Система пожарной сигнализации (СПС)

Дымовые пожарные извещатели получили наибольшее распространение для защиты объектов различного назначения. Данные извещатели реагируют на резкое увеличение концентрации частиц дыма в окружающей среде.

Классификация дымовых пожарных сигнализаций:

• Оптические дымовые извещатели (реагируют на продукты горения, способные воздействовать на поглощающую или рассеивающую способность излучения в инфракрасном, ультрафиолетовом или видимом диапазонах спектра).
• Ионизационные дымовые извещатели (регистрация изменений ионизационного тока, возникающих в результате воздействия на него продуктов горения).

К оптическим дымовым извещателям относятся:

• точечные дымовые пожарные извещатели (реагируют на факторы пожара в компактной зоне)

• линейные дымовые пожарные извещатели (реагируют на факторы пожара в протяженной, линейной зоне)

• аспирационные дымовые пожарные извещатели (осуществляют принудительный отбор воздуха из защищаемого объема с его анализом лазерными дымовыми извещателями, обеспечивая сверхраннее обнаружение пожара)

• автономные дымовые пожарные извещатели (являются разновидностью точечного дымового извещателя, имеют встроенный автономный источник питания и звуковой оповещатель)

К ионизационным дымовым извещателям относятся:

• Радиоизотопные дымовые пожарные извещатели (срабатывают вследствие воздействия продуктов горения на ионизационный ток внутренней рабочей камеры).Электроиндукционные дымовые пожарные извещатели (аэрозольные частицы при помощи насоса засасываются из окружающей среды в газоход и попадают в зарядную и измерительную камеру).

Из-за своей эффективности и невысокой стоимости наибольшее распространение получили точечные дымовые пожарные извещатели. Например: ИПД 3.1-М; ИП 212-141; ИП 212-3СУ; ИП 212-41М; ИП 212-45. В отличие от точечных, линейные дымовые извещатели состоят из двух блоков: блок-излучатель и блок-приемник (или блок излучатель-приемник и отражатель). Например: ИПДЛ-Д-II/4P; ИПДЛ-52М. Данные извещатели реагируют на появление дыма между двумя блоками (или между блоком и отражателем). Линейные извещатели считаются более чувствительными, чем точечные извещатели к черному дыму, который поглощает ИК-излучение и затрудняет работу последних.

Высокой эффективностью обладают и ионизационные дымовые извещатели. Но несмотря на их достоинства ионизационные дымовые извещатели как и  аспирационные извещатели не пользуются популярностью. Главный недостаток данных извещателей – высокая цена.

Тепловые пожарные извещатели применяют, если в зоне контроля в случае возникновения пожара на его начальной стадии предполагается тепловыделение и применение извещателей других типов невозможно из-за наличия факторов, приводящих к их срабатываниям при отсутствии пожара. Дифференциальные и максимально-дифференциальные тепловые пожарные извещатели следует применять для обнаружения очага пожара, если в зоне контроля не предполагается перепадов температуры, не связанных с возникновением пожара, способных вызвать срабатывание пожарных извещателей этих типов. Максимальные тепловые пожарные извещатели не рекомендуется применять в помещениях, где температура воздуха при пожаре может не достигнуть температуры срабатывания извещателей или достигнет ее через недопустимо большое время. При выборе тепловых пожарных извещателей следует учитывать, что температура срабатывания максимальных и максимально-дифференциальных извещателей должна быть не менее чем на 20° С выше максимально допустимой температуры воздуха в помещении.

Типы точечных тепловых пожарных извещателей:

• Максимальные тепловые пожарные извещатели. Являются наиболее распространенными точечных тепловых пожарных извещателей. Принцип работы устроен на размыкании или замыкании контактов термочувствительного элемента извещателя при превышении температуры окружающей среды выше максимального значения. Термочувствительный элемента выполнен из биметаллических или магнитных материалов. Под воздействием температуры биметаллические материалы меняют форму и механически воздействуют на контакт. При воздействии температуры на постоянный магнит, свойства магнита меняются и меняется воздействие магнита на магнитно управляемый контакт (геркон). Максимальные тепловые пожарные извещатели подбирают таким образом, чтобы температура их срабатывания превышала предельно допустимое максимальное значение температуры в защищаемом помещении на 10-30°С и более. Чем больше эта разница, тем меньше вероятность ложных срабатываний, но при этом снижается вероятность обнаружения возгорания на самых ранних стадиях. Наибольшее распространение получили максимальные тепловые пожарные извещатели срабатывающие при температуре превышающей 60-70°C (например: ИП 103-5/1-А3).

• Максимально-дифференциальные тепловые пожарные извещатели. За счет применения максимально-дифференциальных тепловых пожарных извещателей достигается ускорение процесса обнаружения загорания на самых ранних стадиях. Данные извещатели устроены таким образом, что при быстром повышении температуры окружающей среды температура срабатывания извещателя понижается. Данное свойство извещателей достигается за счет применения специальных схем и элементов соответствующей температурной зависимости. Маркируются такие извещатели дополнительным индексом R. Примеры моделей максимально-дифференцированных тепловых пожарных извещателей: ИП 101-78-А1, ИП 101-3А-А3R. Стоимость максимально-дифференциальных извещателей намного больше стоимости максимальных извещателей и соизмерима стоимости точечных дымовых пожарных извещателей.

Тепловые линейные пожарные извещатели (другое название – термокабель) внешне напоминают обычный кабель небольшого сечения. Область применения термокабеля определяется большой протяженностью помещения, взрывопожарной опасностью помещения, повышенной влажностью помещения, присутствием в помещении пыли и агрессивной среды (предприятия нефтегазового комплекса, металлургическое и химическое производства, кабельные тоннели, транспортные и технологические тоннели.

Типы линейных тепловых пожарных извещателей:

• Полупроводниковый линейный тепловой пожарный извещатель. В качестве сенсора температуры используется покрытие проводов веществом, имеющим отрицательный температурный коэффициент. Такой термокабель работает только в комплекте с электронным управляющим блоком. Вследствие воздействия температуры на термокабель изменяется сопротивление в точке воздействия. После кратковременного воздействия температуры термокабель восстанавливает свою работоспособность. Управляющим блоком можно задать различные пороги температурного срабатывания. Конструкция термокабеля функционально не имеет возможности измерения расстояния до точки срабатывания.
• Механический линейный тепловой пожарный извещатель. Для определения теплового воздействия используется герметичная металлическая трубка, заполненная специальным газом и датчик давления, соединенный с приемно-контрольным прибором. При нагревании любого участка трубки изменяется давление. Приемно-контрольный прибор с посредством датчика давления постоянно контролирует значение давления в трубке и превышении порогового давления выдает сигнал тревоги. Длина металлической трубки обычно не превышает 300 метров.
• Электромеханический линейный тепловой пожарный извещатель. Наиболее распространенный тип термокабеля. Для определения теплового воздействия используется термочувствительный материал, нанесенный на два механически напряженных провода (витая пара). Под воздействием температуры термочувствительный слой размягчается, и два проводника накоротко замыкаются. Данному термокабелю не требуются специальные электронные блоки управления. По сути это обычный (не точечный) тепловой датчик с нормально-открытым контактом. Благодаря увеличенному сопротивлению проводников электромеханического термокабеля (1 Ом на 1,5 метра) возможно измерение расстояния до точки срабатывания термокабеля. Длина электромеханического термокабеля ограничивается только внутренним сопротивлением проводников и может достигать 2000 м. Термокабель электромеханического типа подразделяется на четыре вида (по температуре срабатывания): 68.3°С; 87.8°С; 137.8°С; 180°С. Примеры термокабеля данного типа: PHSC-155EPC, PHSC-280EPC.

Пожарные извещатели пламени следует применять, если в зоне контроля в случае возникновения пожара на его начальной стадии предполагается появление открытого пламени или перегретых поверхностей (как правило, свыше 600°С), а также при наличии пламенного горения, когда высота помещения превышает значения предельные для применения извещателей дыма или тепла, а также при высоком темпе развития пожара, когда время обнаружения пожара извещателями иного типа не позволяет выполнить задачи защиты людей и материальных ценностей. Спектральная чувствительность извещателя пламени должна соответствовать спектру излучения пламени горючих материалов, находящихся в зоне контроля извещателя.
Пожарный извещатель пламени реагирует на электромагнитное излучение, которое появляется при тлении или возгорании. В извещателе находится специальный чувствительный элемент, который преобразует в электрический сигнал электромагнитное излучение. 

Типы пожарных извещателей пламени по рабочему диапазону:

• инфракрасного диапазона
• видимого диапазона
• ультрафиолетового диапазона
• многодиапазонные извещатели 

Видимый диапазон практически не используется, из-за большого количества помех создаваемыми различными осветительными приборами.

Наибольшее распространение получили пожарные извещатели пламени инфракрасного диапазона, например: Пульсар 1-01Н.

Газовые пожарные извещатели рекомендуется применять, если в зоне контроля в случае возникновения пожара на его начальной стадии предполагается выделение определенного вида газов в концентрациях, которые могут вызвать срабатывание извещателей. Газовые пожарные извещатели не следует применять в помещениях, в которых в отсутствие пожара могут появляться газы в концентрациях, вызывающих срабатывание извещателей.

Газовые пожарные извещатели могут использоваться для обнаружения возгорания материалов, когда медленное окисление данных материалов может привести к образованию значительной концентрации газов СО и Н2. Большое количество СО и Н2 выделяется и при пиролизе электроизоляционных и радиотехнических материалов. Данный факт позволяет использовать газовые пожарные извещатели для обнаружения загораний кабельной продукции и электронной аппаратуры. Слабая реакция таких извещателей на открытые очаги пламени, по сравнению с дымовыми извещателями, существенно ограничивает область их применения в качестве пожарных извещателей. данный недостаток компенсируется за счет анализа изменения температуры при введении теплового канала. Информация о температуре окружающей среды может использоваться для юстировки чувствительности газовых сенсоров, что позволит расширить диапазон рабочих температур до приемлемых значений. Комбинация углекислотных и тепловых сенсоров используется в устройствах, которые предназначены для работы в тяжелых условиях, например в запыленных зонах, где дымовые пожарные извещатели практически неработоспособны.

В пожарных извещателях с газовым каналом применяются сенсоры двух типов:

• Полупроводниковые. В качестве чувствительного элемента используются металлооксидные детекторы, особенностью которых является необходимость нагрева полупроводникового элемента до высокой температуры. Данные извещтели характеризуются высоким токопотреблением. Для снижения тока потребления используется импульсный нагрев чувствительного элемента (один раз в секунду). Величина токопотребления газовых пожарных извещателей в дежурном режиме остается на уроне нескольких десятков миллиампер. Большое токопотребление накладывает ограничение на число газовых извещателей полупроводникового типа в системе. Также, высокая температура полупроводникового сенсора ограничивает возможности их использования во взрывоопасных зонах. Пример газового пожарного извещателя с полупроводниковым сенсором: ИП 435-1.
• Электрохимические. Электрохимические сенсоры – наиболее совершенные, они обеспечивают точное измерение концентрации углерода СО. В них используется платинокислотный элемент для усиления реакции между молекулами углекислого газа и кислородом в воздухе. Электроны, образованные этой реакцией, индуцируют небольшой ток между двумя электродами, который пропорционален содержанию СО в воздухе. Электрохимический сенсор СО, в отличие от полупроводникового сенсора, не требует нагрева чувствительного элемента и имеет малый ток потребления. Электрохимические сенсоры позволяют с высокой точностью измерять незначительные уровни СО, которые могут быть опасны при длительном воздействии на человека, и высокие концентрации СО, представляющие непосредственную опасность для человека. Недостаток электрохимических сенсоров - небольшой срок эксплуатации, который может составлять от 3 до 6 лет, замена газового сенсора обычно производится в заводских условиях. Пример газового пожарного извещателя с электрохимическим сенсором: ИП 435-4-Ех.

Комбинированные пожарные извещатели рекомендуется применять в случае, когда в зоне контроля преобладающий фактор пожара не определен.

Использование одного комбинированного пожарного извещателя вместо нескольких различного типа является экономически более выгодным. Также, при использовании комбинированных извещателей сокращается объем монтажных работ, уменьшается расход кабеля, повышается надежность системы, снижается энергопотребление и т.д.

Комбинированные пожарные извещатели весьма разнообразны. Наибольшее распространение получили комбинированные пожарные извещатели дымовые оптические/тепловые, максимально дифференциальные (например ИП 212/101-2-A1R). Они применяются в зонах, где с тлеющими очагами возможно возникновение быстроразвивающихся пожаров с выделением тепла.

Ручные пожарные извещатели предназначены ручного включения системы противопожарной защиты объекта. Для активизации (перевода в режим выдачи тревожного извещения) извещатель содержит приводной элемент, на который производится механическое воздействие (плоский деформируемый или хрупкий элемент, кнопку, рычаг, или иное приспособление). Ручные пожарные извещатели устанавливаются на стенах и конструкциях в коридорах, холлах, вестибюлях, на лестничных площадках, у выходов из здания, вдоль эвакуационных путей и т.д. на высоте (1,5±0,1) м от уровня земли или пола до органа управления (рычага, кнопки и т.п.). Примеры моделей ручных пожарных извещателей: ИПР-3СУ, ИПР 513-10.