Пожароизвестителни системи

Видове, специфики, компоненти

Опасността от възникване на пожар е един от най-сериозните рискове както за здравето и живота на хората, така и за дома и бизнеса. Правилният избор на пожароизвестителна система за жилищни сгради, административни и офис помещения, болнични заведения и промишлени обекти е най-прекият път към намаляване на риска от възникване на пожар или ограничаване на последствията от вече възникнал такъв.

Основна цел на противопожарните мерки е предотвратяване на човешките жертви и опазване здравето и безопасността на хората, следвана от свеждане до минимум на материалните щети и произтичащите от тях разходи.

Създаване на ефективна противопожарна стратегия
Подборът на адекватни мерки за противопожарна защита и съставянето на цялостна стратегия за пожароизвестяване зависи от конкретното приложение, специфичната структура и топология на сградите и степента на пожарна опасност на отделните помещения.

Европейските стандарти за противопожарна безопасност задават съответните задължителни и препоръчителни предписания, класифицирани според степента на риск.

Мерките за противопожарна защита най-общо се разделят в две групи - пасивни и активни. Пасивните включват използването на негорими или трудногорими материали, секциониране на сградите за ограничаване на разпространението на евентуален пожар и спазването на специфични изисквания при проектирането на електрически и газоснабдителни инсталации.

Активните мерки за защита от пожари са свързани с изграждането на пожароизвестителна и пожарогасителна инсталация и провеждането на съответните обучения и инструктажи на персонала. Често подобни мерки биват диктувани от застрахователните компании, тъй като намаляването на материалните щети при пожар води и до изплащането на по-ниски застрахователни обезщетения.

Пожароизвестителните системи (ПИС) са ефективен и сигурен начин за автоматична детекция, чрез които се намалява времето за откриване и гасене на пожара. Мащабите на приложенията и вложените в обзавеждане или оборудване средства изискват и пропорционални по размер инвестиции за защита от пожар.

Ето защо ефективните пожароизвестителни системи са основен елемент от една работеща противопожарна стратегия за дома и бизнеса.

Видове пожароизвестителни системи (ПИС)
Пожароизвестителните системи най-общо биват два вида - конвенционални и адресируеми, според начина на комуникация между централната станция и отделните елементи по линията на системата.

Важен метод за улесняване локализирането на възникнал пожар и евакуацията на хората в сградата е зонирането, което представлява групиране на устройствата в линиите (конвенционални или адресируеми) в определени зони и позволява разделянето на охраняемия обект на подобекти. Колкото повече на брой зони се обособят, толкова по-бързо и лесно се открива пожарът.

Конвенционалните пожароизвестителни централи са с ограничено приложение в обществени и промишлени сгради, тъй като имат значително по-ниска селективност по местоположение, но могат да осигурят напълно приемливо ниво на защита за апартаменти и фамилни къщи с по-малко на брой помещения.

При адресируемите системи централната станция адресира циклично всички елементи и прочита тяхното състояние, като при нужда подава команда за активиране или деактивиране. По този начин във всеки момент е известно местоположението на задействания датчик и неговият статус.

Абсолютната селективност не се изисква при малки жилища, но в големи сгради като болници, хотели, офиси и т. н., отсъствието й би могло да доведе до ненавременно откриване на пожара.

Специфики на конвенционалните ПИС
Конвенционалните, известни още като неадресируеми ПИС, включват централна станция, захранвана от електрическата мрежа, детектори, сигнализиращи компоненти и др.

В структурата на системата задължително трябва да присъства и резервно акумулаторно захранване, което да е в състояние да осигури поне 72-часова работа на системата в режим на сканиране (при незадействани датчици) и поне 30 минути в активен режим на звукова и светлинна сигнализация.

Централната станция в една конвенционална ПИС има няколко зони, чийто максимален брой е предварително определен от производителя. Към всяка зона могат да се включат датчици или пожароизвестителни бутони, които имат нормално отворен или нормално затворен релеен изход.

Всяка кабелна линия, излизаща от контролния панел на конвенционалните ПИС, завършва с терминиращ резистор, благодарение на който централната станция може да разпознава прекъсванията на линията. Тя следи състоянието на контактите на датчиците, като при прекъсване дава индикация на контролния панел за активиране на цялата зона, без да посочва кое е сработилото устройство.

Особености на адресируемите ПИС
При адресируемите системи кабелната линия, на която са разположени различните устройства, започва от контролния панел и се връща в него. Затова линиите на адресируемите системи се наричат кръгове. Този тип ПИС дават възможност за пълно разпознаване на всяко монтирано на кръга устройство по индивидуалния програмно или хардуерно определен адрес, който то притежава.

Адресируемите системи се разделят на два подвида, условно наричани цифрови и аналогови. Всъщност и двата вида са с микропроцесорно управление, а по комуникационната линия, свързваща централата с периферните устройства, обикновено се предава цифров сигнал.

Разликата между цифровите и аналоговите системи се изразява в това колко нива на датчика отчита централната станция. Възможно е тя да работи само с две нива на датчика - незадействано и задействано, или да получава непрекъсната информация за неговото състояние.

При цифрово предаване на данните се използва протокол за комуникация, който указва големината на съобщението, условията за начало и край, начина на кодиране, синхронизацията между предавател и приемник, адресирането, т. е. всички аспекти на комуникацията.
Протоколите могат да са „отворени” или „затворени”.

За „затворен” протокол говорим, когато в изграждането на една система за пожароизвестяване е възможно да се включат елементи само на фирмата-разработчик. При изграждането на пожароизвестителни системи често датчиците са производство на едни фирми, а централите и програмното осигуряване - на други компании. За такива приложения се използват „отворени” протоколи и централната станция следва да е съвместима с тях.

Компоненти на пожароизвестителните системи
Компонентите на една ПИС най-често са свързани помежду си чрез кабели (двупроводни и четирипроводни), служещи за захранване и протичане на информационен сигнал. Разпознаването на отделните състояния на детекторите се базира на промяна на тока по линията.

Компонентите на системата могат да комуникират помежду си и чрез радиовълни - на този принцип се изграждат безжичните системи за известяване на пожар.

Върху елементите на системата въздействат различни смущаващи фактори (т. нар. странични шумове), които могат да попречат на нормалното функциониране на компонентите на системата, да доведат до грешно отчитане на величините, измервани от датчиците и да предизвикат фалшиви сработвания.

Съвременните ПИС дават възможност за максимално ограничаване на влиянието на тези фактори. При цифровата комуникация например ефектът от шумовете е сведен до минимум. Недостатък на аналоговата е, че силно се влияе от подобни странични шумове.

Разграничаваме няколко типа компоненти на ПИС:
Приемни компоненти - автоматични (детектори) и ръчни (ръчни пожароизвестители). Те приемат информация от обкръжаващата среда (входни параметри). Детекторите реагират на някои от съпровождащите пожара явления (температура, дим, пламък) и ги преобразуват в електрически сигнал, а ръчните пожароизвестители дават възможност за механично задействане на системата от човек.

Междинни елементи - преработват, анализират и коригират постъпилата от приемните елементи информация и обикновено се намират в самите устройства.

Изпълнителни елементи - преобразуват електрическите сигнали, изпратени от междинните елементи, в звукови, визуални сигнали и друг вид ефекти за пожароизвестяване и пожарогасене.

Една пожароизвестнителна система обикновено включва:
Сирени - пиезокристални или електродинамични. Служат за звукова индикация при активиране на някой от датчиците.
Строб-лампи. Указват визуално задействаното състояние на системата чрез ярка пулсираща светлина.

Ръчни сигнални бутони или ръчки. Задействат се механично и подават сигнал към централата, еквивалентен на задействан цифров сензор.
Разширители и адаптори. Представляват специфични за дадена централа устройства, които позволяват увеличаване на броя на зоните, на броя на свързаните датчици или позволяват свързване на конвенционални датчици към адресируема централа.

Повторители. Подходящи са за приложения с много дълги комуникационни линии, тъй като удвояват максимално допустимата дължина на линията.

Изолатори. Представляват устройства, които могат да “отцепят” част от комуникационната линия в случай на късо съединение или друга авария. По такъв начин неповредената част от линията продължава да функционира, което силно повишава надеждността на системата.

Основни видове пожароизвестителни датчици
Съществуват различни критерии, по които се прави класификация на детекторите, най-важните сред които са:
Според контролирания параметър - оптично-димни, температурни (термични), пламъчни, мултисензорни (комбинирани).

Според конфигурацията - точкови, линейни. Първите контролират определен параметър в непосредствена близост до определена точка (сензор). Вторите откриват възникнал пожар по продължение на непрекъсната линия (лъчеви детектори, термочувствителни кабели).

Според начина на измерване на контролирания параметър - абсолютни (максимални) и диференциални. Абсолютните детектори се задействат при превишаване на стойността на параметъра на определена предварително зададена величина (праг). Диференциалните реагират на скоростта на промяна на контролирания параметър.

Според типа на изпращания към контролния панел сигнал - детектори с две състояния (при конвенционалните системи), детектори с няколко състояния и аналогови (характерни за адресируемите ПИС). Детекторите с няколко състояния могат да бъдат както конвенционални, така и адресируеми.

Според възможността за връщане в нормално състояние - възстановяеми и невъзстановяеми. Най-често възстановяемите детектори се връщат в първоначалното си състояние от контролния панел. Невъзстановяемите детектори са за еднократна употреба и следва да бъдат подменяни след задействане.

Комбинирането в рамките на ПИС на детектори от различни типове или използването на мултисензорни детектори позволява да се контролират повече от характерните за пожара явления и е един от най-важните фактори за ефективността на ПИС.

Йонизационни датчици
Йонизационните датчици са изградени от две пластини, свързани към източник на постоянно напрежение, и малко количество радиоактивен изотоп, чието лъчение йонизира молекулите на въздуха между електродите и осигурява малък постоянен ток между тях.

Пространството между електродите се нарича йонизационна камера. При наличие на пушек димните частици навлизат в йонизационната камера, прилепват към йоните и ги неутрализират, прекъсвайки тока между електродите. Именно спирането на тока служи като сигнал за наличие на огън.

Оптично-димни датчици (фотоелектрически, оптични)
В конструкцията им е вграден източник на светлина - най-често инфрачервен светодиод и фотодетектор или фотоклетка. Фотодатчикът се монтира под ъгъл спрямо светодиода. По този начин в нормално състояние фотодетекторът не се осветява от лъчите на фотодиода, които са концентрирани в тесен лъч с помощта на подходяща леща.

При наличие на пушек димните частици разсейват светлинния лъч от светодиода и част от светлината попада върху фотодатчика, като по този начин го задейства.

В помещения с големи размери се използват отражателни линейни оптично-димни датчици или линейни димни детектори, които работят на същия принцип и позволяват монтаж на височина до 25 метра. Това ги прави подходящи за използване в някои промишлени зони. Предимство на оптичните датчици е способността им да откриват т. нар. студени пожари, когато огънят не се е разгорял, но вече се наблюдава отделянето на дим.

При наличие на пламък обаче те реагират средно 30 секунди по-бавно от йонизационните датчици. Чувствителни са към запрашаване и не могат да се използват в замърсени помещения или при наличие на пара.

Пламъчни детектори
Датчиците от този тип реагират на ултравиолетово или инфрачервено излъчване, както и на лъчение във видимата част на електромагнитния спектър, вследствие на появата на пламък. Ултравиолетовите детектори са чувствителни към дължини на вълната под 300 nm, а времето им за реакция е в милисекунди. Често съзнателно се програмира определено времезакъснение, за да се ограничи фалшивото сработване, вследствие на мълнии, заваръчни процеси и др.

Инфрачервените детектори реагират на лъчения с дължина на вълната над 780 nm и улавят специфичните спектри в инфрачервения диапазон на газовете, отделяни при горене. Пламъчните детектори се използват предимно за защита на открити площи, както и при наличието на материали, които не отделят пушек при горене.

Топлинни датчици
Съществуват два типа топлинни датчици - абсолютни (максимални) датчици (измерващи абсолютната температура) и диференциални (регистриращи скоростта на изменение на температурата). Абсолютните топлинни датчици са проектирани да се задействат при достигане на дадена, предварително определена температура.

Най-често представляват устройства с еднократно задействане, които трябва да се подменят след сработване. Обикновено съдържат елемент, който се разтопява при достигане на зададената температура, и задейства контактите на контактната система. Диференциални датчици се задействат, ако околната температура се повишава по-бързо от предварително зададена скорост.

Те са по-нечувствителни към бавно горящи пожари, характерно за които е плавното покачване на температурата. В същото време те са устойчиви спрямо смущаващи фактори като директно огряване от слънцето, загряване от технологични процеси и т. н.

Аспирационни димни детектори
Системите, базирани на аспирационни димни детектори, се реализират, като в следените помещения се монтират смукателни клапи. От тях въздухът се засмуква, насочва се през филтри и след това се подава в оптична камера, която е далеч по-чувствителна в сравнение със стандартните димни детектори.

В камерата въздухът се осветява от специална лампа с много висока интензивност на светлината и се анализира съдържанието на димни частици. Аспирационните димни детектори са сред най-точните сензори за наличие на пожар. За сметка на това са сложни за изпълнение и много скъпи.

В практиката често се налагат и датчиците за въглероден окис и въглероден двуокис, които не се използват самостоятелно в пожароизвестителните инсталации, но присъствието им е особено желателно в приложения, при които отоплението се реализира с открити газови горелки или печки на твърдо гориво.