Системы пожарной сигнализации и принцип их действия

Как работает пожарная сигнализация

Основные функции пожарной сигнализации

Чтобы разобраться с тем, как работает система пожарной сигнализации, необходимо определиться с ее задачами. Главные функции такой системы заключаются в следующем:

выявить признаки возгорания на обслуживаемом объекта на как можно ранней стадии;
срочно передать тревожный сигнал на диспетчерский пульт службы реагирования;
обеспечить оповещение людей, находящихся на объекте, о возникновении экстренной ситуации.

Срабатывание сигнализации дает возможность обеспечить своевременную эвакуацию с объекта и оперативно начать тушение пожара. Благодаря этому удается устранить угрозу жизни и здоровью людей, быстро локализовать и потушить возгорание, за счет чего предотвращается большой материальный ущерб.

Помимо этого, принцип действия пожарной сигнализации позволяет предусматривать выполнение целого ряда дополнительных функций при обнаружении возгорания:

задействование средств автоматического пожаротушения, установленных на объекте;
включение аварийного освещения;
разблокировки средств системы контроля и управления доступом для обеспечения беспрепятственной эвакуации людей;
другие функции.

Из чего состоит пожарная сигнализация

Схема устройства пожарной сигнализации состоит из следующих основных компонентов:

извещатели — датчики, которые выявляют признаки возгорания на объекте;
пульты контроля и приема информации (ПКП), которые получают и обрабатывают сигналы о срабатывании датчиков;
каналы передачи данных;
оповещатели — устройства, обеспечивающие оповещение людей на объекте о пожаре.

Автоматическая пожарная сигнализация устроена таким образом, что когда срабатывает любой из датчиков, по каналам передачи данных сразу подается сигнал на ПКП, который обрабатывает информацию и передает ее на диспетчерский компьютер. Одновременно с этим включаются оповещатели, которые предупреждают людей о необходимости эвакуации.

Устройство и принцип действия извещателей

Извещатели — это датчики, которые определяют появление различных признаков возгорания. К таким признакам относится задымление воздуха, быстрое повышение температуры, интенсивное свечение. На основе анализа этих факторов и работают пожарные извещатели.

Различают 5 основных видов пожарных датчиков:

датчики дыма;
тепловые датчики;
датчики пламени;
комбинированные датчики;
ручные извещатели.

Датчики дыма

Стандартный датчик дыма состоит из разъемного корпуса, внутри которого располагается электронная плата и оптическая система. Схема установки дымовых извещателей предусматривает их размещение на потолке, поскольку дым при возгорании поднимается вверх и концентрируется именно под потолком.

При появлении дыма и его накоплении в пространстве под потолком он проникает в корпус прибора. Это вызывает срабатывание оптической системы датчика. Оптическая система состоит из светодиода, который генерирует луч света, и фотоэлемента, который при этом вырабатывает электрический импульс при попадании на него света.

Особенностью конструкции оптической системы является то, что в нормальном состоянии луч света от светодиода не попадает на фотоэлемент. Если же в корпусе оказывается дым, то на его частицах происходит преломление света, в результате чего фотоэлемент освещается и вырабатывает электрический импульс. При этом формируется сигнал, который передается на приемное устройство системы сигнализации.

Датчики дыма также чувствительны к попаданию в корпус водяного пара или газов, которые вызывают преломление световых лучей. Это приводит к ложному срабатыванию пожарной сигнализации. В связи с этим такие извещатели не устанавливаются в душевых, ванных комнатах, кухнях и других помещениях. Также их не монтируют в местах для курения.

Монтаж датчиков дыма целесообразен в местах, где при возгорании может выделяться достаточное количество дыма от тления изоляции электрических проводов, тканей и других материалов. В том числе их устанавливают на складах, в лабораториях, местах размещения электрооборудования, на промышленных предприятиях и т.д.

Тепловые датчики

Тепловые извещатели также устанавливаются на потолке, поскольку тепло, выделяемое при горении поднимается вверх. В зависимости от принципа срабатывания различают:

пороговые датчики;
интегральные датчики.

Пороговые извещатели реагируют на повышение температуры среды выше установленного предела. Современные приборы этого типа строятся на базе заменяемых плавких вставок. Принцип их действия заключается в том, что при повышении температуры окружающей среды до 60-70 °C происходит замыкание электрической цепи и сигнал подается на приемное устройство.

Интегральные датчики реагируют на скорость изменения температуры. Их работа основана на измерении электрического сопротивления металлов, которое зависит от температуры их нагрева. На клеммы металлического контрольного элемента интегрального датчика постоянно подается напряжение стабильного значения. Измерительное устройство измеряет силу протекающего по цепи тока, величина которой зависит от сопротивления металла.

При возгорании в зоне контроля датчика он начинает нагреваться. При этом увеличивается сопротивление элемента, и уменьшается величина тока. Скорость его изменения измеряется электронной платой. Она настраивается на срабатывание при достижении скорости изменения температуры выше определенного значения. Обычно эта величина устанавливается на рост скорости 5 °C в секунду. Такая скорость повышения температуры характерна для воздействия открытого огня. При срабатывании датчика формируется сигнал, который по каналам связи передается на приемный модуль. Интегральные датчики демонстрируют высокую эффективность обнаружения возгорания нефтепродуктов, горючих жидкостей, топлива, горючих твердых материалов.

Датчики пламени

Датчики пламени представляют собой сложный тип пожарных извещателей. Они срабатывают при появлении открытого огня или тления материалов без выделения дыма. Основой такого прибора является фотоэлемент, срабатывающий при воздействии на него полного диапазона оптического спектра или только определенной его части. Это достаточно дорогостоящие датчики, которые применяются, главным образом, в промышленных условиях (обычно в нефтегазовой отрасли).

Для дешевых устройств этого класса характерны ложные срабатывания от света люминесцентных ламп, яркого солнца, сварочной дуги, а также при воздействии электромагнитных помех оптического спектра. Предотвращение ложных срабатываний обеспечивается при помощи специальных фильтров.

Комбинированные датчики

Комбинированные извещатели — современный тип пожарных датчиков, которые реагируют сразу на два или три признака возгорания. Чаще всего они сочетают в себе функции датчиков дыма и тепловых датчиков (двухканальные датчики). Также в некоторых моделях применяется функция датчиков пламени (трехканальные датчики). На ответственных промышленных объектах могут устанавливаться также четырехканальные датчики, которые дополнительно оснащены сенсором контроля концентрации угарного газа в воздухе.

В зависимости от устройства и работы пожарной сигнализации по проекту комбинированные датчики могут настраиваться на срабатывание при появлении какого-либо одного из признаков возгорания или только при их совместном одновременном воздействии.

Ручные извещатели

В нормативных документах установлен принцип, как должна работать пожарная сигнализация. В соответствии с этим принципом, помимо автоматического срабатывания, обязательно должна предусматриваться возможность приведения сигнализации в действие вручную. Для этой цели на объекте устанавливаются ручные извещатели.

Ручной извещатель представляет собой тревожную кнопку в корпусе с защитной крышкой. При ее нажатии происходит срабатывание системы и подача сигнала на пульт охраны. При этом извещатель устроен таким образом, что он блокируется и после отпускания кнопки сигнал не прекращается. Разблокировать извещатель можно только при помощи специального ключа, который хранится у работника, ответственного за пожарную безопасность.

Оснащение системы пожарной сигнализации ручными извещателями позволяет любому человеку, находящемуся в здании, подать сигнал тревоги при обнаружении признаков возгорания. Тем самым, обеспечивается возможность срабатывания системы даже при отказе автоматической части. Тревожные кнопки должны устанавливаться во всех производственных и общественных зданиях, где пребывает большое количество людей. Он монтируются на стенах на высоте 1,5 м с интервалом не более 50 м.

Каналы передачи данных

Каналы передачи данных соединяют между собой пожарные датчики и приемно-контрольный прибор. Они служат для передачи сигналов между ними. Сигнал от сработавшего датчика поступает на ПКП, который формирует сигнал тревоги на пульт диспетчера. Также между ПКП и всеми датчиками регулярно производится обмен сигналами с целью контроля исправности извещателей.

Каналы передачи данных представляют собой шлейфы, которые формируются из проводов с медными жилами. Они прокладываются отдельно от других кабельных линий. При прокладке обязательно предусматривается возможность доступа к шлейфу для контроля его состояния. Также предусматриваются технические решения, позволяющие предотвратить механические повреждения линии.

Пульты приема и контроля

ПКП представляет собой «мозг» системы пожарной сигнализации, построенный на базе мощного процессора. Этот прибор обеспечивает постоянный контроль состояния каждого подключенного датчика. При срабатывании любого из установленных в системе извещателей он автоматически передает тревожный сигнал на пульт охраны, а также дает команду на включение оповещателей, которые предупреждают людей в здании о необходимости эвакуации. Также ПКП обеспечивает постоянный контроль исправности пожарных датчиков. При выходе из строя любого из них формируется особый сигнал на пульт диспетчера, что позволяет своевременно заменить или отремонтировать неисправный извещатель. Таким образом, обеспечивается контроль того, как работает автоматическая пожарная сигнализация на объекте.

Пульты контроля и приема могут иметь разную степень сложности и функциональности. Наиболее сложные приборы обладают расширенными возможностями. Они могут использоваться для подключения не только пожарных, но и охранных датчиков, формируя систему охранно-пожарной сигнализации.

ПКП подключаются к централизованной электрической сети. Кроме того, обычно предусматривается источник резервного питания в виде аккумулятора большой емкости. Он способен поддерживать работоспособность системы в автономном режиме при отключении электроэнергии до нескольких суток.

Оповещатели

К обязательным элементам пожарной сигнализации относятся устройства оповещения о пожаре. Они приводятся в действие автоматически после того, как срабатывает пожарная сигнализация. Предусматривается использование звуковых и пожарных оповещателей.

В качестве звуковых устройств чаще всего используются сирены. Также могут применяться речевые оповещатели, зачитывающие тревожное сообщение.

Световые оповещатели — это сигнальные таблички, на которых размещены сигналы тревоги, а также указатели путей эвакуации и выходов. При срабатывании сигнализации автоматически включается их подсветка. Благодаря этому они могут не только предупреждать людей о пожаре, но и способствовать быстрой эвакуации.

Также предусматривается установка комбинированных средств оповещения, сочетающих функции звуковых и световых приборов.

Противопожарная сигнализация

Сирены пожарных машин – не редкость в больших городах. Это говорит о том, что статистика о большом количестве пожаров – реальность. Горят не только торговые или развлекательные центры, горят квартиры и дома, офисы и заводы. А частая причина – халатность людей. Кто-то не потушил брошенную сигарету, кто-то вовремя не проверил качество электропроводки, кто-то забыл чайник на плите, перечислять можно до бесконечности. Предупредить возгорание – вот главная задача, поставленная перед службами пожарной безопасности. И решается она сегодня просто – пожарная сигнализация.

Как работает пожарная сигнализация

Чтобы своевременно обнаружить первые признаки возгорания, необходимы специальные устройства, они же датчики, которые реагируют на задымленность помещения и другие параметры окружающей среды. Специалисты их называют первичными регистрирующими устройствами. Они реагируют на появление дыма, повышение температуры и начинают издавать сигналы. Это самые простые модели. Есть усовершенствованные приборы, которые приводят в действие автоматические системы оповещения, передают сигнал вызова в пожарную часть МЧС, плюс дополнительно самостоятельно включают автоматическую систему пожаротушения.

Как и все устройства, извещатели со временем пачкаются, покрываются слоем пыли, отчего его функции быстрого реагирования и срабатывания снижаются. Поэтому важно проводить проверки приборов на их качественное состояние, что должно соответствовать нормативным актам.

Как устроена сигнализация

Чисто схематично пожарная сигнализация – это комплекс, в которую кроме извещателей входят:

охранно-пожарная панель, которая обеспечивает пуск пожарно-охранной системы;
приемно-контрольная, которая собирает, обрабатывает и передает сигналы;
приборы периферийного назначения, которые обеспечивают связь, питание электроэнергией, формируют и включают само пожаротушение;
комплекс, обрабатывающий все сигналы, идущие от различных объектов, и передает их в службы МЧС.

Принцип работы

Так как разновидностей систем пожарной сигнализации несколько, то и работают они по разным принципам. К примеру, у пороговых идет опрос каждого датчика по отдельности через определенные промежутки времени. Таким образом выявляется, какой из них сработал. Самые простые пороговые модели работают по принципу обрыва шлейфа, на котором расположен сенсор. Именно обрыв и является сигналом, обозначающий, что в зоне расположения начался пожар.

У адресно-аналоговых в основе принципа работы лежат параметры среды. В данном случае воздуха. Есть ли в нем концентрация дыма, достаточная, чтобы говорить о пожаре, или нет.

Разновидности

Говоря о разновидностях систем противопожарной сигнализации, надо обозначить, что все зависит от комплектации и принципа работы. А так как комплектующие на рынке представлены огромным разнообразием, соответственно, подбирая их под каждую систему, можно собрать модель отличную от других, как по видам комплектующих, так и по принципу работы. Поэтому виды пожарной сигнализации представлены пятью категориями:

пороговые со структурой радиального типа;
пороговые со структурой модельного типа;
адресно-опросные;
адресно-аналоговые;
интегрированные.

Пороговые

Здесь используются сенсоры, которые настраиваются на определенный порог срабатывания (чувствительности). Отсюда, в принципе, и название. К примеру, если извещатель настроен на определенную температуру окружающего воздуха, то он сработает только тогда, когда температура в помещении поднимется до заданного предела. В остальное время он будет просто «молчать».

Чаще всего пороговые схемы устраиваются по лучевому принципу. Это когда от панели управления к сенсорам протягиваются шлейфы (провода). Чем больше шлейфов, тем плотнее можно охватить помещение на предмет реагирования. На каждом луче до 30 извещателей. Если один из них сработает, на панели высветиться номер шлейфа. Значит, в этой зоне начался пожар, о чем подается сигнал.

Пороговые системы пожарной сигнализации устанавливают обычно внутри небольших по размерам объектах: магазины, школы, детские сады, кинотеатры и прочее. Говоря о преимуществах, то необходимо отметить невысокую цену сети, простоту монтажа. Что касается недостатков, то здесь в первую очередь надо обозначить минимальную информативность, то есть, система может показать приблизительную зону появления очага возгорания, а не точное место. И если луч разводки достаточно длинный, охватывающий несколько помещений, то грешить придется на все помещения.

Адресно-опросные

В таких схемах каждому сенсору-извещателю присваивается адрес места его нахождения внутри объекта. Шлейфы располагаются не лучами (радиально), а кругами. И на каждый кольцевой участок можно подключить до 200 сенсоров. Последние могут быть температурными, дымовыми, влажностными и прочими.

Отличается адресная система от пороговой тем, что в последней панель управления «ждет», когда один из датчиков сработает. В первой сама панель с определенной периодичностью опрашивает извещатели, в каком состоянии они находятся. Отсюда и преимущества данного вида:

ранее обнаружение возгорания;
возможность по своему усмотрению менять порог чувствительности приборов;
простота и невысокая цена монтажных работ и профилактических мероприятий.

Адресно-аналоговые

Аналоговая от опросной отличается тем, что между извещателями и панелью управления устанавливаются специальные приборы, которые называются приемно-контрольными (ПКП). Именно они проводят опрос датчиков, а не последние передают сигналы. Это усложняет систему, но делает ее более гибкой, с возможностью быстрого реагирования на появление пожара.

Приемно-контрольный прибор не только опрашивает датчики, но проводит анализ полученных сигналов, сравнивает полученные данные с порогами чувствительности. И на всем этом принимает решение. Именно поэтому снижается количество ложных срабатываний. При этом ПКП проводит анализ на всех факторах, не снижая время реагирования.

По всем позициям адресно-аналоговые системы противопожарной сигнализации превосходят все остальные. Но у них один серьезный минус – высокая цена.

Интегрированные

Что значит, интегрированная пожарная сигнализация. Это связь с другими инженерными сетями безопасности. Это дает возможность быстро среагировать на появление очага пожара и спокойно без паники начать эвакуацию людей. То есть, такая модель не только вовремя оповещает о начале возгорания, но в автоматическом режиме открывает входные двери, турникеты, отключает вентиляцию.

Как работает интегрированная схема:

как только сигнал поступает на пульт управления, выключается вентиляция, а вместо нее включается дымоудаление;
полностью объект отключается от энергоснабжения, кроме пожаротушения и сигнализации;
включается освещение (аварийное) и индикация световая;
включается оповещение;
открываются аварийные выходы.

Датчики-извещатели

Это небольшие по размерам приборы, которые контролируют параметры окружающего воздуха. Сегодня производители предлагают достаточно широкий модельный ряд датчиков противопожарной сигнализации, которые друг от друга отличаются не только внешним видом и габаритными размерами, но и принципом работы, типом контролируемого параметра окружающей среды и методами передачи информационных данных на сборный пульт управления.

По принципу работы пожарные датчики делятся на пассивного действия и активного. Первые работают только на срабатывание, вторые не только срабатывают, но и контролируют параметры окружающей среды. Последние по мере возрастания угрозы (распространения огня, увеличения температуры) передают на пульт разные сигналы по уровню мощности и интенсивности.

Второй тип деления сенсоров – это контроль разных параметров. Здесь пять позиций:

дымовые,
температурные или тепловые,
контроля пламени,
утечки воды,
утечки газа (угарного или природного).

Чаще используют именно дымовые, потому что дым самый первый признак пожара, который быстрее всего распространяется по внутренним пространствам объекта.

Как работает пожарный извещатель дымового типа

Датчик дыма контролирует задымленность помещений. То есть, если внутри объекта в любой его части вдруг появится определенная концентрация дымовой завесы, прибор тут же сработает, подавая сигнал на пульт.

В основе сенсора заложен оптический принцип работы. В его состав входит фотоэлемент, перед ним установлена камера с воздухом, а за ней смонтирован светодиод, который посылает луч света на фотоэлемент через камеру с воздухом. Если внутри помещения увеличилось количество дыма, луч света начинает рассеиваться. То есть, на фотоэлемент попадает меньше световой энергии. Это и есть причина срабатывания.

Правила установки дымовых и тепловых извещателей

В пункте №13 из СП 5.13.130.2009 есть таблица под номером 13.3, где показаны размеры установки дымовых сенсоров.

Высота потолков, м	Контролируемая площадь, м²	Расстояния между:
Высота потолков, м	Контролируемая площадь, м²	датчиками	датчиками и стенами
до 3,5	до 85	9	4,5
3,5-6	70	8,5	4
6-10	65	8	4
10-12	55	7,5	3,5

В таблице 13.5 четко показаны расстояния между тепловыми сенсорами, а также между ними и стенами. Вот эта таблица:

Высота потолков, м	Площадь, контролируемая датчиком, м²	Расстояния между:
Высота потолков, м	Площадь, контролируемая датчиком, м²	извещателями	извещателями и стенами
до 3,5	до 25	5	2,5
3,5-6	20	4,5	2
6-9	15	4	2

Необходимо обратить внимание на один очень серьезный момент. К сожалению, в СП не указывается радиус действия сенсоров. Это неважно, если помещения имеют прямоугольную форму. А вот если архитектура сложная, то могут при установке сигнализационных приборов образоваться зоны, которые не попадают под их контроль.

Принцип работы пожарной сигнализации и порядок действий при пожаре

Пожарная сигнализация – это целый комплекс технических устройств разного типа, созданный для обработки сигналов и своевременного оповещения о возникновении огня в оговорённом схемой виде, обычно это выдача информации в специализированном виде или(и) в подаче сигнала на включение установок автоматического тушения пожара и иных технических контуров и приборов.

Области применения ↓
Принцип функционирования датчиков ↓
Дымовые приборы ↓
Тепловой сигнализатор ↓
Датчики пламени ↓
Ручные пожарные извещатели ↓
Порядок действий системы при пожаре ↓
Оповещение ↓
Отключение системы контроля доступа для беспрепятственной эвакуации ↓
Активация пожаротушения ↓
Активация дымоудаления ↓
Отключение приборов энергопотребления ↓
Какой должна быть схема подключения устройств ↓
Обзор типов пожарных систем ↓

Основной смысл и цель размещения такого рода комплекса кроется в реализации совокупности мероприятий, призванных спасать человеческие жизни и сохранение имущества. Своевременное обнаружение возгорания позволяет вовремя выявить, отреагировать и локализовать очаг возгорания, сохранив, таким образом, множество человеческих жизней и минимизировав ущерб.

Области применения

Системы сигнализирования о пожаре устанавливаются с целью раннего выявления возгорания и подачи сигнала, чтобы были предприняты необходимые меры, к числу которых относят:

Вывод людей;
Вызов спасательной службы и машины пожарников;
Исполнение действий для удаления дыма;
Запуск схемы охлаждения;
Сработка тушения пожаров;
Регулирование работы противопожарных клапанов в вентиляционной системе;
Запирание дверей;
Отключение работы иных систем и т. д.

Принцип функционирования датчиков

Извещатель – специализированный технический прибор, который необходим для выявления и предупреждения случаев возникновения возгорания. Зачастую извещатели именуют датчиками, но датчик – это только один из элементов устройства.

По принципу цифрового сигнала, выдаваемого извещателем, их можно разделить на:

Активные. Такие устройства подают сигнал в охраняемую область и реагируют в случае перемен;
Пассивные. Такие приборы выявляют перемены в окружающей среде, сопровождающиеся пламенем.

Дымовые приборы

Такие устройства используются для того, чтобы обнаруживать возгорание в сооружениях и зданиях разного типа, пламя которых сопровождается выделением едкого и опасного дыма.

При проявлении дыма в зоне, контролируемой устройством, он формирует соответствующий электронный импульс и передает его в сердце комплекса на контрольный пульт. Приборы такого типа никак не отражают такие изменения внешней среды, как:

Повышение температуры;
Изменения освещенности;
Перемены уровня влажности.

Принципом реализации функционирования прибора является анализ электрического импульса, пропорционального показателям плотности подотчетной устройству среды. Схема датчика наделена пороговым значением, в соответствии с ним подается импульс от устройства.

Светодиод, входящий в устройство датчика, подает минимальные импульсы на приемник. Если в среде задымленности нет, на приемник возвращается объем света гораздо ниже заданного уровня, что поддерживает входной ключ в замкнутом положении.

Если дым в среде присутствует, то на приемник направляется поток, обогащенный от частиц дыма, и значение превышает порог устройства. Если порог устройства превышен более 5 раз, то ключ открывается и сигнал, подаваемый от датчика, свидетельствует о пожаре. Вернуть датчик в обычный режим работы можно, только подав от пульта сигнал «Сброс».

Ввиду того что дым бывает различным и характеризовать его могут различные параметры, выделяют несколько видов приборов, определяющих задымленность:

Ионизационные;
Оптические;
Линейные;
Комбинированные.

Несмотря на то что комбинированные виды устройства сегодня не являются самыми распространенными, ввиду их сложной конструкции и высокой цены, но они признаются наиболее надежными и универсальными.

Тепловой сигнализатор

Такого типа прибор предназначается для сигнализации на пульт путем замыкания проводов в том случае, если температура окружающей среды достигла порогового уровня.

Прибор измеряет температуру воздуха, подавая короткие измерительные импульсы каждые несколько секунд. Каждый измерительный импульс сопровождается вспышкой светодиода. При достижении порогового значения ключ системы переводится в замкнутое положение, что приводит к непрерывному свечению светодиода и подаче сигнала «Пожар» на пульт.

Такие устройства бывают двух типов:

ИК (инфракрасные);
УФ (ультрафиолетовые).