Розумний дім

Каталог статей

Все ж уточнимо перефразоване прислів”я: майже не буває. Виключення бувають, про них ми ще поговоримо. Через те, що в більшості випадків першим признаком загорання є дим, краще за всіх про біду що наближається здатні попередити саме димові сповіщувачі.

Різні типи димових пожежних сповіщувачів мають і різні функціональні можливості. Найпростіші системи передають сигнал на пожежний прилад, який включає сирену. Але визначити, в якому з приміщень сталось загорання буває достатньо складно, до того ж частина приміщень може бути закрита. А при ліквідації пожежі важлива кожна секунда.

Значно ефективніші адресні системи, застосування яких дозволяє за адресою спрацювавшого пожежного сповіщувача визначити місце загорання.

Ще більш досконалі системи – адресно-аналогові. В них пожежний сповіщувач не фіксує перевищення порогу контрольованого параметра, а сам є вимірювачем. Він може, наприклад, виміряти рівень задимлення та рівень температури, і зміна таких величин в реальному часі аналізується в прийомно-контрольному адресно-аналоговому приладі. Це дозволяє відслідковувати динаміку розвитку пожежі на самих ранніх стадіях, при цьому, можливість неправдивих тривог надзвичайно мала.

Можливості обробки інформації в адресно-аналоговому приладі, який по суті є спеціалізованою обчислювальною машиною, практично необмежені. Можлива адаптація по кожному приміщенню, автоматичне навчання використання теорії розпізнавання і т.д. Система формує попередні сигнали про підозру на пожежну ситуацію задовго до спрацювання порогового (граничного) датчика.

Переваги подібних систем очевидні: є можливість помітити та ліквідувати джерело загорання на ранній стадії, коли ще не потрібна евакуація людей. Тобто, мінімізуються як матеріальні збитки, так і втрати, пов”язані з евакуацією людей, перериванням виробничого процесу і власне з гасінням пожежі. При професійному пожежогасінні, коли відкритий вогонь заливається тоннами води, одночасно проливаються всі приміщення, розташовані нижче місця загорання.

За статистикою, збитки від такого пожежогасіння в кілька разів перевищують збитки від самої пожежі, а це – величезні матеріальні втрати. При цьому можливості пожежних машин з пожежними рукавами та автодрабинами обмежені, і для гасіння пожежі та евакуації людей у висотній будівлі залишаються тільки пожежні вертольоти. Тому такі будівлі захищаються тільки адресно-аналоговими системами.

Житлові приміщення квартир у звичайних домах сьогодні обладнуються автономними димовими пожежними сповіщувачами. Це самі прості сповіщувачі, їх не можна підключити до системи, вони працюють від батарейки та самі подають тривожний сигнал. Якщо в приміщенні, де є датчик в момент його спрацювання хтось є – то сигнал буде почутий. Зрозуміло, що такі сповіщувачі малоефективні.

В батарейки періодично закінчується термін служби, і її потрібно міняти. Самі датчики потребують кваліфікованого обслуговування, тому що в іншому випадку починаються хибні спрацювання. А головне, не боячись повторитись, автономні сповіщувачі не підключені до системи пожежної сигналізації, а тому, сигнал про загорання по суті залишається пустим звуком.

Взагалі в системах пожежної сигналізації працюють різні типи пожежних сповіщувачів: порогові, адресні, адресно-аналогові, димові оптико-електронні, іонізаційні, лінійні, теплові, комбіновані, з радіоканалом, аспіраційні і т.д. Ультрачутливі лазерні точкові пожежні сповіщувачі використовуються для захисту дорогого обладнання та музейних цінностей.

У звичайному димовому сповіщувачі використовується оптична пара з світодіоду та фотодіоду, розташованих під кутом. Принцип дії полягає у розсіюванні в димовій камері світла від світодіоду при появі диму. З чим це можна порівняти? Всі напевно бачили, як промінь прожектора проходить через хмаринку: поки промінь світла проходить через прозоре середовище – ніякого відбивання немає і його не видно, як тільки промінь попадає в хмаринку – то на частинках вологи відбувається відбивання і видно структуру променя.

Той самий принцип використовується і в оптико-електронному сповіщувачі, але сконцентрувати промінь та реалізувати більш високу яскравість від світодіода достатньо складно, тому що, одночасно росте і сигнал, відбитий від стінок димової камери. Крім того, є обмеження і по струму споживання, система повинна робити хоча б 24 години в черговому режимі та 3 години в режимі ПОЖЕЖА при живленні від резервного джерела живлення, тобто від акумулятора.

В лазерному димовому сповіщувачі замість світодіоду використовується мініатюрний лазер, яскравість променя якого приблизно в 100 разів вища, ніж світодіода, а фокусування забезпечує практично повну відсутність відбивання від стінок димової камери. За рахунок цього чутливість при використанні лазера збільшується в ті ж 100 разів.

Такі пожежні сповіщувачі, зрозуміло, набагато дорожчі, але в приміщеннях, де потрібна дуже висока степінь захисту, вони використовуються достатньо щироко.

Цікавими є достатньо нові технічні рішення, коли система примусово відбирає повітря з контрольованого приміщення по трубках з отворами для димозаходу. Це так звані аспіраційні димові пожежні сповіщувачі. Звичайний точковий пожежний сповіщувач завжди має при спрацюванні певну інерцію, тому що, для того, щоб повітря з димом зайшло в димову камеру датчика, потрібно деякий час.

Це приводить до зниження реальної чутливості, яке може досягати 10 разів, при невдалій конструкції димового сповіщувача. Тобто концентрація диму всередині датчика буде довгий час нижче порогової, хоча густина диму в приміщенні в кілька разів перевищує чутливість, яку він показує при примусовому вентилюванні на сертифікаційних випробуваннях.

Причому вплив цього ефекту враховується у нормативах при випробуваннях на тестових пожежах, але від того не лекше. Швидкість заповнення датчика димом в основному залежить від співвідношення площі димозаходу та об”єму корпусу. Дим не може швидко заповнити димову камеру через кілька маленьких отворів або через вузьку щілину в корпусі. Так само не можливо швидко провітрити велику кімнату, відкривши одну кватирку.

Коли повітря відбирається з приміщення через трубку з допомогою вентилятора, інерційний ефект пропадає, і чутливість істотно підвищується. При використанні ультрачутливого лазерного сповіщувача така система може контролювати до 1600 квадратних метрів (за російськими нормативами) забезпечуючи забір повітря через велику кількість отворів, довжина трубки може досягати 70 – 100 метрів.

При цьому формується кілька сигналів на різних етапах розвитку пожежонебезпечної ситуації. І як в адресно-аналоговій системі, попередні сигнали про пожежну небезпеку дозволяють ліквідувати загорання підручними засобами з мінімальними збитками та без евакуації людей.

Опитування в таких системах, як в адресно-аналогових та адресних опитувальних, відбувається практично миттєво, переважно з періодом 3 – 5 сек., максимум 10 – 15 сек. За цей час пожежна ситуація не може різко змінитися, тому ефективність роботи залишається достатньо високою.

Лінійні димові пожежні сповіщувачі, як правило, використовуються для захисту великих площ та високих приміщень. На відміну від точкових пожежних сповіщувачів, вони контролюють зону від приймача до передавача, яка досягає 100 метрів. На ринку вже з”явилися і однокомпонентні лінійні пожежні сповіщувачі. В одному блоці такого датчика знаходиться приймач та передавач, а в кінці контролюємої зони розташований пасивний рефлектор, який не вимагає ні живлення, ні підводу шлейфа, ні юстировки. Тобто, забезпечується економія на монтажі, на кабелі, на юстировці.

Але саме головне, порівняно з точковими пожежними сповіщувачами, в лінійних відбувається сумування сигналу по всій зоні, де проходить промінь, до того ж немає втрат часу на вентиляцію димової камери. Зі збільшенням висоти приміщення віддалена оптична густина (концентрація диму) зменшується за рахунок його поширення по великій площі – в цьому випадку необхідна велика кількість точкових сповіщувачів.

А ефективність роботи лінійних сповіщувачів практично не знижується, тому, що сигнал проходить через весь шар диму, а в однокомпонентному сповіщувачі з рефлектором навіть два рази. Це як шар води товщиною 1 метр здається повністю прозорим, в той час як шар в 10, 20, 30, а тим більше 100 – 200 метрів дає істотне затухання світла, з”являється певний колір. Цей ефект дозволяє забезпечити ефективний захист атріумів, спортивних споруд, торгових та виставкових залів.

За європейськими нормами лінійники дозволяють використовувати для захисту людей в приміщеннях висотою до 25 метрів, для захисту майна – до 40 метрів. З розстановкою через 9 – 15 метрів, при цьому зі збільшенням висоти встановлення не потрібно їх більш частіше встановлювати. В російських нормах, по таким причинам, відстань між оптичними осями лінійних сповіщувачів зменшена до 7,5 метрів при збільшеній висоті. Максимально домустима висота захищаємого приміщення – 18 метрів, як захищати атріуми та стадіони з висотою більшою 18 метрів?

Скільки в датчику інтелекту

Розвиток мікроелектроніки, безумовно, відобразився на рівні розробок сучасних пожежних сповіщувачів. Подумайте самі: найпростіші сповіщувачі фіксують перевищення рівня сигналу над порогом кількох імпульсів підряд – це, по суті, найпростіша обробка сигналу, яка не дає захисту від хибного спрацювання. Крім того, є нюанси в роботі димових сповіщувачів: пил на стінках димової камери приводить до збільшення фонового сигналу на виході фотодіода, відповідно, збільшується ймовірність хибних спрацювань. Якщо датчик порогової системи не чистити від пилу, система взагалі може стати непрацездатною по даному шлейфу.

Щодо пилу, цій справді важливій проблемі в роботі багатьох відомих систем, потрібно сказати окремо. Накопичення пилу всередині димової камери приводить до хибних спрацювань, якщо сповіщувач стоїть на протязі – цей процес відбувається досить швидко. Якщо в приміщенні не дуже багато пилу і немає сильних повітряних потоків, тоді цей процес сповільнюється.

В найпростіших неінтелектуальних датчиках відслідкувати та проконтролювати процес накопичення пилу практично неможливо, тому відповідно до регламенту датчики потрібно розбирати та чистити, що, звичайно вимагає матеріальних затрат. Сучасні інтелектуальні сповіщувачі компенсують запилення в процесі експлуатації, вони набагато більш захищені від хибних спрацювань, дозволяють в процесі експлуатації визначити рівень запилення.

Тобто, можна спрогнозувати, коли той чи інший сповіщувач необхідно почистити. Самі просунуті в цьому плані адресно-аналогові системи дозволяють в автоматичному режимі спрогнозувати строки технічного обслуговування, тобто контрольний прилад компенсує повільну зміну рівня сигналів, які він отримує від кожного датчика, і з врахування границі діапазону компенсації та часу експлуатації, автоматично вираховує та виводить дані на дисплей контрольного приладу - прогнозовану дату технічного обслуговування.

Використання мікропроцесорів дозволило стабілізувати чутливість, уникнути хибних спрацьовувань, дало можливість навіть в порогових системах міняти чутливість залежно від об”єкта, в якому знаходиться сповіщувач.

Крім того, сучасна мікропроцесорна техніка забезпечує малі струми споживання. Датчик з максимальним інтелектом на сьогодні може споживати близько 50 мікроампер, хоча перші димові сповіщувачі споживали близько 300 мікроампер, і не маючи хоча б якоїсь складної обробки сигналу.

В мікросхемі повинна бути енергонезалежна пам”ять, в якій зберігається величина компенсації на випадок відключення живлення. Якщо дозволяє об”єм в неї також можна записати інформацію про тип датчика, рівень чутливості, дату вироблення, дату технічного обслуговування і т.д. Зрозуміло, необхідно організувати канал для зчитування та перезапису інформації, це можна робити, наприклад через індикаторний світодіод сповіщувача.

Якщо багато інших додаткових функцій, наприклад, можливість зміни режимів індикації чергового режиму, можна також, зчитуючи поточні значення контрольованих параметрів, контролювати на скільки рівні диму та тепла близькі до порогу спрацювання при впливі, наприклад, сигаретного диму, при увімкненні електричних плит, та вже залежно від результатів скоректувати чутливість в ту чи іншу сторону, не виходячи при цьому за межі норм пожежної безпеки.

Сучасні теплові пожежні сповіщувачі крім максимального порогу, при досягненні порогової температури видається сигнал „пожежа”, переважно фіксують пожежонебезпечну ситуацію та швидкість нарощування температури. Наприклад, якщо за хвилину температура піднялась на 8 градусів, формується сигнал тривоги.

Комбіновані датчики використовують димовий та тепловий канали. При аналізі мікропроцесор враховує дані по обох каналах. Тобто якщо відбувається збільшення температури, не достатнє для спрацювання теплового каналу, але є невелике задимлення, яке окремо також не досягає порогу, і цього недостатньо для формування, то сукупність інформації дозволяє сформувати сигнал „пожежа”.

Чим вищий інтелектуальний рівень як самого датчика, так і системи вцілому, тим більше можливостей оперативного визначення та усунення несправностей.

Способи подачі сигналу про несправності в порогових неадресних датчиках, наприклад, блимання світодіода, не дуже ефективні. До того ж підвищується споживання електроенергії по шлейфу. А блимання кількох світодіодів взагалі може викликати хибне спрацювання системи.

Більш досконалі в цьому відношенні – адресні опитувальні системи, де кожні 3 – 5 секунд здійснюється опитування кожного пожежного сповіщувача з контрольного приладу, при цьому фіксується його стан (черговий режим/пожежа), наявність, зв”язок, рівень запилення, забруднення. Якщо стан відрізняється від чергового режиму адрес сповіщувача з відповідним повідомленням виводиться на дисплей приладу.

В адресно-аналогових системах створений максимально високий рівень захисту, повний контроль системи, підключення та функціонування пожежної автоматики будь-якого рівня складності. При цьому в одному шлейфі ставлять і адресно-аналогові сповіщувачі, і адресні-ручні сповіщувачі, і адресні сповіщувачі і адресні модулі керування та контролю пожежної автоматики та інженерними системами.

В таких системах переважно використовуються петлеві шлейфи та ізолятори короткого замикання, за рахунок чого вони набагато більш стійкіші до відмов. Наприклад, при обриві шлейфу петля перетворюється у два радіальні шлейфи, ні один пристрій не відключається, а на дисплеї у вигляді текстової інформації повідомляється вид несправності та місце, де це трапилося.

І все таки деякі матеріали та речовини горять практично без виділення диму, наприклад, спирти. Для цього випадку існують пожежні сповіщувачі полум”я, які фіксують безпосередньо випромінення від осередку загорання. Сповіщувачів полум”я використовують та деяких виробництвах, де відоме місце можливого загорання, та контролюють визначену площу. Для зниження хибних спрацювань від зовнішнього засвічування їх роблять багатодіапазонними.

Необхідно також відмітити іонізаційні сповіщувачі. Перші димові сповіщувачі в Росії були ізотопними, страхітливі на вигляд, де-не-де вони стоять і сьогодні. Після чорнобильських подій їх майже всюди замінили на димові, оптико-електронні, які ефективні при сірих димах від тління дерева та гірше реагують на дими від горіння поліуретану та гептану.

Сучасний іонізаційний димовий сповіщувач ззовні по вигляду абсолютно не відрізняється від оптико-електронних, наявність в ньому радіоактивності можна визначити дозиметром тільки після повного його розбирання, що не потрібно навіть при проведенні технічного обслуговування. До того ж, вони мають рекордно низький струм споживання – менше 30 мікроампер.

Принцип дії достатньо простий: в димову камеру поміщають ізотоп Америцію-241 дуже низької інтенсивності, який впливає тільки на молекули повітря в димовій камері та розбиває їх на іони. Камера максимально продувається в горизонтальному напрямі, захищена тільки сіткою, верхня та нижня її частини виготовлені з металевих пластин, до яких підведена напруга і за рахунок утворення іонів створюється струм визначеної величини.

Як тільки в камеру потрапляють часточки диму, відбувається об”єднання іонів на їх поверхні, струм знижується до визначеної величини та формується сигнал „пожежа”. Відповідно для радіоізотопного сповіщувача не важливий колір диму, і він краще працює при займанні кабелю, пластмас.

Іонізаційні димові сповіщувачі широко використовуються для захисту промислових об”єктів від загорання електроніки, кабельних каналів. Є відомчі нормативні документи, за якими кабельні траси повинні захищатися саме радіоізотопними пожежними сповіщувачами. Крім того, вплив пилу на такий сповіщувач набагато нижчий. Наприклад, при обробці дерева виділяється білий пил, який осідає на стінках димової камери, і через один-два тижні оптико-електронний сповіщувач починає хибно спрацьовувати.

Радіоізотопний сповіщувач в таких умовах може достатньо довго функціонувати. На ринку також представлені димові радіоізотопні пожежні сповіщувачі у вибухозахищеному виконанні. Ці датчики дають реальний пожежний захист у вибухонебезпечних зонах. Виявлення пожежі на етапі тління матеріалу, до появи відкритого вогню дозволяє запобігти вибуху та всіх його наслідків.

Сертифікат не догма

Через жорсткі вимоги дотримання нормативної бази, на ринку немає виробів, які не мають сертифіката. Але цей важливий та необхідний документ, на жаль, не несе всієї інформації, необхідної споживачу при виборі тієї чи іншої системи. Безумовно, одним з показників якості є ціна. Хороше, якісне, обладнання не може коштувати дешево.

До речі, ціни на системи пожежної сигналізації стабільні вже досить довгий час. Напевно це – наслідок розуміння провідними іграками, що підвищення ціни неодмінно приведе до звуження ринку та падіння попиту на цю продукцію. Тому що конкуренція в цьому сегменті ринку достатньо велика. Велика кількість російських та закордонних компаній пропонують якісне обладнання, та штучно завищувати ціни досить складно.

Разом з тим з”являється багато нових фірм, які розробляють на починають виробляти перші свої системи. Наприклад, за останні три роки з”явилось близько двадцяти п”яти нових димових сповіщувачів. Правда, деякі компанії шляхом копіювання відомих рішень, звичайно щось при цьому спрощуючи та здешевлюючи, використовуючи неспеціалізовану елементну базу, що не може не позначитися на якості продукту.

Дуже великий вплив на розвиток ринку робить, як не дивно, славнозвісний російський менталітет. Достатньо великий об”єм продажу в Росії – прості, дешеві та, на жаль, не самі ефективні та надійні системи. Логіка такого підходу споживачів зрозуміла: головне – здати об”єкт пожежному інспектору.

При чому, часто вибір робиться по вартості обладнання, хоч з врахуванням монтажу, кабелю та настройки системи для багатьох об”єктів більш дешевою є інтелектуальна адресно-опитувальна система: розгалужений шлейф мінімальної довжини та монтаж одного датчика в приміщенні замість двох або трьох неадресних.

В Росії взагалі чомусь склалось відношення до пожежі як до стихійного лиха, яке неможливо попередити. Не випадково порівняно з країнами Європи, кількість пожеж, людських жертв та сум збитків в Росії в кілька разів більше.

Правда в європейських країнах діють і економічні важелі: якщо об”єкт захищений сучасною адресно-аналоговою системою, яка дає і попередні сигнали про виникнення пожежонебезпечної ситуації, то сума страхових внесків набагато нижча, ніж при використанні порогової системи, коли збільшується ризик страхової компанії. А при використанні екзотичних рішень, які „здешевлюють” систему, які не рідко зустрічаються в Росії, об”єкт не буде застрахований жодною страховою компанією.