Автономни пожароизвестителни системи

Видове, принципи на работа и приложни характеристики на датчици за пожар

Избухнал и разраснал се пожар трудно би могъл да бъде овладян. Пред стихията на огъня често сме безсилни, макар и въоръжени със съвременна техника за пожарогасене. Възникването на пожар често завършва не само с материални загуби, но и с отнемането на човешки животи. За пожарите в пълна сила важи правилото, че превантивните мерки за пожаробезопасност при всички случаи са икономически по-изгодният вариант в сравнение с потенциалните щети.

През последните години в пазара на средства и системи за пожаробозопасност се намесиха и застрахователните компании. Вероятно през следващите години ще бъдем свидетели, от една страна, на повишаване на минималните нормативни изисквания за пожаробезопасност в сградите, а от друга - на стимулирано от застрахователните компании използване на по-високотехнологични и функционални решения. Все неща, характерни за партньорите ни от Европейския съюз.

Началото на пожара е химическа реакция на горим материал, съдържащ въглерод, с кислорода във въздуха. Резултатът е отделяне на запалими газове и сравнително слаб дим. Този процес може да продължи от няколко минути до няколко часа и е съпроводен с нарастване на температурата в мястото на реакцията. Откриването и ликвидирането на огнището в този етап е най-ефективно и е съпроводено с минимални щети. Когато газовете докоснат тяло с достатъчно висока температура, например самото огнище, те се запалват и пожарът избухва. Само за няколко минути температурата под тавана на помещението може да надхвърли 1000 оС. Противно на разпространеното мнение, най-много са жертвите от задушаване и високата температура, а не непосредствено от пламъците. Мнозина специалисти смятат, че от момента на избухване на пламъците човек разполага с не повече от 3 до 5 минути, преди да пострада от дима и горещината. Реално това е времето за сравнително безопасно напускане на жилището. В много случаи димът и други отделяни от пожара газове приспиват най-дълбоко.

Своевременното алармиране за съществуваща опасност от възникване на пожар би могло да предотврати или да помогне за по-бързото му потушаване. Активна роля в осъществяването на тази превантивна мярка играят пожароизвестителните системи. Технически най-елементарната, но достатъчно ефективна тяхна разновидност са

Захранването им е чрез батерия, което ги прави независими от електрическата мрежа и евентуално прекъсване на електрозахранването не би нарушило работата им. Основни конструктивни елементи на автономните пожароизвестители са - датчик и аларма, които са поставени в подходящ за целта корпус. Както е известно, датчикът следи промяната на определена величина и създава пропорционален на нея електрически сигнал. Обикновено датчиците реагират при повишаване на концентрацията на дима или при повишаване на температурата над определени граници. Някои датчици са предназначени да следят само една от тези величини, а други едновременно и двете.

Съобщаването за възникналата опасност се реализира чрез алармата. Тя трябва да издава достатъчно силен звук и най-често за целта се използва сирена. Веднъж задействана, сирената не спира сама, дори при отпадане на причината за включването й. Спирането й е се осъществява от специален ключ върху корпуса на пожароизвестителя. В много модели звуковата сигнализация е придружена от светлинна - осветител с мигаща или постоянна светлина, монтирана във или върху корпуса. Осветителят помага за бързото ориентиране при влизане в помещението, например с цел установяване местоположението на пожароизвестителя. Генерираният от сирената звук е причина за високата й енергоемкост. Затова е препоръчително след отпадане на причината за задействане на алармата, батерията да бъде сменена. Нещо повече, дори без задействане, пожароизвестителят консумира енергия от батерията, а и самата тя се саморазрежда. Това налага нейната периодична смяна в съответствие с упътването на пожароизвестителя. Особено сигурни в това отношение са модели, които сигнализират за изтощена батерия.

Логично е, че автономен пожароизвестител трябва да има във всяко помещение, особено в административните, офисните и търговските сгради. Следва да се има предвид, че задействаният пожароизвестител в помещение, отдалечено от местоположението на хората в този момент, е възможно да не бъде чут. Поради това, голяма част от предлаганите модели позволяват свързването на пожароизвестителите един с друг. Така задействането на който и да е от тях включва алармата на всички останали. Недостатък на решението е необходимостта от прекарване на свързваща инсталация.

За самостоятелни сгради, например къщи или вили, в които има възможност да възникне пожар, докато в жилището няма никой, се препоръчва да се монтира външна сирена на видимо място. Счита се за удачно сирената да е комплектована със светлинна сигнализация, която помага по-бързо ориентиране по отношение на точното местоположение на опасността.

Фотоелектричните датчици са познати още като фотоелектрични димооптични датчици, оптично-димни датчици или просто датчици за дим. Всички тези наименования повече или по-малко подробно отразяват принципа им на действие.

Първите пожароизвестители с такива датчици се появяват през 70-те години на миналия век и днес са най-масово използваните. Отделеният дим се регистрира от датчика и алармата се задейства още в началния стадий на пожара, преди избухването на пламъците. Счита се, че тези пожароизвестители са особено ефективни за затворени помещения, в които в нормални условия отсъства дим.

Две са разновидностите на датчиците за дим. Първата са така наречените точкови датчици, които реагират на увеличаване количеството на дима точно в мястото, в което са монтирани. Обикновено това е най-високата част на помещението - тавана. Съдържат източник и приемник на инфрачервени лъчи, които заедно с алармата образуват точков пожароизвестител. Монтирани са така, че при отсъствие на дим върху приемника не попадат лъчи и алармата не е задействана. При появата на дим, част от него попада в камерата на датчика. Излъчените от източника лъчи преминават през дима, разсейват се и достигат приемника. При това, колкото по-гъст е димът, толкова по-голямо е разсейването на инфрачервения сноп. Следователно, толкова по-голяма част от енергията се разсейва и генерираният сигнал в приемника е по-малък. Алармата се задейства при гъстота на дима над определена граница.

Това прави точковите диомооптични датчици неподходящи за помещения, в които при нормални условия може да има дим - например кухни, както и помещения, в които има по-значително количество цигарен дим. Кондензираната влага върху приемника също намалява количеството на достигналата приемника инфрачервена енергия. Някои от датчиците са с регулируема чувствителност - пожароизвестителите са с ключ, чрез който се избира нивото на задействането според количеството на дима. Неизбежното зацапване с прах, както и кондензирането на влага значително намалява чувствителността на датчика. Замърсен датчик би реагирал едва при гъст дим от вече избухнал пожар. По тази причина е препоръчително датчикът периодично да бъде почистван. В някои съвременни модели съществува електронна система за проверка на замърсяването, разполагащи със сигнализация над определена граница.

Според производителите, един точков датчик е достатъчен за помещение с площ между 60 и 80 кв. метра. Монтирането на повече от един датчик би довело единствено до по-ранно задействане на алармата. Принципно контролираната площ е пропорционална на височината на поставяне на датчика. По-голямата височина осигурява съответно и по-голяма контролирана площ.

В сгради с големи помещения, вместо да се монтират няколко точкови пожароизвестители, би могъл да се използва един линеен пожароизвестител. За разлика от точковите датчици, при линейните излъчвателят генерира няколко лъча. Димът преминава между източника на лъчи и приемника и задържа част от тях. В резултат на което силата на електрическия сигнал от приемника намалява и когато достигне под определена граница, алармата се задейства.

При част от пожароизвестителите източникът и приемникът се монтират на две срещуположни стени на помещението, непосредствено под тавана и контролират цялото намиращо се между тях пространство. При друга разновидност предавателят и приемникът са решени конструктивно в общ корпус, който се монтира на едната стена на помещението, а върху срещуположната страна се поставя отражател. Част от моделите и от двете разновидности работят с инфрачервени лъчи, а други - с лъч с дължина на вълната, съответстваща на червената част от спектъра.

При избора между един линеен и няколко точкови пожароизвестители трябва да се има предвид, че линейният струва по-малко, но е възможно да се задейства по-бавно. Например, докато димът от отдалечения край на помещението достигне до него. Същевременно съществува опасност от “фалшива тревога” при рязка промяна на околната светлина, например снимане със светкавица в помещението.

Принципът на действие на тези датчици се основава на процеса на йонизация - добавяне или отнемане на електрони от атомите на въздуха. В корпуса на йонизационните датчици се съдържа малка капсула с радиоактивен елемент (части от милиграма), който йонизира кислородните и азотните атоми във въздуха. Когато йонизацията се извършва между две метални плочи, свързани с батерия, в така образуваната верига протича електрически ток. При поява на дим между плочите, неговите частици се “прилепват” към йоните и отнемат електрическия им заряд. Резултатът е намаляване на тока и задействане на алармата.

Радиоактивният източник изпуска така наречените алфачастици, които престават да съществуват само на няколко сантиметра от него, което реално го прави безопасен. Дори да бъде пипнат, частиците не могат да проникнат през кожата. Опасност има при вдишване или при счупване на източника и разпиляване на съдържанието му.

Този вид датчици реагират на промяна в температурата в помещението. Първите модели са се появили в средата на ХIХ век, а днес се произвеждат в три разновидности. Едната включва термичните максимални датчици, известни и като пасивни датчици, които работят без батерия. При повишаване на температурата над определена граница те задействат електрически контакт, който включва алармата. Обикновено производителите предлагат няколко модела с различна температура на задействане в границите от 57 до 74 градуса по Целзий. Датчиците с по-ниска температура биха сигнализирали по-рано за вероятността от пожар, а и често биха могли да дадат грешка при невисоко повишаване на температурата по друга причина - т.нар. фалшива тревога. Недостатък на термичните датчици е, че сработват едва след като температурата се повиши значително, т.е. след като пожарът се е разгорял.

В това отношение втората разновидност на диференциалните датчици решава този проблем, въпреки че те са по-скъпи. Те съдържат два прибора за измерване на температурата - единият във вътрешността на корпуса, а другият извън него. При възникване на пожар, още преди появата на пламъци, температурата в помещението започва бързо да нараства. Външният прибор регистрира това нарастване и генерира електрически сигнал, докато температурата на вътрешния все още не се е променила и сигнал от него няма. Обикновените нискоскоростни изменения в температурата на помещението, например включване на отоплително тяло и промени във външната температура генерират сигнал и в двата прибора и алармата не се задейства.

Третата разновидност са максимално-диференциалните датчици, които представляват комбинация от другите два типа - те следят както температурата в помещението, така и скоростта на нейната промяна, и задействат аларма при настъпване на едно от тези събития.

Освен видима светлина, огнището на пожар излъчва ултравиолетови и инфрачервени лъчи, невидими за човешкото око. Това излъчване започва преди появата на видима светлина и може да бъде регистрирано, преди температурата от възникващия пожар да се е разпространила в помещението. Пламъчните датчици, които регистрират присъствието на невидимата за човешкото око светлина, се определят като най-бързо реагиращите, което е основното им предимство. В зависимост от модела, пламъчните датчици съдържат фотоприемник за ултравиолетови или за инфрачервени лъчи. Независимо че фотоприемникът не се задейства от околната светлина, е необходимо той да бъде защитен от попадането на пряка или отразена слънчева светлина.

Пламъчните датчици се монтират на стената под тавана и се насочват към помещението. Ъгълът, под който го “виждат”, е не по-малък от 90 градуса, а разстоянието, на което могат да “открият” пожара, е най-малко 10 метра. Подходящи са за затворени помещения, в които има вероятност от възникване на пожар, който е без дим в началото. Например, при запалване на бензин, спирт и други подобни продукти. Техен недостатък е, че когато между датчика и огнището на пожар има непрозрачна преграда, не могат да функционират.

Както показва наименованието, те съчетават в себе си два различни датчика - най-често за дим и термичен. Алармата се задейства от първия от тях, който реагира на променящите се условия. Характеризират се с по-висока сигурност на работа и, логично, с по-висока цена.

За де се осигури надеждна защита на сградата, е необходимо при монтирането на пожароизвестители да се спазват някои основни правила. Препоръчително е в жилищните сгради да се предвидят пожароизвестители с датчици за дим за всички спални помещения, всекидневни и в коридорите, водещи към тях. Препоръчва се поставянето им в средата на тавана или на място със свободно движение на въздуха. При монтаж на стената, необходимото разстояние между пожароизвестителя и тавана на помещението е между 10 и 30 сантиметра. Тези пожароизвестители не трябва да се монтират в близост до врати, прозорци, вентилатори, климатици и аспиратори.

При монтиране на пожароизвестители за дим на вътрешни стълби е необходимо да се вземе предвид местоположението на вратите, ако има такива. Когато стълбата е без врати в двата си края, пожароизвестителят се монтира в горния й край, а при наличие на врата - в долния.

В кухненски помещения на апартаменти, къщи и хотели се препоръчва да се монтират термични пожароизвестители. Ако жилището е с хол с кухненски бокс, пожароизвестителят трябва да се монтира на разстояние най-малко 4,5 метра от печката в бокса. При наличие на камина в помещението - на разстояние не по-малко от 6 метра от нея.

Необходимо е алармата на пожароизвестителя да е с достатъчно силен звук, да е снабдена с бутон за проверка на действието й, което следва да се прави поне веднъж месечно, а почистването и смяната на батериите да се извършва лесно. Добре е да се използват батерии от един и същ тип. Препоръчват се алкалните и литиевите батерии, които са с по-дълъг експлоатационен живот.