Системы пожарной сигнализации

Пожарная сигнализация (ПС) – это базовый элемент в системе безопасности любого предприятия. Системы пожарной сигнализации постоянно совершенствуются, изобретаются новые способы обнаружения пожара, снижается процент ложных тревог.

Следующим шагом в развитии систем пожарной безопасности является автоматическая пожарная сигнализация (АПС). АПС в дополнение к основной функции, запускает систему оповещения людей о пожаре, а также приводит в действие установки автоматического пожаротушения, систему дымоудаления и другую противопожарную автоматику. Это система быстрой и автоматизированной реакции на возникновение очага пожара или задымления обнаруженного пожарными датчиками.

Виды систем пожарной сигнализации (ПС)

Возможности систем ПС, построенных на различном оборудовании, существенно отличаются, хотя каждая из нижеперечисленных систем удовлетворяет требованиям НПБ:

• пороговые системы сигнализации с радиальными шлейфами;
• пороговые системы сигнализации с модульной структурой;
• адресно-опросные системы сигнализации;
• адресно-аналоговые системы сигнализации;
• комбинированные системы сигнализации.

Пороговые системы сигнализации с радиальными шлейфами

Приемно-контрольный прибор (ПКП) в такой системе – это моноблок. Емкость системы рассчитана на несколько десятков шлейфов сигнализации, а ее увеличение осуществляется благодаря установке дополнительных приборов. Связи между функционированием нескольких ПКП в системе нет.

В этой системе каждый пожарный извещатель (датчик) имеет прошитый еще на заводе-изготовителе порог срабатывания. Например, тепловой извещатель такой системы пожарной сигнализации сам примет решение о пожаре и сработает только при достижении определённой температуры, подав при этом сигнал. Место возгорания можно установить только с точностью до шлейфа, так как подобные системы представляют собой радиальную топологию построения шлейфов сигнализации, когда от контрольной панели в разные стороны идут кабели пожарных шлейфов – лучи. В каждый такой луч обычно включают порядка 20-30 датчиков, и при срабатывании одного из них контрольная панель отображает только номер шлейфа (луча) в котором сработал пожарный извещатель. То есть в случае поступления тревожного сообщения необходимо осмотреть все помещения, через который тянется шлейф.

Преимущества: невысокая цена оборудования. Недостатки:

• невозможно проверить правильность прихода тревожного сигнала без сброса питания со шлейфа сигнализации;
• отсутствие контроля работоспособности извещателей, система сообщает только о неисправности шлейфа;
• существует ограничение на площадь и количество защищаемых помещений;
• в шлейф сигнализации обязательно должны быть включены оконечные устройства;
• в каждом помещении должно быть установлено, как минимум, два извещателя;
• высокий уровень ложных тревог;
• большая зависимость от человеческого фактора (насколько оперативно будут проверены помещения, через которые пролегает шлейф, пославший сигнал тревоги) – позднее обнаружение пожара;
• дорогостоящий монтаж и техническое обслуживание, неэкономный расход монтажных материалов;
• при большом количестве шлейфов сигнализации на объекте невозможно контролировать систему сигнализации с одного прибора.

Пороговые системы сигнлизации с модульной структурой

Приемно-контрольное оборудование в такой системе – это набор блоков, связанных линией связи. Самый распространенных протокол для линий связи – RS-485. Блоки для подключения шлейфов сигнализации размещаются в непосредственной близости от мест установки извещателей. Емкость приемно-контрольных приборов рассчитана на более ста шлейфов сигнализации, а ее увеличение осуществляется благодаря установке дополнительных блоков. Все события в системе сигнализации передаются на центральный блок, установленный в диспетчерской, и отображаются на системном пульте управления.

Отличие пороговой сигнализации с модульной структурой от пороговой сигнализации с радиальными шлейфами состоит в том, что в этой системе существует возможность подключения как однопороговых шлейфов, так и двухпороговых. Последние формируют сигнал «Пожар1» при срабатывание одного извещателя и «Пожар2» при срабатывании двух и более извещателей.

Преимущества:

• возможность подключения большого количества шлейфов при централизованном контроле всех событий на одном системном пульте;
• экономия кабеля, так как нет необходимости прокладывать все шлейфы от диспетчерской до защищаемых помещений;
• невысокая цена оборудования. Недостатки:
• аналогичные недостатки, как и у пороговой сигнализации с радиальными шлейфами, за исключением последнего пункта;
• протокол RS-485 предусматривает только последовательное соединение блоков линий связи, не допускает их ответвлений от центральной магистрали более чем на 2 м, ограничивает их протяженность 1200 метрами;
• линии связи должны быть тщательно настроены, а в качестве физической среды использовать витую пару.

Адресно-опросные системы сигнализации

Отличие данной системы от пороговой состоит в топологии построения схемы (кольцевая архитектура) и алгоритмом опроса датчиков. Контрольная панель адресно-опросной системы циклически опрашивает подключенные пожарные извещатели с целью выяснить их состояние; контрольная панель пороговой сигнализации постоянно ждет сигнала от датчика. В данной системе, также как и у пороговой, сам извещатель принимает решение о пожаре. В адресно-опросных систех сигнализации существует четыре вида сигналов, которые могут приходить с извещателей: «Норма»,

«Неисправность», «Отсутствие», «Пожар».

Преимущества:

• информативность полученных сообщений;
• возможность контроля работоспособности пожарных извещателей;
• выгодное соотношение цена-качество. Недостатки:
• позднее обнаружение пожара.

Адресно-аналоговые системы сигнализации

Приемно-контрольный прибор (ПКП) в такой системе – это моноблок с одним или несколькими адресными шлейфами сигнализации, имеющими кольцевую структуру. В один шлейф можно включить до 200 устройств. В кольцевую систему включаются:

• адресные автоматические пожарные извещатели;
• адресные ручные пожарные извещатели;
• адресные реле;
• адресные оповещатели;
• модули контроля.

В отличие от вышеперечисленных систем пожарной сигнализации, в данной системе извещатель является измерительным устройством и не принимает решения о пожаре. Датчик передает на ПКП значение измеряемого параметра (оптическая плотность среды в дымовой камере и скорость изменения температуры), а также свой адрес и результаты теста самодиагностики. Такой подход позволяет отличить неисправность в электрических цепях извещателя от необходимости профилактических работ по очищению дымовой камеры от накопившейся пыли.

Одно из достоинств данной сигнализации состоит в том, что питание и опрос всех устройств осуществляются с двух сторон, поэтому обрыв адресного шлейфа не влияет на работу системы сигнализации. ПКП также фиксирует место обрыва шлейфа и формирует соответствующее сообщение, в то время как вся система продолжает функционировать.

Еще одно достоинство состоит в том, что в данной системе предусмотрен помехоустойчивый алгоритм обработки значений контролируемого параметра. Для принятия решения о пожаре прибор использует не единичный результат измерения, а заранее определенный набор записей о состоянии контролируемой среды, интегрируя его по времени. При таком подходе кратковременные помехи игнорируются, а сигнал от

реального очага возгорания, характеризующийся линейной зависимостью с неизменным во времени угловым коэффициентом, фиксируется.

Преимущества:

• возможность обнаружения очага возгорания на самом раннем этапе его возникновения (за счет настройки чувствительности для каждого извещателя);
• надежность кольцевых шлейфов;
• низкий уровень ложных тревог;
• постоянный контроль работоспособности всех компонентов системы сигнализации (все устройства, подключенные к шлейфу, опрашиваются с интервалом в несколько секунд);
• возможность установки одного извещателя в помещении;
• неограниченность количества защищаемых помещений;
• отсутствие оконечных устройств в адресных шлейфах;
• возможность получения подробной инфоормации от каждого компонента системы сигнализации;
• низкие затраты на монтажные работы и техническое обслуживание. Недостатки:
• необходимость использовать для монтажа адресно-аналогового шлейфа сигнализации только витую пару (так как протокол обмена информацией устанавливает жесткие требования к физической среде, в которой распространяются сигналы);
• максимальная протяженность кабеля не должна превышать 2000 м – извещатель не может быть удален от ПКП на расстояние, превышающее 1/2 длины кольцевого шлейфа;
• высокая стоимость оборудования.

Комбинированные системы сигнализаций с модульной структурой

Приемно-контрольное оборудование в такой системе – это набор модулей, связанных линией связи, по которой информация о всех событиях в системе поступает на системный блок (так же, как и пороговых систем с модульной структурой). Системный блок, в свою очередь, выполняет функцию обработки всех поступающих сообщений и управления всеми исполнительными устройствами.

Но в отличие от пороговых систем, в состав приемно-контрольного прибора (ПКП) входят как модули для подключения однопороговых и двухпороговых шлейфов, так и адресно-аналоговые модули с кольцевыми шлейфами. Возможно подключение более 1000 устройств, как неадресных пороговых шлейфов, так и адресно-аналоговых извещателей. Увеличение емкости системы осуществляется путем объединения приборов в сеть, где они начинают функционировать как единое целое под управлением сетевого контроллера. В этом случае к сети может быть подключено более 30 000 устройств.

Линии связи используют как протокол RS-485, так и другие протоколы, обладающие рядом примуществ. В частности, специализированный протокол позволяет использовать не только шинную организацию линии, но и допускает произвольную структуру соединения модулей: «кольцо», «шина», «звезда» или «дерево». Никаких ограничений на количество и длину ответвлений в линии связи не существует. На практике протяженность линии связи может достигать 18 000 м. Высокая помехозащищенность позволяет использовать в качестве физической среды для двухпроводной линии связи не только витую пару, но и кабельную систему на основе ТППЭП. Как правило, в состав приемно-контрольного оборудования комбинированных систем, помимо блоков для систем пожарной сигнализации, входят расширители для систем охранной сигнализации, контроллеры доступа, разнообразные интерфейсные модули. Благодаря большому разнообразию блоков можно создавать современные интегрированные системы безопасности для крупных объектов и комплексов, состоящих из нескольких зданий.

Преимущества:

• использование одного и того же приемно-контрольного оборудования для построения пороговых, адресно-аналоговых или смешанных систем;
• возможность организации протяженных линий связи с произвольной структурой соединения блоков (где древовидная структура считается наиболее экономной, в связи с небольшой затратой провода);
• возможность использования для организации физической среды не только витой пары;
• адресно-аналоговый модуль с кольцевым шлейфом может быть удален от системного блока на расстояние, которое определяется протяженностью линии связи (в случае использования специализированного протокола это расстояние может достигать 18 000 м);
• большое разнообразие устройств индикации: пульты управления, способные в удобном виде выводить подробную информацию о состоянии системы, индикаторные табло, интерфейсы для подключения компьютера и принтера;
• централизованный контроль всех событий на одном рабочем месте диспетчера;
• создание интегрированных систем безопасности на базе оборудования одной серии.

Состав пожарной сигнализации

Рис. 1. Стенд – схема системы пожарной сигнализации

Система пожарной сигнализации состоит из следующих основных компонентов (рис. 1)

Контрольная панель – это прибор, который занимается анализом состояния пожарных датчиков и шлейфов, а также отдает команды на запуск пожарной автоматики. Это мозг пожарной сигнализации.

Блок индикации или автоматизированное рабочее место (АРМ) на базе компьютера. Эти устройства служат для отображения событий и состояния пожарной сигнализации.

Источник бесперебойного питания (ИБП). Этот блок служит для обеспечения непрерывной работы сигнализации, даже при отсутствии электропитания. Это сердце пожарной сигнализации

Различные типы пожарных датчиков (извещателей). Датчики служат для обнаружения очага возгорания или продуктов горения (дым, угарный газ и т. д.). Это глаза и уши пожарной сигнализации.

Типы пожарных датчиков.

Основные факторы, на которые реагирует пожарная сигнализация – это концентрация дыма в воздухе, повышение температуры, наличие угарного газа СО и открытый огонь. И на каждый из этих признаков существуют пожарные датчики.

Пожарные датчики

Тепловой пожарный датчик (рис. 2) реагирует на изменение температуры в защищаемом помещении. Он может быть пороговым, с заданной температурой сработки, и интегральным, реагирующим на скорость изменения температуры. Применяются в основном в помещениях, где невозможно использование дымовых датчиков.

Дымовой пожарный датчик (рис. 3) реагирует на наличие дыма в воздухе. К сожалению, также реагирует на пыль и пары. Это самый распространенный тип датчиков. Используется повсеместно кроме курилок, запыленных помещений и комнат с влажными процессами.

Датчик пламени (рис. 4) реагирует на открытое пламя. Используется в местах, где возможен пожар без предварительного тления, например столярные мастерские, хранилища горючих материалов и т. д.

Последнее изобретение в области противопожарных систем – это мультисенсорный извещатель (рис. 5). Первые мультисенсорные датчики реагировали на совокупность двух признаков: дым и повышение температуры. Теперь уже используются датчики нового поколения, которые учитывают совокупность трех и даже всех четырех факторов. На сегодняшний день, многие фирмы уже выпускают системы пожарной защиты с мультисенсорными датчиками. Наиболее известные из них System Sensor, Esser, Bosch Security Systems, мультисенсорный дымовой детектор Siemens и др .

По способу опроса пожарных датчиков системы ПС делятся на лучевые и кольцевые.

В лучевых схемах пожарной сигнализации опрос происходит по шлейфам расположенным в форме звезды, центром которой являться пожарная централь. При повреждении шлейфа (луча) выявление места обрыва или короткого замыкания затруднено.

Для повышения надежности работы и простоты эксплуатации сейчас все чаще применяется метод опроса по кольцу. Так как опрос одновременно идет с двух сторон это дает возможность работы данной схемы пожарной сигнализации даже с поврежденным в одном месте шлейфом.

Для повышения эффективности работы пожарка, как правило, оснащается ручными пожарными извещателями. Они обычно имеют вид закрытой прозрачной коробки с красной кнопкой и размещаются на стенах в местах, легкодоступных, чтобы в случае обнаружения пожара работник без труда мог оповестить все предприятие об опасности. Ручные извещатели относятся к общим требованиям установки пожарной сигнализации на предприятиях.

Благодаря удобству монтажа и эксплуатации, высокой степени достоверности определения возникновения очага возгорания в нашей стране повсеместное распространение получили адресно-аналоговые системы пожарной организации.

Рис. 6

Примером эффективной пожарной сигнализации являются системы под маркой Aritech, разработанные компанией GE Security. (Рис. 6). Адресно-аналоговая пожарная сигнализация серии 2000 Aritech представляет собой комплекс сенсорных устройств и контрольно-управляющего оборудования для раннего обнаружения очагов задымления или возгорания. Устройства системы пожарной сигнализации могут объединяться в сеть с максимальным числом узлов 255 (до 16320 зон). Кроме того, данная пожарная сигнализация имеет гибко программируемую логику входов/выходов и может интегрироваться с комплексными системами безопасности и жизнеобеспечения объекта, включая системы оповещения о пожаре и системы автоматического пожаротушения.

Пожарная сигнализация объекта укомплектовывается следующим оборудованием Aritech:

Прибор приемно-контрольный (панель) FP2000 Aritech. Сетевые повторители панелей FP2000.

Адресно-аналоговые извещатели пожарные тепловые. Адресно-аналоговые извещатели пожарные дымовые. Адресные извещатели пожарные ручные.

Программное обеспечение для настройки и обслуживания пожарной сигнализации.

Приемно-контрольный прибор FP2000, как правило, устанавливается на центральном посту пожарной охраны, а с помощью локальных и глобальных повторителей можно организовать дополнительные пожарные посты и осуществлять мониторинг пожарной сигнализации так же, как и с пожарной панели.

На базе панелей FP2000 и сетевых повторителей может быть организован крупный комплекс пожарной сигнализации, способный контролировать до 16320 зон объекта. При этом каждая панель пожарной сигнализации работает автономно и осуществляет обмен данными с другими панелями и повторителями по линиям связи.

Помимо удобной светодиодной индикации состояния зон, контрольная панель пожарной сигнализации оснащена жидкокристаллическим экраном и мембранной клавиатурой. На экране на русском языке отображается как системная информация, так и данные о каждой единице пожарной сигнализации с указанием адреса устройства, а также параметров окружающей среды. Кроме того, на экран в графической форме может быть выведена информация о состоянии каждого извещателя пожарной сигнализации.

Система пожарной сигнализации может программироваться непосредственно с панели с помощью встроенной клавиатуры или с помощью управляющего программного обеспечения, установленного на компьютере. Все изменения состояния пожарной сигнализации фиксируются в файле отчета, который можно распечатать на встраиваемом принтере.

Рис. 7

Как и многие современные системы сигнализации, пожарная сигнализация Aritech предоставляет широкие возможности для конфигурирования и настройки системы пожарной сигнализации под конкретные условия работы, обеспечивая высокую надежность и достоверность обнаружения пожара на ранней стадии как в жилых, так и в офисных или промышленных помещениях. Пожарная сигнализация Aritech комплектуется адресно-аналоговыми датчиками (рис. 7) с настраиваемым уровнем чувствительности, который можно задать непосредственно с панели пожарной сигнализации FP2000 для каждой зоны (группы датчиков) или с компьютера с помощью управляющего программного обеспечения. Это позволяет учитывать разный уровень задымленности и различные температурные условия, характерные для помещений конкретного объекта. Адресно-аналоговая пожарная сигнализация Aritech предусматривает также возможность программирования уровней чувствительности датчиков для ночного и дневного времени суток, что практически необходимо при оснащении пожарной сигнализацией промышленных объектов.

Кроме того, специалисты Aritech заложили в пожарную сигнализацию алгоритмы, которые позволяют компенсировать загрязнение оптических датчиков дыма. Когда загрязненность датчика пожарной сигнализации достигает установленного предела, оператор системы пожарной сигнализации получает сообщение о необходимости обслуживания извещателя.

Объект, на котором устанавливается пожарная сигнализация, разбивается на зоны, каждой из которых присваивается имя. Все назначенные зоны отображаются на пожарной панели с помощью двух светодиодных индикаторов, по состоянию которых можно судить о возгорании в зоне или неисправности извещателей (в случае пожара в одной из контролируемых зон на панели пожарной сигнализации включается зуммер). Для удобства мониторинга зоны объединяются в области. Одна панель пожарной сигнализации может контролировать до 99 областей.

Объединение устройств мониторинга пожарной сигнализации Aritech производится через интерфейс RS485 или оптоволоконный порт сетевой карты, которая входит в линейку устройств пожарной сигнализации марки Aritech и поставляется отдельно. Выбранный тип связи определяет сетевые возможности и границы расширяемости системы.

Например, основным преимуществом объединения панелей пожарной сигнализации и повторителей посредством интерфейса RS485 является низкая себестоимость комплексной системы пожарной сигнализации. Однако с помощью оптоволоконного кабеля можно объединить в сеть более 32 узлов, находящихся на расстоянии, превышающем 1,5 км, что позволяет создать крупную систему пожарной сигнализации, удовлетворяющую любым требованиям.

В зависимости от конфигурации сети и модели сетевой карты, пожарная сигнализация может обладать запасом работоспособности (в случае неисправности одного участка работа сети не будет нарушена) и быть нечувствительна к электромагнитным помехам.

Система передачи извещений о пожаре на объекте

Система передачи извещений о пожаре – совокупность совместно действующих технических средств, предназначенных для передачи по каналам связи и приема в пункте централизованного наблюдения извещений о пожаре на охраняемом объекте, служебных и контрольно-диагностических извещений, а также (при наличии обратного канала) для передачи и приема команд телеуправления.

В состав системы передачи извещений входят:

• объектовое оконечное устройство;
• ретранслятор;
• пультовое оконечное устройство;
• пульт централизованного наблюдения.

Система передачи извещений состоит из двух компонентов:

• телесигнализация – система передачи информации о состоянии контролируемых объектов;
• телеуправление – система передачи команд управления. Варианты передачи сигнала:
• радиоканал;
• модемная связь;
• GSM – GPRS;
• интернет;
• автоматическое речевое сообщение по телефонной линии;
• шлейфы прибора приемно-контрольного (специально проложенные линии или существующие телефонные).

Передача извещений по переключаемой телефонной линии

Метод имеет название информаторный или коммуникаторный. Достоинствами метода является простота организации и дешевизна, отсутствие длительных процедур получения разрешительных документов. Реализация метода не требует выделения отдельной линии или телефонного номера. Подключение объектового оборудования осуществляется в разрыв между имеющейся телефонной линией и обычным телефонным аппаратом. В дежурном режиме телефонный аппарат подключен напрямую к линии, позволяя, таким образом, абоненту пользоваться телефонной связью в полном объёме. При передаче извещения оборудование отключает телефонный аппарат от линии, производит набор одного (или нескольких) из номеров и после установления соединения передает сообщение. Время, затрачиваемое на передачу единичного сообщения (в зависимости от используемого формата) составляет от 3 до 20 секунд. По окончании передачи оборудование снова подключает телефонный аппарат абонента к линии.

Ручные системы

Производственные, административные, складские и вспомогательные здания, наружные установки, склады (парки) и сливоналивные эстакады зданий и сооружений нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности должны быть оборудованы ручными извещателями электрической пожарной сигнализации для вызова пожарной охраны. Приемные станции пожарной сигнализации должны устанавливаться в зданиях пожарных депо.

Автоматические системы

Система автоматической передачи извещений о пожаре на объекте должна обеспечивать получение в автоматическом режиме информации в той дежурно-диспетчерской службе, которая определена требованиями законодательства, в соответствии с порядком передачи информации о тревоге в органы повседневного управления Единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций. Извещения должны передаваться по выделенному в установленном порядке радиоканалу или другим линиям связи в автоматическом режиме без участия персонала объектов и любых организаций, транслирующих эти сигналы.

При срабатывании системы автоматического вызова пожарных подразделений производится выезд подразделений пожарной охраны и аварийно-спасательных формирований согласно Расписанию выезда.

Устройство оконечное УО-2 системы передачи извещений Фобос-3

Извещения о пожаре должны передаваться в автоматическом режиме в подразделения пожарной охраны с объектов класса функциональной опасности Ф 1.1 (здания детских дошкольных образовательных учреждений, специализированных домов престарелых и инвалидов (неквартирные), больницы, спальные корпуса образовательных учреждений интернатного типа и детских учреждений) и Ф 4.1 (здания общеобразовательных учреждений, образовательных учреждений дополнительного образования детей, образовательных учреждений начального профессионального и среднего профессионального образования), а также со следующих объектов:

• дома-интернаты;
• гостиницы, общежития, спальные корпуса санаториев и домов отдыха, мотели, пансионаты, специализированные жилые дома для престарелых и инвалидов;
• дошкольные образовательные и общеобразовательные учреждения и учреждения профессионального образования;
• административно-офисные здания площадью более 500 м², научно-исследовательские учреждения высотой более 5 этажей;
• спортивно-оздоровительные комплексы площадью более 800 м², культурно-зрелищные учреждения (театры, цирки, кинотеатры, концертные залы, клубы) вместимостью более 500 мест, выставочные залы площадью более 300 м², развлекательные учреждения (дискотеки, танцевальные залы) более чем на 50 посетителей;
• больницы, поликлиники, детские стационарные учреждения, хосписы, родильные дома;
• комплексы оптово-розничной торговли общей площадью более 1000 м², торговые здания площадью более 500 м², помещения торговли площадью более 20 м², встроенные в надземные этажи зданий другого назначения, вокзальные помещения вместимостью более 300 человек;
• подземные автостоянки более чем на 200 машино-мест под жилыми, общественными и торговыми зданиями.

При отсутствии на объекте персонала, ведущего круглосуточное дежурство, извещения о пожаре также должны автоматически передаваться в подразделения пожарной охраны.