Тепловой пожарный извещатель

Наверняка многие видели так называемые точечные светильники, чаще всего используемые для освещения офисных, торговых и административных помещений, а также прихожих, коридоров, ванных, туалетных комнат в квартирах, жилых домах. Точечные ИП имеют с ними довольно много общего, т.к. подобно освещению ими ограниченного небольшого участка помещения, чаще всего в форме круга; тепловые, дымовые извещатели также контролируют только компактную зону, различающуюся по площади в зависимости от ряда нескольких факторов.

Эту зону по площади формируют собственно технические возможности/характеристики каждого конкретного серийного ИП, а также высота установки, настройка чувствительности датчика, особенности конструкции перекрытия/покрытия здания/сооружения, потолка помещения или пожарного отсека, наличия на них выступающих элементов.

К точечным извещателям относится подавляющее большинство подобных устройств для обнаружения первых признаков начинающегося пожара – появления дыма, резкого повышения температуры в помещении, вполне успешно справляющихся с такими задачами.

К такой разновидности датчиков также причисляют ручные пожарные извещатели, установленные в разных точках на этажах/отметках защищаемого объекта, и предназначенные для подачи сигнала тревоги теми, кто визуально первым обнаружил признаки возгорания.

Следует знать, что кроме точечных, существуют также линейные пожарные извещатели, необходимые там, где традиционные устройства не справляются. Это здания с большой высотой, длиной или шириной; сложной архитектуры, с уникальной исторической или современной уникальной/дорогостоящей отделкой интерьера помещений зданий, различных сооружений.

Примеры точечных извещателей

Типы (виды) точечных извещателей

Для проектирования, монтажа установок АПС, стационарных систем пожаротушения используются следующие точечные пожарные извещатели, предназначенные для обнаружения очага пожара в ограниченной по площади/компактной зоне:

  • Тепловой точечный пожарный извещатель – это старейший датчик АПС, используемый более века. Тепловые точечные извещатели, невзирая на появление новых видов ИП – извещателей пламени, проточных, аспирационных датчиков и сегодня защищают многие помещения зданий/сооружений прежде всего промышленных предприятий, различных производств, где использование более чувствительных дымовых устройств затруднено или невозможно из-за регулярного/постоянного наличия в воздушной среде «технологического тумана» – паров, аэрозолей, пыли. Кроме того, они не реагируют на ионизирующее/электромагнитное воздействие от работающего электрического/электронного, технологического оборудования, в то время как для многих других видов ИП такие помехи часто являются критичными для использования на промышленных объектах, в частности энергетической отрасли.
  • Хотя нормативная площадь защищаемой зоны одного точечного ИП исходя из СП 5.13130.2009, кстати дающего определение точечного ИП только для теплового и дымового извещателей, невелика и максимально в зависимости от высоты помещения, где он устанавливается, может составлять до 25 кв. м.; несмотря на это они, учитывая невысокую стоимость одного изделия экономически выгодны и потому востребованы заказчиками и проектировщиками.
  • Ручной пожарный извещатель – это датчик АПС, где чувствительным «элементом» выступает любой человек, первым обнаружившим очаг пожара по внешним признакам – появлению неприятного запаха гари, дыма, открытого огня, резкому повышению температуры в помещениях здания, сооружения, где он находится на этот момент. «Инерционность» такого устройства на практике зависит от личных качеств этого работника/сотрудника, степени его подготовленности к действиям в условиях чрезвычайной ситуации, на что прямо влияют поведенные с ним инструктажи по пожарной безопасности, обучение ПТМ, практические тренировки на объекте.
  • Технически/конструктивно ручной ИП, установленный не далее 50 м от других аналогичных устройств, и извещатель охранный ручной точечный, часто называемый тревожной кнопкой, предназначенный для подачи сигнала о противоправных действиях посетителей/нападении на защищаемый объект, весьма схожи – это простейшие устройства с нажимным механизмом, замыкающим/размыкающим электрическую цепь в шлейфе охранной сигнализации.
  • Точечный автономный пожарный извещатель – это полноценное, если можно так выразиться самодостаточное техническое устройство АПС, в корпусе которого имеется набор элементов/частей для быстрого обнаружения опасных факторов возгорания, подачи громкого звукового и/или яркого светового сигнала, средств внутреннего контроля/тестирования, источника электропитания, обеспечивающего длительный период эксплуатации без замены батареек/аккумуляторов.
  • В большинстве случаев это дымовой оптико-электронный точечный автономный датчик, предназначенный для защиты жилых помещений в квартирах, частных домах, однако существуют и тепловые автономные устройства, например, УСПАА-1, используемый для запуска локальных АУПТ.
  • Точечный дымовой извещатель по сводной статистике используется в 90% случаев при выборе типа ИП для защиты помещений. Этому в значительной степени способствует то, что государственными нормами ПБ установлено жесткое требование обязательного применения их на объектах с массовым пребыванием людей от детских учреждений, школ до торговых центров, административных зданий, а также для защиты помещений с дорогостоящим электронным оборудованием.
  • Точечный ИП может как передавать тревожный сигнал по проводным ШС, так и быть современным радиоканальным пожарным извещателем, связанным с приемно-контрольным прибором посредством микросотовой связи, что избавляет от значительных затрат на прокладку линий, производство подготовительных, монтажных работ.
  • Один оптико-электронный точечный датчик дыма согласно СП 5.13130.2009 может контролировать до 85 кв. м. защищаемого помещения, что с любой точки зрения весьма немало. Кроме того, использование современных адресных, адресно-аналоговых дымовых ИП позволяет сократить общее необходимое количество извещателей в проектируемой системе АПС, АУПТ вдвое, т.к. для надежного контроля такой площади в подобных случаях достаточно одного такого датчика, а не двух традиционных безадресных извещателей.

Во многом схожие задачи выполняет извещатель охранный точечный, также контролирующий определенную зону/объем пространства помещения или защищающий строительные проемы в стенах, перегородках, установленные в них окна, люки, двери от несанкционированного/незаконного проникновения. Такой точечный электроконтактный, магнитоконтактный датчик моментально реагирует на открытие любых, в т.ч. противопожарных дверей, люков, окон, штор, посылая тревожный сигнал на пульт поста/диспетчерской службы охраны предприятия/организации.

Модели точечных извещателей

Среди огромного многообразия подобных устройств АПС, выпускаемых российскими производителями, можно отметить следующие востребованные изделия:

  • 212-45. Дымовой точечный ИП с питанием 9–30 В по двухпроводному ШС, реагирующий на появление дыма низкой концентрации. Диаметр корпуса 94 мм, высота 46 мм. Может эксплуатироваться при температуре от – 45 до + 55℃. Защита – IP
  • 101-07е – тепловой взрывозащищенный ИП со взрывонепроницаемой оболочкой, защитой IP Температуры срабатывания в линейке изделий от + 54 до + 130℃.
  • 101-29 – адресно-аналоговый точечный ИП, работающий по нарастанию теплового фона (максимально-дифференциальный) с температурой срабатывания в диапазоне + 54 – 70℃.

Для справки: цифры после дефиса в аббревиатуре разных моделей изделий согласно принятой в нормах ПБ системе условных обозначений для всех видов пожарных извещателей – порядковый номер разработки ИП этого типа.

Плюсы и минусы данных извещателей

К преимуществам относят:

  • Большую распространенность, наличие представительств компаний производителей, официальных поставщиков в регионах России, огромный выбор моделей изделий, варьирующихся как по техническим характеристикам, совместимости с большинством приборов, основным/вспомогательным оборудованием систем сигнализации/пожаротушения, так и по стоимости.
  • Огромный опыт использования при построении различных схем систем ОПС, знание плюсов/минусов каждого вида/типа точечных ИП.
  • Простой выбор и корректировка порога срабатывания, чувствительности для максимальных пороговых извещателей.
  • Несложный монтаж, наладка и обслуживание, огромный опыт специалистов монтажно-наладочных, сервисных предприятий/организаций, работающих с таким оборудованием десятки лет.

К недостаткам:

  • Необходимость использования огромного количества тепловых точечных ИП для защиты производственных помещений, т.к. контролируемая одним извещателем зона/часть помещения весьма ограничена.
  • Ложное срабатывание/выход из строя дымовых пожарных извещателей из-за пыли, пара, аэрозолей в воздухе помещений, проникновения насекомых.
  • Длительное время на тепловое обнаружение очагов пожара, по сравнению с практически немедленной реакцией на появление летучих продуктов горения, что приводит к необходимости дублировать систему для надежности, используя как тепловые ИП, так и точечные датчики дыма, что ведет к увеличению затрат. Поэтому обычно тепловые извещатели используются лишь тогда, когда условия эксплуатации довольно жесткие, а риск и возможные последствия пожара более низкие.
  • Высокая чувствительность некоторых моделей изделий дымовых ИП, также приводящая к ложным срабатываниям.
  • Необходимость частой замены элементов питания в автономных, радиоканальных точечных ИП, вызванная эксплуатацией в зимний период в неотапливаемых помещениях.

Однако учитывая, что преимущества несомненны, а недостатки давно известны, конца «эпохи» точечных ИП пока не предвидится.

Применение на объектах

Точечные ИП любого вида/типа согласно нормам, правилам ПБ должны устанавливаться под перекрытием/покрытием, на потолке, а также за подвесными потолочными системами.

Их применяют для защиты практически всех видов объектов, за исключением зданий/сооружений большого строительного объема, протяженных строительных, инженерных коммуникаций, где востребованы линейные ИП; а также для контроля наружных технологических установок, где необходимы извещатели пламени.

Если необходима защита помещений с высокой категорией по взрывопожарной опасности, то используют точечные взрывозащищенные пожарные извещатели.

В рубрику «Пожарная безопасность» | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций

Тепловые пожарные извещатели: выбор типов и классов

Исторически сложилось так, что тепловые пожарные извещатели стали и долгое время оставались самыми массовыми извещателями в системах пожарной сигнализации. Благодаря простой конструкции, неприхотливости в обслуживании, а главное — дешевизнеВладимир Баканов
Главный конструктор ЧП «Артон»

В тепловых пожарных извещателях используются тепловые сенсоры, построенные на широко известных физических законах и закономерностях, таких как изменение линейных размеров от температуры, закон Кюри для ферромагнетиков, температурные зависимости фазовых состояний некоторых материалов, температурные зависимости полупроводников и т.д. Выбор типа сенсора для пожарного из вещателя определяется в первую очередь статической температурой изменения состояния (пороговой температурой срабатывания) и инерционностью этого элемента. Именно эти параметры теплового пожарного извещателя ГОСТ 26342-84*1 определял как параметры назначения Запаздывание теплового сенсора максимального теплового извещателя, находящегося в воздушном потоке, и требования по более раннему выявлению пожара привели к созданию дифференциальных извещателей, а затем и максимально-дифференциальных извещателей.

Эволюция

На первых порах широко применялись пассивные тепловые максимальные пожарные извещатели с нормально замкнутыми контактами, имеющими фиксированную температуру сработки и значительную инерционность. Один из таких извещателей — МАК-1 — представлен на рис. 1

Такие извещатели не имели встроенного индикатора пожарной тревоги, не было и никакой индикации дежурного режима работы. Согласно действующей классификации выделяют несколько типов тепловых пожарных извещателей данной группы:

  • ИП103 — с использованием эффекта линейного расширения тел;
  • ИП104 — с использованием низкотемпературных плавких сплавов;
  • ИП105 — с использованием герконов и ферромагнетиков с низкой температурой Кюри.

С появлением НПБ 762 возникли требования о необходимости индикатора красного цвета для отображения состояния пожарной тревоги и о восстанавливаемости пожарного извещателя При этом конструкция тепловых извещателей не сильно изменилась. Модернизированный тепловой извещатель МАК-1 содержал последовательно соединенные диод, светодиод, терморезистор ТРП 68 и стабилитрон. Как располагались добавленные элементы, видно на рис. 2.

Революция

В ГОСТ Р 53325-20093 появилось требование об индикации дежурного режима работы. Оно уже однозначно решает судьбу пассивных тепловых извещателей. Вместо них на рынок приходят новые микроэлектронные устройства, которые в дежурном режиме работы потребляют незначительное количество энергии, но выполняют функции, оговоренные стандартом В качестве сенсоров используются миниатюрные полупроводниковые датчики, что позволяет реализовать технические параметры изделия с высокой точностью программным путем. Эти изделия — а точнее, извещатели пожарные тепловые точечные (ИПТТ) — могут выпускаться разных температурных классов, а также быть съемными и несъемными. Внешний вид таких изделий представлен на рис. 3-6.

Съемные ИПТТ мало чем отличаются по конструкции от дымовых пожарных извещателей соответствующих производителей. Нет никаких различий ни в схемах подключения, ни в электрических режимах эксплуатации. Что, в свою очередь, позволяет без существенных затрат произвести замену дымовых пожарных извещателей на тепловые и наоборот.

Для максимальных и максимально-дифференциальных извещателей ГОСТ Р 53325 предусматривает 10 температурных классов. Температура срабатывания этих ИПТТ должна быть указана в технической документации производителя на ИПТТ конкретного типа и находиться в пределах, определяемых их классом. Это означает, что возможно производство извещателей либо с фиксированной температурой срабатывания, либо с температурой срабатывания, находящейся в определенном диапазоне значений. Главное, чтобы этот диапазон значений находился между минимальной и максимальной температурами срабатывания для выбранного класса. Каждому классу соответствует определенное буквенно-цифровое обозначение, которое должно маркироваться на каждом изделии.

Неочевидный выбор

У специалистов проектных и инсталлирующих организаций возникает естественный вопрос: на каких объектах должны устанавливаться тепловые пожарные извещатели одного класса, а на каких — другого? Но даже доскональное изучение СП 5.131304 не дает однозначного ответа на этот вопрос. Все, что могло быть собрано разработчиками свода правил по этому вопросу, выражено в п. 13.1.6, который гласит:

«13.1.6 При выборе тепловых пожарных извещателей следует учитывать, что температура срабатывания максимальных и максимально-дифференциальных извещателей должна быть не менее чем на 20 °С выше максимально допустимой температуры воздуха в помещении».

А собрано было это требование из строительных норм и правил прошлого века, когда о том, что ИПТТ должны соответствовать температурным классам, никто и предположить не мог Так, в СНиП 2.04.095 имелся п. 4.1 3, который и скопировали в СП 5.1 31 30.

«4.13. Температура срабатывания максимальных и максимально дифференциальных извещателей должна быть не менее чем на 20 °С выше максимальной допустимой температуры в помещении».

Возможно, что это требование было существенным во времена, когда действовал ГОСТ 26342 и пороги срабатывания тепловых извещателей выбирались из ряда 50, 60, 70, 80, 90, 100, 1 20, 140, 1 60, 180, 200, 250 «С. Но для всех сертифицированных по ГОСТ Р 53325 тепловых пожарных извещателей требование п. 13.1.6 СП 5.13130 выполняется автоматически, так как минимальная температура срабатывания любого ИПТТ превышает 54 °С.

Объясняется это следующим образом: «максимально допустимая температуры воздуха в помещении» и «максимальная нормальная температура среды» для выбранного класса извещателя — по сути, это разные понятия, которые определяют величины температур в разных местах одного и того же помещения.

По СанПиН 2.2А5486, максимально допустимая температура воздуха в помещении может находиться в пределах значений от 25,1 до 28 °С, и измеряется она на максимальной высоте от уровня пола 1,5 м. А максимальная нормальная температура характеризует температуру в месте расположения пожарных извещателей, то есть под перекрытием.

Таким образом, выполнение требования п. 13.1.6 СП 5.1 31 30 для любого современного теплового пожарного извещателя, имеющего сертификат соответствия, подтверждается простым вычислением:

54-28 = 26°С и 26 °C > 20°С.

Не надо быть специалистом-теплотехником, чтобы понять: если в помещении на уровне 1,5 м от пола температура 28 °С, то под перекрытием температура будет значительно выше, но насколько? Ответ на этот вопрос может быть дан только специалистом после изучения и обследования помещения. Например, в американском стандарте NFPA 72′ рассматриваются случаи, когда температура под перекрытием достигает значения 50 °С в результате нагревания воздуха солнечными лучами Проникают лучи через крышу помещения, которая выполнена из прозрачных материалов. В то же время на уровне пола и на высоте 1,5 м от пола она имеет значение только 20 °С. Такое явление часто наблюдается в крупных торговых центрах, когда система приточно-вытяжной вентиляции располагается на среднем уровне по высоте помещения, а солнечные лучи обеспечивают нагрев воздуха в верхней части помещения за счет парникового эффекта.

Величины температур: что важно

Разберемся теперь с понятием «максимальная нормальная температура среды». В ГОСТ Р 53325 имеется такое определение:

«3.36. Максимальная нормальная температура: температура на 4 °С ниже минимальной температуры срабатывания ИПТ конкретного класса».

Других пояснений просто не имеется.

В EN 54-58 аналогичному параметру имеется более подробное объяснение:

«Максимальная температура применения (maximum application temperature) — максимальная температура, которая, как ожидается, будет действовать на установленный извещатель на протяжении коротких периодов времени при отсутствии условий пожара».

И далее следует примечание, полностью соответствующее вышеприведенному определению по ГОСТ Р 53325.

Подобные расхождения наблюдаются и в определениях условно нормальной температуры среды и нормальной температуры применения Так, в ГОСТ Р 53325 читаем:

«3.58. Условно нормальная температура: температура на 29 °С ниже минимальной температуры срабатывания ИПТ конкретного класса».

А в EN 54-5 имеем иную трактовку:

«3.1. Нормальная температура применения (typical application temperature) — температура, которая, как ожидается, будет действовать на установленный извещатель на протяжении длительных периодов времени при отсутствии условий пожара».

В примечании, следующем за этим определением, говорится, что эта температура будет на 29 °С ниже минимальной статической температуры срабатывания в соответствии с классом, обозначенным на извещателе.

Теперь, пользуясь фактом гармонизации российского стандарта ГОСТ Р 53325 с европейским EN 54-5 в части тепловых точечных пожарных извещателей, можно утверждать, что максимальная нормальная температура среды — это максимальная температура, действующая на установленный извещатель на протяжении коротких периодов времени, при которой извещатель не срабатывает.

Получается так, что проектировщик системы пожарной сигнализации, выбирая тепловые максимальные извещатели должен знать величины условно нормальной и максимальной нормальной температур среды (в местах установки извещателей), а не просто максимально допустимой температуры воздуха в помещении, измеряемой на высоте 1,5 м от пола.

Обнаружение возгорания на ранней стадии

Класс пожарного теплового извещателя при проектировании выбирается так, чтобы минимальная температура срабатывания была на 5-30 °С выше максимальной нормальной температуры среды Чем значительнее эта разница, тем меньше будет вероятность ложных срабатываний. Но, с другой стороны, каждый опытный ГИП (главный инженер проекта) знает, что с увеличением этой разницы снижается вероятность обнаружения возгорания на самых ранних стадиях.

Ускорить процесс обнаружения возгорания на самых ранних стадиях может применение максимально-дифференциальных извещателей Эти извещатели устроены так, что при быстром повышении температуры температура срабатывания извещателя понижается. Маркируются такие извещатели дополнительным индексом R, который добавляется к маркировке температурного класса.

Максимально-дифференциальные тепловые пожарные извещатели специально разрабатываются для того, чтобы они имели свойства срабатывания с упреждением благодаря применению специальных схем и элементов соответствующей температурной зависимости. Зависимость температуры срабатывания максимально-дифференциальных тепловых извещателей класса A2R от скорости роста температуры приведены на рис. 7.

Из представленного графика зависимостей видно, что при скоростях повышения температуры выше 10 °С/мин и при начальной температуре 5 °С максимально-дифференциальные извещатели могут срабатывать уже при температуре 25 °С и выше.

В европейском стандарте Н CEN/TS 54-149, регламентирующем применение элементов пожарной сигнализации, есть оговорка о том, что тепловые максимально-дифференциальные извещатели «пригодны для применения в условиях, когда температура окружающей среды низкая или меняется медленно, однако максимальные тепловые пожарные извещатели пригодны для использования в условиях, когда окружающая температура может быстро меняться в течение коротких промежутков времени».

А в европейском стандарте EN 54-5 имеется указание, что извещатели с индексом R особенно подходят для использования в неотапливаемых помещениях, где температура окружающей среды (напоминаю: в месте расположения извещателей) может широко меняться, но высокие скорости повышения температуры не поддерживаются на протяжении длительных промежутков времени.

Таким образом, для правильного выбора теплового извещателя проектировщику нужно знать, помимо максимальной нормальной и условно нормальной температур среды, еще и возможные скорости роста температуры в месте расположения из вещателей

Примером эффективного применения максимально-дифференциальных извещателей могут служить обстоятельства, когда в естественных условиях быстрого повышения температуры в помещении не наблюдается, а использование обычного максимального теплового извещателя самого распространенного класса А2 приводит к ложным срабатываниям; с другой стороны, применение максимальных извещателей классов A3 или В существенно снижает вероятность обнаружения возгорания на ранней стадии В этом случае целесообразно использовать максимально-дифференциальные извещатели класса BR.

Чисто дифференциальные тепловые извещатели не имеют права на существование потому, что они не позволяют выявить пожары, которые развиваются очень медленно. Пожалуй, вообще невозможно найти такой объект, который требует для защиты только дифференциальные тепловые извещатели. Вероятность постепенного развития пожара на большинстве объектов очень высока, а это требует использования максимально-дифференциальных тепловых пожарных извещателей.

Помещения с повышенной температурой

А какими извещателями защищать помещения, «если в зоне контроля в случае возникновения пожара на его начальной стадии предполагается тепловыделение и применение извещателей других типов невозможно из-за наличия факторов, приводящих к их срабатываниям при отсутствии пожара»? Например, в котельных, на кухнях заведений общественного питания, в чердачных помещениях с металлическим покрытием и других использование дымовых пожарных извещателей практически невозможно из-за наличия факторов, приводящих к их срабатываниям при отсутствии пожара. Да и обычные тепловые извещатели нельзя применять из-за реально возможных больших скоростей повышения температуры на таких объектах.

Европейский стандарт EN 54-5 предусматривает применение на таких объектах тепловых пожарных извещателей разных температурных классов с дополнительным индексом S. В примечании 1 к п. 4.2 указанного документа говорится:

«Извещатели с индексом S не срабатывают ниже минимальной статической температуры срабатывания, указанной в классификации, даже при высокой скорости роста температуры воздуха».

Стандарт предусматривает для таких извещателей дополнительные испытания. Во время испытаний образец извещателя должен быть стабилизирован при температуре, указанной в таблице в соответствии с классом. После стабилизации образец должен быть перемещен за время, не превышающее 10 с, в поток воздуха со скоростью 0,8 м/с (массовый эквивалент при 25 °С) и с температурой, указанной в таблице. Образец должен быть в потоке воздуха не менее 10 мин, при этом регистрируют любое срабатывание образца за это время или в течение перемещения. Извещатель не должен срабатывать.

Проблема гармонизации стандартов

Так как извещатели с индексом S являются прямым антиподом максимально-дифференциальных извещателей, то можно было бы по аналогии назвать их максимально-интегральными тепловыми извещателями При анализе данных, приведенных в таблице, видно, что такие ИПТТ не срабатывают при резком температурном перепаде в 45 °С, когда абсолютное значение воздействующей температуры всего на 4 °С меньше минимальной температуры срабатывания ИПТТ конкретного класса.

Но ГОСТ Р 53325 извещателей таких классов не предусматривает, а поэтому никто в России их не производит. Но разве это означает, что в России нет объектов, которые надо было бы защищать тепловыми извещателями с дополнительным индексом S?

Правильнее было бы внести предложение по корректировке государственного стандарта исключить чисто дифференциальные ИПТТ, как изделия повышенной пожарной опасности, и ввести в стандарт максимально-интегральные ИПТТ (с дополнительным индексом S). Тем самым еще больше гармонизируя российский и европейский стандарты. Ведь негоже не замечать существующую проблему, как тот страус, который зарывает голову в песок при назревающей опасности.

___________________________________________
1 ГОСТ 26342–84* «Средства охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнализации. Типы, основные параметры и размеры».
2 НПБ 76–98 «Извещатели пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний».
3 ГОСТ Р 53325–2009 «Техника пожарная. Технические средства пожарной автоматики. Общие технические требования. Методы испытаний».
4 СП 5.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования».
5 СНиП 2.04.09-84 «Пожарная автоматика зданий и сооружений».
6 СанПиН 2.2.4.548–96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений. Санитарные правила и нормы».
7 NFPA 72 National Fire Alarm Code 2002 Edition.
8 EN 54-5:2000. Fire Detection and Fire Alarm Systems – Part 5. Heat Detectors – Point Detectors.
9 СEN/TS 54-14:2004. Fire Detection and Fire Alarm Systems – Part 14 Guidelines for Planning, Desining, Installation, Commissioning, Use and Maintenance.

Опубликовано: Журнал «Системы безопасности» #4, 2012
Посещений: 16867

Автор

Баканов В. В.Главный конструктор ЧП «Артон»

Всего статей: 4

В рубрику «Пожарная безопасность» | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций

В рубрику «Пожарная безопасность» | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций

Тепловые точечные неадресные пожарные извещатели

Тепловой пожарный извещатель — пожарный извещатель (ПИ), реагирующий на определенное значение температуры и (или) скорости ее нарастания. Принцип действия тепловых пожарных извещателей заключается в изменении свойств чувствительных элементов при изменении температурыВладимир Фомин
Профессор кафедры
пожарной автоматики
Академии ГПС МЧС России

Существует 5 типов тепловых пожарных извещателей:

  • ИП101 — с использованием зависимости изменения величины термосопротивления от температуры контролируемой среды;
  • ИП1 02 — с использованием возникающей при нагревании ТЭДС;
  • ИП1 03 — с использованием линейного расширения тел;
  • ИП104 — с использованием плавких или сгораемых вставок;
  • ИП105 — с использованием зависимости магнитной индукции от температуры.

Выполнены теоретические проработки возможности использования в средствах обнаружения пожара (по параметру температуры):

По конфигурации измерительной зоны тепловые ПИ подразделяются на точечные, многоточечные и линейные:

  • Тепловой точечный ПИ — устройство обнаружения фактора пожара расположено в ограниченном объеме, много меньшем объема защищаемого помещения;
  • Пожарный неадресный ПИ — не имеет индивидуального адреса, идентифицируемого приемно-контрольным прибором;

Принцип действия

В зависимости от характера взаимодействия с информационными характеристиками пожара автоматические ПИ можно разделить на три группы.

Группа 1 — максимальные тепловые ПИ. Реагируют на достижение контролируемым параметром порога срабатывания. Формируют извещение о пожаре, когда температура окружающей среды превышает установленное пороговое значение.

Группа 2 — дифференциальные ПИ. Реагируют на скорость нарастания контролируемого информационного параметра пожара Формируют извещение о пожаре при превышении скоростью нарастания температуры окружающей среды установленного порогового значения.

Группа 3 — максимально-дифференциальные ПИ. Реагируют и на достижение контролируемым параметром заданной величины порога срабатывания, и на его производную.

В настоящее время совершенствуются максимально-дифференциальные извещатели, срабатывающие как при превышении температурой окружающего воздуха определенного порогового значения, так и при достижении определенной скорости повышения температуры воздуха.

Разработаны и выпускаются также тепловые пожарные извещатели, инерционность которых составляет 10 — 15 с.

Тепловые ПИ применяются, если в зоне контроля в случае возникновения пожара на его начальной стадии предполагается тепловыделение и применение извещателей других типов невозможно из-за наличия факторов, приводящих к их срабатываниям при отсутствии пожара.

Технические требования

Максимальные и максимально-дифференциальные тепловые точечные ПИ в зависимости от температуры и времени срабатывания подразделяют на классы: А1, А2, A3, В, С, D, E, F, G, Н. Класс извещателя указывается в маркировке.

Дифференциальные тепловые точечные ПИ маркируют индексом R. Маркировка максимально-дифференциальных тепловых точечных ПИ состоит из обозначения класса по температуре срабатывания и индекса R.

Температура срабатывания максимальных и максимально-дифференциальных ПИ указывается в ТД на ПИ конкретного типа и находится в пределах, определяемых их классом, в соответствии с табл. 4.1 ГОСТ Р 53325-2009. (ПИ с температурой срабатывания выше 1 60 °С относят к классу Н. Допуск на температуру срабатывания не должен превышать 10%.):

  • Максимальная нормальная температура — температура на 4 °С ниже минимальной температуры срабатывания ПИ конкретного класса;
  • Максимальная температура срабатывания — верхнее значение температуры срабатывания ПИ конкретного класса;
  • Минимальная температура срабатывания — нижнее значение температуры срабатывания ПИ конкретного класса;
  • Условно нормальная температура — температура на 29 °С ниже минимальной температуры срабатывания ПИ конкретного класса;

Время срабатывания максимальных тепловых точечных ПИ при повышении температуры от условно нормальной должно находиться в пределах, определяемых классом ПИ, в соответствии с табл. 4.2 ГОСТ Р 53325-2009.

Время срабатывания дифференциальных и максимально-дифференциальных тепловых точечных ПИ класса R при повышении температуры от 25 °С должно находиться в пределах, указанных в табл. 4.3 ГОСТ Р 53325-2009.

Время срабатывания тепловых точечных ПИ должно находиться в пределах, указанных в табл. 4.2 и 4.3, при любом положении теплового точечного ПИ ИПТТ по отношению к направлению воздушного потока.

Конструкция тепловых точечных ПИ должна обеспечивать расположение термочувствительного элемента на расстоянии не менее 1 5 мм от поверхности, на которой монтируют тепловые точечные ПИ

Применение и размещение

Тепловые ПИ применяются, если в зоне контроля в случае возникновения пожара на его начальной стадии предполагается тепловыделение и применение извещателей других типов невозможно из-за наличия факторов, приводящих к их срабатываниям при отсутствии пожара.

Дифференциальные и максимально-дифференциальные тепловые ПИ следует применять для обнаружения очага пожара, если в зоне контроля не предполагается перепадов температуры, не связанных с возникновением пожара, способных вызвать срабатывание пожарных извещателей этих типов.

При выборе тепловых ПИ следует учитывать, что температура срабатывания максимальных и максимально-дифференциальных извещателей должна быть не менее чем на 20 °С выше максимально допустимой температуры воздуха в помещении.

Максимальные тепловые пожарные извещатели не рекомендуется применять в помещениях, где температура воздуха при пожаре может не достигнуть температуры срабатывания извещателей или достигнет ее через недопустимо большое время.

При выборе тепловых ПИ следует учитывать, что температура срабатывания максимальных и максимально-дифференциальных извещателей должна быть не менее чем на 20 °С выше максимально допустимой температуры воздуха в помещении.

Площадь, контролируемая одним точечным тепловым пожарным извещателем, а также максимальное расстояние между извещателями, извещателем и стеной, за исключением случаев, оговоренных в п. 13.3.7 СП 5.13130-2009, необходимо определять по табл. 13.5 СП 5.13130-2009. При этом не следует превышать величины, указанные в паспортах на извещатели.

При размещении тепловых ПИ следует исключить влияние на них тепловых воздействий, не связанных с пожаром.

Опубликовано: Журнал «Системы безопасности» #3, 2012
Посещений: 9756

Автор

Владимир ФоминПрофессор кафедры
пожарной автоматики
Академии ГПС МЧС России

Всего статей: 2

В рубрику «Пожарная безопасность» | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций

Тепловые извещатели пожарные (ИП) – это устройства оперативного обнаружения признаков пожара по резкому повышению температуры в помещениях. Устойчивые к внешним факторам – влажности, запыленности, загазованности, задымленности в помещениях, они надежно эксплуатируются в неисчислимом количестве установок, систем АПС, АУПТ; везде, где использование других извещателей – дымовых, пламени нецелесообразно, и просто бессмысленно.

ДТЛ, эта аббревиатура расшифровывается как датчик тепловой легкоплавкий. Такие извещатели для раннего обнаружения возникшего очага пожара в помещениях были широко распространены во времена Советского Союза.

Простейшее устройство однократного использования, срабатывающего при тепловом воздействии высокой температуры огня на каплю из легкоплавкого припоя, соединяющую две пружинящие металлические пластинки, подлежащего после этого замене

Прошло время и на смену ДТЛ пришли современные автоматические тепловые пожарные извещатели, выгодно отличающиеся как по конструкции, техническим характеристикам, так и по материалу, качеству изготовления. Немаловажным фактором для заказчиков стало изменение крайне примитивного дизайна, формы корпуса «тепловиков» советской эпохи.

До сих пор, «тепловики”, как и дымовые извещатели, являются основными индикаторами начала пожара в установках/системах АПС, а также многих АУПТ; там, где горение в основном сопровождается первоначально большим выделением тепловой энергии, а не плотных частиц дыма и других взвесей.

Принцип действия

Смотрим с 6 минуты видео

Основан на изменении физических, и связанных с ними механических, свойств термочувствительных элементов таких устройств.

Виды

В связи с этим существуют такие виды/типы тепловых извещателей и их классификация:

  • С применением легкоплавких материалов. Обозначение/маркировка изделия, согласно принятой в нормах ПБ классификации – ИП 104.
  • Разрушающиеся под воздействием высокой температуры воздушно-газовой среды, реагирующие на температурную деформацию материала датчика – ИП 103.
  • Использующие зависимости электрического сопротивления/магнитной индукции, а также термоэлектродвижущей силы от температуры среды – ИП 101/102/105.
  • Комбинированные – на основе различных принципов действия для увеличения надежности срабатывания теплового извещателя.

Диапазон значений температуры срабатывания тепловых датчиков весьма широк – от 50 до 250℃. Поэтому подобрать нужный тип в зависимости от предстоящих условий длительной эксплуатации; а срок для теплового извещателя, в нормативных документах, литературе о ПБ, обозначаемым ИП, принят не менее 10 лет; не составит труда.

Следует сказать, что в процессе выбора следует учитывать не только вид/тип теплового извещателя, но и то, что их температура срабатывания должна как минимум на 20℃ превышать максимально возможную в защищаемом помещении, пожарном отсеке/зоне при нормальных условиях.

Потому как срабатывает чувствительный элемент пожарного теплового извещателя, который собственно и является датчиком резкого, скачкообразного изменения температуры воздуха в защищаемых помещениях, они в соответствие НПБ 85-2000 делятся на три основные группы:

Максимальные

Реагируют на превышение заданного порогового/критичного значения температуры воздуха в объеме помещения, пожарного отсека, технологической коммуникации, ниши, шкафа, корпуса оборудования. Основанные на этом принципе действия самые первые «тепловики» не ушли в небытие.

Подробный материал:

Максимально тепловые извещатели

Так, устаревший ДТЛ как птица Феникс возродился в ИП 104-1 – тепловом извещателе контактного типа, срабатывающем при расплавлении термочувствительного припоя при температуре около 72℃. В конструкции все тот же радикальный минимализм – две гибкие пластинки из металла, спаянные вместе и заключенные в пластиковый корпус без декоративных излишеств; соединения под винт для подключения в двухпроводной шлейф пожарной сигнализации, с питанием от ПКОП АПС/ОПС.

К сожалению, он, как и его предшественник ДТЛ является невосстанавливаемым извещателем АПС, но зато обладает и многими преимуществами перед более сложными изделиями многократного действия – низкой стоимостью, малым весом – всего 20 г, возможностью эксплуатации в крайне жестких условиях от – 50 до + 50℃, при высокой запыленности, загазованности, влажности воздуха до 95% при 35℃. Поэтому востребован, особенно для монтажа в запыленных, загазованных зданиях производственных цехов, гаражах автотранспортных предприятий, складских комплексах, с наличием пыли, муки, подобных летучих веществ. Выпускается многими отечественными производителями.

Кроме того, он может устанавливаться не только в помещениях с нормальной средой, но и категорий А, Б по взрывопожарной опасности, если включен в схему с приборами АПС, обеспечивающими искробезопасные условия эксплуатации установки/системы сигнализации защищаемого объекта.

Другой пример – это максимальные ИП 101-1А-А1/А3, срабатывающие при температуре +54–65℃ и 64–76℃, производства НПО «Сибирский Арсенал» из Новосибирска. Отличаются отличным качеством изготовления, гладким высококачественным пластиком корпуса, дизайном формы, наличием светового индикатора наличия питания в шлейфе ПС.

Хотя его цена несколько выше, чем у ИП 104-1 и подобных изделий, но очень востребован как специалистами проектных, монтажных организаций, выполняющих работы по защите системами АПС/АУПТ объектов, так и заказчиками за приятный внешний вид, подходящий для установки в помещениях административно-бытовых, офисных, торговых зданий.

Дифференциальные

Принцип действия – реакция на скорость резкого повышения температуры в защищаемом объеме пространства. Срабатывание зависит от заводских установок, варьирующихся скоростью изменения температуры от 3 до 30℃/мин или постепенного ее повышения порога в 30, 50, 100℃. По сути, были переходным вариантом изобретения/конструирования следующего широко используемого вида тепловых датчиков.

Подробный материал:

Дифференциальные тепловые извещатели

Максимально-дифференциальные

Отличаются высокой чувствительностью за счет двойного принципа действия, когда срабатывание происходит из-за быстрого изменения температуры (дифференциальный) или достижения установленного критического/порогового значения (максимальный), что делает их наиболее современными устройствами обнаружения очага пожара даже по незначительному, по сравнению с традиционными видами изделий, выделению тепла на небольшой площади возгорания.

Подробный материал:

Максимально-дифференциальный тепловые извещатели

Примеры распространенных максимально-дифференциальных извещателей, производимых сегодня в России:

  • ИП 101-3А-А3R производства НПО «Сибирский Арсенал». Сообщение о пожаре формируется при повышении температуры больше, чем на 10℃ со скоростью более 5℃/мин или при достижении установленного критического значения 64-76℃ в двухпроводных шлейфах ПС напряжением 10–25 В. Совместим практически со всеми приборами АПС. Потребляемый ток 60мкА, интервал измерения температуры – 8 с. Эксплуатируется в условиях от – 30 до 55℃. Степень защиты – IP
  • Миниатюрный МАК-ДМ исп. 1 производства НПП «Специнформатика-СИ» (Москва), он же ИП 101-18-А2R с весьма сходными данными по отношению к предыдущему изделию.
  • Артон RTL–BR (Украина). Питание по двухпроводному шлейфу ПС 9–30 В. Температура срабатывания 69–85℃. Размеры 85 х 33 мм. Вес 50 г. Два световых индикатора – наличие электропитания/пожар. Характеризуется высокой устойчивостью к ложным срабатываниям даже в жестких условиях эксплуатации.

Автономные

Автономные тепловые извещатели пожарные

В отличие от их дымовых «собратьев», в основном защищающих жилые помещения зданий, не получили практически никакого распространения. О них даже нет упоминания в НПБ 66-97, регламентирующем требования, методы испытания автономных извещателей о пожаре.

Правда, есть два исключения из правил:

  • Автономные комбинированные извещатели с наличием теплового канала, т.е. срабатывания на повышение температуры/ее критическое значение.
  • Оригинальное сигнально-пусковое устройство УСПАА-1 для установок пожаротушения, работающее в автономном автоматическом режиме; разработанное, выпускаемое много лет производственным объединением «Спецавтоматика» из Бийска. Фактически это дифференциальный тепловой извещатель, переходящий тревожный режим при температуре воздуха в помещении до 60℃, а при ее быстром нарастании до 70℃ формируется пусковой ток на запуск модулей порошкового пожаротушения типа «Ураган», «Тунгус» и подобных им. Возможна эксплуатация в неотапливаемых помещениях – от – 40 до + 50℃. Защита устройства – IP Звуковая/световая индикация обо всех режимах работы, неисправности, разряда источников питания – двух плоских аккумуляторов типа CR 2032 напряжением 3 В, которых если не экономить на производителе, на практике хватает на 5 лет до замены. Устойчив к технологическим помехам.

Более подробно Вы можете ознакомиться в нашей статье:

«Автономный пожарный извещатель: устройство, принцип работы и область применения»

Взрывозащищенные

Взрывозащищенные тепловые извещатели пожарные

Где необходимы такие устройства видно из названия. Опасность взрыва, последующего пожара в цехах, участках/зонах категорий А и Б всегда диктует весьма жесткие требования к конструкции, исполнению любого электрооборудования, включая слаботочное; к которым относятся приборы, извещатели, оповещатели о пожаре систем АПС.

Поэтому выпуском тепловых датчиков во взрывозащищенном исполнении занимаются многие компании, как специализирующиеся на аппаратуре ОПС, так и выпускающие промышленные приборы связи, контроля/управления, освещения, автоматики для опасных технологических производств:

  • «МАК-1» исп.11 ИБ максимальный, 54–70℃. Используется для работы как во взрывопожароопасной, так и в обычной воздушной среде помещений, что, естественно, относится ко всем аналогичным датчикам других производителей. Степень защиты от взрыва – «0ExiaIICT6». Для эксплуатации в опасных зонах эксплуатируется совместно с приборами АПС соответствующего класса защиты, например, серии «Корунд» производства НПП «Специнформатика-СИ», связанных между собой искробезопасной цепью.
  • ИП 103-1В, изготавливающийся НПК «Эталон» из Волгодонска, специализирующейся на производстве оборудования для нефтегазовой, химической промышленности. В защитной оболочке из нержавеющей стали в этом извещателе заключены два тепловых датчика с замкнутыми контактами реле. Может устанавливаться во любых взрывоопасных зонах согласно «ПУЭ».

Искробезопасные шлейфы с установленными в них тепловыми извещателями зависят как от взрывозащищенного исполнения извещателей (маркировка ИБ, Ex), а также от степени защиты приборов АПС, в искробезопасные шлейфы которых они включены.

Большая статья по теме:

Извещатели пожарные взрывозащищенные

Адресно-аналоговые

Извещатели пожарные тепловые адресно-аналоговые

О том, что современные решения построения схем систем АПС все больше связаны с компьютерными технологиями, позволяющими вести куда более четкое, надежное обнаружение очагов пожара, наглядный полномасштабный контроль/управление за ситуацией на защищаемом объекте, написано немало. Тепловые извещатели, как составная часть адресно-аналоговых систем, можно показать на примере продукции НВП «Болид» (г. Королев), одним из первых в России ставшего выпускать всю линейку такого оборудования, как минимум не уступающего зарубежным аналогам:

С2000-ИП-03. Это максимально-дифференцированный адресно-аналоговый извещатель, в котором максимально реализованы многие желания разработчиков, специалистов монтажных, обслуживающих организаций: контроль работоспособности, занесение адреса в энергонезависимую память, цифровая обработка режимов изменения температуры и многое другое.

  • Извещатели тепловые адресные представлены другим отличным изделием – С2000-ИП-ПА-03, являющимся также максимально-дифференцированным. К одному прибору «Сигнал-10» возможно подключение 10 шлейфов ПС по 10 извещателей в каждом, итого до 100 шт. Контроль/управление можно вести через сетевой контроллер ПКУ «С2000М» или ПК с установленным программным обеспечением АРМ «Орион», что значительно упрощает работу дежурного персонала, сотрудников служб охраны/безопасности предприятий/организаций.

Линейные

Линейные тепловые извещатели пожарные

Такие устройства были изобретены/сконструированы для защиты тех объектов, где установка традиционных точечных датчиков, включенных в шлейфы ПС, затруднена/невозможна из-за стесненности, например, в кабельных коллекторах/каналах; агрессивной среды, сильной запыленности/загрязненности в цехах химических и иных производств.

Дополнительный материал:

Линейные пожарные извещатели

В качестве датчика линейного пожарного извещателя используются:

  • Кабель «витая пара» с термочувствительным покрытием медных жил, количество которых от двух и больше. Степень защиты, устойчивости к агрессивной среды зависит от предстоящих условий эксплуатации. При тепловом воздействии происходит контакт токонесущих жил и прибор/блок обработки интерфейса определяет место короткого замыкания, выдавая сообщение.
  • Сенсорный кабель со встроенными электронными датчиками. Здесь дело до короткого замыкания не доходит, вполне достаточно резкого изменения сопротивления датчиков в месте теплового воздействия, затем следует анализ этой информации приемным блоком, выдача тревожного сообщения.
  • Оптический кабель, реагирующий на изменении прозрачности при нарастании температуры в месте нагрева, которое определяется приемно-контрольной аппаратурой/прибором по мощности прямого/отраженного света.

Подобные изделия производятся как зарубежными, так и отечественными компаниями. Например, линейный извещатель ИПЛТ 68/155 ЕРС от группы компаний «Пожтехника» (Москва). Обладающий высокой чувствительностью по всей длине, которая может достигать 1220 (!) м. Диаметр – 4 мм, Цвет – красный. Напряжение – 40 В. Кабель устойчив к влажности, пыли, химическим реагентам. Рабочий диапазон – от – 40 до + 46℃. Возможность выбора шести температур срабатывания.

Многоточечные

Многоточечные тепловые извещатели пожарные

Это нечто среднее между точечными и линейными датчиками резкого изменения температуры. Ближе к сенсорным линейным устройствам, но выделено производителями в отдельный вид.

Состоят из следующих элементов для работы установки/системы АПС:

  • Измерительной цепи точечных чувствительных элементов (термопар) с дискретным расположением.
  • Блока согласования/контроля, анализирующего амплитуду изменения температурного режима по всей длине цепи, с формированием извещения «Пожар» при превышении заданных критических значений.

Пример такого изделия – УС-ТК-24 во взрывозащищенном исполнении производства НПК «Эталон» (Волгодонск).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *