Адресные дымовые извещатели используются в системах автоматической пожарной сигнализации. В этих системах контроллер отвечает за обработку сигнала, прием и анализ сигнала от извещателя.
Датчик дыма пожарный: назначение, виды и особенности
На протяжении десятилетий в системах пожарной сигнализации устанавливались только тепловые извещатели в помещениях, представляющих опасность для владельцев/арендаторов. Изобретение, разработка/массовое производство устройств, принцип действия которых основан не на принципе разрыва электрической цепи при плавлении термочувствительного элемента, а на почти мгновенной реакции на появление мельчайших частиц дыма, сажи от сгоревших органических веществ/материалов — привело к настоящей технической революции в проектировании, установке систем пожарной сигнализации.
Горячие головы среди инженеров, выполняющих такую работу, и многие руководители GPN предвидели скорую кончину того, что они считали устаревшими тепловыми извещателями. Однако в реальной жизни оказалось, что это не совсем так, но это уже другая история…..
Кстати, термин датчики не совсем корректен в русском языке. Даже в нормативно-технической литературе подобные устройства для раннего обнаружения сигналов о резком повышении температуры, появлении открытого пламени или дыма называют пожарными извещателями.
Но если вдаваться в подробности в буквальном смысле, то извещатель — это та часть устройства для обнаружения признаков зарождающегося пожара, которая непосредственно реагирует на изменение внешних факторов для подачи сигнала тревоги, который подается извещателем в виде электрического импульса по проводам в систему сигнализации, либо, если автономно, в виде звукового, светового или комбинации средств оповещения людей.
Названия извещателей, вероятно, вестернизированы и американизированы. Однако, поскольку это синоним русского слова «детектор», в технической литературе, да и не только в ней, оно используется наравне с последним. Кто не читал и не слышал о датчиках скорости, газа и даже тепла, воды и электричества, благодаря журналистам, которые вставляют это шапочное, аккуратное и научно звучащее название везде, где только можно.
Виды
Пожарная сигнализация (детектор дыма)
Не вдаваясь в особенности внутреннего устройства, принципа действия этих приборов, для которых написано множество технической литературы, включая паспорта, подробные описания коммерческих изделий со схемами/чертежами, таблицами/диаграммами, в длинные, часто довольно бессмысленные описания на сайтах по пожарной безопасности, следует сказать, что существует четыре типа, основанных на принципе обнаружения мельчайших частиц дыма.
Ионизационные
Структура и принцип работы ионизационного дымового извещателя
Подробную статью об ионизационных пожарных извещателях, их видах и принципе действия читайте по ссылке >>
Оптические
Принцип работы оптического дымового извещателя
Более детально об оптико-электронных пожарных извещателях, их видах и принципе действия в материале по ссылке >>
Аспирационные
Принцип действия аспирационного дымового извещателя
Познавательная статья о пожарных аспирационных извещателях, их преимуществах и недостатках по ссылке >>
Линейные
Принцип действия линейного дымового извещателя
О линейных пожарных извещателях, их типах, правилах монтажа, плюсах и минусах читайте в статье по ссылке >>
Если первые три типа пожарных дымовых извещателей называют точечными, так как вся электронная «начинка» конструктивно размещена в одном корпусе изделия, то эти приборы состоят из двух элементов: передатчика и приемника, которые анализируют изменения плотности воздуха в защищаемой зоне, при этом возможна их установка на значительном расстоянии друг от друга — до 100 м, что позволяет защищать помещения большой площади, в том числе со сложными конструкциями пола/потолка и перекрытий.
Точечные дымовые извещатели в основном предназначены для защиты помещений небольшой площади и высоты в нормальных условиях, так как высокая загазованность и запыленность окружающего воздуха для них критичны, а радиус обнаружения источника пожара достаточно велик; на практике это позволяет устанавливать их в большинстве защищаемых помещений — вестибюлях, холлах/фойе, а также офисах, комнатах, гостиничных номерах, при отсутствии перегородок на любой высоте, не более двух изделий, не портя дизайн поверхности лишними посторонними деталями.
Дымовые извещатели могут быть также аналоговыми, адресными или даже адресно-аналоговыми пожарными извещателями, в зависимости от принципа срабатывания, тактики обнаружения пожара и конструкции; включайте их в системы с такими мудреными названиями. Как правило, о них должны думать только специалисты организаций и компаний, которые проектируют, устанавливают и обслуживают такие системы АПС.
Типы
Автономные
Автономная пожарная сигнализация
Эти устройства получили широкое распространение в последние два десятилетия. В основном они предназначены для установки в жилых помещениях, где риск возникновения пожара достаточно высок (много электроприборов, неосторожное обращение с огнем, в том числе детей, курение); а раннее обнаружение пожара по дыму и подача звукового или светового сигнала людям с ослабленным слухом может даже спасти спящих до этого момента жителей частных домов, квартир или коттеджей.
Кроме того, обязательная установка автономных пожарных извещателей во всех спальнях, квартирах, кроме санитарных и уборочных комнат, предусмотрена СП 54.13330.2016 (он же СНиП 31-01-2003), который регламентирует проектирование и строительство многоквартирных домов. Отдельные датчики могут быть объединены в локальные сети/системы для воспроизведения сигнала при охране небольших смежных помещений, таких как спальни, гостиные, кухни с коридорами квартир/апартаментов; это повышает надежность сигнализации/сигнала при пожаре.
- Питание – 2 литиевые/алкалиновые батареи электропитания типа ААА напряжением 3 В. Для закрытых помещений. Нижний предел рабочей температуры воздуха до – 25℃, но обычно предназначен для установки в отапливаемых помещениях жилых домов, квартир. Для дач с сезонным проживанием целесообразней использовать проводные датчики АПС, например, ИП-212-3СУ с эксплуатационным пределом – 40℃. Оснащен встроенной звуковой/световой сигнализацией о срабатывании/пожаре. Это изделие имеет небольшие размеры по диаметру/высоте – 95/46 мм. Производитель выпускает также более современную модель – ИП-212-55СМ, имеющую некоторые отличия от базовой.
- Это звуковая/световая индикация о падении напряжения батарей питания, наличии ошибок самотестирования автономного датчика дыма. Кроме того, ИП-212-55СМ можно включать в локальный шлейф АПС – до 20 датчиков, а также подключать к нему выносное устройство световой сигнализации.
- Питание этого автономного датчика дыма от источника питания 9 В типа «Крона». Имеется кнопка «тест/сброс», световая индикация разряда батареи, рабочего режима и состояния «Тревога»; а также световое/звуковое оповещение как о пожаре, так и о неисправности устройства.
- Может монтироваться на стене, потолке, в том числе в подвесном (с монтажным кольцом). Размеры – 100 х 48 мм, вес – 0, 2 кг. Защита от пыли, влаги – IP Уровень громкости звука в режиме «Пожар» – 85 дБ. Можно объединять в шлейф ПС – до 10 шт.
- А также ИП-212-50М2/ 112 и 142 – это модели с улучшенными характеристиками. Размеры – 95 х 50 мм, вес – 200 г. Уровень громкости тревожного сигнала – 85 дБ. Питание – 9 В от одной батареи, аналогичной «Кроне».
Следует отметить, что представленные проводные дымовые и автономные извещатели относятся к одной ценовой категории и имеют очень похожие технические характеристики.
Поэтому выбор конкретного типа изделия из ассортимента конкретного производителя и, соответственно, как правило, его компонентов — монтажных колец, разъемов, устройств/приборов для проверки работоспособности — зависит в основном от объективного/субъективного мнения экспертов из проектных организаций, специализированных монтажных и пусконаладочных организаций, основанного на личном опыте использования таких дымовых извещателей.
Устройство и принцип действия
На практике реакция извещателя может быть вызвана появлением дыма, повышением температуры или выделением определенных газов. Существуют устройства, реагирующие на одно количество или на несколько количеств одновременно. Последний вариант более практичен, так как охватывает несколько факторов. В качестве примера рассмотрим конструкцию такого датчика.
Конструктивно пожарный извещатель состоит из следующих элементов:
- Корпус – предназначен для защиты электронных устройств от оседания пыли, которая может повлиять на точность измерений и реагирования.
- Оптический сенсор – представляет собой фотоприемник, реагирующий на изменение степени освещенности.
- Тепловой сенсор – фиксирует изменения температуры в соответствующей области или сегменте.
- Сенсор содержания CO, CO2 – контролирует процент содержания угарного газа и двуокиси углерода, как неотъемлемых составляющих продуктов тления и горения.
- Инфракрасный сенсор – предназначен для фиксации светового излучения в определенной области.
Принцип действия рассмотрим на примере начальной фазы пожара до появления дыма и пламени, непосредственно в рабочей зоне пожарного извещателя. Предположим, что температура в дымоходе начинает повышаться, горячая воздушная масса поднимается к месту установки пожарного извещателя, а холодный воздух опускается вниз, как показано на рисунке ниже:
В этом случае датчик тепла фиксирует внезапное повышение температуры, что дает информацию о возникновении пожара. В случае открытого пламени инфракрасный датчик первым реагирует на инфракрасное излучение. Более подробно типы датчиков обнаружения пожара описаны ниже.
Разновидности
Первые пожарные извещатели появились более ста лет назад. За это время они претерпели значительную эволюцию, как в плане конструктивных особенностей, так и принципа действия. Согласно разделу 4.1 ГОСТ Р 53325-2012, все пожарные извещатели делятся на несколько категорий. В зависимости от способа активации они могут быть автоматическими или ручными.
Если рассматривать пожарный извещатель в зависимости от контролируемого вещества, то его можно разделить на различные категории:
- тепловые;
- дымовые;
- пламени;
- газовые;
- комбинированные.
Помимо вышеперечисленных критериев, для классификации в соответствии с пунктом 4.1.1.4 ГОСТ Р 53325-2012 допускаются и другие признаки.
По типу передачи данных датчики могут быть пороговыми и аналоговыми. В зависимости от типа реакции на фактор, оцениваемый датчиком, пороговые модели могут быть максимальными, дифференциальными или смешанными.
В зависимости от состояния среды, в которой датчик контролирует фактор пожара, они делятся на:
- для контроля газообразных сред– классический вариант, применяемый в помещениях;
- для обнаружения признаков пожара в жидкой среде;
- для слежения за состоянием сыпучей среды – устанавливаются датчики погружного типа;
- для контроля состояния твердых тел – сам сенсор располагается непосредственно на поверхности.
В зависимости от охвата контролируемой зоны пожарные извещатели могут быть точечными, линейными или многоточечными. В зависимости от типа питания питание может подаваться через шлейф, отдельный кабель или автономный источник. Кроме того, пожарный извещатель может срабатывать от одного действия (класс А) или от нескольких действий (класс В).
В зависимости от того, как извещатель взаимодействует с охранным извещателем, пожарные извещатели классифицируются следующим образом.
- проводные;
- оптико-волоконные;
- радиоканальные;
- комбинированные.
Исходя из приведенной выше классификации, наиболее интересным является различие в зависимости от управляемого агента. На практике используются модели как с одним анализируемым параметром, так и с несколькими параметрами одновременно. Поэтому рассмотрим каждый тип более подробно.
Тепловые
Тепловые устройства реагируют на повышение температуры воздуха, поэтому их устанавливают непосредственно на крыше, где процесс нагревания воздуха происходит быстрее. Этот тип пожарного извещателя подходит для мест с газообразной, пыльной или задымленной атмосферой, где использование других типов невозможно. Самый простой пример — термостат, в котором используется сплав дерева, реагирующий на тепло. При изменении температуры он деформирует пружинный контакт, который посылает сигнал на главный контактный узел.
Тепловые извещатели могут быть как многоразовыми, так и одноразовыми. Первые возвращаются в эксплуатацию после срабатывания и продолжают выполнять свою функцию. Вторые, напротив, разрушаются и подлежат замене. Недостатки касаются помещений с высокими потолками или материалов, которые не выделяют тепло при горении.
Схема подключения
Для подключения датчика пожарной сигнализации обычно используются две пары контактов. Одна — для питания датчика, другая — для считывания контактной группы. Пример комбинации группы из четырех датчиков, подключенных таким образом, показан на рисунке ниже:
Принцип работы ионизационных дымовых извещателей
Они регистрируют изменения в ионизационных токах. В настоящее время они являются новейшей разработкой в области детекторов дыма. Они способны обнаружить пожар гораздо раньше, чем все другие типы извещателей. Однако, помимо сложности изготовления и высокой стоимости, у них есть и другие недостатки, которые препятствуют их массовому внедрению. В настоящее время существует два типа ионизационных извещателей: электроиндукционные и радиоизотопные.
Электроиндукционные
Воздух всасывается через газоход и попадает в зарядную камеру. В камере частицы получают электрический заряд, а затем попадают в измерительную камеру. В камере частицы получают электрический сигнал, который пропорционален их количеству и концентрации, т.е. сначала устройство узнает величину сигнала. Затем электрический сигнал оценивается, и если пороговые значения изменяются, срабатывает пожарная сигнализация. Это, конечно, простое объяснение, но в действительности не обязательно знать принцип работы этого сложного устройства.
Индуктивные дымовые датчики эффективно обнаруживают любой дым, более того, достаточно очень малого количества частиц дыма, чтобы сработала сигнализация. Но опять же, самым большим недостатком является очень высокая цена устройства.
Радиоизотопные
Принцип действия радиоизотопного дымового извещателя основан на облучении воздуха в камере радиоактивным веществом, которое вызывает ионизацию воздуха. Заряженные частицы прилипают к более массивным частицам дыма, их подвижность соответственно уменьшается, ток ионизации ослабевает, и после достижения определенного порогового значения (которое можно установить) включается сигнал тревоги. Этот датчик эффективен для любого дыма и в любой концентрации и при необходимости может быть адаптирован к самым незначительным количествам дыма.
Однако, помимо высокой стоимости, радиоизотопный дымовой извещатель имеет еще один недостаток — радиоактивность. Поэтому их использование в жилых домах, школах, детских садах и т.д. в России не разрешено. Кроме того, они требуют особого ухода и соблюдения мер безопасности. Однако они обладают самой высокой чувствительностью и могут обнаруживать дым до концентрации частиц дыма 0,1 мг/м3.
Обобщая различные типы детекторов дыма, становится ясно, что все типы имеют свои преимущества и недостатки. По этой причине сегодня используются все типы, их просто выбирают в зависимости от проекта и бюджета. Но в реальности вопрос «Какой должен быть дымовой извещатель?» обычно вообще не возникает, потому что не всегда есть выбор. Никто не станет устанавливать линейный извещатель в небольшом офисе, а для квартиры дымовой извещатель будет слишком дорогим.
Установка дымовых извещателей
Существуют определенные правила установки дымовых извещателей, которые изложены в СП 5.13130.2009. В нашей статье мы не будем повторять все требования и правила, а остановимся лишь на некоторых моментах, которые актуальны для каждого типа извещателей.
- При определении количества датчиков дыма необходимо посчитать площадь помещения и площадь, которую контролирует один извещатель.
- Устанавливаются обычно под перекрытием, однако если это невозможно, допускается монтаж и на несущих конструкциях, в том числе на стенах и т.д. В нормативных документах вообще не указаны рекомендуемые (или требуемые) места размещения дымовых извещателей, там есть информация только про минимальное расстояние от углов или перегородок. Оно должно быть не меньше 10 сантиметров.
- Если планируется установка линейных извещателей, то не должно быть помех на оптической оси.
- Возможна самостоятельная установка, прибегать к услугам специалистов не требуется. Это относится как к точечным, так и к линейным дымовым извещателям. Их подключение не требует исключительных технических навыков или специального оборудования.
- Максимальная высота установки дымовых пожарных извещателей: 12 метров для точечных, 18 метров для линейных. Однако всегда стоит учитывать технические параметры конкретного прибора, зачастую (особенно в дешевых моделях) значения гораздо меньше.
В целом, монтаж и подключение относительно просты, конкретные правила можно найти в СП 5.13130.2009, но сложных требований и норм там нет. Наиболее часто проблемы возникают, когда устройства устанавливаются в нестандартных помещениях или на объектах с особыми условиями. В этом случае при установке дымовых извещателей необходимо проявить творческий подход. Ведь речь идет не только о соответствии требованиям, но и об эффективной эксплуатации.
Дымовые извещатели на нашем сайте
В настоящее время существует беспроводной дымовой извещатель Rexant GS-245, который не только имеет звуковой сигнал, но и посылает сигнал по радиоканалу. Он прост в установке, обладает достаточно высокой чувствительностью и подходит для установки как в офисах, так и в домах. Он может работать совместно с системой сигнализации GS-115.
Принцип работы и особенности автономного пожарного датчика дыма
Автономный датчик должен активироваться, когда содержание твердых частиц в продуктах сгорания превышает значение, установленное в заводских настройках сигнализации. Некоторые о птоэлектронные модели также имеют регулируемую чувствительность извещателя. Этот параметр устанавливается сотрудниками компаний, специализирующихся на установке и обслуживании систем пожаротушения.
Автономное устройство обнаружения пожара включает в себя:
- элемент обнаружения дымовых частиц;
- световой оповещатель или сирена;
- источник питания (батарейка).
Такая конструкция позволяет извещателю обнаружить минимальное количество дыма и подать сигнал тревоги без использования внешнего оборудования.
К преимуществам оптико-электронного дымового извещателя с питанием от батареи относятся:
- громкость сирены и яркость светового излучения, благодаря чему даже спящие жильцы вовремя узнают о возгорании;
- большая площадь охвата (до 85 м² при высоте до 3,5 м), благодаря чему устройство способно защитить большинство квартир и любое помещение частного дома;
- высокая надежность;
- большой эксплуатационный ресурс при условии своевременной замены батареек и очистки оборудования от скоплений пыли.
К недостаткам этих устройств относятся:
- неэффективность датчика при срабатывании в помещении, где нет людей, поскольку некому среагировать на тревожный сигнал;
- низкое качество работы при неправильном выборе места для установки (над дверями, окнами или в углах);
- зависимость от собственников жилья, которые отключают датчик дыма при разряде элементов питания вместо замены батареек, или демонтируют сигнализатор, «не вписывающийся в интерьер».
Поскольку пожары чаще происходят в частных домах, чем в многоквартирных зданиях, важно иметь недорогой и надежный оптико-электронный детектор дыма в каждом здании. Они не только автономны, но и долговечны и просты в обслуживании.
Оптико-электронные точечные датчики дыма
К этой категории относятся следующие типы дымовых извещателей:
- адресно-аналоговые;
- адресные;
- аналоговые.
Вышеперечисленные пожарные извещатели срабатывают при обнаружении присутствия в воздухе продуктов горения органических веществ благодаря их свойству рассеивать или поглощать поток инфракрасных и ультрафиолетовых лучей. Рассмотрим каждый из этих типов извещателей.
Как работает адресно-аналоговый датчик дыма
Адресно-аналоговые пожарные извещатели являются наиболее технологически совершенными устройствами обнаружения дыма. Эти устройства способны обнаруживать частицы продуктов пиролиза в воздухе даже в самых малых концентрациях.
Интегрированный в аналоговую адресную систему, дымовой извещатель отслеживает изменение параметров воздуха в режиме реального времени. Устройство отслеживает динамику пожара на ранних стадиях, что позволяет избежать ложных тревог и срабатывает раньше, чем аналоговые сигнализации.
Устройство
Пожарные извещатели могут быть адресными или неадресными. Это зависит от того, как конкретный извещатель подключен к системе пожаротушения.
Адресные извещатели посылают сигнал в центр управления, где определяется источник пожара, поскольку все устройства в системе помечены определенным номером. Они используются в больших зданиях и на промышленных предприятиях.
Неадресные дымовые извещатели издают только звуковой сигнал и могут использоваться только для локализации пожара.
Оптоэлектронный детектор дыма состоит из пластикового корпуса, содержащего оптическую камеру, фоторецептор и преломляющие апертуры. Частицы воздуха, попадающие в камеру, отражают излучение от источника света. Сенсорная схема анализирует состав и плотность света, проходящего через фоторецептор. При обнаружении дыма включается сигнал тревоги. Отражающие экраны защищают прибор от излишнего света и от пыли в воздухе.
Большое скопление частиц пыли снижает чувствительность детектора и может привести к частым сбоям в работе. Поэтому важно регулярно очищать прибор от пыли.
Оптические дымовые извещатели могут быть оснащены светодиодами и лазерными излучателями.
Ионизационные детекторы состоят из камеры с двумя пластинами, на которые подается электрический ток. Ток поступает от источника ионизации: катушки или радиоактивного изотопа. Когда дым попадает в камеру, напряжение между пластинами уменьшается, и пожарный извещатель срабатывает.
Где и какие виды целесообразно использовать?
В жилых домах обычно устанавливаются оптические точечные извещатели.
В помещениях с высокой частотой возгорания используются оптические линейные извещатели с адресным типом сигнализации.
В критических зонах чаще всего используются оптические аспирационные дымовые извещатели, которые могут обнаружить пожар в течение нескольких секунд.
Установка
При покупке и установке дымовых извещателей важно обратить внимание на их основные характеристики:
- гарантийный срок службы;
- материал;
- разновидность прибора;
- инерционность и скорость срабатывания;
- чувствительность;
- потребляемая мощность;
- дальность работы;
- площадь охвата.
Установка и количество дымовых извещателей зависит от размеров помещения, высоты потолков, площади, контролируемой извещателем, и наличия опасных зон.
В помещении должно быть установлено не менее 2 пожарных извещателей. Одно устройство следует использовать, если: а) площадь помещения небольшая и соответствует площади, охватываемой извещателем; б) если установлена адресная система обнаружения пожара.
В среднем каждый извещатель охватывает площадь от 55 кв. м (при высоте потолка 10-12 м) до 85 кв. м (при высоте потолка 3-3,5 м). Если высота потолка более 12 м, то пожарные извещатели устанавливаются на двух уровнях — на стенах/потолках. Точечные извещатели устанавливаются на потолке, а линейные — на стенах.
Пожарные извещатели должны быть установлены под потолком и на расстоянии не более 450 см от стен. Расстояние между двумя дымовыми извещателями не должно превышать 900 см.
Если потолки подвесные, то дымовые извещатели должны располагаться между двумя потолками и на расстоянии не менее 1 метра от вентиляционного отверстия. Если помещение имеет неправильную форму или неровные строительные конструкции, количество пожарных извещателей должно быть увеличено.
Пожарные извещатели должны устанавливаться и монтироваться профессионалами. Самовольная установка не должна производиться в соответствии с техническими характеристиками.
