Принципы построения и особенности применения современных систем охранно-пожарной сигнализации. Учебно-методическое пособие

Министерство образования и науки Российской Федерации

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

__________________________________________________________________________

C.B. БЫКОВ, И.Л. РЕВА

ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМ ОХРАННО-ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

Учебно-методическое пособие

НОВОСИБИРСК

2015

1.ЦЕЛЬ ПРАКТИКУМА

1.1.Знакомство с принципами действия и техническими характеристиками наиболее распространенных датчиков пожарной и охранной сигнализации.

1.2.Знакомство с принципами организации систем охранно-по- жарной сигнализации с использованием современных приемноконтрольных панелей.

1.3.Приобретение практических навыков в построении современных систем охранно-пожарной сигнализации.

2.СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ

2.1.Классификация датчиков систем сигнализации

На рис. 1 приведена классификация датчиков используемых в системах сигнализации. Необходимо отметить, что в большинстве каталогов и прайс-листах оборудования охранно-пожарной сигнализации датчики называются извещателями.

Рис. 1. Классификация датчиков охранно-пожарной сигнализации

4

Как видно из этого рисунка все датчики можно разделить на три группы:

–Пожарные датчики – предназначенные для предупреждения о возникновении пожара;

–Охранные датчики – предназначенные для предупреждении о вторжении на охраняемый объект;

–Совмещенные датчики – представляют собой охранный и пожарный датчик размещенные в одном корпусе. Такое конструктивное оформление датчика позволяет в некоторых случаях уменьшить трудозатраты на монтаж систем сигнализации. Так как принципиальных отличий от датчиков двух других групп они не имеют, более подробно они рассматриваться не будут.

В дальнейшем при описании существующих датчиков будут рассматриваться физические принципы и явления положенные в основу принципа функционирования датчика. Все датчики кроме ручных пожарных извещателей являются автоматическими. Это значит, что обнаружение признаков пожара происходит без участия человека. Перед подробным рассмотрением принципов действия необходимо остановиться на критериях выбора датчиков для различных помещений. С точки зрения пожарной безопасности все достаточно регламентировано. Существует документ «Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования» [1], в котором приводятся рекомендации по выбору типов пожарных датчиков, а также правила их установки в помещениях и требования к прокладке кабельных коммуникаций.

Для охранной сигнализации единых общегосударственных норм не существует. Крупные, территориально распределенные организации и ведомства разрабатывают свои технические условия в соответствии с которыми производится оснащение объектов элементами охранной сигнализации. Например, существует «Руководящий нормативный документ «Системы и комплексы охранной сигнализации, элементы технической укрепленности объектов, нормы проектирования» [2]. Настоящие строительные нормы распространяются на проектирование систем, комплексов охранной сигнализации и инженерно-технических мероприятий по усилению охраны (в дальнейшем – технических средств охраны) объектов различных видов собственности (в дальнейшем – объектов), охраняемых или подлежащих передаче под охрану подразделениям охраны при органах внутренних дел на территории Российской Федерации. Настоящие строительные нормы не распространяются на проектирование технических средств охраны, на кото-

5

рые имеются специальные нормы или требования, в том числе для учреждений, банков и объектов, находящихся под надзором Государственной инспекции по охране памятников архитектуры. Но этот документ издан в 1992 году и современные охранные датчики в нем не рассматриваются. Состав технических средств охраны объектов производится в соответствии с таблицами, определяющими группу объектов. Данная таблица из этого документа приводится в Приложении 2.

В [3] рассматривается один из способов оценки объектов для выбора необходимого оборудования. Основой способа является сравнение времени необходимого злоумышленникам на преодоление рубежей охраны, с временем в течении которого средства защиты и сотрудники охраны могут противостоять нападению или отреагировать на него (в случае нахождения сотрудников охраны вне защищаемого объекта, например охрана квартир вневедомственной охраной). Обозначим время необходимо на преодоление рубежей охраны tн.

tн = tо + tт ,

где tо – время, необходимое для вывода из строя всех постов охраны поочередно нападающей группой на пути к цели,

tт – время, необходимое для преодоления всех защитных барьеров. Время сопротивления определяется следующей формулой:

tз = tс + tд + tр ,

где tс – время задержки за счет сопротивления постов;

tд – время задержки за счет технических средств на пути движения (решетки, укрепленные двери);

tр – время реакции охраны на факт нападения.

Если tз значительно больше tн, правомерно считать, что рассматриваемое помещение достаточно защищено. При tн больше tз можно считать, что помещение защищено только от случайных попыток нападения малоквалифицированных злоумышленников. Если значения этих времен близки друг другу, то возможно использование дополнительных мер со стороны злоумышленников и со стороны сотрудников охраны, направленных на изменение ситуации в свою пользу. Злоумышленники могут использовать следующие меры:

–оборудование исходной позиции в смежном помещении незаметно для охраны;

–предварительное внедрение своего человека на объект и пр.

6

С точки зрения повысить стойкость объекта к нападению можно внедрением систем сигнализации и наблюдения.

Пожарные датчики

В группу пожарных датчиков входят:

–ручные пожарные извещатели – представляют собой механические устройства, имеющие в своем составе рычаги или кнопки, которые после их приведения в состояние тревоги могут быть возвращены

висходное состояние только при помощи специальных приспособлений.

–датчики обнаружения дыма (дымовые датчики) – формируют сигнал тревоги при появлении в месте установки дыма с концентрацией выше определенного порога.

–датчики обнаружения избыточного тепла (тепловые датчики) – формируют сигнал тревоги если в течении определенного времени температура в месте установки выше определенного порога или если в месте установки за короткий промежуток времени (несколько секунд) произошел резкий скачок температуры.

–датчики обнаружения пламени – формируют сигнал тревоги, если

взоне действия датчика обнаружены признаки присутствия открытого огня.

–газовые датчики – формируют сигнал тревоги при повышении в помещении концентрации газов выделяющихся при горении, например углекислого газа СО2.

–комбинированные датчики – представляют собой установленные в одном корпусе два пожарных датчика реагирующих на разные физические факторы. Например, ИП212/101-2 производства фирмы SYSTEM SENSOR LTD совмещающий дымовой и тепловой датчики.

Рассмотрим подробнее принципы, на основе которых реализуются датчики, входящие в состав каждой подгруппы.

Дымовые датчики разделяются на два основных типа: точечные датчики и линейные.

Точечные датчики определяют концентрацию дыма в месте установки датчика (при помощи чувствительного элемента установленного внутри датчика). Линейные датчики определяют превышение концентрации дыма внутри защищаемого помещения.

Линейный дымовой датчик (рис. 2) состоит из инфракрасного излучателя (А) и фотоприемника (Б). При распространении излуче-

7

ния от излучателя до приемника происходит уменьшение его мощности. Основное уменьшение мощности происходит при наличии в воздухе взвешенных частиц (пыли, дыма). В связи с этим, если мощность излучения поступающего на фотоприемник падает меньше определенного уровня, формируется сигнал тревоги. Необходимо отметить, что чувствительность линейных дымовых датчиков ниже, чем у точечных дымовых датчиков. Линейные дымовые датчики предназначены для установки в протяженных помещениях с высокими потолками. Установка в подобных помещениях точечных дымовых датчиков сводит на нет их более высокую чувствительность, вследствие большого удаления мест установки от потенциальных мест возникновения пожара.

1

Рис. 2. Принцип действия линейного дымового датчика:

1 – линейный дымовой датчик; 2 – пассивный отражатель; 3 – путь распространения инфракрасного излучения

Точечные дымовые датчики также бывают двух типов: с естественной циркуляцией воздуха через чувствительный элемент и с принудительной циркуляцией воздуха через чувствительный элемент (аспирационные датчики). На рис. 3 показано конструктивное исполнение чувствительного элемента дымового датчика с естественной циркуляцией воздуха [4]. При возникновении пожара частицы дыма проникают в чувствительный элемент дымового датчика с естественной циркуляций за счет конвекции воздуха в помещении.

8

2 – светозащитные шторки. Препятствуют попаданию в чувствительную камеру света из помещений (солнечного или от осветительных приборов), что необходимо для предотвращения ложных срабатываний.

3 – инфракрасный светодиод. Формирует луч инфракрасного излучения распространяющегося в чувствительном элементе. Как правило, луч претерпевает не менее 4 переотражений. Это увеличивает чувствительность датчика за счет большей вероятности встречи инфракрасного излучения с частицами дыма.

4 – фотодиод. Детектирует уровень излучения отражающегося от частиц дыма при работе датчика на отражение (сигнал тревоги формируется при превышение уровня отраженного излучения выше определенного порога), или уровень сигнала от светодиода при работе датчика на просвет (сигнал тревоги формируется при снижении уровня излучения ниже определенного порога, за стер рассеивания на частицах дыма).

В датчиках с принудительной циркуляцией используется малогабаритный компрессор. Аспирационные датчики по заявлениям производителей имеют значительно более высокую чувствительность (10 – 100 раз) [5], но цена их значительно выше, чем у датчиков с естественной вентиляцией. На рис. 4 представлена структурная схема аспирационного датчика. Луч инфракрасного полупроводникового лазера перед попаданием на фотодиод (аналогично датчикам с естественной циркуляцией) претерпевает несколько переотражений для увеличения чувствительности.

Сменный пылезащитный фильтр выполняется из прозрачного материала, что позволяет оценивать степень запыленности и при необходимости сменить фильтр. За счет чего аспирационные датчики имеют более высокую чувствительность? Во-первых, наличие в составе датчика малогабаритного компрессора делает циркуляцию воздуха из помещения более предсказуемой. Во-вторых, пылезащитный фильтр можно делать более мелкоячеистым, так как работа компрессора компенсирует более высокое аэродинамическое сопротивление фильтра. В-третьих, для повышения чувствительности необходимо увеличивать яркость излучения, а это приводит к увеличению фонового сигнала, отраженного от стенок измерительной камеры, который, к тому же, повышается при их запылении. В аспирационном датчике в качестве излучателя используется полупроводниковый лазер. Яркость излучения лазера примерно на два порядка выше, чем у светодиода, а лучшая фокусировка луча обеспечивает практически полное отсутствие отражений от стенок дымовой камеры.

10