала», чтобы через них поступал чистый воздух. При измерении чувствительности в рабочей зоне стенда создают нарастающую концентрацию дыма или аэрозоля со скоростью роста удельной оптической плотности среды от 0,015 до 0,1 дБ/м мин. В момент срабатывания ИПДА фиксируют значение удельной оптической плотности среды и контролируют изменение и сохранение режима работы оптических индикаторов.
Рис. 3. Стенд «Дымовой канал» для измерения чувствительности дымовых извещателей 1 – вентилятор с двигателем; 2 – крышка отсека для установки испытываемого ИП со стеклянным смотровым окном; 3 – площадка с поворотным устройством для установки испытываемого ИП; 4 – испытываемый ИП; 5 – измерители температуры и скорости потока воздуха; 6 – направление потока воздуха; 7 – линеаризатор; 8 – устройство для измерения удельной оптической плотности; 9 – отсек нагревателя; 10 – регулятор скорости потока воздуха; 11 – вентиляционное отверстие. Но испытания в дымовом канале дымовых извещателей не дают полного представления о реальной чувствительности и эффективности обнаружения очагов пожара. Класс аспирационного извещателя определяется по тестовым очагам соответствующих его классу при заявленном производителем максимальном количестве воздухозаборных отверстий в трубах. Огневые испытания ИПДА Огневые испытания дымовых пожарных извещателей по тестовым очагам проводятся в помещении размером 10 х 7 м (площадью 70 м2), высотой 4 м (рис. 4). На полу в центре помещения устанавливается тестовый очаг пожара, а на потолке в трех метрах от его центра в секторе 60° располагается труба аспирационного извещателя с одним воздухозаборным отверстием, а также измеритель удельной оптической плотности среды m (дБ/м) и радиоизотопный измеритель концентрации продуктов горения Y (безразмерная величина). Точечные дымовые извещатели при испытаниях также располагаются в этой зоне на расстоянии 3 м от очага, но в количестве 4 штук. Измеритель оптической плотности ИПДА располагается вне тестового помещения в операторской.
Рис. 4. План тестового помещения (вид сверху). 1 – помещение для проведения огневых испытаний; 2 – измеритель оптической плотности среды; 3 – устройство контроля температуры; 4 – место расположения тестового очага; 5 – измерительная зона точечных ИП; 6 – воздухозаборное отверстие ИПДА; 7 – устройство циркуляции воздуха (только для очагов класса А); 8 – ионизационная камера. В требованиях ГОСТ Р 53325-2012 указано, что при проведении огневых испытаний ИПДА используется трубопровод с двумя воздухозаборными отверстиями, одно из которых располагается в пределах измерительной зоны (рис. 4), а второе – вне помещения для проведения огневых испытаний, например, в операторской. Очевидно, здесь допущена неточность, поскольку, как и при измерении чувствительности ИПДА в дымовом канале, при огневых испытаниях подтверждается заявленный класс ИПДА с максимально допустимым числом воздухозаборных отверстий, а не с двумя. ИПДА класса С испытываются по ГОСТ Р 53325-2012 по тестовым очагам достаточно больших размеров, по тем же, что и для точечных дымовых извещателей: тление древесины ТП2, тление хлопка ТП3, горение пенополиуретана ТП4 и горение н-гептана ТП5. Для ИПДА класса В определены очаги средних размеров: ТП2Б, ТП3Б, ТП5Б. ИПДА класса А должны обнаруживать тестовые очаги пожара минимальных размеров: ТП2А, ТП3А, ТП5А, и, кроме того, включается вентиляционная установка (рис. 5) – и дым равномерно распределяется по всему объему помещения. Эта установка в виде короба квадратного сечения с встроенным вентилятором располагается на расстоянии 1 м от очага (рис. 4) и создает воздушный поток со скоростью 1 м/с. Тестовый очаг ТП4 – горение пенополиуретана – не может быть уменьшен физически и используется без изменений при испытаниях ИПДА классов А и В. Этот тестовый очаг состоит из трех пенополиуретановых матов плотностью 20 кг/м3, размером 0,5 х 0,5 м и толщиной 20 мм каждый, продолжительность развития очага не превышает 180 с.
Рис. 5. Вентиляционная установка для очагов класса А В таблице 2 приведены характеристики тестовых очагов пожара. По сравнению со стандартными тестовыми очагами для ИПДА класса С тестовые класса В имеют примерно в 2 раза меньший размер, а очаги класса А имеют примерно в 3 раза меньший размер. В качестве примера на рис. 6 показан тестовый очаг тления дерева ТП2, состоящий из 10 буковых брусков, тестовый очаг ТП2В – из 6 буковых брусков и тестовый очаг ТП2А – из 3 буковых брусков одинакового размера 75 х 25 х 20 мм. Соответственно, ИПДА класса С должен обнаруживать тлеющие тестовые очаги ТП2 и ТП3 при удельной оптической плотности до 2 дБ/м, ИПДА класса В – до 0,15 дБ/м, а ИПДА класса А – до 0,05 дБ/м (табл. 3). Таблица 2. Характеристики тестовых очагов пожара
Рис 6. Тестовые очаги ТП2, ТП2В и ТП2А 1 – электрическая плитка; 2 – термопара; 3 – буковые бруски Таблица 3. Параметры тестовых очагов
В заключение необходимо еще раз подчеркнуть, что чувствительность ИПДА, измеренная в дымовом канале, даже с учетом разбавления чистым воздухом при максимальном количестве воздухозаборных отверстий не определяет его класс. Высокая чувствительность в дымовом канале не является гарантией получения положительных результатов на огневых испытаниях, так как эти испытания проводятся по различным дымам и эффективность их обнаружения зависит от технологии измерения оптической плотности ИПДА. В европейских стандартах EN 54-20 по аспирационным дымовым извещателям и в EN 54-7 по дымовым точечным извещателям измерения в дымовом канале используются только для оценки стабильности характеристик, без разделения по классам и даже без ограничения по минимальной чувствительности, т. е., в принципе, нет границы 0,2 дБ/м для дымовых извещателей. Эффективность дымовых извещателей всех типов и подтверждение заявленного производителем класса ИПДА проводится только по соответствующим тестовым очагам класса. По результатам проведенных испытаний указывается класс ИПДА и при каком числе воздухозаборных отверстий он был подтвержден. При отсутствии этих данных, полученных в результате проведения огневых испытаний, нет никаких оснований для проектирования и эксплуатации ИПДА в помещениях выше 8 м. Продолжение следует.
Высокочувствительные аспирационные извещатели FAAST (System Sensor Fire Detectors) Являются эффективным решением для раннего и сверхраннего обнаружения, обеспечивают защиту от ложных срабатываний в любых условиях. FAAST можно контролировать различными способами: при помощи графического дисплея, программного обеспечения Pipe IQ, удаленно через интернет, а также предусмотрена возможность отправки до шести E-mail сообщений. Благодаря высокой чувствительности (0,0015–13,12%/м), технологии двойного обнаружения и сепаратору частиц извещатели FAAST способны обеспечить максимально раннее обнаружение, что позволяет своевременно устранить возгорание, прежде чем оно приведет к непоправимому ущербу.
TITANUS аспирационные дымовые извещатели LSNi (Bosch) TITANUS представляют собой активные системы обнаружения пожара, подключенные непосредственно к адресному шлейфу LSNi, и предназначены для раннего обнаружения пожара в контролируемых областях и оборудовании, а также в вентиляционных каналах и устройствах. Высокая устойчивость к ложным тревогам благодаря интеллектуальной обработке сигнала LOGIC•SENS. Передовой контроль воздушного потока, включая слежение за одним каналом, обнаруживает засорения и поломки. Начальная установка облегчена автоматической инициализацией. Удобная диагностика с помощью световых сигналов на модуле извещения или диагностического программного обеспечения DIAG. Защищенность систем от загрязнения, компенсация температурных воздействий на сигнал датчика и инициализация в соответствии с давлением воздуха обеспечивают надежную работу даже в сложных внешних условиях.
TITANUS PRO-SENS® (WAGNER) Модульная конструкция. Температурный диапазон от - 40 ºС до + 60 ºС. Пониженный уровень шума 23 дБ (А). Один прибор защищает площадь до 3200 кв. м, количество пожарных тревог – до 6 штук. Максимальное количество воздухозаборных отверстий – до 200 штук. Максимальная длина трубной системы – до 600 м. Модуль высокой чувствительности: пожар – 0,00065 дБ/м (0,015%/м); предтревога – 0,00046 дБ/м (0,0105%/м); внимание – 0,00020 дБ/м (0,0045%/м). Модуль повышенной чувствительности: пожар – 0,00435 дБ/м (0,1%/м); предтревога – 0,00304 дБ/м (0,07%/м); внимание – 0,00130 дБ/м (0,03%/м). Модуль стандартной чувствительности: пожар – 0,02177 дБ/м (0,5%/м); предтревога – 0,01523 дБ/м (0,35%/м); внимание – 0,00652 дБ/м (0,15%/м).
Аспирационный пожарный извещатель (ОАО «НПП «Радар ммс») Извещатель пожарный аспирационный отечественной разработки и производства позволяет определять наличие пожароопасной ситуации по повышению уровня концентрации аэрозоля, выделяющегося при пиролизе материалов задолго до возникновения открытого пламени. Принцип действия изделия основан на электроиндукционном методе контроля параметров аэрозоля, который характеризуется непрерывным измерением в широком диапазоне размеров частиц и высокой чувствительностью. Порог чувствительности к концентрации аэрозоля – не более 0,01 мг/м³. Верхняя граница чувствительности к концентрации аэрозоля – не менее 100 мг/м³. Максимальная длина трубы в луче – 200 м. Диапазон рабочих температур – от -25 °С до +55 °С.
Дымовая аспирационная система ASD535 Airscreen («Шрак Секонет АГ») Высокая чувствительность, скрытый монтаж, увеличенный срок службы, а также интуитивное и быстрое проектирование – вот лишь некоторые из требований, предъявляемых к аспирационным пожарным извещателям последнего поколения. ASD 535 Airscreen – это самая современная модель универсального аспирационного извещателя. Два независимых трубопровода с двумя независимыми извещателями. Сенсор с технологией High Dynamic для максимально точной настройки в зависимости от окружающей среды. Многоступенчатая система фильтров для работы в самых тяжелых условиях. Быстрый запуск системы с помощью программы автообучения. Расчет асимметричных трубопроводов с помощью программы PipeFlow в соответствии с EN 54-20. Прямое подключение к адресному шлейфу X-Line системы Integral IP. Настройка и мониторинг с помощью программы AsdConfig. Версия для работы в условиях низких температур ASD 535 LT (Low Temperature).
Внимание! Копирование материалов, размещенных на данном сайте допускается только со ссылкой на ресурс http://www.tzmagazine.ru Рады сообщить нашим читателям, что теперь нашем сайте работает модуль обратной связи. Нам важна ваша оценка наших публикаций! Также вы можете задавать свои вопросы.Наши авторы обязательно ответят на них. Ждем ваших оценок, вопросов и комментариев! Комментарии:

Добавить комментарий или задать вопрос

Правила комментирования статей

Версия для печати

Средняя оценка этой статьи: 5  (голосов: 4)
Ваша оценка: