извещатель пожарный мультикритериальный что это
Мультикритериальные пожарные извещатели по российским и европейским стандартам
Появление на сайте ВНИИПО проекта стандарта [1] для обсуждения является отрадным событием. Специалисты отрасли поднимали вопрос о необходимости подобного документа [2] и, конечно же, откликнулись на это сообщение дискуссиями на «пожарном» форуме [3, 4]. Данная публикация является продолжением начатой дискуссии и, надеюсь, будет воспринята разработчиками стандарта как замечания и предложения. Именно поэтому некоторые пункты, которые у автора не вызывают сомнений, будут формулироваться как предложения в текст стандарта, иные же пункты предлагаются для дальнейшего обсуждения. Не исключаю, что в дискуссии могут родиться иные формулировки или найдутся веские аргументы, которые отметут предложения автора. Ведь факт широкого обсуждения проекта стандарта вовсе не означает, что все предложения будут приняты и войдут в текст окончательного документа. Точно так, как и выбранная разработчиками стратегия несоответствия аналогичному международному стандарту названа как версия NEQ. Разработчики данного российского стандарта не нашли ни одного тождественного или эквивалентного международного документа, который мог быть положен в основу нового норматива. Означает ли это, что ни в одной серии международных документов по системам пожарной сигнализации нет ни одного стандарта, по которому проводится сертификация мультикритериальных пожарных извещателей ведущими международными лабораториями и институтами?
В пояснительной записке к разработанному стандарту указано:
«В настоящее время на российском рынке обращается несколько десятков моделей мультикритериальных пожарных извещателей, в основном зарубежного производства». Тем самым подтверждается факт, что это зарубежное оборудование до появления на российском рынке проходило сертификационные испытания на соответствие международным стандартам в аккредитованных лабораториях.
Такую позицию разработчиков стандарта нельзя считать правильной. Если в стране действительно используется в определенном направлении в основном только импортное оборудование, то необходимо применять и стандарты, которым это оборудование соответствует. Необязательно же должен быть идентичный (IDT) перевод документа. Применение переводных стандартов класса IDT тоже показывает слабость разработчиков. На мой взгляд, наиболее правильным является использование модифицированных (MOD) международных документов, когда некоторые положения стандарта могут быть дополнены и даже ужесточены в национальном стандарте, сохранив при этом уровень требований международного документа в целом.
Так, описанный в книге доктора технических наук, профессора, академика НАНПБ A. B.Федорова [5] мультикритериальный адресно-аналоговый извещатель 2251 CTLE [6], который контролирует сразу 4 параметра окружающей среды: изменение концентрации дыма, изменение температуры по каждому термистору, выделение ударного газа СО и уровень инфракрасного излучения IR, соответствует следующим международным стандартам: EN 54-5, EN 54-7, LPS 1279. И если первые два международных стандарта широко известны и определяют требования отдельно к тепловым и отдельно к дымовым извещателям, то стандарт LPS 1279 [7] определяет требования к точечным мультисенсорным пожарным извещателям, которые содержат, по крайней мере, два из возможных сочетаний дымового, газового и теплового сенсоров в разной комбинации. Если же рассматривать мультикритериальные извещатели как сочетание только двух наиболее распространенных сенсоров – дымового и теплового, то требования к таким изделиям изложены в стандартах ISO 7420-15 [8] и EN 54-29 [9], а газового СО и теплового – в стандартах ISO 7240-8 [10] и EN 54-30[11].
Само определение мультикритериальным извещателям можно найти в американском стандарте NFPA 72 [12]:
«3.3.66.12 * Мультикритериальный детектор – устройство, которое содержит несколько сенсоров, которые реагируют на различные физические факторы, такие как тепло, дым и выделяющиеся от очага газы, или используется более одного сенсора, чтобы обнаружить один и тот же фактор. Этот детектор способен формировать только один сигнал тревоги от сенсоров, используемых либо самостоятельно, либо в комбинации. Выходной сигнал детектора – результат математической оценки, определяемый, когда сигнал тревоги является обоснованным. Оценка может быть выполнена либо в детекторе, либо в панели. Этот детектор приписывается к одному типу, который определяет основную функцию детектора (SIG-IDS)».
Примеры реализации таких изделий представлены в статье Неплохова И. Г. [13].
Фотография еще одного мультикритериального извещателя представлена на рис. 1. На нем представлен пожарный извещатель SD-851TE фирмы Notifier. Это фотоэлектрический тепловой /дымовой извещатель, алгоритм работы которого более сложен, чем у простых комбинированных тепло-, дымовых извещателей, например, ИПД-3.3, ИПД-3.5.
Сравнивая определение, приведенное выше, с определением, которое дает проект российского стандарта, можно заметить, что первое из них более конкретное. Видимо, имеет смысл дополнить это определение в следующем виде:
«3.1 извещатель пожарный мультикритериальный (ИПМ): автоматический ИП, контролирующий два или более физических и/или химических параметра окружающей среды, изменяющихся при пожаре, и обеспечивающий самостоятельно либо во взаимодействии с приемно-контрольным прибором (ППКП) формирование одного сигнала о пожаре на основании результатов обработки контролируемых данных по заданному алгоритму, направленному на раннее и достоверное выявление пожара».
Необходимость таких дополнений обусловлена тем, что если параметром окружающей среды является определенная концентрация определенных газов, то это уже химический параметр, так как физически газы H2, CO, CO2 и др., выделяемые при горении, неразличимы.
Конкретизация алгоритмических задач также важна не только в определении мультикритериальных извещателей, но и в п. 5.1.4, который следует изложить в следующей редакции:
«5.1.4 Алгоритмы обработки контролируемых данных должны обеспечивать повышение эффективности при раннем обнаружении пожара, а также повышение достоверности формировании сигнала о пожаре при воздействии на ИПМ факторов, не связанных с пожаром (повышенная запыленность, фоновая засветка, перепады температур и т. д.). Выбор типа ИПМ и алгоритма его работы должен делаться с учетом особенностей защищаемых помещений и характера горючей нагрузки».
Требуют дополнения и другие определения, присутствующие в обсуждаемом стандарте, так, для п. 3.2 предлагается следующая редакция:
«3.2 канал обнаружения: взаимосвязанная совокупность чувствительного элемента, узлов или компонентов ИПМ, контролирующих один из физических или химических параметров окружающей среды, изменяющихся при пожаре».
А для п. 3.3 – следующая редакция:
«3.3 чувствительный элемент: сенсорный элемент канала обнаружения, обеспечивающий преобразование текущего значения контролируемого физического или химического параметра окружающей среды в сигнал электрической величины».
Обусловлено это тем, что на выходе чувствительного элемента может и не возникать ЭДС, но может меняться электрическая величина, например, емкость, проводимость, индуктивность и т. д.
Ну а если заглянуть в будущее, то надо было бы говорить о сенсорных матрицах с использованием нейронной сети, так называемых э-носах, которые не только разрабатываются, но уже и используются современными учеными для анализа воздушной среды [14].
Еще в 1996 г. увидела свет статья [15], в которой был раскрыт электронный нос, разработанный NIST (US), состоявший из 16 датчиков восьми типов, выполненных в виде металл-оксидных пленок, нанесенных на поверхность 16 микронагревателей, выполненных из поликристаллического кремния. Конструкция такого э-носа представлена на рис. 2А и 2В.
Возвращаясь к обсуждаемому стандарту, необходимо отметить, что п. 4.1.2 противоречит таблице А2. Необходимо либо исключить из классификации ИПМ-канал обнаружения пламени, либо существенно расширить возможные комбинации типов ИПМ при проведении тестовых пожаров, а в само приложение А ввести тестовые пожары, которые применяются при испытаниях извещателей пламени. Лично мне, правда, не встречались мультисенсорные извещатели тепла и пламени или газовые СО и пламени.
Точно так автору трудно представить себе ИПМ с программируемым пользователем алгоритмом обработки. Построить и эксплуатировать микроконтроллерные пожарные извещатели с жестким или выбираемым алгоритмами обработки реально. Но как можно строить взаимоотношения между производителем ИПМ и потребителем такого извещателя, который может быть запрограммирован как угодно? Разве такое изделие, до его программирования учитывающего «особенности защищаемых помещений и характера горючей нагрузки», принципиально возможно проверить в независимой лаборатории и дать добро на его применение в качестве пожарного извещателя?
В европейских стандартах на пожарные извещатели имеется отдельный раздел, посвященный устройствам, программируемым производителем данного продукта. В этом разделе предъявляются весьма серьезные требования к взаимоотношению производителя данной продукции и испытательной лаборатории как по составу предъявляемой документации, так и по работе самих изделий.
Так, в ISO 7240-8 эти требования представлены в следующих пунктах:
«4.10.2.1 Производитель должен представить на рассмотрение документацию, содержащую краткое описание структуры программного обеспечения. Эта документация должна быть достаточно детальной для проверки ее соответствия этой части ISO 7240 и должна содержать по крайней мере:
а) функциональное описание основной программы (например, блок-схему программы или структурограмму), том числе:
1) краткое описание модулей программы и выполняемых функций;
2) способ взаимодействия модулей программы;
3) полную иерархию программы;
4) способ взаимодействия программного и аппаратного обеспечения извещателя;
5) способ вызывания модулей программы, в том числе любое обработки прерывания; b) описание областей памяти, используемых для различных целей (например, программ, специфических данных объекта и текущих данных);
с) отметки, с помощью которых можно однозначно идентифицировать программное обеспечение и его версию.
4.10.2.2 Производитель должен иметь подробную документацию на программное обеспечение, которое должно предоставляться в случае необходимости испытательной организации. Эта документация должна содержать по крайней мере:
а) краткое описание конфигурации системы, в том числе всех компонентов программного и аппаратного обеспечения;
b) описание каждого модуля программы, в том числе по крайней мере:
– название модуля;
– описание выполняемых задач;
– описание интерфейсов, в том числе способ передачи данных, диапазон достоверных данных и проверки их достоверности;
с) полную распечатку исходных кодов в виде печатной копии или в форме машинного кода (например, в коде АSСИИ), в том числе все использованные глобальные и локальные переменные, константы и метки, а также достаточные комментарии для распознавания последовательности выполнения программы;
d) подробности любых программных средств, применяемых на этапах разработки и внедрения (например, средства САSЕ, компиляторы).
4.10.3 Построение программного обеспечения
Для гарантии надежной работы извещателя необходимо выполнять следующие требования по построению программного обеспечения:
а) программное обеспечение должно иметь модульную структуру;
b) построение интерфейсов для ручного или автоматического формирования данных не должно позволять, чтобы некорректные данные вызвали ошибку в работе программы;
с) программное обеспечение должно быть построено так, чтобы исключить зависание программы. 4.10.4 Сохранение программ и данных.
Программа, необходимая для соответствия этому стандарту, и все предустановленные данные, такие как настройки производителя, должны храниться в энергонезависимой памяти. Запись информации в область памяти, содержащую эту программу и данные, должна быть возможна только в случае использования некоторого специального инструмента или кода и не должна быть изменена в течение нормальной работы извещателя».
А поэтому в п. 4.2.4 проекта ГОСТ Р предлагается исключить строку:
« – 3 – с программируемым алгоритмом обработки».
И далее по тексту исключить упоминание такого варианта исполнения ИПМ.
Касаясь условного обозначения ИПМ, необходимо отметить, что единой государственной регистрации извещателей уже давно не проводится и на рынке присутствует множество изделий разных производителей, имеющих разный вид, разные параметры, но одинаковое условное обозначение – ведь этого требует ГОСТ Р.
Для исключения подобного дублирования обозначения изделий предлагается дополнить п. 4.2.5 в конце предложением:
«В любой документации, где используется ИПМ, после условного обозначения ИПМ должны быть указаны действующие технические условия на изделие конкретного вида».
Переходя к требованиям назначения, нужно принимать во внимание, что разработчики стандарта считают ИПМ восстанавливаемыми изделиями для всех типов испытаний. А это означает, что поставляться изделия должны с комплектом ЗИП, с ремонтными документами, а сами изделия должны быть конструктивно выполнены на основе типовых элементов замены, чтобы была возможность значительно сократить время восстановления отказавшего изделия.
В пункте 5.1.4 для повышения достоверности формирования сигнала о пожаре при воздействии на ИПМ факторов, не связанных с пожаром (повышенная запыленность, фоновая засветка, перепады температур и т. д.), требуется создавать определенные алгоритмы обработки, однако отсутствие каких-либо цифровых требований по недопустимому уровню запыленности, величине фоновой засветки, допустимых значений перепадов температуры делает этот пункт не нормативным, а скорее декларативным, за несоблюдение которого никто не будет отвечать.
Не является правомочным п. 5.1.5, так как в нем идет ссылка на ГОСТ Р 53325, в котором в настоящее время нет раздела по газовым пожарным извещателям, а ИПМ реально будут обладать таким каналом обнаружения. В своем ответе участникам круглого стола по ГОСТ Р 53325 [16] разработчик этих стандартов обещал, что для газовых пожарных извещателей в ближайшее время будет выпущено Изменение № 1, но его содержание и сроки внедрения технической общественности неведомы.
Но главные проблемы требований назначения начинаются в п. 5.1.6, в котором утверждается, что все ИПМ вне зависимости от применяемой комбинации каналов обнаружения «должны обеспечивать обнаружение тестовых очагов горения ТП1 – ТП5, ТП8». С другой стороны, не используются тестовые очаги горения глубинного тления хлопка ТП9, характерные для газовых СО-извещателей.
Из проекта этого документа напрочь исключено при проведении тестовых очагов слежение за прохождением процесса испытаний в определенных рамках. Во всех тестах исключены зависимости m от Y (удельной оптической плотности от концентрации ионов). Исключение показаний ионизационной измерительной камеры при анализе тестовых пожаров и при выборе критериев окончания самих тестов существенно отличает в худшую сторону достоверность проведения этих испытаний относительно европейских нормативных документов.
Кроме того, сокращено время прохождения самих тестов по сравнению с временами тестов для обычных пожарных извещателей с одним каналом обнаружения. Даже для ИПМ с жестким алгоритмом обработки такое ограничение уже может быть достаточным и не требовать никакого дополнительного описания алгоритма обработки в технической документации на изделие. Для ИПМ с выбираемым алгоритмом обработки должны быть указаны критерии окончания каждого теста по каждому варианту возможного алгоритма. Можно согласиться с требованием, что «алгоритмы обработки должны быть представлены в ТД на ИПМ конкретных типов», только добавив одну букву.
А вот последний абзац этого пункта нужно удалить, так как ИПМ с программируемым алгоритмом обработки не может быть в принципе. Это положение было доказано выше. В п. 5.1.7 утверждается, что ИПМ, как и линейные дымовые извещатели, обязаны быть трехрежимными и передавать на ППКП извещение о своей неисправности. Однако в этом пункте не предлагается вариантов поведения связки ИПМ – ППКП, когда ИПМ, находясь в состоянии «НЕИСПРАВНОСТЬ», перейдет в состояние пожарной тревоги. Как должен в этом случае отреагировать ППКП и должна ли на самом ИПМ различаться индикация состояния пожарной тревоги, которое было получено из состояния неисправности, и обычная пожарная тревога, полученная из состояния дежурного режима работы.
Необоснованным является отсутствие ограничения по времени работы от автономного источника питания автономного ИПМ хотя бы потому, что для радиоканальных ИПМ такое ограничение по автономным источникам питания существует. Предлагается дополнить примечание к п. 5.1.8 так:
«ИПМ с автономным источником питания должны работать без его замены не менее 1 года. Источник питания, обеспечивающий работу ИПМ на весь срок службы (не менее 10 лет), может быть несменным».
А сам п. 5.1.8 в конце дополнить предложением:
«При такой индикации ИПМ должен проработать не менее 30 суток и при необходимости выдать звуковой сигнал пожарной тревоги».
В моей статье [17] было показано, что при уровне звукового давления 85 дБ на расстоянии в 1 м зона оповещения автономного извещателя значительно меньше зоны обнаружения. Для приведения в соответствие этих параметров необходимо установить:
«Уровень звукового давления сигнала, измеренный на расстоянии 3 м от ИПМ, должен быть не менее 85 дБ не менее 4 мин. при минимально допустимом значении питающего напряжения и максимально возможном внутреннем сопротивлении автономного источника питания».
Необходимо отметить также тот факт, что возврат ИПМ в состояние дежурного режима работы из состояния пожарной тревоги не должен осуществляться при работе с ППКП со знакопеременным формированием напряжения в шлейфе пожарной сигнализации. Для этого необходимо дополнить п. 5.1.12 следующим требованием:
«ППКП должен сохранять состояние пожарной тревоги после прекращения прерывания его электропитания на время не более 0,1 с с периодом следования 0,67 с».
Если представленные технические требования к ИПМ будут интересны разработчикам стандарта, то привести в соответствие методики контроля уже не представит большого труда.
Системы пожарной сигнализации для объектов с массовым пребыванием людей
В соответствии с Правилами противопожарного режима в Российской Федерации объекты, на которых может одновременно находиться 50 и более человек, кроме жилых домов, относятся к объектам с массовым пребыванием людей. Соответственно, к объектам с массовым пребыванием людей относятся, за редким исключением, библиотеки, музеи, выставки, театры, кинотеатры, концертные залы, клубы, цирки, спортивные сооружения,торгово-развлекательные центры, гостиницы, дома отдыха и санатории, вокзалы и аэропорты, общеобразовательные учреждения, школы и детские сады, больницы, поликлиники и амбулатории, производственные объекты и научно-исследовательские учреждения и т.д.
В требованиях по обеспечению пожарной безопасности на объектах с массовым пребыванием людей большое внимание уделяется обеспечению эвакуации при возникновении пожара. Определено требование наличия инструкции о действиях персонала по эвакуации людей при пожаре, а также проведения не реже одного раза в полугодие практических тренировок лиц, осуществляющих свою деятельность на объекте. В помещениях с одним эвакуационным выходом не допускается одновременное пребывание более 50 человек, в зданиях IV и V степени огнестойкости одновременное пребывание более 50 человек допускается только в помещениях первого этажа и т.д. Однако не следует забывать, что обязательным условием успешной эвакуации людей при пожаре является своевременное включение оповещения при отсутствии ложных тревог. Частые ложные тревоги пожарной сигнализации не позволяют адекватно реагировать и быстро эвакуироваться в случае пожара, при этом обычно СОУЭ переводится в ручной режим управления, что определяет значительную задержку начала эвакуации. Время обнаружения очага и вероятность ложных тревог зависят от типа пожарного извещателя и приемно-контрольного прибора: дымовой, дымовой-тепловой, дымовой-газовый СО-тепловой, неадресный пороговый, адресно-аналоговый, мультисенсорный.
Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожарах (СОУЭ)
Свод правил СП 3.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре. Требования пожарной безопасности» определяет классификацию систем оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре. Всего насчитывается 5 типов СОУЭ, на простейших объектах используются СОУЭ 1-го и 2-го типа со звуковым способом оповещения сиренами, причем при 2-м типе СОУЭ дополнительно к сиренам должны быть установлены световые оповещатели «Выход». На более сложных объектах в плане эвакуации людей при пожаре используются СОУЭ 3–5-го типа с речевым способом оповещения, с трансляцией простых понятных текстов, удобных для восприятия. В зависимости от значения нормативного показателя и числа этажей здания может быть определен 3-й тип СОУЭ с одновременным речевым оповещением всего здания; на более сложных объектах уже 4-й тип СОУЭ с разделением пожарного оповещения зон здания по времени в зависимости от расположения очага, с эвакуационными знаками пожарной безопасности, указывающими направление движения, и с обратной связью зон пожарного оповещения с помещением пожарного поста-диспетчерской; на самых сложных объектах предусматривается 5-й тип оповещения дополнительно с возможностью реализации нескольких вариантов эвакуации из каждой зоны и с координированным управлением из одного пожарного поста-диспетчерской всеми системами здания, связанными с обеспечением безопасности людей при пожаре.
Например, физкультурно-оздоровительные комплексы и спортивно-тренировочные учреждения с помещениями без трибун для зрителей, бытовые помещения и бани с числом посетителей до 50 должны быть оборудованы СОУЭ 1-го типа, от 50 до 150 – СОУЭ 2-го типа, от 150 до 500 – СОУЭ 3-го типа и более 500 – СОУЭ 4-го или 5-го типа. Аналогично организации общественного питания при вместимости до 50 посетителей должны быть оборудованы СОУЭ 1-го типа, от 50 до 200 посетителей или более 2 этажей – СОУЭ 2-го типа, от 200 до 1000 посетителей – СОУЭ 3-го типа и более 1000 посетителей – СОУЭ 4-го или 5-го типа. Музеи, выставки, танцевальные залы и другие подобные учреждения в закрытых помещениях с числом посетителей до 500 и числом этажей не более 3 должны быть оборудованы СОУЭ 2-го типа, от 500 до 1000 или более 3 этажей – СОУЭ 3-го типа, более 1000 посетителей – СОУЭ 4-го или 5-го типа.
Неадресные пороговые системы
В общем случае эффективность противопожарной защиты определяется выбранным типом системы пожарной сигнализации. Традиционные неадресные системы имеют ограниченные возможности. Основные недостатки: отсутствие контроля работоспособности извещателей, нестабильность чувствительности и высокий уровень ложных тревог. При каком уровне задымления сработает дымовой пороговый извещатель и сработает ли вообще когда-либо – неизвестно, измерить чувствительность дымового извещателя теоретически возможно, но оборудование для проведения такой процедуры на несколько порядков дороже тестируемой системы. На практике даже грубое тестирование каждого дымового извещателя при помощи аэрозоля не проводится. По сигналу «Пожар» на приемно-контрольном приборе определяется только номер шлейфа, в котором сработал пожарный извещатель. Соответственно, масса драгоценного времени неизбежно теряется на выяснение, в каких помещениях находятся пожарные извещатели, включенные в данный шлейф, и на поиск среди них помещения, в котором возник пожар. Осаждение пыли на стенках дымовой камеры определяет неизбежность ложной тревоги в неадресной системе. Несмотря на значительные затраты на оборудование и еще большие на монтаж с учетом выполнения требования установки не менее трех неадресных извещателей в каждом помещении, такие системы широко распространены. Однако с учетом стоимости монтажа трех розеток для неадресных извещателей по сравнению с одной базой адресно-аналогового извещателя уже даже сравнительно небольшая неадресная система практически выравнивается по стоимости с адресно-аналоговой системой. В неадресных системах средних размеров дополнительно возрастают затраты на кабель шлейфов и на их монтаж. Если в адресно-аналоговых системах емкость одного шлейфа обычно составляет несколько сотен пожарных извещателей и модулей, то в неадресных системах каждые 20–30 извещателей включаются в отдельный шлейф и подключаются к приемно-контрольному прибору отдельным кабелем. Затраты на кабель и прокладку шлейфов в больших системах возрастают в разы.
Еще один существенный недостаток неадресных систем – это низкий уровень защиты от обрыва и от короткого замыкания шлейфов. Не только при коротком замыкании, но и при обрыве шлейфа прибор не в состоянии принять сигнал «Пожар» ни от одного пожарного извещателя, подключенного к прибору. При отключении оконечного резистора шлейфа прибор формирует сигнал «Неисправность» и блокирует прием сигналов «Пожар» от извещателей, хотя все они остаются подключенными к прибору. Такое функционирование отечественных неадресных приемно-контрольных приборов значительно снижает уровень пожарной защиты.
Очевидно, с учетом низкого уровня эксплуатационных характеристик использование неадресных систем должно быть ограничено небольшими объектами с числом пожарных извещателей не более 100 для снижения вероятности ложных тревог, с СОУЭ 1–2-го типа. На более сложных объектах с числом извещателей примерно от 100 до 1000, с СОУЭ 3–4-го типа требуются адресно-аналоговые системы с автоматическим контролем работоспособности извещателей, а объекты с большим числом извещателей с СОУЭ 4–5-го типа рекомендуется защищать адресно-аналоговыми системами с мультикритериальными извещателями для обеспечения высокой чувствительности при низкой вероятности ложных тревог.
В адресно-аналоговой системе определяется точное местоположение пожароопасной ситуации, что позволяет оперативно пресечь ее развитие. В отличие от пороговых систем в адресно-аналоговой системе предусмотрено формирование сигнала «Предтревога» на ранней стадии развития очага, что позволяет его ликвидировать даже без проведения эвакуации. В адресно-аналоговых извещателях контролируется чувствительность в процессе эксплуатации, возможна ее адаптация к условиям эксплуатации и автоматическое переключение уровня чувствительности в рабочие и нерабочие часы (режим «день/ночь»). Контролируется аналоговая величина извещателей и компенсируется дрейф в процессе эксплуатации, следовательно, исключается возможность загрубления чувствительности. Вблизи границ диапазона компенсации формируется извещение о необходимости проведения технического обслуживания извещателя без формирования ложной тревоги, в отличие от неадресных извещателей. В адресно-аналоговых системах емкость одного шлейфа обычно составляет несколько сотен пожарных извещателей и модулей, а одна панель обеспечивает возможность подключения нескольких шлейфов с несколькими тысячами адресно-аналоговых извещателей и адресных модулей. Как правило, используются кольцевые шлейфы с изоляторами короткого замыкания в извещателях и в модулях, таким образом, не только при обрыве, но и при коротком замыкании шлейфа все устройства остаются работоспособными. Кольцевой шлейф автоматически преобразуется в два радиальных шлейфа с индикацией места возникновения неисправности, то есть указывает, между какими двумя устройствами произошло короткое замыкание шлейфа или обрыв.
Возможность обработки текущих значений контролируемых факторов мультисенсорных извещателей в адресно-аналоговой системе в реальном времени позволяет использовать мультикритериальные режимы и тем самым еще больше повысить точность идентификации пожароопасной ситуации (рис. 1) с обнаружением разных стадий развития очага. Например, дымовой-газовый СО-тепловой извещатель может обнаруживать стадии скрытого тления, открытого тления и переход в открытый очаг. На рис. 1 для примера показана реакция извещателя 830PC на тлеющий фитиль. Такое задымление соответствует максимуму диапазона измерения удельной оптической плотности, равной 6%/м (0,27 дБ/м) или 255 дискретов, и концентрации СО – 102 ppm или 255 дискретов, при повышении температуры на несколько градусов до 27 °С, что соответствует 86 дискретам.
Рис. 1. Тление фитиля
Рис. 2. Аналоговые величины контролируемых факторов
Мультикритериальные дымовые-тепловые извещатели
Глобальное направление развития пожарных извещателей – сокращение времени обнаружения, расширение спектра очагов загораний и повышение достоверности сигнала «Пожар». Отправная точка – это классический дымовой оптико-электронный извещатель. Несмотря на присущие этой технологии недостатки, он обнаруживает 4 типа очага: ТП2 – тление древесины, ТП3 – тление со свечением хлопка, ТП4 – горение полимерных материалов (пенополиуретана), ТП5 – горение легковоспламеняющейся жидкости с выделением дыма – Н-гептана (по ГОСТ Р 53325–2012). Значительное улучшение его технических характеристик обеспечивается посредством анализа изменений оптической плотности среды во времени, исходя из многолетних экспериментальных исследований. Такие алгоритмы позволяют настолько снизить вероятность ложных тревог при воздействии пара, пыли и аэрозолей, что при их проверке тестовым аэрозолем необходимо отключать этот алгоритм.
Еще один недостаток дымового оптико-электронного извещателя – это пониженная чувствительность по дымам с мелкими частицами, которые очень хорошо раньше обнаруживали радиоизотопные дымовые извещатели. Открытые очаги быстро развиваются и представляют особую опасность, причем загорание многих материалов, например пластиков и легковоспламеняющихся жидкостей, происходит без стадии тления. Данная проблема устраняется при дополнении информации дымового канала анализом изменения температуры во времени. Таким образом образуется мультикритериальный дымовой извещатель с тепловым каналом, который ни в коем случае не следует путать с комбинированным дымовым-тепловым извещателем, у которого каналы работают независимо друг от друга с формированием сигнала «Пожар» по логике «ИЛИ».
На рис. 3 показана реакция дымового и теплового канала, а так же результат мультикритериальной обработки с анализом информации теплового канала по технологии IQ8Quad OT на развитие тестового очага ТП4 – горение пенополиуретана. Представленные зависимости показывают значительный выигрыш по времени обнаружения очага мультикритериальным извещателем.
Рис. 3. Обнаружение тестового очага ТП4 – горение пенополиуретана дымовым-тепловым мультикритериальным детектором по технологии IQ8Quad OT
Рис. 4. Тестовый очаг ТП1 – горение дерева
Рис. 5. Обнаружение тестового очага ТП1 – горение дерева мультикритериальным дымовым-тепловым детектором по технологии IQ8Quad OTblue
Корреляционная обработка информации по технологии IQ8Quad OTblue позволяет обнаружить и тестовый очаг ТП1 – горение дерева, который не обнаруживается ни тепловым, ни дымовым извещателем в отдельности (рис. 5). Использование данной технологии позволило повысить чувствительность оптико-электронного дымового извещателя по открытым очагам до уровня радиоизотопных дымовых извещателей, без снижения чувствительности по тлеющим очагам.
Эффект в части распознавания помеховых воздействий в виде пыли и пара с более крупными частицами, по сравнению с дымами, достигается при формировании дополнительной оптопары с анализом рассеянного и отраженного сигналов от одного светодиода (рис. 6). Такой извещатель обнаруживает уже 6 тестовых очагов – с ТП1 по ТП6. В качестве примера на рис. 7 показана реакция на тестовый очаг ТП5 – горение Н-гептана (рис. 8) теплового канала, дымовых каналов прямого и обратного рассеяния и мультикритериального по технологии IQ8QuadO2T.
Рис. 6. Формирование оптопар с прямым и обратным рассеянием
Рис. 7. Обнаружение тестового очага ТП5 – горение Н-гептана мультикритериальным двойным дымовым-тепловым детектором по технологии IQ8QuadO2T
Рис. 8. Тестовый очаг ТП5 – горение Н-гептана
Мультикритериальные дымовые-тепловые-газовые СО-извещатели
Отличные результаты по защите от ложных срабатываний с одновременным сокращением времени обнаружения пожароопасной ситуации обеспечивает в извещателе сочетание дымового, теплового и газового СО сенсоров. Сенсор угарного газа СО обеспечивает раннее обнаружение скрытых, медленно развивающихся, тлеющих очагов. При скрытом тлении углеродосодержащих материалов при ограничении доступа кислорода образуется угарный газ СО при сравнительно небольшом уровне задымления. С другой стороны, газовый сенсор СО обеспечивает хорошую защиту от ложных тревог при воздействии пара, аэрозолей, театрального дыма, пыли и т.д. Повышение оптической плотности среды при отсутствии угарного газа СО позволяет идентифицировать помеховые воздействия, не связанные с пожароопасной обстановкой, поскольку тлеющие очаги всегда сопровождаются образованием значительной концентрацией угарного газа СО.
Сочетание дымового и теплового сенсоров позволяет реально сократить время обнаружения открытых очагов, что очень важно ввиду их быстрого развития. Сочетание сравнительно небольших концентраций дыма при повышении температуры окружающей среды – достоверный признак ранней стадии горения пластических, ЛВЖ и других материалов, не имеющих стадии тления. Это описание возможностей мультисенсорных извещателей в общих чертах, в реальности в адресно-аналоговых панелях используются значительно более сложные экспертные алгоритмы обработки текущих значений контролируемых факторов, формирующиеся по результатам многолетних экспериментальных исследований, которые проводят все ведущие производители в своих испытательных центрах. И в настоящее время наиболее эффективным точечным пожарным извещателем, обеспечивающим раннее обнаружение широкого спектра очагов в различных условиях эксплуатации, считается именно мультикритериальный дымовой-тепловой-газовый СО-извещатель. Причем современные технологии позволяют его реализовать в корпусе стандартных размеров (рис. 9).
Рис. 9. Мультикритериальный дымовой-тепловой-газовый СО-извещатель
Необходимо отметить, что реакция на тлеющие очаги у мультикритериального дымового-теплового-газового СО-извещателя значительно быстрее по сравнению с дымовым каналом и с газовым СО-каналом. Например, на рис. 10 показаны выходные аналоговые величины теплового канала, дымового канала, газового СО-канала и мультикритериального дымового-теплового-газового СО-извещателя при развитии тестового очага ТП3 – тление со свечением хлопка (рис. 11). Мультикритериальному дымовому-тепловому-газовому СО-извещателю требуется для формирования сигнала «Пожар» по тлеющему очагу в 2 раза меньше времени, чем дымовому извещателю, и в 1,5 раза меньше, чем газовому СО-извещателю. Вместе с тем, необходимо отметить, что за рубежом пожарные одноканальные газовые СО-извещатели не выпускаются из-за отсутствия реакции на открытые очаги, из-за ложных тревог при воздействии различных газов, в том числе монооксида углерода СО не пожарного происхождения и по другим причинам.
Рис. 10. Обнаружение тестового очага ТП3 – тление со свечением хлопка мультикритериальным дым-тепло-газовым СО извещателем по технологии IQ8Quad OTG
Рис. 11. Тестовый очаг ТП3 – тление со свечением хлопка
Таким образом, на объектах с массовым пребыванием людей для обеспечения высокого уровня защиты от пожара с практически нулевым уровнем ложных тревог идеальным решением является использование мультикритериальных дымовых-тепловых-газовых СО пожарных извещателей в адресно-аналоговой системе.