Журнал ТЗ № 5 2011 | Комбинированные пожарные извещатели с газовым каналом обнаружения
  бюро находок  
  Где искать        
наши издания
наши анонсы






2011
№ 5
статьи



Журнал ТЗ № 5 2011



Раздел:
Тема: ОПС (Охранно пожарная сигнализация )
Автор: Роман ПОЛЕЩУК, менеджер по продукту Bosch Security Systems

Комбинированные пожарные извещатели с газовым каналом обнаружения

Комбинированные пожарные извещатели достаточно давно появились на рынке систем пожарной сигнализации и заняли свою нишу. В отличие от стандартных дымовых или тепловых извещателей, комбинированные извещатели имеют несколько чувствительных элементов (сенсоров), реагирующих на различные факторы пожара. Далее в статье будут рассмотрены нормативная база, области применения, принцип действия, особенности, настройки и обслуживание комбинированных пожарных извещателей с газовым каналом обнаружения.

Нормативная база
В действующей нормативной базе комбинированные пожарные извещатели выделены как класс по виду контролируемого признака пожара. В зависимости от комбинации сенсоров к этим извещателям соответственно предъявляются требования стандарта ГОСТ Р 53325-2009 «Техника пожарная. Технические средства пожарной автоматики. Общие технические требования. Методы испытаний», касающиеся всех используемых типов извещателей. В настоящее время наиболее распространены модели комбинированных пожарных извещателей, совмещающих дымовой и тепловой каналы обнаружения. Именно для этой комбинации наиболее четко сформулированы рекомендации по применению и размещению. Так, согласно своду правил СП 5.13130.2009 п.13.1.8: «В том случае, когда в зоне контроля преобладающий фактор пожара не определен, рекомендуется применять комбинацию пожарных извещателей, реагирующих на различные факторы пожара, или комбинированные пожарные извещатели». Преобладающим фактором пожара считается тот, обнаружение которого происходит на начальной стадии пожара за минимальное время. Необходимо отметить, что СП 5 допускает два варианта размещения комбинированных дымовых/тепловых извещателей. Если преобладающий фактор не может быть определен, то размещение комбинированных извещателей производится по нормам размещения тепловых извещателей. Второй вариант все же подразумевает возможность определения основного фактора. Так, если преобладающим фактором является дым, то размещение комбинированных извещателей производится по нормам размещения дымовых извещателей.
Как российские, так и международные нормы пожарной безопасности не в полной мере прописывают требования к газовым пожарным извещателям. Причины этого изложены в статье В. Л.Здора (ФГУ ВНИИПО МЧС России) по новой версии ГОСТ 53325 («Алгоритм безопасности» № 5, 2011). Тем не менее в НПБ 71-98 были прописаны требования к газовым пожарным извещателям и методы их испытаний. НПБ 71-98 регламентировали три газа, на как минимум один из которых должны реагировать газовые пожарные извещатели. К ним относятся: CO (монооксид углерода – угарный газ), CO2 (диоксид углерода – углекислый газ) и углеводороды CxHy. В комбинированных извещателях с газовым каналом, как правило, используются сенсоры угарного газа CO. Концентрация газов измеряется в единицах ppm (частиц на миллион). Для газов 1 ppm ≈ 1 мг/м3. Согласно НПБ 71-98 пороговые значения концентрации CO для срабатывания газового извещателя должны составлять 20–80 ppm, что выше предельно допустимой концентрации. В России предельно допустимые концентрации угарного газа для воздуха населенных пунктов и промышленных предприятий приняты в значениях от 3 до 20 мг/м3 (2,6–17 ppm) в зависимости от типа объекта и времени воздействия на человека.
Также в СП 5.13130.2009 имеется несколько пунктов по использованию газовых пожарных извещателей в системах пожарной сигнализации. Одними из самых существенных являются требования к расстановке извещателей, которая соответствует расстановке точечных дымовых извещателей с учетом рекомендаций изготовителя. В ближайшей перспективе ФГУ ВНИИПО МЧС России планирует провести научно-исследовательскую работу по данной тематике, чтобы сформировать конкретные требования к газовым пожарным извещателям для включения их в стандарт ГОСТ 53325. Таким образом, в действующей нормативной базе даны рекомендации для достаточно широкой области применения комбинированных извещателей, однако не учтена еще одна важная особенность этих извещателей – возможность эффективной работы в сложных нестабильных условиях эксплуатации.

Области применения
Для рассмотрения вопроса применения пожарных извещателей с газовым каналом сначала обратимся к приложению М Свода правил СП 5.13130.2009, в котором описаны рекомендации по выбору пожарных извещателей в зависимости от назначения защищаемого помещения. Ни в одном из пунктов приложения пожарные извещатели с газовым каналом обнаружения не фигурируют. Тогда рассмотрим события, способные вызвать срабатывание извещателя, к которым относятся тестовые очаги пожара ТП1-ТП6, водяной пар, сигаретный дым, выхлопы автомобилей на автостоянке (таблица 1).
Таблица 1. События, способные вызвать срабатывание извещателя.

В таблице 1 наличие того или иного фактора классифицируется следующим образом: отсутствует – невозможно получить данные для привязки к событию;
немного – сигнал может быть привязан к событию, но недостаточен для принятия решения;
достаточно – сигнал по одному фактору близок к пороговому значению, но не достиг его; много – сигнал, немного превышающий пороговое значение;
очень много – сигнал, значительно превышающий тревожный порог.
Из таблицы видно, что комбинированные извещатели с газовым каналом не уступают и даже имеют преимущества перед одноканальными извещателями в обнаружении всех перечисленных выше событий, кроме ТП6 (горение спирта) и водяного пара. Для обнаружения возгораний типа ТП6, как правило, применяются извещатели пламени. Чтобы эффективнее определить ТП1 и отличить его от сигаретного дыма, в некоторых извещателях используются двухдиапазонные дымовые сенсоры с инфракрасным и синим светодиодами. Таким образом, можно выделить 3 основных преимущества извещателей с газовым каналом обнаружения перед одноканальными извещателями:
– быстрая реакция на возгорания, включая тлеющие очаги пожара;
– возможность установки в гаражах и на автостоянках;
– отсутствие срабатываний от сигаретного дыма.

Принцип действия газового канала обнаружения
В современных комбинированных извещателях, как правило, используются электрохимические сенсоры угарного газа (CO), которые имеют компактные размеры, позволяющие разместить их в корпусе стандартного извещателя.
В отличие от полупроводниковых сенсоров они имеют небольшой ток потребления, что позволяет использовать их в адресно-аналоговых извещателях, питаемых по шлейфу.


Рис. 1. Комбинированный извещатель с газовым каналом обнаружения.

Конструкция газового электрохимического сенсора амперометрического типа (электрохимической ячейки) представлена на рис. 1. Выходной сигнал обеспечивается протеканием электрохимического процесса в сенсоре. Анализируемый газ диффундирует внутрь сенсора через диффузионный барьер, который ограничивает поток анализируемого газа к индикаторному электроду. Мембрана отделяет электролит от анализируемой среды. В результате электрохимической реакции через электрохимическую ячейку при заданном значении электродного потенциала протекает ток, который пропорционален концентрации анализируемого газа. Получаемый сигнал обрабатывается по специальным алгоритмам в микропроцессоре извещателя, после чего извещатель принимает решение о срабатывании.


Рис. 2. Конструкция газового электрохимического сенсора.

Стоит отметить, что важным параметром газового сенсора является его селективность, т. е. чувствительность только к определенному газу. Тем не менее современные электрохимические сенсоры угарного газа также реагируют на водород и прочие перекрестные газы. Так, например, для некоторых сенсоров концентрация водорода в 100 ppm дает на выходе сенсора сигнал, соответствующий концентрации CO в 20 ppm, что делает его пригодным для использования в пожарных извещателях. Максимальные измеряемые значения электрохимических сенсоров, используемых в комбинированных извещателях, как правило, составляют до 500–1000 ppm с чувствительностью в единицы ppm, что вполне удовлетворяет требованиям обнаружения возгораний.

Интеллектуальная обработка сигналов
Простейшие комбинированные извещатели формируют тревожный сигнал при превышении порога в одном из каналов обнаружения. То есть их работа основана на логике «ИЛИ». Эффективность обнаружения пожароопасной обстановки этими извещателями выше, чем у одноканальных извещателей аналогичного типа. Они способны обнаруживать как тлеющие очаги, так и быстро развивающиеся пожары. Однако существенным недостатком комбинированных извещателей с логикой работы «ИЛИ» остаются ложные срабатывания, вероятность которых в данном случае не может быть меньше суммы вероятностей ложных срабатываний по каждому каналу. Особенно остро это проявляется в сложных условиях эксплуатации, когда в нормальном режиме происходит изменение среды, например, появление пара, искусственного или сигаретного дыма, повышение температуры и др. Такие внешние воздействия существенно сужают область применения этих извещателей из-за большой вероятности ложных сигналов и как следствие необходимости повышения пороговых значений чувствительности. В ситуациях, когда внешние воздействия по отдельным факторам мало отличаются от реальных возгораний, комбинированные извещатели с логикой «ИЛИ» не дают существенных преимуществ. Значительное увеличение и достоверности, и скорости обнаружения можно получить при совместной обработке сигналов по различным каналам в дополнение к логике «ИЛИ». В настоящее время выпускаются комбинированные извещатели, обеспечивающие измерение текущих значений нескольких факторов в расширенном диапазоне и использующие в своей работе алгоритмы интеллектуального анализа, включая адаптивные пороги срабатывания (рис. 2).


Рис. 3. Трехмерный график адаптивных порогов срабатывания комбинированного дым/тепло/газ извещателя.

График показывает, что внешние воздействия на дымовой оптический канал обнаружения не превышают порог тревоги и, следовательно, не вызывают срабатывание извещателя. В свою очередь, при реальном возгорании выделяется также угарный газ и/или тепло, при детектировании которых извещатель повышает свою чувствительность в дымовом канале обнаружения. Это заметно повышает скорость реакции извещателя на возгорание. Более того, временная характеристика сигналов с сенсоров позволяет строить математические модели пожаров и внешних воздействий. Формирование тревожного сигнала происходит только в том случае, если комбинация сигналов по всем используемым в извещателе каналам обнаружения соответствует характеристикам конкретной модели реального пожара. Интеллектуальные алгоритмы разрабатываются в специализированных исследовательских лабораториях, основываются на результатах огневых испытаний и учитывают влияние внешних воздействий, не связанных с пожаром. В основу алгоритмов закладываются данные и критерии, получаемые в результате практического анализа различных моделей пожаров. Некоторые извещатели имеют стандартные предустановки для различных типов помещений, что позволяет легко и безошибочно задавать наиболее оптимальные настройки.

Таблица 2. Настройки комбинированного дым/тепло/газ извещателя


Использование адресно-аналоговых ППКП с режимом работы «день-ночь» позволяет задавать извещателям по две настройки. Например, в ночное время в офисе дымовой и газовый каналы извещателей установлены на высокую чувствительность, чтобы быстрее среагировать на возгорание. А в дневное время чувствительность извещателей уменьшается, чтобы не вызывать ложных срабатываний из-за поднявшейся в воздух пыли и прочих внешних воздействий. Также использование комбинированных извещателей с газовым каналом возможно в помещениях, где курят, или на автостоянках. Стоит отметить, что в сложных с точки зрения внешних воздействий помещениях (гараж, производство) для срабатывания извещателя кроме превышения тревожного порога в дымовом канале также требуется обязательное срабатывание по второму каналу (газ или температура).

Обслуживание
Многие комбинированные адресно-аналоговые извещатели имеют возможность последовательного и параллельного тестирования. При последовательном тестировании каждый канал обнаружения извещателя тестируется отдельно. Для этого используются специальные тестеры и баллончики с аэрозолем для тестирования дымового канала и с монооксидом углерода для тестирования газового канала (рис. 3).

Рис. 4. Тестер пожарных извещателей, аэрозоль и газ CO (слева направо).

Как было сказано выше, современные комбинированные извещатели имеют сложные алгоритмы обработки, в которых одновременно используются сигналы с разных сенсоров извещателя. Поэтому при необходимости тестирования, максимально приближенного к реальной ситуации, используется параллельное тестирование извещателей с использованием многоканальных тестеров.


Рис. 5. Многоканальный тестер

При обслуживании пожарных извещателей с газовым каналом обнаружения следует учитывать, что срок службы газового сенсора составляет 5–6 лет, после чего он отключается, и извещатель продолжает работать без газового канала обнаружения.
В заключение еще раз отметим способность комбинированных извещателей с газовым каналом обнаружения работать в сложных условиях окружающей среды (сигаретный дым, автостоянки, производства), сохраняя при этом обнаружительную способность на высоком уровне. Скорость, достоверность и надежность обнаружения возгораний остаются основными задачами систем пожарной сигнализации. Современные комбинированные извещатели отражают наиболее передовые технологии в этой области и позволяют не ошибиться при выборе пожарного извещателя.

Комбинированный пожарный извещатель FAP-DOTC 420 (BOSCH)
Адресный пожарный извещатель (LSN) использует микропроцессорную обработку сигналов (технология ISP) и имеет три канала обнаружения: дымовой (двухдиапазонный), тепловой и газовый. Особенность этих извещателей заключается в их способности достоверно обнаруживать все тестовые очаги пожара (от ТП1 и до ТП8 по EN54). Технология Dual Ray, использующая инфракрасный и синий светодиоды в оптическом канале, позволяет максимально повысить достоверность обнаружения дымов различного происхождения, в том числе не реагировать на сигаретный дым и водяной пар. Тепловой сенсор извещателя соответствует классам A2S/A2R/BS/BR и измеряет температуру в контролируемой области с точностью до градуса. Газовый канал извещателя обнаруживает выделяющиеся при горении газы CO, H и NO с чувствительностью 5 ppm. Этот извещатель имеет двойной изолятор короткого замыкания, функцию автоадресации и самодиагностики, а также легко настраивается в зависимости от типа помещения.

Комбинированный пожарный извещатель FAP-OC 520 (BOSCH)
Бескамерный адресный пожарный извещатель Invisible (LSN) использует микропроцессорную обработку сигналов (технология ISP) и имеет два канала обнаружения: дымовой и газовый. Извещатель разработан для использования в помещениях с повышенными требованиями к дизайну, но также отлично зарекомендовал себя в грязных и пыльных помещениях благодаря простоте очистки поверхности. Особенность этого извещателя заключается в отсутствии дымовой камеры. Две оптопары создают виртуальную измерительную камеру для обнаружения дыма. Газовый канал извещателя обнаруживает выделяющиеся при горении газы CO, H и NO с чувствительностью 5 ppm. Извещатель доступен в двух цветовых исполнениях: белом и прозрачном с набором из 16 цветных вставок. Извещатель имеет двойной изолятор короткого замыкания, функцию автоадресации и самодиагностики, а также легко настраивается в зависимости от типа помещения.

Аналогово-адресный пожарный извещатель ESSER OTG cерии IQ8Quad (Honeywell Life Safety Austria GmbH)
Извещатель имеет три независимых сенсора в одном корпусе: сенсор угарного газа (CO) – для обнаружения возгораний на ранней стадии, до начала выделения видимых частиц дыма + классический оптический дымовой + термодифференциальный. Раннее обнаружение как тлеющих возгораний, так и возгораний, сопровождающихся выбросом тепла и выделением газовых продуктов горения.
В зависимости от программирования датчика присутствие CO может рапортоваться либо как фактор пожара, либо как технический сигнал. Программируемая концентрация CO для технического сигнала (предупреждение об опасности отравления). Оптический сенсор и сенсор CO могут работать как по схеме «ИЛИ», так и по схеме «И» (программируется). Принятие решения на уровне извещателя, автоматическая адресация. Встроенный изолятор короткого замыкания. Любой цвет корпуса на заказ по цветовой кодировке RAL. Может использоваться как радиоизвещатель (при установке в беспроводную базу).

Извещатель пожарный газовый ИП 435-1 с тепловым каналом (ПО-Спецавтоматика)
Извещатель предназначен для защиты объектов от пожаров путем анализа газовоздушной среды, выдачи световых и звуковых сигналов о пожаре или неисправности и формирования извещений «Норма», «Пожар», «Авария» во внешние цепи с помощью «сухих» контактов оптронных реле, коммутирующих напряжение до 150 В, при токе до 100 мА.
Извещатель осуществляет мониторинг концентрации окиси углерода и температуры при наличии пыли, сильных воздушных потоков, высокой освещенности, высокого уровня электромагнитных помех. Четыре диапазона чувствительности по газу СО (от 20 до 140 ppm) и два диапазона чувствительности по температуре (60°С, 70°C) позволяют адаптировать извещатель к любым условиям эксплуатации.
Универсальное питание извещателя – 9–30 В, малая потребляемая мощность – 0,3 Вт, защита от переполюсовки питания и функция контроля работоспособности, удобство монтажа и обслуживания дают возможность извещателю работать в любых системах, обеспечивающих пожарную безопасность.

ИП 435-4-Ех «Сегмент» (Этра-спецавтоматика, Эрвист)
Извещатель ИП 435-4-Ех «Сегмент» с маркировкой взрывозащиты 1ExiaIICT6 / POExiaI предназначен для обнаружения возгораний, сопровождающихся повышением угарного газа (СО) во взрывоопасных зонах.
Позволяет обнаружить возгорание на его начальной стадии, практически не подвержен ложным срабатываниям, исправно работает в запыленных и загрязненных помещениях. Может применяться в составе систем пожарной сигнализации для защиты складских помещений, котельных, коллекторов, гаражей, производственных объектов различного назначения.
Извещатель имеет три модификации, различающиеся областью применения:
– промышленное исполнение в корпусе из ABS-пластика с высоким параметром IP;
– взрывозащищенное и рудничное исполнение в корпусе из пластика PT080;
– взрывозащищенное и рудничное исполнение в корпусе из нержавеющей стали.

Извещатель пожарный комбинированный ИП101/435-1-А1/2 «Эксперт» (Этра- спецавтоматика)
Предназначен для раннего обнаружения пожара по изменению химического состава воздуха и/или по превышению теплового порога.
Сертификат СПб Ф ВНИИПО МЧС РФ. Обеспечивает раннее обнаружение пожара на стадии тления. Не подвержен запылению. Мало зависит от скорости и направления потоков воздуха. Не зависит от места установки. Не может использоваться в системах ПС гаражей.


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!
Добавить комментарий или задать вопрос

Правила комментирования статей

Версия для печати

Средняя оценка этой статьи: 0  (голосов: 0)
Ваша оценка:

назад
|

Axis представляет сетевой радар для точного обнаружения вторжений в контролируемых зонах
Компания Axis дополняет свой обширный портфель продукции сетевыми радарами. Радарные датчики вторжения не реагируют на многие распространенные сигналы, которые приводят к ложным срабатываниям, и легко устанавливаются и интегрируются в существующие системы.



Новинка от компании IDIS: 5Мп IP-видеокамера DC-T3533HRX
Тенденции развития индустрии IP-видеонаблюдения демонстрируют погоню производителей за увеличением разрешающей способности видеокамер. При этом часто оказывается так, что озвучиваемые цифры в 4, 9, 12 и даже 20 мегапикселей оказываются несопоставимыми с физическими размерами сенсоров, используемых в этих камерах. Поэтому подобные разрешения реализуются лишь на уровне соответствующих цифр в настройках камеры и не приводят к какому-либо улучшению изображения.



IBM меняет представление о передаче и хранении видео. Впервые на All-over-IP 2017!
Сравните ваш взгляд на интеллектуальное видеонаблюдение с мнением руководителей корпорации IBM на 10-м форуме All-over-IP 2017.



Реклама
Подписка на новости
Имя
E-mail
Анти-спам код
Copyright © 2008 —2017 «Технологии защиты».