Файл: Адресноаналоговые системы наивысший уровень.pdf

АДРЕСНО-АНАЛОГОВЫЕ СИСТЕМЫ – НАИВЫСШИЙ УРОВЕНЬ
ЗАЩИТЫ. ЧАСТЬ 1
Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #5, 2013
Игорь Неплохов
Технический директор компании
Tyco Integrated Fire & Security, к.т.н.
В СП 3.13130.2009 "Системы противопожарной защиты.
Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре.
Требования пожарной безопасности" дана классификация СОУЭ по типам
с 1-го по 5-й и приведены требования, какое здание каким типом СОУЭ
должно оснащаться в зависимости от значения нормативного показателя,
числа людей и этажности. Но аналогичного распределения объектов по
типу автоматической пожарной сигнализации в наших нормах нет. Хотя
очевидно, что в зданиях с СОУЭ 4–5-го типа для обеспечения раннего
обнаружения и локализации очага необходимо использовать только
адресно-аналоговые системы. Применение пороговых неадресных систем
целесообразно ограничить зданиями с СОУЭ 1–2-го типа низкой
этажности. СОУЭ 3-го типа в зданиях с большей этажностью можно
рекомендовать запускать от адресных систем. Рассмотрим, какие
преимущества обеспечивает адресно-аналоговая система по сравнению с
пороговыми и адресными
Системы пожарной сигнализации принято разделять на неадресные, адресные и адресно-аналоговые. К сожалению, даже в новейшем ГОСТ Р 53325–20121, который вводится в действие в 2014 г. , термин "адресно-аналоговый" отсутствует, несмотря на то что адресно-аналоговые системы обеспечивают наивысший уровень защиты от пожара и обязательны, например, для установки в многофункциональных высотных зданиях и зданиях-комплексах в Москве. По
МГСН 4.19–20052, "высотные здания должны быть оснащены автоматической системой пожарной сигнализации (АПС) на основе адресных и адресно- аналоговых технических средств", "допускается использовать кольцевую линию связи с ответвлениями в каждое помещение (квартиру), с автоматической защитой от короткого замыкания в ответвлении" и "элементы АПС должны обеспечивать автоматическое самотестирование работоспособности". Кроме

того, "исполнительные механизмы и устройства противодымной защиты должны обеспечивать требуемый уровень надежности действия, определяемый вероятностью безотказного срабатывания не менее 0,999". Трудности эвакуации большого числа людей из высотных зданий, торгово-развлекательных центров и других крупных объектов наряду с быстрым распространением газообразных продуктов горения и сложностью тушения очага требуют максимально раннего обнаружения очага при отсутствии ложных тревог. В наиболее полном объеме этим требованиям отвечают именно адресно-аналоговые системы.
Неадресные системы
Основные недостатки неадресных систем – это нестабильность чувствительности извещателей, отсутствие контроля работоспособности и высокий уровень ложных тревог.
Тщетная борьба с ложняками и отказами
Практика показала, что примитивные способы устранения этих недостатков, введенные 10 лет назад, увеличение количества пожарных извещателей для резервирования неисправных и для подтверждения сигнала "Пожар" несколькими извещателями с перезапросами состояния для исключения ложных тревог, не являются решением проблемы. Был случай, когда половина шлейфов с перезапросом и с формированием пожара по двум извещателям перешли в режим "Пожар" в новой, только что смонтированной неадресной пожарной сигнализации всего лишь за двое суток. Однотипные пожарные извещатели в одном шлейфе подвергаются примерно одинаковым помеховым воздействиям и ложнят одновременно. Со временем собранные на одной элементной базе и выпущенные на одной технологической линии извещатели показывают корреляцию по отказам и значительному снижению чувствительности. Процесс потери чувствительности происходит со всеми извещателями одновременно, и их резервирование совершенно неэффективно.
Возможны и другие факторы, влияющие на работоспособность всех извещателей одновременно, например нарушение контактов при окислении выводов электронных элементов при некачественной пайке, возникновение коррозии контактов в розетках, снижение емкости электролитических конденсаторов и т.д. К этому необходимо добавить отсутствие контроля чувствительности в процессе эксплуатации, а также отсутствие данных по заводской установке чувствительности пожарных извещателей и о пределах ее регулировки инсталляторами для защиты от ложных срабатываний.

Заблуждения о дымовых извещателях
Широко распространено заблуждение, что дымовой извещатель по определению обеспечивает раннее обнаружение пожара, какую бы чувствительность он ни имел и на каком бы расстоянии от очага он ни располагался. Монтажники бесконтрольно загрубляют чувствительность, используя потенциометр в извещателе для снижения ложных тревог, что совершенно недопустимо. В последнее время появилась тенденция размещенные на нормативных расстояниях извещатели, первоначально включенные в однопороговые шлейфы с включением сигнала "Пожар" по одному извещателю по логике "ИЛИ", переключать на логику "И". При этом каждый извещатель защищает только свою нормативную площадь, и адекватное обнаружение очага двумя извещателями одновременно обеспечивается только на границе зон между ними. Соответственно даже при допустимом уровне чувствительности вероятность обнаружения небольшого очага с формированием сигнала "Пожар" практически нулевая.
К тому же отечественные дымовые извещатели не проходят испытания по тестовым очагам: ТП-2 "Тление дерева", ТП-3 "Тление хлопка со свечением",
ТП-4 "Горение пенополиуретана" и ТП-5 "Горение n-гептана", хотя они приведены в ГОСТ Р 53325. И в настоящее время выпускаются дымовые извещатели с высоким аэродинамическим сопротивлением дымозахода с весьма проблематичным обнаружением тлеющих очагов с малыми скоростями воздушных потоков.
Недостатки пороговых извещателей
Основной недостаток пороговых пожарных извещателей – это отсутствие точности определения пожароопасной ситуации, другими словами, неизвестно, когда он активизируется. Возможны ложные срабатывания либо сработка только при значительном задымлении, не говоря уже о неконтролируемом отказе.
Чувствительность у пороговых извещателей может различаться в разы, и при какой концентрации дыма они активизируются, предсказать невозможно. При сертификационных испытаниях по требованиям ГОСТ Р 53325 "Извещатели пожарные дымовые оптико-электронные" допускается изменение чувствительности порогового дымового извещателя пожарного в больших пределах:
•чувствительность одного и того же извещателя при 6 измерениях – в 1,6 раза;
•при изменении ориентации к направлению воздушного потока – в 1,6 раза;
•при изменении скорости воздушного потока – в 0,625–1,6 раза;

•от экземпляра к экземпляру – в пределах 0,75–1,5 от среднего значения (в 2 раза);
•при воздействии внешней засветки – в 1,6 раза;
•при изменении напряжения питания – в 1,6 раза;
•при воздействии повышенной температуры – в 1,6 раза;
•при воздействии пониженной температуры – в 1,6 раза;
•после воздействия повышенной влажности – в 1,6 раза и т.д.
Изменение чувствительности
Хотя в каждом испытании чувствительность дымовых извещателей должна оставаться в пределах 0,05–0,2 дБ/м, при одновременном воздействии нескольких факторов изменение чувствительности извещателя может быть более чем в четыре раза. К тому же в процессе эксплуатации происходит значительное изменение чувствительности извещателя из-за накопления пыли или грязи на стенках дымовой камеры и на оптических элементах, из-за старения электронных компонентов и т.д.
В технических характеристиках практически всех российских дымовых пожарных извещателей не указывается конкретное значение чувствительности, а приводится только допустимый диапазон чувствительности от 0,05 до 0,2 дБ/
м, что не позволяет даже грубо оценить их чувствительность. Если подобный пороговый пожарный извещатель схемотехнически переработать в адресно- аналоговый извещатель, то никаких преимуществ получено не будет. Низкая точность измерения оптической плотности не позволит ввести регулировку чувствительности и установить порог предтревоги. Аналоговая величина контролируемого фактора, передаваемая на контрольный прибор, будет сильно изменяться от внешних воздействий, что не позволит достоверно контролировать ни состояние объекта, ни состояние извещателя, то есть, как и в пороговой системе, будут возможны и ложные срабатывания, и пропуск начальной стадии пожара. Причем если имеется техническая возможность регулировки чувствительности извещателя, то он должен проходить испытания как минимум при максимальной и минимальной чувствительности.
Адресные пороговые системы
В адресных системах обеспечивается индентификация сработавшего извещателя, что значительно сокращает время проверки сигнала персоналом.
Кроме того, в адресные извещатели обычно включается функция автоматического контроля работоспособности. Однако остальные недостатки пороговых извещателей остаются без изменения по сравнению с неадресными системами.

Адресно-аналоговые системы
В отличие от неадресных и адресных в адресно-аналоговых системах пожарные извещатели не формируют сигналы "Пожар", а являются точными измерителями контролируемых факторов, значения которых передаются на адресно-аналоговую панель. Именно такое понимание аналоговости определено в ГОСТ Р 53325 п. 3.8: аналоговый извещатель пожарный – это "автоматический ИП, обеспечивающий передачу на приемно-контрольный прибор информации о текущем значении контролируемого фактора пожара". В противоположность аналоговому извещателю по п. 3.19, пороговый пожарный извещатель – это "автоматический ПИ, формирующий тревожное извещение при достижении или превышении контролируемым фактором пожара установленного порога".
Преимущества первых решений
Первые адресно-аналоговые панели, по сути, работали в пороговом режиме с ограниченными возможностями обработки информации. Извещатели с измерением уровней нескольких факторов пожара передавали на панель только одну "свернутую" аналоговую величину, которая, по сути, сравнивалась в панели с порогами предварительной тревоги и порогом "Пожар". Это нередко вызывало критику со стороны приверженцев адресных пороговых систем, что перенос порога из извещателя в панель никаких преимуществ не дает, кроме усложнения и удорожания систем. Однако надо заметить, что уже тогда была возможность корректировки чувствительности по каждому извещателю, для чего требовалась на порядок более высокая стабильность и точность измерения контролируемого фактора.
Другое несомненное преимущество адресно-аналоговых систем – это значительно более точный постоянный контроль состояния адресно-аналоговых пожарных извещателей по сравнению с адресными извещателями, которые сами формируют сигнал "Неисправность" бесконтрольно.
Неограниченные возможности современных систем
В настоящее время возможности обработки информации в адресно-аналоговой панели практически не ограничены. Уже используются 32-битные процессоры, и панель, по сути, является мощной специализированной вычислительной машиной. Возможна адаптация, интерактивные алгоритмы по каждому помещению, автоматическое обучение системы, использование теории распознавания при одновременном анализе различных факторов и т.д. Адресно- аналоговая система формирует предварительные сигналы о подозрении на

пожароопасную ситуацию задолго до срабатывания порогового датчика. Если пороговые системы осуществляют анализ уровня контролируемого фактора после превышения порога, например подсчетом числа сигналов выше порога, то в аналоговых системах анализ ситуации производится постоянно в реальном масштабе времени. Нет затрат времени на перепроверку состояния извещателя, так как адресно-аналоговая панель анализирует изменение контролируемых факторов и перепроверка производится практически на каждом периоде опроса извещателей, каждые 5 с.
Для удобства обслуживания величина контролируемых факторов отображается на дисплее панели в стандартных единицах и в дискретах.
Например, на рис. 1 показаны аналоговые величины температуры 27 °C (085), оптической плотности 5,5 %/м (184) и концентрации угарного газа СО 102 ppm
(255) при воздействии на извещатель продуктов от тления фитиля (рис. 2).
Преимущества адресно-аналоговых систем очевидно
Появляется возможность обнаружить пожароопасную ситуацию и пресечь ее развитие на ранней стадии по сигналу предтревоги, когда еще не требуется эвакуация людей. Минимизируются и непосредственный материальный ущерб, и потери, связанные с эвакуацией людей, прерыванием производственного процесса и собственно с профессиональным тушением пожара. Имеются широкие возможности адаптации к условиям эксплуатации и помеховым воздействиям при использовании мультисенсорных извещателей в различных

режимах с выбором чувствительности и сплит-режимов с их автоматическим переключением в рабочие и нерабочие часы и дни
Сегодня ни в нормативах, ни при расчете пожарного риска не учитывается скорость обнаружения очага пожара, несмотря на то что неадресные, адресные и адресно-аналоговые системы обеспечивают различные уровни пожарной защиты. Это положение является существенным ограничением в применении более эффективного противопожарного оборудования.

АДРЕСНО-АНАЛОГОВЫЕ СИСТЕМЫ -
НАИВЫСШИЙ УРОВЕНЬ ЗАЩИТЫ. ЧАСТЬ 2
Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #6, 2013
Игорь Неплохов
Технический директор по ПС компании "Пожтехника", к.т.н.
Адресно-аналоговые системы позволяют обнаружить
пожароопасную ситуацию и пресечь ее развитие на ранней стадии по
сигналу предтревоги, когда еще не требуется эвакуация людей. Раннее
обнаружение загорания на порядок повышает уровень пожарной защиты и
должно учитываться при расчете пожарного риска. Кроме того,
использование адресно-аналоговых систем может рассматриваться в
качестве компенсирующих мероприятий при разработке СТУ. На любом
объекте независимо от его размеров адресно-аналоговая система при
пожаре минимизирует непосредственный материальный ущерб и потери,
связанные с эвакуацией людей, прерыванием производственного процесса
и собственно с профессиональным тушением пожара. Этими
несомненными преимуществами объясняется тот факт, что за рубежом
адресно-аналоговых систем выпускается в несколько раз больше по
сравнению с неадресными системами. Причем несмотря на отсутствие в
зарубежных нормах нашего непонятного требования установки не менее 3
неадресных пожарных извещателей в одном помещении
В первой части статьи (см. "Системы безопасности" № 5/2013)2 были рассмотрены недостатки неадресных систем и преимущества адресно- аналоговых систем. Во второй части более подробно рассмотрим широкие возможности адаптации адресно-аналоговых систем к условиям эксплуатации и помеховым воздействиям при использовании мультисенсорных извещателей в различных режимах с выбором уровня чувствительности и сплит-режимов с их автоматическим переключением в рабочие и нерабочие часы и дни. Приведены результаты экспериментальных исследований мультисенсорных извещателей в

различных режимах по стандартному тестовому очагу TF8 – горение декалина
С10Н18.
Мультикритериальные режимы обработки информации
Адресно-аналоговое построение системы обеспечивает возможность одновременной обработки информации по нескольким факторам. В мультикритериальном режиме дополнительная информация используется для повышения эффективности обнаружения очагов по одному основному фактору.
Повышение эффективности дымового извещателя
На практике в адресно-аналоговых панелях применяется обработка показаний дымового сенсора с учетом изменения температуры по тепловому сенсору в режиме HPO – High Performance Optical – высокоэффективный оптический.
Тепловой канал не используется самостоятельно, информация о температуре применяется только для расширения возможностей дымового оптико- электронного сенсора по открытым очагам.
Испытания дымовых оптико-электронных извещателей по очагам различных типов показывают снижение их эффективности при обнаружении открытых очагов по сравнению с радиоизотопными дымовыми извещателями. Это существенный недостаток классических оптических дымовых извещателей, поскольку открытые очаги быстро развиваются и представляют собой наибольшую опасность. Чувствительность увеличивается при обнаружении повышения температуры окружающей среды, и тем самым сокращается время обнаружения открытых очагов, таких как горение пластика, легковоспламеняющихся жидкостей и т.д. Данный алгоритм обработки информации позволяет эффективно обнаруживать открытые очаги. Причем в этом алгоритме информация от теплового сенсора отдельно не анализируется, и только тепловое воздействие без дыма не классифицируется как пожароопасная ситуация.
Повышение эффективности газового СО-извещателя
Другой пример мультикритериальной обработки в газовом СО-извещателе с тепловым каналом – это режим Compensated CO (компенсированный СО).
Информация по концентрации угарного газа СО анализируется также с учетом изменения температуры окружающей среды по тепловому сенсору. И также чувствительность по газовому каналу СО повышается с увеличением температуры окружающей среды. Известно, что газовые извещатели СО обнаруживают тлеющие очаги значительно лучше, чем дымовые извещатели, поскольку при тлении всегда сначала образуются значительные концентрации угарного газа, опасные для здоровья и жизни человека, а потом появляется