Ще в давні часи люди використовували передачу інформації про початок виникнення якихось подій на відстань у вигляді світлових сигналів або добре чутних звуків, коли на височинах розпалювали багаття або дзвонили в дзвони.
Життя сучасної людини пов'язана з експлуатацією великої кількості різноманітної техніки, роботу якої часто відслідковують дистанційно за допомогою різних видів сигналізації. Серед них відомостями про початок виникнення пожежі на відповідальних промислових об'єктах і всередині багатоповерхових будівель з великою кількістю людей відводиться найважливіше значення.
Призначення пожежної сигналізації
Її основне завдання зводиться до того, щоб при перших ознаках пожежі оперативно передати інформацію в чергову службу, здатну швидко прибути на місце події і прийняти екстрені заходи по гасінню виник вогнища полум'я, запобігти його розповсюдженню.
Додатковими завданнями систем пожежної сигналізації (СПС) можуть бути:
дистанційне задіяння заздалегідь розташованих засобів гасіння пожежі - різного виду вогнегасників, створених стосовно до конкретних умов виробництва або об'єкта;
забезпечення розблокування систем контролю управління доступом для полегшення масової евакуації людей з небезпечного місця;
передача інформації на додаткові пункти диспетчерського управління;
інші функції.
Склад пожежної сигналізації
Система пожежної сигналізації розглядається як специфічна електрична система управління, схема якої складається з різних частин:
спеціальних датчиків - сповіщувачів, які повідомляють про початок загоряння;
каналів передачі сигналів про спрацювання датчика;
пультів контролю, прийому (ПКП) і відображення інформації для оперативного персоналу;
систем оповіщення людей.
Як влаштовані і працюють пожежні сповіщувачі
Оцінити виникнення перших ознак загоряння можна по появі диму, швидкому нагріву навколишнього середовища або сильнішого спалаху світла. Ці три чинники закладені в принцип роботи різних технічних пристроїв.
У промисловому і житловому секторі найбільшого поширення набули чотири види датчиків, що працюють на різних принципах:
1. виявлення початку поширення диму - димові сповіщувачі;
2. появи різкого нагріву всередині приміщення - теплові;
3. виділення електромагнітних хвиль оптичного діапазону видимого, ультрафіолетового або інфрачервоного спектра - полум'я;
4. одночасного впливу тепла і диму, а часто і в комплексі з урахуванням появи яскравого світла - комбіновані.
Датчики пожежної сигналізації можуть тільки відслідковувати стан контрольованого параметра або реагувати на його зміну видачею сигналу в зовнішню систему. За цим принципом вони відносяться не тільки до пасивних, але і до активних пристроїв. Сповіщувачі можуть створюватися для контролю певної місцевої зони або протяжного, витягнутого простору. Останні конструкції називають лінійними.
Принцип роботи димових сповіщувачів
Датчик розміщують на стелі в тому місці, куди піднімається і починає концентруватися дим при початку загоряння.
Конструктивно димовий сповіщувач складається з:
1. рознімного корпусу;
2. електронної плати;
3. оптичної системи.
Ці деталі окремо збираються на автоматизованих технологічних лініях і після проходження різних тестів і перевірок збираються вручну в єдиний модуль.
Робота датчика заснована на фіксації моменту появи диму в його корпусі за рахунок спрацювання оптичної системи, до складу якої входять:
світлодіод , Що випускає строго спрямований промінь світла;
фотоелемент , Який перетворить падаюче на нього світловий потік в електричний сигнал.
Конструктивно світловий промінь від джерела спрямований трохи в сторону від фотоелемента. При нормальних умовах експлуатації з нормальним станом повітря в приміщенні світло не може дійти до поверхні фотоелемента, як показано на зображенні №1.
У разі появи диму в корпусі датчика починається відображення світлових променів на всі боки. Вони потрапляють на фотоелемент, і він спрацьовує. Цей момент контролює електронна схема. Вона формує інформаційну команду, передає її по каналах зв'язку на приймальний пристрій пожежної сигналізації.
Якщо в порожнину датчика стане проникати водяна пара або гази, що відхиляють світловий потік, то фотоелемент теж спрацює, а логічна схема видасть неправдиву інформацію про виникнення пожежі.
З цієї причини датчики диму не встановлюють в тих місцях, де вони здатні неправильно спрацьовувати. До них відносять кухні, ванні, душові. Монтаж датчиків диму в місцях, де збираються курці, теж викличе часту і неправдиву їх роботу.
Подібний пожежний сповіщувач НЕ зреагує на підвищення температури і спалах світла відкритого вогню. Тому такі модулі встановлюють в тих приміщеннях, де загоряння пов'язано з задимленням середовища від температурного пошкодження ізоляції електричних проводів, тканин, інших подібних матеріалів.
Їх встановлюють у місцях з великою кількістю працюючого електроустаткування на промислових виробництвах, складах зберігання матеріальних засобів, електричних підстанціях і лабораторіях.
Принцип роботи теплових сповіщувачів
Їх теж мають у своєму розпорядженні на стелі, куди піднімається тепло, що виділяється відкритим вогнем. Вони можуть працювати по фактору:
1. досягнення максимально допустимого значення нагріву;
2. швидкості зростання температури.
порогові пристрої
Датчики цього типу стали створюватися найпершими. Спочатку вони працювали за рахунок витікання легкорасплавляемого сплаву з запобіжника, встановленого в місці контакту двох провідників. За рахунок цього при нагріванні навколишнього середовища до 60 ÷ 70 градусів відбувався розрив електричного кола і видавався сигнал про початок пожежі.
Принцип роботи однієї з подібних конструкцій одноразового, невідновлюваного теплового сповіщувача типу ІП-104 показаний на картинці.
Усередині корпусу розміщені пружинні контакти, які відводяться один від одного силами механічного натягу, а утримуються за рахунок сплаву Вуда, що складається з легкоплавких металів. Датчик спрацьовує при нагріванні до 68 градусів, а розрив ланцюга забезпечують зведеному пружини.
Подібні конструкції постійно вдосконалюються. Зараз вони випускаються з замінними плавками вставками або елементами, керованими на відстані. Логічна схема може бути виконана на різних принципах і електронних компонентах.
інтегральні сповіщувачі
В основу роботи датчика покладені виміри швидкості зміни електричного опору металів при їх нагріванні.
На клеми теплового контрольного елемента від джерела живлення подається стабілізована напруга. Під його дією в електричному ланцюзі через дротяний резистор і вимірювальний пристрій протікає струм, який визначається згідно із законом Ома. Його величина строго залежить від опору.
Під впливом звичайної кімнатної температури його значення залишається практично незмінним. При стабілізованому напрузі струм теж не змінюється.
Коли на контрольний елемент починає діяти температура відкритого вогню від появи полум'я, то опір датчика починає швидко зростати і за таким же законом починає змінюватися струм. Швидкість його відхилення від усталеного раніше значення фіксується електронною схемою, яка зазвичай налаштована на зростання 5 градусів в секунду.
При досягненні критичної величини швидкості нагріву логічна схема датчика відправляє по каналах зв'язку сигнал на приймальний модуль.
У цій схемі відсутні пристрої, що реагують на дим, і вона на нього не спрацює.
Подібні конструкції найбільш ефективно працюють на пожежах, викликаних запаленням горючих рідин з нафтопродуктів, вуглецевого палива, пожежонебезпечних твердих матеріалів. Їх встановлюють на місцях зберігання ємностей з легкозаймистими рідинами, складах будівельних матеріалів і в подібних промислових будівлях.
Принцип роботи сповіщувачів полум'я
Досить численний клас цих датчиків реагує на відкритий вогонь або тліюче вогнище пожежі без виникнення диму.
Чутливий фотоелемент фіксує появу одного з спектрів оптичних хвиль або його повний діапазон. При цьому конструкція виходить досить складна і дорога. З цієї причини їх не застосовують в житлових будинках, а використовують на підприємствах нафтової і газової промисловості.
Найбільш прості моделі цього типу здатні спрацьовувати від впливу зварювальної дуги, світла яскравого сонця, люмінесцентних ламп, електромагнітних завад оптичного спектру. Для усунення помилкової роботи можуть використовуватися різні фільтри.
Принцип роботи комбінованих сповіщувачів
Всі конструкції пожежних датчиків, що працюють по якомусь одному ознакою загоряння, можуть помилково спрацювати. Щоб розширити межа достовірності передаваної інформації створюють пристрої, відразу поєднують в собі можливості димових і теплових моделей, або доповнені ще функцією реакції на полум'я.
Для цього в них включають відразу інфрачервоний, теплової та оптичний сенсор. Вони можуть в більшості випадків налаштовуватися на спрацьовування від кожного вхідного параметра окремо або тільки при їх одночасному появі.
Для відповідальних промислових приміщень існують чотирьохканальні комбіновані сповіщувачі, що враховують додатково поява чадного газу.
Принцип роботи ручних пожежних сповіщувачів
Найпростіші конструкції зі звичайної кнопки з пружинним самовозратом використовуються для ручного оповіщення оперативних працівників про початок загоряння. Для цього персоналу, помітили початок ознак появи вогню, досить відкрити захисну кришку і натиснути на кнопку.
При цьому дії замикаються контакти схеми і включається оповіщення «Пожежна тривога». Коли кнопка буде відпущена, то сигнал не переривається: ланцюжок його живлення автоматично ставиться на самоблокування. Попередження людей про пожежну небезпеку відбуватиметься до тих пір, поки відповідальний працівник спеціальним ключем не проведе її розблокування.
Подібні ручні датчики монтують у всіх приміщеннях, де збираються маси людей (магазини, лікарні, кінотеатри, промислові об'єкти) на висоті півтора метра і на відстані між ними до 50 м.
Короткі висновки по вибору пожежних сповіщувачів
Конструкція і принцип роботи датчика повинні максимально відповідати умовам, які забезпечують пожежну безпеку контрольованого приміщення.
У великих промислових будівлях з різним обладнанням не завжди доцільно використовувати однотипні марки сповіщувачів, а їх кількість навіть при обмежених фінансових можливостях має перекривати всі небезпечні зони спалаху відповідно до вимог нормативних документів.
Канали передачі сигналів про спрацювання сповіщувачів
Після того як типи і кількість пожежних датчиків визначені для установки в приміщеннях, їх підключають проводами в шлейфи, які збирають на приймально-контрольний прилад в оперативній службі безпеки.
Для шлейфів вибирають дроти з мідними жилами і прокладають їх з можливістю забезпечення контролю технічного стану. До них СНИП і ГОСТ пред'являють вимоги по способам роздільної прокладки з іншими кабельними магістралями і щодо забезпечення захисту від механічних пошкоджень.
Прилади прийому і контролю сигналів
Пульти ВКП створюються виробниками різного ступеня складності для професійного, напівпрофесійного або побутового використання.
Професійні пристрої призначені для вирішення не тільки питань пожежної безпеки, а й охорони об'єктів. вони:
відстежують стан багатопроменевих схем і здатні одночасно обробляти аналогові і цифрові сигнали;
допускають каскадне об'єднання в блоки для створення складної ієрархії схем контролю;
підключаються до комп'ютера пожежно-охоронної служби;
фіксують за часом і передають всю інформацію, яка відбувається на контрольованому об'єкті;
використовуються тільки на відповідальних промислових об'єктах.
Напівпрофесійні пристрої працюють з цифровими сигналами. Їх виготовляють в єдиному корпусі, що поєднує:
блок живлення від стаціонарної електричної мережі;
резервне джерело електропостачання - потужну акумуляторну батарею, здатну забезпечувати автономну роботу системи від декількох годин до доби;
електронний блок управління;
процесор.
На відповідальних об'єктах процесор захищають від несанкціонованого доступу розміщенням в важкодоступних місцях з виконанням повного екранування, що запобігає від спроб злому спеціальним дистанційним сканером, і складним кодуванням оброблюваної і переданої інформації.
Такі моделі здатні обробляти сигнали від двохсот п'ятдесяти датчиків. Вони вже можуть використовуватися в житловому секторі.
Багатопроменеві побутові ВКП
Створюються для роботи в приватному домоволодінні з різними надвірними господарськими будівлями.
Здатні обробляти сигнали від електричних контактів герконів або електронних схем, а також інформацію, що надходить по бездротових каналах від двох-восьми різних джерел.
Найпростіші квартирні ВКП
Їх представляють найбільш прості моделі, що працюють в одноканальному режимі, якого цілком достатньо для власника квартири. Навіть такий прилад здатний передавати інформацію про спрацювання датчиків на мобільний телефон господаря у вигляді СМС.
Пульти ПКП, призначені для побутових цілей, супроводжуються докладною технічною документацією виробника з інструкціями і схемами підключення. Для них запроваджено євростандарт EN54.
Системи оповіщення про пожежу
У багатолюдних будівлях використовується світлова та звукова система попередження персоналу та відвідувачів оповіщенням команди «Тривога». Одночасно відбувається передача інформації керівництву підприємства і черговим службам для прийняття екстрених заходів.
Приклад розподілу різних приладів пожежної сигналізації та організації системи оповіщення показаний на картинці.
Як і всі технічні прилади засоби пожежної сигналізації вимагають періодичного контролю і перевірок працездатності, виконання комплексу заходів обслуговування, налаштувань, коригувань. При цьому необхідно дотримуватися правил їх експлуатації.
Хочеться висловити впевненість, що викладені початкові знання про будову сучасної пожежної сигналізації спонукають читача на думку: на практиці створити для себе оптимальну систему, яка виключає пожежа при випадковому загорянні або при навмисному підпалі.