Системы пожарной сигнализации. Виды и устройство. Принцип действия

Системы пожарной сигнализации. Виды и устройство. Принцип действия

Издавна люди использовали различные способы передачи информации о возникновении событий на значительном расстоянии. Они звонили в колокола или разжигали костры. Современная жизнь связана с разными устройствами, работу которых контролируют на расстоянии с помощью разных сигнализаций. Системы пожарной сигнализации в жилых домах и на промышленных объектах отводится важная роль.

Назначение системы пожарной сигнализации сводится к оперативной передаче данных о возгорании в дежурную службу пожарной охраны, которая должна быстро принять меры к тушению пожара. Кроме этого пожарная сигнализация может на удалении задействовать огнетушители, которые заблаговременно настроены для тушения огня конкретного объекта, оповестить людей о необходимости эвакуации, а также передать информацию о возникшем пожаре на дополнительные диспетчерские пункты.

Классификация пожарных сигнализаций

Существует три вида системы пожарной сигнализации, которые стоит рассмотреть подробнее.

Пороговая сигнализация

Чаще сего пороговая сигнализация применяется в небольших системах для контроля объектов со слабой и средней пожарной опасностью, а также для жилых домов. Основной их особенностью является применение извещателей с заводским порогом срабатывания. Структурная схема такой сигнализации выполняется в виде радиального расположения шлейфов. От приемно-контрольных приборов шлейфы расходятся, и к ним подключаются различные датчики. Если сработает один датчик, то сигнал тревоги поступит от всего шлейфа.

Если учесть, что один шлейф может быть подключен на несколько разных помещений, то при срабатывании одного датчика не будет понятно, где именно возникло возгорание, то есть, информативность пороговой сигнализации очень низкая.

Кроме этого, к недостаткам пороговой системы можно отнести:

• Большая трудоемкость установки кабелей системы.
• Отсутствие тестирования исправности извещателей.
• Позднее обнаружение возгорания.

Достоинства

• Простая настройка и установка.
• Невысокая стоимость.

Адресно-опросная сигнализация

Основной особенностью адресно-опросной сигнализации является вид связи приемно-контрольных приборов с извещателями. В таком виде связи контрольный прибор не ожидает сигнала изменения режима работы от датчика, а периодически опрашивает его о состоянии. Это дает возможность получить информацию об исправности датчиков, расширяет перечень возможных уведомлений.

Структура сети такого вида выполняется по кольцу. Кольцевая система стала популярной для однотипных помещений: офисов, учебных заведений, магазинов.

Достоинства

• Большая информативность.
• Возможность контроля исправности датчиков.

Адресно-аналоговая сигнализация

В настоящее время такой вид системы пожарной сигнализации является наиболее распространенным и оптимальным. Главным его отличием от других видов является то, что обработка информации и решение о подаче тревожного сигнала выполняет не извещатель, а приемно-контрольный прибор, который является более сложным устройством.

Он выполняет несколько функций: постоянный опрос детекторов, обработка информации, сравнение данных с пороговыми значениями, принятие решения на основе данных разных типов детекторов. Поэтому уменьшается число ложных срабатываний, возникает возможность выявления точного расположения и времени места возгорания без задержки времени по нескольким факторам. Отдельно каждый фактор не вызвал бы срабатывания системы.

Устройство пожарной сигнализации

Любые системы сигнализации о пожаре, независимо от ее вида и размеров, состоят из следующих устройств:

• Извещатели (датчики) – это чувствительные детекторы, способные определить возгорание с помощью анализа факторов наружной среды: высокой температуры, дыма и т.д.
• Приемно-контрольные устройства принимают и обрабатывают информацию, поступившую с датчиков.
• Исполнительные периферийные устройства – пульты управления, контроль изоляции, реле, оповещатели.

Также системы пожарной сигнализации могут включать устройства центрального управления. Для малых объектов они выполнены в виде панели управления, с помощью которой можно задать некоторые команды.

Более масштабные сигнализации могут работать под управлением компьютера, на котором имеется специальная программа. Чаще всего это организовано в пожарных системах, где на компьютере хранятся и обрабатываются статистические данные.

Извещатели

Такие устройства являются датчиками, отслеживающими состояние объекта охраны, контролирующими некоторые параметры, свойственные возникновению возгорания: дым, температура, инфракрасное излучение.

Датчики-извещатели характеризуются определенными параметрами:

• Принципом работы.
• Методом передачи данных на приемно-контрольные приборы.
• Видом контроля параметров.

Основным параметром является принцип создания сигнала тревоги. Пассивные извещатели, которые наиболее популярны, реагируют на температуру или дым при их непосредственном действии на датчик. Активный вид извещателей выполняет контроль инфракрасного излучения и включает в себя приемник и излучатель.

Приемно-контрольные устройства

Контрольный прибор, принимающий информацию, является основным элементом управления системы пожарной сигнализации. Он проверяет состояние шлейфов, осуществляет прием информации от извещателей и передает данные на центральный пульт. При работе в автономном режиме приемно-контрольный прибор управляет оповещением людей, автоматическим тушением пожара и удалением дыма.

Классификация приборов по:

• Назначению: управляющие, охранно-пожарные, пожарные.
• Информативности: малоинформативные – два вида сообщений, среднеинформативные – до 5 сообщений, многоинформативные – более 5 сообщений.
• Типу связи: проводные, по каналу радио.
• Виду шлейфа: радиальные, петлевые.
• Климатическому исполнению: для теплых и холодных помещений.
• Способу включения дежурного режима: отдельно каждого шлейфа, групповые, комбинированные.
• Расположению запасного источника питания: встроенные, внешние.
• Числу шлейфов (емкость информации): малой информативности – до 5 шлейфов, средней информативности – до 20 шлейфов, большой информативности – до 100 шлейфов.
• Специализированные контрольные приборы для взрывоопасных помещений.

Исполнительные устройства

В комплексах сигнализации пожарной охраны исполнительными периферийными являются устройства, которые подключены к приемно-контрольным приборам по линии связи и выполнены в отдельном корпусе:

• Пульт дистанционного управления, с помощью которого выполняется удаленное управление сигнализацией.
• Прибор контроля изоляции используется в шлейфах сигнализации пожарной охраны с кольцевой структурой для обеспечения функционирования системы при коротком замыкании.
• Релейные модули повышают возможности работы приборов в автоматическом режиме.
• Световые и звуковые оповещатели применяются для оповещения людей о возникновении возгорания.

Принцип действия системы пожарной сигнализации

После выявления извещателями возгорания, система должна действовать следующим образом:

• Включить оповещение людей и систему о их эвакуации.
• Наиболее точно определить место пожара.
• Управлять другими системами.

Оповещение

Все посетители и персонал учреждения, где произошло возгорание, должны быть проинформированы об этом. Система оповещения бывает речевой, светозвуковой или световой. Ее выбор зависит от параметров здания: высоты потолков, площади, количества этажей.

Эти параметры учитываются при разработке пожарной сигнализации в соответствии с нормативными документами. Оповещение должно включать обозначение путей выхода табличками с подсветкой, чтобы ее было видно даже в дыму.

Разблокировка выходов

Если в здании имеется система контроля доступа (турникеты, блокирующиеся двери и т.д.), то сигнализация должна подать сигнал на ее отключение. Если в доме есть лифты, то сигнализация подает команду на отправку лифтов на 1-й этаж, открытие их дверей и отключение лифтов.

Запуск дымоудаления и тушения пожара

Системы тушения пожара в здании могут быть различными: пенными, водными, порошковыми и т.д., в зависимости от специфики и вида здания. Средство тушения огня выбирается в зависимости от вида находящегося в здании имущества, а также в соответствии с нормативными документами по пожарной безопасности.

Система удаления дыма выводит дым и тепло наружу здания. При пожаре вентиляция должна быть закрыта, чтобы воздух не попадал на место пожара. Также должна работать система, предотвращающая проникновение дыма на пути выхода.

Принцип действия датчика дыма

Датчик располагают на потолке, где может концентрироваться дым при возгорании. Он состоит из корпуса, электронного устройства и системы оптики. Эти элементы собраны в единый модуль. Действие датчика заключается в выявлении дыма с помощью оптической системы. В нее входит светодиод, направляющий световой луч, фотоэлемент, принимающий этот луч, и преобразующий его в сигнал электрического тока.

Луч от светодиода не попадает на фотоэлемент, так как направлен в одну сторону. При возникновении дыма лучи света отражаются в разные стороны и попадают на фотоэлемент, который срабатывает. Электроника подает команду на приемно-контрольные приборы сигнализации по каналам связи.

Действие тепловых датчиков

Эти датчики фиксируют также на потолке. Они срабатывают в случаях:

• Достижения определенной скорости увеличения температуры.
• Превышения допустимого порога температуры.

Принцип действия датчика огня

Извещатели пламени являются широко применяемыми датчиками. Они реагируют на открытое пламя или тлеющий огонь без появления дыма.

Фотоэлемент с высокой чувствительностью фиксирует возникновение спектра оптических волн пламени. Устройство датчика огня сложное, поэтому датчик имеет высокую стоимость. В связи с этим в жилых домах их применяют редко, но они стали популярными на предприятиях газового и нефтяного производства.

Простые датчики пламени могут сработать от работы сварки, яркого солнечного света, некоторых видов ламп. Для предотвращения ложных срабатываний применяют специальные световые фильтры.

Значение пожарной сигнализации

Датчики пламени
Детекторы пламени – сложный электронно-оптический прибор. Принцип их работы строится на спектральном анализе излучения в видимом и невидимом диапазоне. Извещатель срабатывает при возникновении в зоне контроля открытого огня или очага тления. В корпусе датчика установлен фотоэлемент. При воздействии на него излучения определенного спектра на модуль контроля и приема приходит тревожный сигнал. Извещатели такого типа выпускаются инфракрасные, ултрафиолетовые и многоспектральные. Датчики пламени имеют высокую стоимость по сравнению с дымовыми и тепловыми. Используются в промышленных условиях. Дешевые устройства этого класса дают ложные срабатывания на излучение сварочной дуги, люминисцентных ламп, яркого солнца. В этом случае целесообразно применять специальные фильтры, которые исключат несанкционированное срабатывание извещателя. Для дешевых устройств этого класса характерны ложные срабатывания от света люминесцентных ламп, яркого солнца, сварочной дуги, а также при воздействии электромагнитных помех оптического спектра. Предотвращение ложных срабатываний обеспечивается при помощи специальных фильтров.

Комбинированные извещатели
Комбинированные датчики — пожарные детекторы, которые в конструкции совмещают функционал тепловых, дымовых, световых, а иногда и газовых датчиков- устройства, способные оценивать уровень угарного газа в окружающем воздухе. В зависимости от количества совмещенных функций бывают двух, трех или четырех канальными. Чаще всего установка детекторов такого класса требуется на ответственных и пожароопасных объектах. В зависимости от требований проектной документации, извещатели могут настраиваться на срабатывание как одного признака возгорания, так и только на совместное возникновение признаков пожара.

Ручные извещатели
Согласно требованиям пожарной безопасности, пожарная сигнализация должна оснащаться не только автоматическими датчиками, но и ручными извещателями. Ручной извещатель — это тревожная кнопка, размещенная в корпусе и защищенная от случайного нажатия крышкой. При нажатии на кнопку происходит срабатывание сигнализации, тревожный сигнал поступает на пульт диспетчера, активируются звуковые оповещатели. Ручной извещатель устроен таким образом, что нажимать на кнопку необходимо один раз, она блокируется и при снятии нажатия система остается в активированном состоянии. Отключение извещателя производится при помощи специального ключа, который хранится у ответственного за пожарную безопасность. Значение ручного извещателя заключается в том, что любой человек, при появлении признаков возгорания может подать тревожный сигнал. Тем самым создается возможность срабатывания пожарной сигнализации даже при отказе автоматического режима. Тревожные кнопки устанавливаются на промышленных, складских объектах и в общественных зданиях.

Назначение и работа пожарной сигнализации

Пожарная сигнализация устанавливается в зданиях и сооружения с целью своевременного выявления пожара и его признаков (огня, дыма), а также для оповещения находящихся в помещениях людей и включения устройств тушения.

Система пожарной сигнализации является составной частью комплекса устройств и оборудования, предназначенного для защиты от последствий пожара. Ее работа должна быть тщательно отлажена специалистами.

Назначение

Главная задача системы сигнализации – это обнаружение первых признаков возгорания и быстрая передача соответствующей информации для обработки и принятия решений. В этом же состоит ее принцип работы.

Решения могут приниматься, как оператором на основании полученных сигналов и подтвержденной визуально информации, так и автоматизированным устройством, работающим по определенному, заранее разработанному алгоритму.

Пожарная сигнализация должна быть установлена во всех общественных зданиях и помещениях, на промышленных объектах. В индивидуальных жилых помещениях (домах, квартирах) требования к установке носят рекомендательный характер.

К пожарной сигнализации предъявляются очень жесткие требования, которые следует учитывать еще на стадии проектирования. Для устройства ее применяются только сертифицированные изделия. При окончании заявленных производителем гарантированных сроков эксплуатации, они должны своевременно заменяться.

Работы должны проводиться только лицензированными специалистами. Необходимо обязательно предусматривать возможность ремонта и обслуживания, а также модернизацию сигнализации. Часто бывает так, что в существующих зданиях производится перепланировка, переоборудование, или просто изменяется назначение помещений. В этом случае действия должны обязательно согласовываться с органами пожарного надзора и повлечь за собой изменение сигнализационной системы.

Проверку наличия и соответствия пожарной сигнализации осуществляют органы Государственного пожарного надзора. За нарушения, связанные с отсутствием или неисправностью предусмотрена административная ответственность в отношении руководителя или юридического лица, являющегося собственником или владельцем объекта. Наказывают также должностных лиц, ответственных за пожарную безопасность конкретных участков объекта. Если же такие действия повлекли пожар с нанесением ущерба жизни и здоровью людей, то наступает уголовная ответственность.

Устройство и принцип действия

Пожарная сигнализация состоит из многих компонентов, неразрывно связанных друг с другом технологической цепочкой. Один без другого эти элементы бесполезны и работать не будут, но без сомнения, главными элементами являются извещатели, или датчики, как их нередко называют.

Извещатели являются как бы органами чувств всей системы. Именно они позволяют обнаружить самые первые признаки начинающегося пожара.

По типу действия датчики пожарной сигнализации бывают дымовыми, тепловыми, газоаналитическими, могут также определять наличие пламени.

У каждого извещателя свой принцип работы. Каждый из них может реагировать на какой-то конкретный признак возгорания и передавать сигнал на пульт управления автоматизированной системы, или же просто включать звуковое и световое оповещение о срабатывании. Иногда применяют комбинированные датчики, позволяющие улавливать сразу несколько признаков.

Способы передачи сигналов

Сигналы от извещателей передаются по специальным проводам и кабелям – шлейфам, которые предусмотрены проектом сигнализации.

Существуют несколько видов пожарной сигнализации:

• пороговая;
• адресно-опросная;
• аналоговая.

В зависимости от вида, схема прокладки шлейфов и сами они сильно различается.

Для установки пороговой сигнализации достаточно простого двужильного кабеля, соединяющего последовательно группы по несколько датчиков. По такому шлейфу будет только передаваться информация – «есть сигнал» или «нет сигнала». Это будет соответствовать состояниям датчиков «норма» или «срабатывание, тревога». Срабатывание любого из датчиков подаст сигнал о возгорании на всем участке, защищаемом группой.

Для аналоговой системы оповещения уже нужен сигнальный кабель, по которому постоянно будет проходить сигнал, сообщающий на пульт управления о состоянии датчика и передающий его показания. Здесь передаваемая информация имеет гораздо больший объем. Помимо сведений о состоянии датчика – «норма», «тревога», «тест», еще должны передаваться данные о параметрах, измеряемых датчиком – температуре окружающей среды, освещенности, химическом составе воздуха.

Прибывшая на пульт управления информация обрабатывается процессором, и далее производятся соответствующие действия. В пороговых системах эти действия заключаются в информировании оператора о срабатывании группы извещателей или включении заранее установленной системы тушения оросительного типа (спринклерной или дренчерной). В более совершенных адресно-опросных и аналоговых пожарных устройствах выявляется точное место, причина срабатывания и подается сигнал для всей системы пожаротушения к принятию обусловленных и запрограммированных заранее мер.

Действия систем в случае пожара

Пульт управления, в зависимости от сложности и назначения всего комплекта оборудования, формирует сигналы для запуска других систем и механизмов. На самом деле, в этом и состоит второе назначение современной пожарной сигнализации – своевременно принять меры по предотвращению пожара.

После фиксирования признаков возгорания пожарная сигнализация работает следующим образом:

• отправляется сигнал в службу пожарного надзора;
• во все помещения по специальным каналам связи рассылается установленный сигнал. Как правило, он звуковой (с изменяющейся громкостью) и световой (с изменяющейся яркостью), чтобы эти сигналы быстрее воспринимались. В некоторых модификациях оповещение производится речевым способом, когда через громкоговоритель воспроизводится заранее записанное сообщение. Оно содержит, помимо предупреждения, еще и указания людям по совершению действий, обеспечивающих безопасную эвакуацию;
• по сигналу с пульта должны разблокироваться все двери на пути эвакуации людей, замки которых работают автоматически. Над каждой такой дверью должна включиться надпись «Выход» с подсветкой;
• в помещениях и особенно на путях эвакуации включается система дымоудаления, а приточная вентиляция блокируется, прекращая доступ насыщенного кислородом воздуха к источнику огня;
• если здание оборудовано лифтами, то они должны опуститься на нижние этажи и после этого противопожарная система отключает их, предварительно заблокировав створки в открытом состоянии;
• отключается все электроснабжение здания и включается аварийная система освещения и жизнеобеспечения, использующая постоянный ток низкого напряжения;
• в тех частях зданий, где детектированы признаки, непосредственно указывающие на наличие возгорания, включается система тушения, использующая воду и пену.

От успешной работы пожарной сигнализации зависит своевременное обнаружение огня, дыма и действия других систем. Результатом является быстрое пресечение пожара и минимизация ущерба.

Периодически проводят тестирование и обслуживание приборов, проверяют правильность их работы. От исправности каждого элемента порой зависит жизнь людей.

Принцип работы установки пожарной сигнализации

Автоматическая пожарная сигнализация (АПС) это комплекс технических средств для обнаружения пожара, обработки, представления в заданном виде извещения о пожаре, специальной информации и (или) выдачи команд на включение автоматических установок пожаротушения и технические устройства.

АПС необходима для:

определения первичных признаков пожара и определение очагов возгорания;

получения и обработки информации от пожарных извещателей в приёмно – контрольных приборах;

формирования управляющих сигналов для различных устройств автоматики;

передача управляющих сигналов в системы:

— оповещения и управления эвакуацией;

— системы автоматического пожаротушения;

— системы дымоудаления, а также на пульт, установленный в помещение с круглосуточным пребыванием дежурного персонала.

Система строится на базе приемно-контрольной панели, к которой подключаются охранные и пожарные извещатели, звуковые и световые оповещатели и модуль связи с пультовой охраной или пожарной частью. Для ручного вызова группы реагирования устанавливается кнопка экстренного вызова, а для удобства настройки и управления системой предназначены брелок, пульты управления, пульты ДУ.

Сенсорные устройства системы автоматической пожарной сигнализации реагирует на различные факторы: повышение температуры, открытое пламя, повышенное содержание дыма в воздухе.

В зависимости от этого, существуют разные типы извещателей:

Тепловой пожарный извещатель это пожарный извещатель, реагирующий на определенное значение температуры и (или) скорости ее нарастания. Используется там, где согласно нормам установка такого типа пожарного извещателя рекомендуется, а также где невозможно использовать другие типы пожарных извещателей (помещения с наличием запыленного воздуха; помещения мест курения).

Дымовой пожарный извещатель это пожарный извещатель, реагирующий на частицы твердых или жидких продуктов горения и/или пиролиза в атмосфере. Используется там, где согласно нормам установка такого типа пожарного извещателя рекомендуется, а также где невозможно использовать другие типы пожарных извещателей (вблизи источников тепла).

Пожарный извещатель пламени это пожарный извещатель, реагирующий на на электромагнитное излучение пламени или тлеющего очага. Используется там, где согласно нормам установка такого типа пожарного извещателя рекомендуется, применяется в помещениях, где возможно мгновенное воспламенение (хранилища горючих материалов, столярные мастерские).

Комбинированный извещатель реагирует на два или более фактора пожара, например, тепловой и дымовой пожарные извещатели в одном корпусе.

Кроме указанных выше существуют пожарные извещатели, реагирующие на наличие угарного газа, горючих газов или паров в воздухе контролируемого помещения и другие.

Принцип работы автоматической пожарной сигнализации

Принцип работы систем АПС определяется в зависимости от ее типа и, соответственно, от вида формируемого сигнала.

Типы системы автоматической пожарной сигнализации

Безадресная система пожарной сигнализации

В таких системах приёмно-контрольные приборы определяют состояние шлейфа сигнализации, измеряя электрический ток в шлейфе сигнализации с установленными в него извещателями, которые могут находиться лишь в двух статических состояниях: «норма» и «пожар». Пожарные извещатели объединены в группы (шлейфов), которые охватывают несколько помещений. В случае срабатывания пожарного извещателя на пульте отобразится сообщение о возгорании по шлейфу, чтобы определить в каком из помещений сработал пожарный извещатель, нужно делать обход.

Адресная система пожарной сигнализации

В таких типах систем каждый пожарный извещатель имеет конкретный адрес и регулярно опрашивается контрольной панелью.

Адресно-пороговая система пожарной сигнализации. Отличие адресно-пороговой системы сигнализации от аналоговой заключается в топологии построения схемы и алгоритме опроса датчиков. Приёмно-контрольный прибор циклически опрашивает подключенные пожарные извещатели с целью выяснить их состояние. При этом каждый извещатель в шлейфе имеет свой уникальный адрес и может находиться уже в нескольких статических состояниях: «норма», «пожар», «неисправность», «внимание», «запылён» и проч. В отличие от аналоговых систем подобный алгоритм опроса позволяет с точностью до извещателя определить место возникновения пожара.

Адресно-аналоговая система пожарной сигнализации. Адресно-аналоговые системы на текущий момент являются самыми прогрессивными, они обладают всеми преимуществами адресно-пороговых систем, а также дополнительным функционалом.

В адресно-аналоговых системах решение о состоянии объекта принимает контрольный прибор, а не извещатель. То есть, в конфигурации контрольного прибора для каждого подключенного адресного устройства заданы пороги срабатывания («Норма», «Внимание» и «Пожар»). Это позволяет гибко формировать режимы работы пожарной сигнализации для помещений с разной степенью внешних помех (пыль, уровень производственной задымленности и др.), в том числе в течение суток.

Контрольный прибор постоянно производит опрос подключенных устройств и анализирует полученные значения, сравнивая их с пороговыми значениями, заданными в его конфигурации. При этом топология адресной линии, к которой подключены извещатели, может быть кольцевой. В этом случае обрыв адресной линии приведёт к тому, что она просто распадётся на два радиальных независимых шлейфа, которые полностью сохранят свою работоспособность.

Перечисленные особенности адресно-аналоговых систем формируют такие преимущества перед другими видами систем пожарной сигнализации, как раннее обнаружение возгораний, низкий уровень ложных тревог. Контроль работоспособности пожарных извещателей в режиме реального времени позволяет заранее выделить извещатели, перспективные для обслуживания и составить план для выезда специалистов обслуживающей организации на объект. Количество защищаемых помещений одним контроллером определяется адресной ёмкостью этого контроллера.

Комбинированная система пожарной сигнализации

В данной системе сочетаются безадресный и адресный тип системы автоматической пожарной сигнализации. Необходимость установки такого типа вызвано наличием на одном объекте разных по назначению помещений; необходимостью реконструкции или модернизации уже установленной системы АПС.

Например: существующую адресную систему АПС нужно дополнить пожарными извещателями в нескольких помещениях, причем резерв для подключения дополнительных извещателей отсутствует. Устанавливать дополнительный приемно-контрольный прибор – перерасход материальных средств. Оптимизировать расходы возможно при установке недорогого приемно-контрольного прибора безадресного типа пожарной сигнализации.

Другой пример: на объекте требуется установить систему пожарной сигнализации в помещениях с определенным назначением, подходящих для таких условий адресных пожарных извещателей, не существует, есть только безадресные.

Ради нескольких помещений устанавливать на весь объект безадресный тип АПС не рационально. В этом случае лучшим выходом из ситуации является система пожарной сигнализации комбинированного типа.