СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ПОЖАРООПАСНЫХ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛА В КОРАБЕЛЬНЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ
METHOD FOR DETECTING FIRE-HAZARDOUS HEAT SOURCES IN SHIP PREMISES

Настоящее изобретение относится к способам обеспечения пожарной безопасности в корабельных помещениях и может быть использовано в судостроении, в частности, в судовых системах пожарной и температурно-тревожной сигнализации для обнаружения пожаров на начальных этапах их развития.
Цель изобретения - повышение эффективности использования корабельных систем пожарной и температурно-тревожной сигнализации путем расширения функциональных возможностей тепловых пожарных извещателей.
Контроль температуры в соответствии с действующими нормативными требованиями осуществляется каждой корабельной системой пожарной сигнализации. В соответствии с правилами Международной Конвенции по охране человеческой жизни на море СОЛАС-74 (Консолидированный текст Конвенции СОЛАС-74. Глава II-2. Конструкция - противопожарная защита, обнаружение и тушение пожара. Часть С - Подавление пожара. Правило 7 Обнаружение пожара и аварийно-предупредительная сигнализация о пожаре) установка стационарных систем сигнализации обнаружения пожара должна соответствовать: характеру помещения; возможному распространению огня; возможному образованию дыма и газов.
Работа тепловых пожарных извещателей зависит от конвекции, которая переносит горячий газ от очага пожара к пожарному извещателю. Расположение и расстояние между местами установки тепловых пожарных извещателей определяются исходя из необходимости ограничения времени, затраченного на это движение. Горячий газ концентрируется в самых высоких частях помещения, поэтому именно там принято располагать тепловые пожарные извещатели. По мере того, как горячие газы от очага поступает в конвективную струю. С увеличением высоты помещения обнаружение пожара тепловыми пожарными извещателями происходит при все большем размере очага пожара.
Горячий газ распространяется горизонтально параллельно подволоку. Так как вблизи него образуется застойный слой, то чувствительный элемент теплового пожарного извещателя размещают на некотором расстоянии от подволока.
В американском стандарте по пожарной сигнализации NFPA 72 (National Fire Alarm Code. Copyright © 2002, National Fire Protection Association. Стандарт утвержден American National Standards Institute) указывается, что в случае плоского горизонтального потолка и при отсутствии дополнительных воздушных потоков дым образует цилиндр определенной высоты с центром в проекции очага. С удалением от центра падает температура, что определяет конфигурацию температурного поля на первом этапе развития в помещении очага пожара.
Известна система температурно-тревожной сигнализации, предназначенная для установки на кораблях и судах для контроля текущего значения температуры в контролируемых точках защищаемого помещения и сигнализации о выходе температуры в этих точках за заданные верхний и нижний пределы (например, система «СТС-М», выпускаемая концерном «Моринфорсистема-Агат», информация о которой представлена на интернет-сайте по адресу: w.w.w. concern-agat.ru/produktsiya/obshchekorabelnye-sistemy/sistema-temperaturno-trevozhnoj-signalizatsii-sts-m). В системе используются термопреобразователи сопротивления, обеспечивающие преобразование температуры окружающей среды в электрическое сопротивление. Термопреобразователи системы устанавливаются в верхней части помещений, как правило, ближе к подволоку. В система не осуществлено ни определение скорости изменения температуры в точках контроля, ни определение скорости изменения разницы температуры между точками контроля.
В известных системах пожарной сигнализации, устанавливаемых на кораблях и судах, например, патент №2002118089 на полезную модель RU 26430 U1 «Система контроля пожарной безопасности», не применяется способ обнаружение пожара путем контролирования скорости изменения разницы температуры между точками контроля, а извещатели и сигнализаторы систем устанавливаются у подволока и на верхних уровнях помещений имеющих большой объем (машинные отделения, ангары).
Наиболее близким аналогом является способ обнаружения пожара, применяемый в судовых системах пожарной сигнализации. Описание способа приведено в книге Штумпфа Э.П., Штелинга В.Н. «Настройка судовых систем пожарной сигнализации», Ленинград, «Судостроение», 1988 г., с. 5. Способ заключается в получении и формировании сигнала о состоянии помещений в плане пожарной опасности путем контроля опасных факторов пожара, в том числе, температуры воздушной среды и скорости ее роста; сборе этой информации; обработке полученной информации и принятии обобщенного решения о наличии или отсутствии пожара путем сравнения численных значений контролируемых параметров факторов пожара с установленными предельными значениями; формировании сигнала о пожаре и индикации места пожара; включении средств оптической и звуковой сигнализации. При этом, контроль опасных факторов пожара производится с использованием пожарных извещателей, устанавливаемых на подволоке или недалеко от него.
Вышеописанный способ имеет следующий недостаток: принятие решения о включении средств сигнализации по результатам контроля температуры воздушной среды и скорости ее роста производится с большим запаздыванием, лишь тогда, когда контролируемые параметры опасных факторов пожара достигнут в местах размещения пожарных извещателей (в районе подволока) установленных предельных значений. В соответствии с требованиями Российского морского регистра судоходства (РМРС, Правила классификации и постройки морских судов, том 2, НД №2-020101-082, с. 313) уставки срабатывания систем пожарной сигнализации в помещениях с нормальной температурой воздуха устанавливают в диапазоне от 54 до 78°С при превышении температуры со скоростью менее 1°С в мин. Длительный опыт эксплуатации и многочисленные стендовые испытания судовых систем пожарной сигнализации, в том числе, указанные в статье «Экзамен на эффективность» журнал «Морской бизнес северо-запада» №3 (44) с. 34-35, показывают, что тепловые пожарные извещатели по сравнению с пожарными извещателями, реагирующими на пламя, дым, угарный газ, срабатывают в последнюю очередь.
Сущность изобретения заключается в том, что появление нового источника тепла в помещении увеличивает существующую разницу между температурой воздуха в верхней и нижней частях помещения, при этом, скорость ее изменения зависит от интенсивности тепловыделения источника тепла, причем, характер изменения параметров и конфигурация теплового поля в помещении при образовании очага пожара в большинстве случаев значительно отличается от их значений в нормальных условиях при работе технических средств и оборудования, имеющих тепловыделяющие поверхности.
Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение функциональных возможностей систем пожарной и температурно-тревожной сигнализации в плане более раннего обнаружения появления нештатного источника тепла в помещении, что фактически означает обнаружение пожара на начальном этапе его развития, в том числе, позволяет обнаруживать потенциальные источники пожара.
Технический результат достигается за счет использования в системах пожарной и температурно-тревожной сигнализации для обнаружения очага пожара в корабельном помещении нового информативного параметра и критерия, позволяющего определить появление дополнительного (нештатного) источника тепла, - аномальной скорости изменения разницы значений температуры воздуха, измеренной в верхней (у подволока) и нижней (у палубы) частях помещения.
Отличительными признаками заявляемого изобретения являются:
- определение системами пожарной и температурной сигнализации температуры воздушной среды в помещении у палубы
- вычисление разницы значения температуры воздуха у подволока и у палубы;
- вычисление скорости изменения разницы значения температуры воздуха у подволока и у палубы;
- назначение предельных значений скорости изменения разницы значения температуры воздуха у подволока и у палубы для каждого типа корабельного помещения исходя из опыта эксплуатации;
- периодическое сравнение численного значения полученного результата скорости изменения разницы значения температуры воздуха у подволока и у палубы с заранее назначенными предельными значениями;
- сигнализирование о пожаре при достижении назначенных предельных значений скорости изменения разницы значения температуры воздуха у подволока и у палубы;
- дополнительный контроль предельно допустимых температур нагрева поверхностей тепловыделяющих технических средств и оборудования, находящихся в помещении;
определение достигнутых предельных значений разницы температуры воздуха у подволока и у палубы помещения для всех возможных вариантов включения и режимов работы технических средств и оборудования;
- определение достигнутых предельных значений скорости изменения разницы температуры воздуха у подволока и у палубы помещения для всех возможных вариантов включения и режимов работы технических средств и оборудования;
- запоминание достигнутых предельных значений разницы температуры воздуха у подволока и у палубы помещения для всех возможных вариантов включения и режимов работы технических средств и оборудования;
- запоминание достигнутых предельных значений скорости изменения разницы температуры воздуха у подволока и у палубы помещения для всех возможных вариантов включения и режимов работы технических средств и оборудования;
- учет варианта включения и режимов работы технических средств и оборудования;
- определение варианта включения и режимов работы технических средств и оборудования по температуре нагрева их поверхностей;
- выбор из числа запомненных предельные значения скорости изменения разницы температуры воздуха у подволока и у палубы помещения для текущего варианта включения и режимов работы технических средств и оборудования;
- периодическое сравнение численного значения полученного результата скорости изменения разницы значения температуры воздуха у подволока и у палубы с заранее назначенными предельными значениями и сигнализирование о пожаре при превышении этих значений.
Для осуществления изобретения необходимо:
- при размещении пожарных извещателей систем пожарной сигнализации (датчиков температуры систем температурно-тревожной сигнализации) в корабельных помещениях предусмотреть дополнительную установку тепловых пожарных извещателей (датчиков температуры) в районе палубы;
- при программировании систем пожарной сигнализации (систем температурно-тревожной сигнализации) под заданную конфигурацию системы учесть алгоритмы вычисления и сравнения значений разницы температуры воздуха у подволока и у палубы помещения и скорости ее изменения с заранее назначенными предельными значениями.