Пожарная сигнализация

1.Введение

Для того чтобы начался  пожар, необходимо наличие в одном  месте трех элементов: горючего материала, тепла и кислорода. Сочетание  этих трех элементов в огне вызывает неуправляемую цепную реакцию. Поскольку  для горения необходимы все три  элемента, удалив один из них, можно  предотвратить возгорание или погасить огонь.

От вида горючего материала  зависит класс пожара, который  определяет способы и средства тушения. В нормативных документах ряда стран  пожары разделяются на четыре класса: A – возгорание обычных горючих  материалов, таких, как древесина, бумага и пластмассы; B – возгорание легковоспламеняющихся  или горючих жидкостей, газов  и смазочных материалов; C – возгорание электропроводки; D – возгорание горючих  металлов. Степень пожароопасности  зависит от вида и количества горючего материала в рассматриваемой  пожароопасной зоне.

Мероприятия по противопожарной  защите включают:

1) контроль материалов, продуктов  и оборудования;

2) активное ограничение  распространения огня с использованием  средств пожарной сигнализации, систем автоматического пожаротушения  и переносных огнетушителей; 

3) устройство пассивных  систем, ограничивающих распространение  огня, дыма, жара и газов за  счет секционирования помещений; 

4) эвакуацию людей из  горящего здания в безопасное  место. 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Основная часть

2.1.История автоматических  установок пожарной защиты 

История электрической пожарной сигнализации начинается с 1851 г., когда  впервые применили телеграфный  аппарат Морзе в качестве электрической  сигнализации о пожаре. Однако первые устройства автоматической пожарной сигнализации появились в Германии, Англии, Франции  еще в начале XIX в. Под потолком защищаемого помещения натягивали шнуры из горючих нитей с грузом на конце. При пожаре шнур перегорал, груз падал и включал пружинный  привод колокола тревоги.

В России (Петербург) в 1858 г. телеграф был использован для  передачи сообщений о пожаре. В  том же году в Петербурге у Сенных весов на Калашниковской набережной был поставлен первый пожарный ручной извещатель, соединенный с Рождественской командой. С 1871 г. число извещателей  достигло 364, они были соединены с 17 командами. Сигнал по проводам поступал к аппарату Морзе.

В Советском Союзе особенно бурное развитие получила автоматическая пожарная сигнализация после Великой  Отечественной войны. В 50-е годы были разработаны все основные типы автоматических пожарных извещателей: дымовые, тепловые, световые. В 60-е годы началось широкое  внедрение средств автоматической сигнализации на объектах народного  хозяйства.

C конца 60-х годов и  по настоящее время разрабатываются  средства охранно-пожарной сигнализации, которые являются весьма действенной,  простой и достаточно надежной  системой сигнализации на объектах  народного хозяйства.

В 1902 г. русский инженер  А.Г. Лоран предложил использовать пену для тушения пожаров. Эта  пена была названа химической. А.Г. Лоран  разработал пенный огнетушитель и стационарную установку пенного пожаротушения  с подачей щелочного и кислотного растворов по трубам к месту пожара.

Поиском более эффективного и удобного в применении пенного  средства пожаротушения привели  к получению более простой  газомеханической пены, также предложенной А.Г. Лораном.

 

 

2.2. Пожарные оповещатели

Опoвeщaтeли oтнocятcя к иcпoлнитeльным уcтpoйcтвaм cиcтeм пoжapнoй, oxpaннo-пoжapнoй cигнaлизaции. Опoвeщaтeли  бывaют звукoвыe (звoнки, cиpeны), cвeтoвыe (тaблo, лaмпы, cвeтoдиoдныe индикaтopы, пpoжeктopы и т.п.) и кoмбиниpoвaннныe, т.e. cвeтo-звукoвыe oпoвeщaтeли.  Основное назначение системы оповещения – это предупреждение находящихся в здании людей о пожаре или другой аварийной ситуации и управление эвакуацией.

Свeтoвыe пожарные oпoвeщaтeли (пpoжeктopы, cвeтoвe инфopмaциoнныe тaблo, лaмпы нapужнoгo ocвeщeния) включaютcя в cлучae cpaбaтывaния cигнaлизaции, пpивлeкaя внимaниe oкpужaющиx.

Звукoвыe пожарные oпoвeщaтeли (cиpeны или peвуны) издaют гpoмкий звукoвoй cигнaл мoщнocтью дo 130 дБ, кoтopый мoжeт быть уcлышaн нa oткpытoм пpocтpaнcтвe нa paccтoянии нecкoлькиx coтeн мeтpoв. Сиpeны имeют paзличнoe oфopмлeниe и paзмepы, нeкoтopыe из ниx ocнaщeны aвтoнoмными иcтoчникaми питaния.

В зависимости от степени  взаимодействия с другими системами  безопасности здания, система оповещения о пожаре может представлять собой  автономный комплекс или быть частью более сложной системы. Кроме  того, системы оповещения о пожаре различаются по максимальному количеству зон оповещения, по гибкости программирования логики событий, по возможности компьютерного  управления системой оповещения и др.

По составу и принципу работы системы оповещения о пожаре подразделяются на централизованные и  локальные.

1. Локальные системы пожарного  оповещения (рис.1)  о пожаре представляют собой совокупность модулей, которые при поступлении сигнала тревоги от какого-либо внешнего устройства (например, датчиков пожарной сигнализации) транслируют в ограниченном числе помещений записанное ранее текстовое сообщение. Обычно такие системы оповещения включают в себя речевой процессор, усилитель и громкоговоритель и не имеют централизованного управления. Одним из недостатков локальной системы оповещения о пожаре является то, что с помощью такой системы невозможно оперативно управлять эвакуацией, например, с микрофонной консоли. Такое управление бывает необходимо при возникновении нестандартной ситуации или в случае динамически изменяющихся событий.

2. Централизованные системы  пожарного оповещения (рис.2) о пожаре имеют центральный блок управления и могут работать как в автоматическом, так и в полуавтоматическом режиме. В автоматическом режиме система оповещения о пожаре, в случае поступления сигнала тревоги, транслирует по зонам записанное экстренное сообщение. При необходимости диспетчер может сам передавать экстренные сообщения с микрофонной консоли или с микрофона блока тревожного оповещения (полуавтоматический режим трансляции).

 

                          

Рис.1 Локальная система пожарного оповещения

 

Рис.2 Централизованная система пожарного оповещения

 

 

 

2.3.Пожарные датчики (извещатели)

Применение автоматических средств обнаружения пожаров  является одним из основных условий  обеспечения пожарной безопасности в машиностроении, так как позволяет  оповестить дежурный персонал о пожаре и месте его возникновения.

Пожарные извещатели преобразуют  неэлектрические физические величины (излучение тепловой и световой энергии, движение частиц дыма) в электрические, которые в виде сигнала определенной формы направляются по проводам на приемную станцию. По способу преобразования пожарные извещатели подразделяют на параметрические, преобразующие неэлектрические  величины в электрические с помощью  вспомогательного источника тока, и  генераторные в которых изменение  неэлектрической величины вызывает появление собственной ЭДС.

Извещатели пожара делят  на приборы ручного действия, предназначенные  для выдачи дискретного сигнала  при нажатии соответствующей  пусковой кнопки, и автоматического  действия для выдачи дискретного  сигнала при достижении заданного  значения физического параметра (температуры, спекта светового излучения, дыма и  др.).

2.4.Виды пожарных извещателей

В зависимости от того, каков  из параметров газовоздушной среды  вызывает срабатывание пожарного извещателя, они бывают: тепловые, световые, дымовые, кобминированные, ультразвуковые. По исполнению пожарные извещатели делят на нормального  исполнения, взрывобезопасные, искробезопасные  и герметичные. По принципу действия - максимальные (реагируют на абсолютные велеичины контролируемого параметра  и срабатывают при определенном его значении) и дифференциальные (регируют только на скорость изменения  контролируемого параметра и  срабатывают только при ее определенном значении).

Тепловые извещатели стороятся  на принципе изменении электропроводности тел, контакнтной разности потенциалов, ферромагнитных свойств металлов, изменении  линейных размеров твердых тел и  т.д. Тепловые извещатели максимального  действия срабатывают при определенной температуре. Недостаток - зависимость  чувствительности от окружающей среды. Дифференциальные теплоые извещатели имеют достаточную чувствительность, но малопригодны в помещениях, где  могут быть скачки температуры.

Дымовые извещатели - бывают фотоэлектрические (работают на принципе рассеяния частицами дыма теплового  излучения) и иоанизационные (использую  эффект ослабления ионизации воздушного межэлектродного промежутка дымом.

Ультразвуковые извещатели - предназначен для пространственного  обнаружения очага загорания  и подачи сигнала тревоги. Ультразвуковые волны излучаются в контролируемое помещение. В этом же помещении расположены  приемные преобразователи, которые, действуя подобно обычному микрофону, преобразуют  ультразвуковые колебания воздуха  в электрический сигнал. Если в  контролируемом помещении отсутствует  колеблюдщееся пламя, то частота  сигнала, поступающая от приемного  преобразователя, будет соответствовать  излучаемой частоте. При наличии  в помещении движущихся объектов отраженные от них ультразвуковые колебания  будут иметь частоту, отличную от излучаемой. Преимущество - безынерционность, большая контролируемая площать. Недостаток - ложные срабатывания.

2.5.Тепловые датчики

         Простота изготовления тепловых  пожарных извещателей и предопределила их большое распространение. Первый автоматический пожарный датчик был разработан в 60-годах и это был тепловой максимальный извещатель ДТЛ. Он состоял из двух проводников, спаянных специальным сплавом (сплав Вуда, разработанный еще в конце 18 века), разрушающимся под воздействием температуры и вследствие этого размыкающим электрический контакт. Поскольку сплав разрушался, то ДТЛ необходимо было менять после срабатывания. Другой разработкой был ИП105-2/1, использующий геркон с герметизированными контактами и двумя кольцевыми магнитами. При повышении температуры магниты теряют свои свойства, что приводит к переключению геркона и размыканию электрической цепи. Применение геркона позволило сделать ПИ многоразовым, в отличие от ДТЛ.

Извещатель пожарный тепловой ИП105-2/1

Извещатели пожарные тепловые ИП103-5/1 искробезопасные предназначены  для работы в закрытых помещениях стационарных объектов с целью выдачи информации о пожаре при достижении температуры окружающего воздуха 70o С ±5%. Извещатели предназначены  для непрерывной круглосуточной работы в установках пожарной и охранно-пожарной сигнализации.Извещатели устанавливаются  во взрывоопасных зонах помещений  и имеют на основании маркировку взрывозащиты. Сигнальная цепь извещателя должна подключаться к сертифицированному барьеру безопасности с выходными искробезопасными цепями.  
              Основные характеристики:  
- габаритные размеры извещателя: 60 мм х 35 мм;  
- рабочая температура окружающей среды от -50o С до +50o С;  
- относительная влажность до 95 % при температуре 35o С;  
- максимальное число срабатывания извещателея не менее 100 при напряжении 24 В и токе 0,05 А;  
- электрическое сопротивление замкнутых контактов извещателя не более 0,5 Ом;  
- наработка до отказа извещателей не менее 200 000 часов.

                                                                                                                           

Адресный тепловой пожарный датчик KL710A

Адресный тепловой пожарный датчик KL710A предназначен для обнаружения  пожара и срабатывает при быстром  увеличении температуры или достижении ею определенного порога.

• выносная индикация
• адрес тепловой пожарный датчик программируется с панели или программатора
• SMD технология, полная самодиагностика

 

 

 

 

 

2.5.1.Тепловой датчик, собранный своими руками

В радиолюбительской схемотехнике можно самому собрать  датчик пожарной сигнализации, где в качестве контролирующего элемента используется терморезистор.

Принципиальная схема  пожарной сигнализации представлена на рисунке

Сигнализация, собранная  по данной схеме, может быть установлена  в помещении сауны, бани, там, где  расположены электрические водонагреватели, на даче или летней кухне.

Устройство функционирует  в двух режимах: дежурном и рабочем. Активное сопротивление термодатчика при температуре +18 - +20˚С находится  в пределах 100 кОм. Делитель напряжения состоит из терморезистора (R7), переменного  резистора (R6) и резистора (R2). Транзистор (VT1) выполняет функцию компаратора  и задает пороговое напряжение переключения датчика пожарной сигнализации из режима ожидания в режим тревоги. Момент переключения компаратора отмечается светодиодом (VD1). Относительно положительного полюса источника питания пороговое  напряжение переключения компаратора  составляет 2В.

В дежурном состоянии разница  потенциалов на выводах термодатчика не снижается менее 10В. Соответственно, транзистор закрыт, и тока в цепи эмиттер-коллектор нет. Светодиод  не светится, напряжение на выводах  резистора (R1) также отсутствует. Составной  транзистор (VT2, VT3) находится в закрытом состоянии. Реле в ждущем режиме обесточено, поэтому нагрузка на звонок пожарной сигнализации отключена.

В рабочем режиме, когда  температура вокруг терморегулятора  превышает предельно допустимое значение (50˚С), сопротивление резистора (R7) резко уменьшается. Напряжение на транзисторе, относительно «минуса» источника  питания, также падает, вследствие чего он открывается. Далее загорается светодиод датчика пожарной сигнализации. На резисторе (R1) происходит падение напряжения, что обеспечивает прохождение тока через транзисторный переход. Ограничивающий транзистор (R4) пропускает высокое напряжение, от которого заряжается конденсатор (С1). Диод (D2) не дает конденсатору мгновенно разряжаться через резистор (R4), когда транзистор будет возвращаться в закрытое состояние. Затем с диода (VD2)напряжение попадает на составной транзистор, который, в свою очередь, включает реле. Диод (VD3) служит ограничителем обратного тока через реле и предотвращает дребезжание контактов.