Однокомпонентные дымовые линейные пожарные извещатели

УДК 614.844

ОДНОКОМПОНЕНТНЫЕ ДЫМОВЫЕ ЛИНЕЙНЫЕ ПОЖАРНЫЕ ИЗВЕЩАТЕЛИ

Рассмотрены особенности и область применения дымовых линейных пожарных извещателей. Изучена чувствительность пожарных извещателей ктестовым очагам пожара и доказана лучшая эффективность дымовых линейных пожарных извещателей по обнаружению различных типов возгораний. Рассмотрены два крупных класса данных извещателей — одно- и двухкомпонентные, определены требования к техническим характеристикам составляющих эти извещатели компонентов, их конструкции и размещению.

Линейные дымовые пожарные извещатели эффективны при защите помещений с высокими потолками, таких как атриумы, вестибюли, гимнастические залы, спортивные арены, музеи, церкви, заводские цеха, складские помещения и т.д. В таких сооружениях возникают проблемы с монтажом точечных дымовых детекторов и еще большие трудности при их обслуживании. Но главное — это снижение эффективности точечных дымовых извещателей при увеличении высоты помещения. Поток дыма, поднимающийся к потолку, расширяется и становится рассеянным. Пропорционально снижению удельной оптической плотности дыма увеличивается время определения пожароопасной ситуации точечным извещателем. Соответственно, площадь, защищаемая точечным дымовым извещателем, с 85 м2 при высоте потолка до 3,5 м уменьшается до 55 м2 при высоте 10,5-12,0 м по НПБ 88-2001*

До 100 м

Рис. 1. Распределение дыма в высоком помещении

“Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования”.

На эффективность линейного извещателя рассеивание дыма практически не оказывает влияния, поскольку одновременно увеличивается протяженность задымленной зоны, через которую проходит его сигнал (рис. 1). Таким образом, линейные дымовые извещатели идеально подходят для использования в помещениях с высокими потолками. По НПБ 88-2001* такие извещатели применяются в помещениях высотой до 12 м в один ярус, от 12 до 18м — в два яруса.

Согласно требованиям НПБ 82-99 “Извещатели пожарные дымовые оптико-электронные линейные. Общие технические требования. Методы испытаний” чувствительность линейного дымового извещателя должна устанавливаться в пределах от 0,4 дБ (снижение интенсивности луча на 9%) до 5,2 дБ (снижение интенсивности луча на 70%). В технической документации может указываться чувствительность в дБ или процентах. Снижению сигнала на Д% соответствует ослабление на Ь дБ:

Ь = 101ё [100/(100 - Д%)], дБ.

В табл. 1 приведен пример расчета по приведенной выше формуле.

Кроме того, линейный дымовой извещатель обеспечивает лучшую эффективность по обнару-

Таблица 1. Пример расчета снижения сигнала

% 9 25 30 40 45 50 70

ДБ 0,41 1,25 1,55 2,22 2,60 3,00 5,23

жению различных типов пожаров по сравнению с точечными оптико-электронными, ионизационными и тепловыми извещателями (табл. 2).

Линейные дымовые извещатели можно разделить на два крупных класса:

• двухкомпонентные, состоящие из отдельных

блоков приемника и передатчика;

• современные однокомпонентные — один блок

приемо-передатчика с пассивным рефлектором.

Построение линейного извещателя определяет

требования к техническим характеристикам компонентов, их конструкции и размещению. Для двухкомпонентного извещателя необходимо обеспечить стабильный уровень сигнала передатчика во всем диапазоне рабочих температур и напряжений питания, так как снижение уровня сигнала передатчика приводит к формированию ложного сигнала ПОЖАР. Приемник должен обеспечивать хранение значения уровня опорного сигнала в энергонезависимой памяти и корректировку порога срабатывания при запылении оптики в процессе эксплуатации.

При этом для увеличения энергетического потенциала в приемнике и передатчике используются оптические системы, обеспечивающие достаточно узкие диаграммы направленности. Такое построение определяет сложность настройки и эксплуатации линейных извещателей. Для обеспечения работоспособности необходимо проведение достаточно трудоемкой юстировки, при которой устанавливается положение приемника и передатчика, соответствующее приему максимума сигнала. Изменение положения приемника или передатчика в процессе эксплуатации вызывает отклонение диаграммы направленности, снижение уровня сигнала и формирование ложного сигнала ПОЖАР, который

не сбрасывается без переюстировки извещателя. После сброса производится сравнение пониженного за счет разъюстировки уровня сигнала с уровнем сигнала при чистой оптической среде и выдается подтверждение сигнала ПОЖАР. Ситуация для извещателя не отличается от подтверждения сигнала ПОЖАР при наличии дыма. Соответственно, крепление приемника и передатчика допускается только на капитальные конструкции. Форму диаграммы направленности выбирают таким образом, чтобы незначительное смещение опорных конструкций не нарушало работоспособность линейного извещателя. Обычно допускается в процессе эксплуатации смещение максимума диаграммы направленности относительно оптической оси в пределах порядка +0,50, что соответствует при расстоянии между приемником и передатчиком 10 м смещению луча на +87 мм, а при расстоянии 100 м — на +870 мм.

Для обеспечения работы двухкомпонентных извещателей при различных дальностях обычно требуются использование нескольких уровней сигнала передатчика и регулировка усиления приемника, что создает дополнительные трудности при настройке и юстировке. Другой существенный недостаток — необходимость подключения и передатчика, и приемника к источнику питания — это значительный расход кабеля, обычно превышающий расстояние между приемником и передатчиком. Кроме того, при установке в одном помещении параллельно нескольких линейных извещателей необходимо исключить попадание на приемник сигналов от соседних передатчиков. Некоторые производители в этом случае рекомендуют устанавливать приемники и передатчики в шахматном порядке, что приводит к дополнительному увеличе-

Таблица 2. Чувствительность пожарных извещателей к тестовым очагам пожара

Тип тестового пожара

ТП-1 ТП-2 ТП-3 ТП-4 ТП-5 ТП-6

Характеристика Открытое горение древесины Пиролиз древесины Тление хлопка Открытое горение пластмассы Горение гептана Горение спирта

Основные сопутствующие факторы Дым, пламя, тепло Дым Дым Дым, пламя, тепло Дым, пламя, тепло Пламя, тепло

Извещатель:

тепловой Х Н Н Х Х О

дымовой оптический Н О О Х Х Н

дымовой ионизационный О Х Х О О Х

комбинированный тепловой и дымовой оптический Х О О Х Х О

дымовой линейный Х О О О О Н

Примечание: О — отлично обнаруживает; X—хорошо обнаруживает; Н — не обнаруживает.

нию расхода кабеля и монтажных работ. Причем монтаж этой части шлейфа обычно затруднен из-за высоких потолков или необходимости выполнения скрытой проводки.

Все перечисленные недостатки отсутствуют у однокомпонентных дымовых линейных извещателей серии 6500 производства Систем Сенсор (рис. 2), в которых приемник и передатчик размещены в одном блоке, а на противоположной стороне располагается только пассивный рефлектор размером 200x230 мм, не требующий питания (рис. 3). Он состоит из большого числа призм, структура которых обеспечивает отражение сигнала в направлении источника. Таким образом, рефлектор не требует ни только питания, но и юстировки. Более того, рефлектор может быть установлен на некапитальные и даже вибрирующие конструкции. Допускается изменение положения рефлектора в пределах ±10°. При больших углах появляется снижение уровня отраженного сигнала за счет уменьшения проекции рефлектора на плоскость, перпендику-

Рис. 2. Приемо-передатчик 6500

------=-------------.--------------------

Рис. 3. Пассивный рефлектор

лярную оптической оси, т.е. за счет уменьшения эквивалентной площади рефлектора. При этом в несколько раз сокращается расход кабеля, трудоемкость монтажа и настройки. Протяженность контролируемой зоны со стандартным рефлектором — от 5 до 70 м, при использовании дополнительно комплекта рефлекторов ЬКК — от 70 до 100 м .

Оригинальный дизайн приемо-передатчика визуально уменьшает его габариты при установке на высоте. Съемная декоративная крышка может быть окрашена в любой цвет в соответствии с интерьером помещения. Выступающее обрамление светофильтра защищает его рабочую поверхность от пыли.

В приемо-передатчике установлены три разноцветных светодиода для индикации состояния извещателя:

• мигание зеленого светодиода — дежурный режим;

• мигание желтого светодиода — режим НЕИСПРАВНОСТЬ (число вспышек указывает на причину выхода из дежурного режима);

• включение красного светодиода соответствует режиму ПОЖАР.

Максимально упрощен процесс юстировки приемо-передатчика 6500. Первоначально юстировка производится с использованием оптического зеркального видоискателя (рис. 4). При значительных расстояниях вблизи рефлектора закрепляется ярко-оранжевый стикер размером 16х 16 см (в комплекте). Точное положение оптической системы устанавливается по максимальному уровню сигнала, величина которого отображается в виде двух цифр (десятки, единицы) на двух семисегментных светодиодных индикаторах (рис. 5). Изменение положения оптической оси по горизонтали и по вертикали производится при помощи двух винтов. Корректировка диапазона измерений уровня сигна-

Рис. 4. Зеркальный видоискатель

ла при достижении границы динамического диапазона в процессе юстировки происходит автоматически. Для фиксации положения оптической системы приемо-передатчика предусмотрены два контровочных винта. Никакого дополнительного оборудования и специальной подготовки для проведения юстировки не требуется. Вся процедура юстировки занимает несколько минут.

В рабочем режиме оптическая система и органы юстировки закрыты светофильтром с эластичной прокладкой, что обеспечивает высокую защиту из-вещателя от пыли и воды (1Р54). Конструкция приемо-передатчика и его жесткое крепление на стене исключают вероятность нарушения юстировки во время технического обслуживания и даже допускают возможность использования телескопических штанг. При необходимости отклонения оптической оси от нормали к стене более 10° и для установки на потолке используются кронштейны ВЕАМММК и монтажная коробка для открытой проводки ВЕАМБМК.

Объединение приемника и передатчика в одном блоке обеспечивает также возможность автоматической подстройки уровня излучения передатчика и коэффициента усиления приемника в зависимости от дальности контролируемой зоны. Кроме того, дополнительно появляется возможность временной селекции сигналов, использования одного рефлектора при близком расположении двух-трех извещателей, компенсации изменения оптической плотности, не связанной с возникновением пожароопасной ситуации, в течение суток для исключения ложных срабатываний и т.д.

Линейный извещатель 6500 имеет четыре фиксированных уровня чувствительности — 25, 30, 40 и 50% затухания, что позволяет учесть условия эксплуатации. Более высокие уровни чувствительности (25 и 30%) рекомендуется устанавливать в чистых помещениях и для защиты небольших зон на большой высоте, например в атриумах и световых фонарях. При достаточно протяженных зонах и в пыльных помещениях следует устанавливать более низкие уровни чувствительности (40 и 50%), что обеспечит больший диапазон автокомпенсации за-пыления оптического фильтра приемо-передатчика и рефлектора. Автоматическая компенсация запы-ления обеспечивает стабилизацию уровня чувствительности и снижает расходы на техническое обслуживание.

Для удобства эксплуатации в линейном извеща-теле 6500Я при тестировании индицируется степень запыления числом вспышек желтого индикатора: от 10 до 20% — одна вспышка, от 20 до 30% — две и т.д. При достижении границы диапазона автоматической компенсации формируется сигнал

НЕИСПРАВНОСТЬ, а желтый светодиод вспыхивает 2 раза, что указывает на необходимость проведения технического обслуживания (рис. 6). Реле НЕИСПРАВНОСТЬ в дежурном режиме находится под током и контролирует наличие питания. Следовательно, при использовании извещателя 6500 не требуется установки отдельного релейного модуля ЕОЬЯ-1.

Для исключения ложных срабатываний, вызванных увеличением оптической плотности в контролируемом помещении в рабочие часы, в линейном извещателе 6500 предусмотрены два адаптивных порога: А1 от 30 до 50% и А2 от 40 до 50%. В отличие от фиксированного порога в этом случае медленные изменения оптической плотности в течение суток компенсируются в заданных пределах (рис. 7).

Рис. 5. Цифровой индикатор уровня сигнала

Порог ПОЖАР

Запрограммированный уровень чувствительности

Влияние загрязнения

НЕИСПРАВНОСТЬ

X

1 год

2 года Время

3 года

Рис. 6. Компенсация запыления оптических элементов линейного извещателя

Извещатель 6500Я не реагирует на кратковременную (менее 30 с) блокировку луча, при более продолжительной блокировке формируется сигнал НЕИСПРАВНОСТЬ, а желтый светодиод вспыхивает 4 раза. Восстановление из режима, созданного прерыванием излучения, происходит автоматически после устранения причины, вызвавшей неисправность.

Значительно упрощается и контроль чувствительности однокомпонентного линейного извеща-

00:00

06:00

12:00

Время

18:00

24:00

Рис. 7. Компенсация изменения оптической плотности среды в течение суток

Рис. 8. Выносной пульт управления 6500ЯТ8-КЕУ

теля 6500. Вместо использования оптических фильтров ослабление сигнала обеспечивается блокировкой соответствующей площади рефлектора. Для случая равномерного облучения рефлектора имеется простая зависимость затухания сигнала от величины его площади. У извещателя 6500 сигнал проходит контролируемую зону два раза: от приемо-передатчика до рефлектора и обратно. Соответственно, при реальном задымлении, ослабляющем сигнал, например, на 3 дБ (50%), к прие-мо-передатчику вернется сигнал, ослабленный на 6 дБ (75%). При ослаблении сигнала на 30% до рефлектора дойдет 70% сигнала, т.е. 0,7 от первоначального уровня, на обратном пути тоже останется 0,7 от отраженного от рефлектора сигнала. В итоге вернется 0,7 • 0,7 = 0,49 или 49% излученного сигнала, а затухание составит 1 - 0,49 = 0,51, т.е. 51%. Этот эффект показывает еще одно преимущество однокомпонентного линейного извещателя: его потенциальная чувствительность в два раза выше, чем у двухкомпонентного, а при установлении одинаковой чувствительности выше помехозащищенность из-за увеличения порога в два раза.

Таким образом, для имитации затухания сигнала на 30% необходимо закрывать более половины площади рефлектора, на 50% — примерно 3/4 площади.

На рефлекторе извещателя 6500 нанесена шкала от 10 до 65% с дискретом 5%, по которой определяется величина затухания сигнала при изменении площади затенения (см. рис. 3). Таким образом, можно с высокой точностью измерить чувствительность извещателя 6500 на любом из четырех порогов чувствительности.

Для тестирования может использоваться выносной пульт управления 6500ЯТ8-КЕУ, который обеспечивает запуск теста, индикацию режимов ПОЖАР и НЕИСПРАВНОСТЬ, а также сброс извещателя в дежурный режим (рис. 8). Для ограничения доступа включение режима ПОЖАР и сброс производятся ключом.

Тестовый фильтр в 6500ЯБ

ГЗ

у*-

Фотодиод ' Светодиод

6500Я, 6500ЯБ Оптическая система приемника

Оптическая система передатчика

Пульт 6500ЯТ8-КЕУ

Г?

Рефлектор

Рис. 9. Дистанционное 100%-ное достоверное тестирование

Модель извещателя 6500ЯБ оснащена серводвигателем, который по сигналу ТЕСТ вводит калиброванный фильтр в оптическую систему, имитируя затухание, вызванное дымом. Это техническое решение обеспечивает 100%-ное достоверное дистанционное тестирование. Такая функция особенно удобна при установке извещателя на большой высоте или в труднодоступных местах.

Извещатели 6500Я, 6500ЯБ подключаются практически к любому ПКП при помощи реле ПОЖАР с нормально разомкнутыми контактами и реле НЕИСПРАВНОСТЬ с нормально замкнутыми контактами в дежурном режиме при подключенном напряжении питания. Удобны съемные терминалы с раздельными контактами для входных и выходных цепей. Предусмотрены отдельные терминалы для подключения токоограничивающего резистора последовательно с контактами реле ПОЖАР и для шунтирования контактов реле НЕИСПРАВНОСТЬ диодом Шоттки (при подключении к ПКП со знакопеременным напряжением в шлейфе). В комплекте резисторы 470, 680 и 1000 Ом и диод Шоттки.

Важным преимуществом извещателя 6500 с точки зрения его эксплуатации в суровых российских климатических условиях является широкий диапазон рабочих температур: от -30 до +55°С при

классе защиты оболочки 1Р54, что обеспечивает его работу как в отапливаемых, так и в неотапливаемых помещениях, на запыленных и влажных объектах. Для работы в помещениях, где возможно выпадение росы или инея при резких колебаниях температуры, приемо-передатчик и рефлектор могут быть дополнительно оборудованы нагревателями ВЕАМНК, ВЕАМНКЯ, исключающими формирование ложных сигналов. При необходимости также могут использоваться и другие аксессуары, которые выпускаются для извещателей 6500.

Применение однокомпонентной конструкции сокращает в несколько раз объем монтажных работ, расход кабеля и время юстировки. Например, сравнительный расчет для протяженного объекта размером 180x63 м показывает, что системы пожарной сигнализации на базе однокомпонентных линейных извещателей 6500Я, с учетом монтажных работ и настройки, почти на 30% дешевле систем с точечными дымовыми извещателями российского производства. Использование извещателей 6500 значительно упрощает систему: для данного объекта их количество сокращается с 560-ти точечных до 40 линейных, длина кабеля уменьшается с 4,23 км до 355,5 м, при этом объем монтажных работ уменьшается в 11 раз, наладки — в 8 раз.

Поступила в редакцию 10.01.08.