Аспирационные датчики пожарной сигнализации. Аспирационные пожарные извещатели. Классификация аспирационных извещателей
Принцип принудительного забора воздуха (аспирации) из различных частей помещения для постоянного мониторинга стал базой для создания целой линейки высокочувствительных дымовых извещателей серии LASD (Laser Aspirating Smoke Detector). Эффективно в помещении площадью до 2 тысяч квадратов, с высотой потолков до 21м, при протяженности воздуховодов - от 50 до 120м.
Каждая модель оснащена системой обнаружения неисправностей функционирования аппаратной части и системы воздухозаборных труб. Благодаря простому подключению к ПК или ППК доступно изменение стандартных настроек средствами ПО PipeIQ®, в котором также выполняется проектирование разводки труб воздуховодов и монтажа основного оборудования.
Функциональные особенности извещателей LASD
Поток воздуха из защищаемого помещения проходит через камеру с лазерным излучателем, способным фиксировать наличие частиц дыма. Луч лазера не отражается от стенок камеры, что исключает фоновые шумы и ошибочное срабатывание, а наличие программируемых состояний «ВНИМАНИЕ», «ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ», «ПОЖАР» гарантирует сверхраннее информирование об изменениях в составе воздушных масс, что в свою очередь предотвращает развитие критических ситуаций (остановки производства, эвакуации, материального ущерба).
Наиболее высокого уровня защиты объектов, особенно не допускающих установки классических точечных извещателей, удается достичь за счет конструкции и принципа действия извещателей серии LASD:
Чувствительность - максимум 0,03%/м;
Журнал фиксации критических ситуаций - до 18000 событий;
Влияние движения воздушных потоков на достоверность данных сведено к минимуму;
Два уровня фильтрации, FLU2;
Интуитивно понятная индикация на лицевой панели;
Техническое обслуживание и монтаж - просто, комфортно и быстро;
Минимальные затраты при модернизации систем ПС.
Серия LASD System Sensor представлена 4-мя базовыми моделями с конструкционными отличиями.
Один лазерный извещатель в одном канале, до 1000 кв.м. контролируемой площади;
Два лазерных извещателя в одном канале, до 1000 кв.м. контролируемой площади;
По одному лазерному извещателю в каждом из двух каналов, до 2000 кв.м. контролируемой площади;
Эволюция датчиков, детекторов обнаружения продуктов горения далеко не линейна. Нельзя сказать, что тепловые датчики, как первые изобретения на этом пути, были в дальнейшем вытеснены/заменены на дымовые, обнаруживающие пожар на более ранних стадиях его развития.
Ведь в зависимости от условий в защищаемых помещениях, технологического процесса, и, соответственно, наличия пыли, дыма, загазованности, высокой температуры, выбор извещателя сегодня на практике остается за специалистом проектной, реже монтажно-наладочной специализированной организации. Поэтому якобы устаревшие тепловые извещатели устанавливаются во многих местах – от помещений сауны до цехов современных, строящихся производств.
Пожарный аспирационный извещатель - автоматический пожарный извещатель, обеспечивающий отбор через систему труб с воздухозаборными отверстиями и доставку проб воздуха (аспирацию) из защищаемого помещения (зоны) к устройству обнаружения признака пожара (дыма, изменения химического состава среды).
Вас также может заинтересовать информация:
От теплового, дымового к аспирационному
Не надо забывать, что это не единственные виды устройств обнаружения пожара. , газа, линейные, точечные, адресные, термочувствительные кабели, даже пиротехнические импульсные устройства – много изобретено того, что можно грамотно установить в защищаемых помещениях, различных по своему назначению, пожарной загрузке, другим параметрам эксплуатации для эффективной работы в составе АПС, АУПТ.
Про все виды извещателей читайте тут:
Последние годы различные иностранные производители и, соответственно, их российские представительства широко и часто рекламируют аспирационные пожарные извещатели, уверяя что за ними блестящее, ничем незамутненное будущее, а как пример высоких технических, эксплуатационных качеств приводят цифру в 7% – это ниша их использования на рынке пожарных детекторов Европы. Даже если это не так, стоит разобраться с преимуществами аспирационного дымового пожарного извещателя, заявленного как вершина развития таких устройств на сегодня.
Для сведения: аспирация – это принудительный отбор загрязненной воздушной среды, газов, выбросов пыли от технологического оборудования, из производственных помещений за счет использования вентилятора/насоса, создающего разряжение в приемных трубопроводах. Является разновидностью промышленной вентиляции.
Устройство и преимущества извещателя
Техническое решение по созданию аспирационного пожарного извещателя не блещет особой новизной, так как подобные приборы появились вскоре после изобретения лазера:
- Состоит из приемного блока/модуля для определения наличия частиц дыма/газа с установленными внутри передатчиком – лазером, иногда для красивой непонятности называемого некоторыми производителями HPLS – сверхярким источником света; приемника – фотодиода, вентилятора/воздушного насоса, а также нескольких контрольных трубопроводов с дозированными отверстиями, для постоянного забора проб воздушной среды из контролируемых помещений.
- Блок автоматического пожарного извещателя (АПИ) монтируется вне контролируемых помещений, что дает ему максимальную защищенность от любых внешних воздействий.
- Длина приемного трубопровода у некоторых производителей АПИ может достигать до 100 м.
- Для очистки проб воздуха от пыли используются фильтры, влаги – сборники конденсата, взрывопожароопасной среды – соответствующее оборудование.
- Главное достоинство АПИ – намного более ранее обнаружение пожара, чем у любого другого типа существующих пожарных извещателей, включая оптико-электронные дымовые устройства. Чувствительность аспирационного извещателя во много раз выше, чем у них.
- АПИ можно устанавливать на объектах с такими сложными условиями эксплуатации, где установка традиционных датчиков пожара невозможна или нецелесообразна. Например, сильно запыленные или взрывоопасные зоны цехов, складов; помещения с очень высокой/низкой температурой, высокой скоростью воздушных потоков, с перекрытием сложной многоярусной или куполообразной конструкции, а также для контроля различного технологического оборудования, вентиляционных систем.
- Требования к установке таких устройств изложены в разделе 13.9 , где они именуются ИПДА. Сводом правил рекомендовано, чтобы ими защищались помещения с большой высотой и объемом: атриумы, музеи, картинные галереи, вокзалы, аэропорты, торговые, спортивные залы, цирки, склады, производственные цеха, а также серверные, ЦОД, причем высота монтажа воздухозаборных труб может достигать 21 м, что впечатляет.
Вывод: АПИ – это технологическая вершина эволюции дымового пожарного извещателя, позволяющая устанавливать АПС там, где раньше это было невозможно, а также обнаруживать пожар на значительно более ранних стадиях, что также немаловажно.
Недостатки аспирационных извещателей
Конечно, кроме преимуществ у любой технической новинки, в том числе у систем АПС с использованием аспирационных дымовых извещателей, есть и минусы:
Высокая стоимость АПИ – около 1 тыс. долларов за устройство, на момент написания статьи. Причем цена в 200 тыс. руб. за отдельные изделия далеко не редкость.
То же относится к комплектующим – сборникам конденсата, фильтрам от пыли, взрывозащищенным барьерам, а часто и к пластиковым трубам с калиброванными воздухозаборными отверстиями, являющимися у некоторых изготовителей обязательными элементами системы, не подлежащими замене на аналогичные изделия стороннего производства.
Стоимость проектирования, монтажа и последующего обслуживания сложных контрольных воздуховодов, смонтированных на высоте или в производственных цехах с тяжелыми условиями эксплуатации, агрессивной средой, также достаточно велика.
Вывод: использовать такое оборудование, защищая помещения на особо важных объектах, может позволить себе только государство или крупные компании. Говорить о другом применении АПС с АПИ пока не приходится.
Подводя итог: АПИ – сложное, высокотехнологическое оборудование, позволяющее обеспечить максимально ранее обнаружение первых признаков пожара, причем установками/системами с их использованием можно защищать любые объекты, в том числе те, что ранее не подлежали оборудованию АПС из-за конструктивной сложности зданий/помещений, условий, режимов технологического процесса, эксплуатации. Однако, в связи с высокой стоимостью АПИ, комплектующих системы, эксплуатационных издержек о массовом использовании такого оборудования говорить не приходится.
Аспирационные дымовые извещатели – это сложные устройства активного обнаружения пожара, позволяющие на самых ранних стадиях возникновения признаков пожара выдать достоверный сигнал предупреждения или тревоги. Аспирационные пожарные дымовые извещатели состоят из блока извещателя с аспиратором и системы трубопроводов с воздухозаборными отверстиями, через которые пробы воздуха из контролируемого пространства доставляются к устройству обнаружения (рис. 1). Такая конструкция извещателя позволяет максимально изолировать измерительную камеру от внешних воздействий. Высокая чувствительность, которая в некоторых моделях достигает значений 0,0015 %/м (0,000065 дБ/м), во много раз превосходит параметры точечных извещателей и достигается за счет использования сверхчувствительных измерителей оптической плотности. Применяются аспирационные извещатели для контроля не только помещений, но и оборудования, установок кондиционирования воздуха и воздуховодов. Использование аспирационных извещателей обеспечивает высочайший уровень пожарной защиты любого объекта, а специфика конструкции и дополнительные приспособления позволяют их применять даже там, где применение извещателей других типов будет неэффективно или же попросту невозможно.
На данный момент технические требования к аспирационным извещателям установлены в ГОСТ Р 53325-2009 «Техника пожарная. Технические средства пожарной автоматики. Общие технические требования. Методы испытаний». В этой статье мы не будем останавливаться на технических характеристиках, а рассмотрим возможные области применения и преимущества установки аспирационных извещателей на различных типах объектов.
В России основные требования по проектированию и установке аспирационных пожарных извещателей определены Сводом правил СП 5.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования». И здесь первым же пунктом следует рекомендация установки аспирационных извещателей для защиты больших открытых пространств. К таким помещениям относятся атриумы, производственные цеха, складские помещения, торговые залы, пассажирские терминалы, спортивные залы, стадионы и др. Согласно п. 13.9.1, аспирационные извещатели класса А могут устанавливаться в помещениях высотой до 21 м, класса В – до 15 м, класса С – до 8 м. В случае применения аспирационных извещателей в помещении высотой свыше 12 м, в отличие от линейных дымовых, не требуется установка второго яруса извещателей. Строительные конструкции обычно накладывают определенные ограничения на места установки линейных дымовых извещателей в таких помещениях, вынуждают монтировать их на некотором расстоянии от перекрытия, что в свою очередь серьезно снижает уровень пожарной защиты помещения и объекта в целом. Аспирационные извещатели этими недостатками не обладают. Трубопровод с воздухозаборными отверстиями может проходить непосредственно под перекрытием, огибать препятствия, при этом расширяя контролируемую область и сокращая вероятность ложных срабатываний.
Более того, в соответствии с СП 5, допускается встраивание воздухозаборных труб в строительные конструкции и элементы отделки. Такой вариант применения позволяет защищать помещения с высокими требованиями к дизайну, например, исторические здания, музеи, помещения с большой площадью остекления и пр. Причем элементы системы пожарной сигнализации в данном случае действительно невидимы, а уровень пожарной защиты остается на самом высоком уровне.
Воздухозаборные трубы можно прокладывать как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости, что позволяет еще на стадии проектирования системы определить оптимальный вариант доступа к извещателю для обслуживания и ремонта и расположить его в наиболее удобном для этого месте. Предположим, требуется контролировать ограниченные труднодоступные пространства, такие как пространство за навесным потолком и под фальшполом, кабельный канал, внутреннее пространство агрегатов и механизмов, например эскалаторы или конвейерные линии. И здесь, согласно СП 5, допускается применение аспирационных пожарных извещателей. Разрешается контролировать как основное, так и выделенное пространство помещения, т.е. в случае контроля запотолочного пространства трубы аспирационного извещателя располагаются за навесным потолком, а дополнительные капиллярные трубки выводят воздухозаборные отверстия в основное пространство. Особое внимание следует уделить вопросу защиты дорогостоящего оборудования и материальных ценностей. Использование высокочувствительных аспирационных извещателей при защите, например, серверов или массивов данных, позволяет зафиксировать даже перегрев отдельных компонентов электронного устройства. Преимущество аспирационных извещателей заключается в том, что труба или капиллярный отвод с воздухозаборным отверстием подводится непосредственно к защищаемому объекту. На рисунке 3 показан пример защиты шкафов с оборудованием. Таким же образом оснащаются серверные комнаты, центры обработки данных, склады со стеллажным хранением и другие объекты, на которых для предотвращения крупного ущерба крайне важно обнаружить и ликвидировать очаг возгорания на самой ранней стадии.
Часто встречаются объекты, контроль которых традиционными методами осложнен тяжелыми условиями, такими как пыль, грязь, экстремальные температуры, повышенная влажность, электромагнитные помехи, высокие скорости воздушных потоков и пр. Применение здесь аспирационных извещателей также является эффективным способом защиты. Так как забор проб воздуха из контролируемых объемов осуществляется через небольшие отверстия, воздушные потоки от систем вентиляции и кондиционирования не оказывают влияния на обнаружительную способность. Именно поэтому возможно размещение воздухозаборных труб аспирационного извещателя непосредственно в каналах воздуховодов и на решетках воздухозаборников. Если условия эксплуатации связаны со значительной загрязненностью или запыленностью, то в систему трубопровода дополнительно устанавливают внешние фильтры (рис. 4).
Защита измерительной камеры прибора от попадания в нее посторонних частиц снижает вероятность ложной сработки и продлевает срок службы системы. В наиболее тяжелых условиях, например, на заводах по переработке отходов или на промышленных производствах, дополнительно предусматривают продувку трубопровода в обратном направлении. Для этого устанавливается вентиль, при продувке отсекающий часть трубы до блока извещателя, после чего осуществляется выдув загрязнений из трубопровода. А в некоторых случаях, когда засоры в трубах могут случаться слишком часто, бывает целесообразно реализовать автоматическую очистку системы труб.
| Рис. 3. Расположение труб при защите шкафов с оборудованием |
|
Рис. 4. Трехуровневый сменный фильтр для очистки воздуха |
|
Рис. 5. Устройство отбора конденсата (FAS*ASD*WS) |
|
Рис. 6. Пример трубопровода с устройством защиты от конденсата |
В случае контроля зон с изменяющейся температурой или поступающим свежим воздухом возможно образование конденсата в аспирационной системе, что может нарушить работоспособность блока извещателя. Однако и для этого случая есть решение. Трубопровод в зонах с высокой влажностью
оборудуется дополнительным устройством для сбора конденсата (рис. 5).
Помимо защиты блока извещателя от попадания влаги, такие устройства могут иметь фильтр для дополнительной защиты от твердых частиц. Устанавливается оно в самой низкой точке трубопровода (рис. 6). А дополнительные повороты трубы под углом 45° позволяют обеспечить к нему доступ при обслуживании.
Описанное выше решение применяется в зонах с температурой от 0° до 50° C. Но диапазон рабочих температур при эксплуатации аспирационных извещателей гораздо шире и позволяет использовать их даже приотрицательных значениях на складах глубокой заморозки. Непосредственно блок извещателя в зависимости от используемого измерителя оптической плотности может работать при температурах от *20° C до +60° C.
При установке аспирационных систем обычно используют безгалогенные пластиковые трубы. Трубы из ПВХ позволяют применять их при температурах от 0° до 60° C . Трубы из пластика АБС допускается применять в диапазоне от *40° до +80° C. И все же блок извещателя чаще всего выносят за пределы зоны с тяжелыми условиями. Это еще больше расширяет области применения этого типа извещателей. Рассмотрим еще один пример. Согласитесь, довольно сложно найти подходящий извещатель для защиты сауны. Некоторые модели аспирационных извещателей позволяют выполнять свои функции по обнаружению при температуре проб воздуха до 110° C. Конечно, для данного примера пластиковые трубы уже не подойдут, а чтобы исключить ложные срабатывания, крайне необходимо использовать устройство отбора конденсата.
Существует еще несколько областей применения, связанных с возможностью вынесения блока извещателя за пределы контролируемой зоны. Пластиковые трубы не являются проводниками и не подвержены
влиянию электромагнитных помех. Такая система может эксплуатироваться даже в условиях повышенной радиации. В свою очередь вынесенный блок аспирационного извещателя не создает помехи в контролируемой зоне, что очень актуально для диагностических и тестовых лабораторий.
Многие ошибочно полагают, что отсутствие проводников шлейфа в контролируемой зоне позволит применять аспирационные извещатели на взрывоопасных объектах аналогичным образом. Такое решение действительно существует, но ситуация несколько сложнее. Ведь в этом случае в измерительную камеру поступает не воздух, а взрывоопасная газообразная смесь, а сам блок извещателя при определенных значениях ее состава, концентрации, температуры и давления может стать источником воспламенения. Чтобы исключить распространение пламени по трубопроводу и детонацию во взрывоопасной зоне, в системе применяются специальные взрывобезопасные барьеры (рис. 7).
Как мы видим, возможности аспирационных извещателей широки и разнообразны. Свойства аспирационных дымовых извещателей, по сравнению с традиционными точечными и другими типами извещателей, уникальны: это и высокая чувствительность для раннего обнаружения, и возможность установки в обширных пространствах, и способность работать в тяжелых условиях, и удобство обслуживания даже в труднодоступных местах. Несомненно, созданная в 2009 году нормативная база позволит аспирационным системам занять свою нишу на российском рынке пожарных извещателей и повысить уровень пожарной безопасности многих объектов.
И бывает трудно разобраться, какие виды приборов необходимо устанавливать в том или ином помещении. Рассмотрим вопрос, о том, что такое аспирационные пожарные извещатели, их устройство, принцип работы и области применения.
Устройство
Аспирационный пожарный извещатель – прибор, который улавливает продукты горения (жидкие или твердые частицы), возникающие при возгорании, и передает сигнал о пожаре на пульт управления.
Датчик представляет собой системный блок, с отходящими от него воздухозаборными трубками, в которых, на определенном расстоянии, просверлено несколько отверстий для всасывания воздуха. Внутри центрального блока располагается электронный приемник, анализирующий поступающие пробы воздуха.
В зависимости от размера контролируемого помещения, воздухозаборные трубки могут быть различной длины, от нескольких метров, до нескольких десятков метров. Но в таком случае требуется дополнительная регулировка вентилятора, способствующая достижению оптимальной скорости забора воздуха.
Заборные трубки могут быть изготовлены из разных материалов. Так, в заводских цехах, где температура воздуха способна нагреваться до 100 градусов, используются трубы из сплава металлов, устойчивых к высоким температурам. Трубы на пластмассовой основе незаменимы на объектах с нестандартными потолками, где много изгибов.
Аспирационные извещатели в большинстве своем, конструируются дымовыми, но в некоторых моделях одновременно совмещены дымовые и газовые составляющие.
По уровню чувствительности приборов аспирационные дымовые пожарные извещатели подразделяются на три вида: А – высокой точности, где оптическая среда не плотнее 0,035 дБ/м; В – повышенной точности от 0, 035 дБ/м и выше; С – стандартной от 0, 088 дБ/м и более.
Принцип работы
Через специальный аспиратор, воздух всасывается в систему заборных труб. Далее, он проходит двухступенчатый фильтр. На первом этапе воздушная проба очищается от пылинок.
Во втором фильтре добавляется чистый воздух, для того, чтобы оптические элементы прибора, в случае наличия дыма в воздушной пробе, не загрязнялись, и не нарушалась установленная калибровка.
После прохождения фильтров, заборный воздух попадает в измерительную камеру с лазерным излучателем, который просвечивает его и анализирует.
Если проба «чистая», то свет лазера будет прямолинейным и точным. В случае наличия дымовых частиц, лазерный свет рассеивается и регистрируется специальным приемным элементом. Приемник выдает сигнал о пожаре на пульт слежения или управления.
Аспирационные приборы очень точны в работе, так как могут выявить пожар на начальной стадии, посредством непрерывного забора и анализа воздуха.
Установка
Основным преимуществом подобных извещателей является их эксплуатация в помещениях с большой высотой потолочных перекрытий. Извещатели типа А (высокоточные) применяются в зонах с высотой потолка до 21 метра. Тип приборов В – до 15 метров, С – 8 метров. Это обусловлено оптимальной работой приборов в определенном пространстве. Несоблюдение данных рекомендаций, может привести к некорректной работе датчиков.
Как было сказано выше, длина воздухозаборных труб может быть разной, вплоть до нескольких десятков метров. Следовательно, в них находятся несколько отверстий для всасывания воздуха. Располагаются они на расстоянии 9 метров, а от стен – 4,5 метра.
Воздухозаборные трубы не обязательно устанавливать на потолке. В отдельных специальных помещениях его просто нет, поэтому трубы можно прикреплять к металлоконструкциям или прятать под элементы отделки, оставляя небольшие отверстия для дополнительных капиллярных трубок.
Трубопровод может иметь несколько изгибов, тем самым расширяя контролируемую область и сокращая вероятность ложных срабатываний. Также, для дополнительной защиты возможна вертикальная установка труб на стенах, подведенная непосредственно к предполагаемому месту возможного возгорания. Такой способ размещения труб является неоспоримым преимуществом аспирационных извещателей.
Если при монтаже труб возникает необходимость поворота, то радиус изгиба должен быть не менее 90 мм. По возможности, следует избегать поворотов, так как они замедляют поток воздуха. На один поворот должно приходиться не менее 2 прямых метров трубы.
В месте подключения трубопровода с электронным блоком прямая длина трубки должна составлять около 500 мм, а выхлопной трубы – 200 мм.
Центральный блок прибора устанавливается либо в самой контролируемой зоне, либо за ее пределами, например, в помещениях с экстремальными условиями, где высокая температура воздуха, влажность, загрязненность.
Если эксплуатация прибора происходит в сильно запыленном или загрязненном помещении (деревообрабатывающий цех, строительный склад), то в систему трубопровода монтируются внешние фильтры. Также, дополнительно возможна установка системы обратного продува труб, для устранения загрязнений.
В помещениях, где возможны перепады температур и образование конденсата в трубопроводе, целесообразна установка дополнительного устройства внутри труб, для сбора влаги.
Использование аспирационных пожарных дымовых извещателей возможно во взрывоопасных помещениях. В таком случае блок выносится за пределы контролируемой зоны, а в воздухозаборных трубах устанавливается специальные приборы – взрывобезопасные барьеры. Они предотвращают поступление в трубопровод опасных газовых смесей.
Применение
Большой диапазон чувствительности аспирационных пожарных извещателей делает возможным использование приборов в различных помещениях:
Извещатель ИПА
Извещатель пожарный аспирационный ИПА ТУ4371-086-00226827-2006 представляет собой единый блок, внутри которого располагаются пять рабочих зон: разряжение, нагнетание и грубая очистка, тонкая фильтрация, измерение воздушных проб, клеммные соединения. Также на корпусе имеется электронный отсек анализа возгорания:
- «температура» – реагирует на повышение температуры внутри помещения;
- «дым» — чувствителен к оптическому изменению воздушной среды;
- «газ» — измеряет и анализирует отклонение от установленной нормы газов в воздухе;
- «поток» — улавливает изменения газовоздушного потока.
С одной стороны к прибору подсоединяется входящий воздухозаборный трубопровод, с другой – выхлопная труба. В отсеке разряжения располагается вентилятор – аспиратор. Максимальная длина трубопровода – 80 метров. Расстояние между заборными отверстиями – 9 метров.
ИПА предназначен для защиты помещений жилого и производственного типа, а также тоннелей, шахт, кабельных каналов и прочее. Прибор забирает из воздушной среды пробы, анализирует их и передает на пульт управления сигналы: «Норма», «Тревога 1», «Тревога 2», «Пуск», «Пуск 30с», «Авария».
Датчик эксплуатируется при температуре окружающей среды от -22 до + 55С. Не терпит попадания на электронный блок прямых солнечных лучей, а также наличия в воздухе парок кислот и щелочей, способных вызвать коррозию. Устойчив к вибрациям с частотой от 50 до 150 Гц.
И.Г. Неплохое
Начальник отдела технической поддержки компании "Систем Сенсор Фаир Детекторс",
к.т.н
Общие положения
Пожарный дымовой аспирационный извещатель - это извещатель, в котором пробы воздуха и дыма через устройство для отбора проб транспортируются (обычно по трубам с отверстиями) к чувствительному к дыму элементу (точечному дымовому извещателю), расположенному в одном блоке с аспиратором, например, турбиной, вентилятором или насосом (рис. 1).
Основная характеристика аспирационного извещателя, как и любого дымового извещателя, - чувствительность (то есть минимальное значение удельной оптической плотности в одной из проб, при которой извещатель формирует сигнал "Пожар"). Она зависит от чувствительности используемого точечного дымового извещателя, а также от конструкции устройства для отбора проб, от числа, размеров и расположения отверстий и т.д. Важно обеспечить примерно одинаковую чувствительность по различным пробам, то есть баланс по чувствительности. Другая важная характеристика аспирационного извещателя, не учитываемая у точечного дымового извещателя, - время транспортировки, максимальный промежуток времени, необходимый для доставки пробы воздуха из точки забора в защищаемом помещении к чувствительному элементу.
Тестовое помещение
Для определения чувствительности аспирационного извещателя по стандарту EN 54-20 проводятся испытания по тестовым очагам в помещении размером (9-11)х(6-8) м и высотой 3,8-4,2 м (рис. 2), как и при испытаниях точечных дымовых извещателей по стандарту EN 54-7. На полу в центре помещения устанавливается тестовый очаг пожара, а на потолке в трех метрах от его центра в секторе 60° располагается труба аспирационного извещателя с одним воз-духозаборным отверстием, а также измеритель удельной оптической плотности среды m (дБ/м) и радиоизотопный измеритель концентрации продуктов горения Y (безразмерная величина).
Допускается проведение испытаний не более двух образцов аспирационных извещателей одновременно, при этом их воздухозаборные отверстия должны располагаться на расстоянии не менее 100 мм друг от друга, а также от элементов измерительной аппаратуры. Центр светового луча измерителя оптической плотности среды m должен находиться на расстоянии не менее 35 мм от потолка.
Тестовые очаги для точечных дымовых извещателей
Точечные пожарные дымовые извещатели по стандарту EN54-12 испытываются по дымам от четырех тестовых очагов: TF-2 - тление древесины, TF-3 - тление хлопка, TF-4 - горение полиуретана и TF-5 - горение n-гептана.
Очаг TF-2 состоит из 10 сухих буковых брусков (влажность ~5%) размерами 75х25х20 мм, расположенных на поверхности электрической плиты диаметром 220 мм, имеющей 8 концентрических пазов глубиной 2 мм и шириной 5 мм (рис. 3). Причем внешний паз должен располагаться на расстоянии 4 мм от края плиты, расстояние между смежными пазами должно составлять 3 мм. Мощность плиты 2 кВт, температура 600 °С достигается примерно за 11 мин. Все тестируемые извещатели должны активизироваться при удельной оптической плотности m менее 2 дБ/м.
Очаг TF-3 состоит примерно из 90 хлопковых фитилей длиной 800 мм и массой примерно 3 г каждый, подвешенных на проволочном кольце диаметром 100 мм, закрепленном на штативе на высоте 1 м над основанием из негорючего мате-риала (рис. 4). Хлопковые фитили не должны иметь защитного покрытия, при необходимости они могут быть выстираны и высушены. Нижние концы фитилей поджигают так, чтобы появилось тление со свечением. Все тестируемые извещатели должны активизироваться при удельной оптической плотности m менее 2 дБ/м. Очаг TF-4 состоит из трех уложенных один на другой матов из пенополиуретана, не содержащего добавок, повышающих огнестойкость, плотностью 20 кг/м3 и размерами 500х500х20 мм каждый. Воспламенение очага производится от пламени 5 см3 спирта в емкости диаметром 50 мм, установленной под одним из углов нижнего мата. Все тестируемые извещатели должны ак-тивизироваться при концентрации продуктов горения Y менее 6. Очаг TF-5 представляет собой 650 г n-гептана (чистотой не менее 99%) с добавлением 3% по объему толуола (чистотой не менее 99%) в квадратном поддоне из стали размером 330х330х50 мм. Активизация производится пламенем, искрой и т.д. Все тестируемые изве-щатели должны активизироваться при концентрации продуктов горения Y менее 6.
Классификация аспирационных извещателей
Аспирационные извещатели, в отличие от точечных дымовых, согласно стандарту EN54-20 разделяются по чувствительности на три класса:
- класс А - ультрачувствительные;
- класс В - высокой чувствительности;
- класс С - стандартной чувствительности.
Границы чувствительности для извещателей разных классов по различным типам тестовых очагов приведены в табл. 1. Аспирационные извещатели класса С эквивалентны по чувствительности точечным извещателям, и для их испытаний используются те же тестовые очаги. Единственное отличие - окончание испытания определяется через 60 секунд после достижения граничных условий. Очевидно, это время теребуется для учета времени транспортировки пробы по трубе. Аспирационные извещатели классов А и В имеют значительно более высокую чувствительность по сравнению с извещателем класса С. Например, по тестовым пожарам TF2 и TF3 показатели чувствительности аспирационного извещателя класса В выше в 13,33 раза, а класса А - в 40 раз выше, чем у извещателей класса С и точечных дымовых извещателей. Такие высокие характеристики достигаются за счет использования в качестве чувствительного к дыму элемента лазерных точечных дымовых извещателей с чувствительностью 0,02%/Ft (0,0028 дБ/м) и выше. Кроме того, отбор проб воздуха из контролируемого помещения и создание постоянного потока воздуха в одном направлении через дымовую камеру аспиратором ставят даже обычный оптический извещатель в более выгодное положение, чем при его установке на перекрытии, где эффективность значительно снижается из-за существенного аэродинамического сопротивления защитной сетки и дымовой камеры при низких скоростях движения воздуха. В условиях постоянного воздушного потока чувствительность дымового извещателя более стабильна, и ее величина практически не отличается от результатов измерений в аэродинамической трубе по НПБ 65-97, что упрощает проектирование систем пожарной сигнализации с использованием аспирационных пожарных извещателей. Адресно-аналоговые аспирационные извещатели с программируемой чувствительностью могут относиться к нескольким классам (А/В/С). В соответствии с их диапазоном изме-рения удельной оптической плотности среды они могут формировать кроме сигнала "Пожар" один или несколько предварительных сигналов, например "Внимание" и "Предупреждение", на более ранних стадиях развития пожароопасной ситуации. Лазерный аспирационный извещатель, по сути, является высокоточным измерителем оптической плотности среды, поступающей в центральный блок, в широком диапазоне. Для адаптации к различным условиям эксплуатации и для программирования нескольких порогов обычно достаточно порядка 10 дискретов (табл. 2).
Тестовые очаги для аспирационных извещателей классов А и В
Для измерения чувствительности аспирационных извещателей классов А и В используются тестовые очаги в несколько раз меньшего размера. В тестовых очагах TF2А и TF2В вместо 10 буковых брусков используются только 4 или 5 брусков (рис. 5), в очагах TF3А и TF3В вместо 90 фитилей - примерно 30-40.
Обеспечить более медленное развитие очага из пенополиуретана по сравнению тестовым очагом TF4 физически сложно, поэтому очаги TF4А, TF4В в стандарте EN54-20 отсутствуют. Значительно проще формируются тестовые очаги TF5А, TF5В с n-гептаном: уменьшаются размеры лотка и объем используемого n-гептана. По сравнению с площадью тестового очага TF5, площадь очага TF5В в 3,56 раза меньше, а площадь очага TF5А - в 10,89 раз меньше (табл. 3). Одного уменьшения величины тестовых очагов для испытаний высокочувствительных класса В и ультравысокочувствительных класса А аспирационных извещателей оказалось недостаточно. Для создания минимальных концентраций дыма под перекрытием в тестовом помещении устанавливается вентиляционная система (рис. 6) на уровне половины высоты помещения и на расстоянии 1 м от очага в горизонтальной проекции. При работе вентиляционной системы дым от тестового очага не скапливается под потолком, а равномерно распределяется по всему объему помещения. Таким образом, уменьшение величины тестового очага и распределение дыма по всему помещению позволили обеспечить медленное нарастание оптической плотности среды, что дало возможность измерять с высокой точностью чувствительность аспирационного извещателя на уровне менее 0,01 дБ/м. В качестве примера на рис. 7 приведены зависимости удельной оптической плотности для тестового очага TF3А. Необходимо отметить, что оптическая плотность при использовании тестовых очагов при измерении в дБ/м нарастает линейно, что позволяет оценить выигрыш во времени определения пожароопасной ситуации при увеличении чувствительности дымового извещателя.
Уменьшение концентрации (разбавление) дыма
При наличии нескольких отверстий для забора проб концентрация дыма в пробе воздуха сни-жается пропорционально объему чистого воздуха, поступающего в трубу через остальные отверстия (рис. 8). Рассмотрим случай с 10 воздухозаборными отверстиями. Для упрощения расчета предположим, что через каждое отверстие проходит одинаковый объем воздуха. Допустим, что дым с удельной оптической плотностью 2%/м поступает в трубу через одно воздухозаборное отверстие, а через остальные 9 отверстий посту-пает чистый воздух. Дым в трубе разбавляется чистым воздухом в 10 раз, и его плотность при поступлении в центральный блок уже составляет 0,2%/м. Таким образом, если порог срабатывания дымового извещателя в центральном блоке установлен на уровне 0,2%/м, то сигнал от из-вещателя появится при превышении оптической плотности дыма 2%/м по одному из отверстий. В табл. 4 приведены данные для оценки влияния разбавления дыма для различного числа воздухозаборных отверстий в трубе. Чем больше число воздухозаборных отверстий в трубе, тем сильнее проявляется эффект снижения чувствительности аспирационного извещателя. В действительности расчет разбавления дыма чистым воздухом сложнее, чем это описано выше. Необходимо учитывать размер, число и расположение воздухозаборных отверстий, наличие угловых соединений, тройников и капилляров в 
системе труб, диаметр и т.д. Кроме того, для выравнивания воздушных потоков по отверстиям, а соответственно и чувствительности, в конце трубы устанавливается заглушка с отверстием, площадь которого в несколько раз больше воздухозаборных отверстий, что также должно учитываться при расчете. При проектировании системы пожарной сигнализации с использованием аспирационных пожарных извещателей необходимо использовать компьютерную программу расчета для конкретного типа оборудования. На практике обычно дым поступает одновременно через несколько соседних отверстий. Это так называемый кумулятивный эффект, который наиболее сильно проявляется в высоких помещениях. Следовательно, при увеличении высоты помещения не требуется уменьшать расстояние между трубами и между отверстиями в трубах. По британскому стандарту BS 5839-1:2001 аспирационные извещатели стандартной чувствительности класса С допускаются для защиты помещений высотой до 1 5 м, извещатели высокой чувствительности класса В - до 17 м, ультравысокой чувствительности класса А -до 21 м. Одно воздухозаборное отверстие защищает площадь в горизонтальной проекции в виде круга радиусом 7,5 м.
Контроль воздушного потока
Крайне важно обеспечить контроль воздушного потока, проходящего через дымовой датчик, в блоке аспирационного извещателя. Снижение воздушного потока говорит о засорении отверстий в трубах, повышение - о появлении утечки в соединении труб или о механическом пов-реждении трубопровода. В этих случаях происходит нарушение работоспособности - снижение чувствительности.
Контроль изменения уровня воздушного потока в аспирационном извещателе равносилен контролю состояния шлейфа (на обрыв и короткое замыка-ние) при использовании точечных пожарных из-вещателей. Кроме того, есть необходимость хра-нения значения "нормального" воздушного потока в энергонезависимой памяти на случай отключения питания. Для возможности измерения отклонения воздушного потока от нормы следует обеспечить высокую стабильность производительности аспиратора в течение всего срока службы аспи-рационного извещателя, т.е. не менее 10 лет. Таким образом, несмотря на кажущуюся простоту построения аспирационного извещателя, его практическая реализация невозможна без знаний законов аэродинамики, использования высоких технологий и специальных компьютерных программ.
По требованиям стандарта EN54-20 аспира-ционный извещатель должен сигнал "Неисправность" при изменении воздушного потока на ±20%. В ходе испытаний первоначально при помощи анемометра измеряется величина воздушного потока в трубе, когда подача воздуха осуществляется по трубе в штатном режиме. После этого перед блоком устанавливаются только анемометр и два вентиля (рис. 9). Вентиль 2 устанавливается в среднее положение, а при помощи вентиля 1 устанавливается первоначальный воздушный поток с точностью ±10%. После этого вентилем 2 увеличивают воздушный поток на 20%, а затем уменьшают его на 20%. В обоих случаях контролируется формирование сигнала "Неисправность".
Требования к установке аспирационных извещателей
Требования, предъявляемые к установке аспи-рационных извещателей, приведены в Рекомендациях ФГУ ВНИИПО МЧС России. Одна зона, защищаемая одним каналом аспирационного пожарного извещателя, может включать до десяти изолированных и смежных помещений суммарной площадью не более 1600 м2, расположенных на одном этаже здания, при этом, в соответствии с требованиями НПБ 88-2001*, изолированные помещения должны иметь выход в общий коридор, холл, вестибюль и т.п.
Максимальная высота защищаемого помещения, а также максимальные расстояния в горизонтальной проекции между воздухозаборным отверстием, стеной и между соседними отверстиями приведеннны в табл. 5. При защите помещений произвольной формы максимальные расстояния между воздухозаборными отверстиями и стенами определяются исходя из того, что площадь, защищаемая каждым воздухозаборным отверстием, имеет форму круга 6, 36. (рис. 10)
Выводы
Аспирационные извещатели класса В обеспечивают повышение чувствительности системы более чем в 10 раз, а класса А - в 40 раз по сравнению с точечными дымовыми извещателями. Рекомендации по проектированию систем пожарной сигнализации с использованием аспирационных дымовых пожарных извещателей, разработанные ФГУВНИИПО МЧС России, определяют широкие возможности по защите аспирационными извещателями объектов различного типа.
