Противопожарная защита «чистых помещений»
Можно выделить большой класс объектов, которые характеризуются минимальным содержанием пыли — это гермозоны микроэлектронной промышленности, помещения коммуникационных систем, информационные центры, компьютерные вычислительные комплексы, центры автоматического управления различными системами, больничные помещения с операционными, высокотехнологичным диагностическим оборудованием и т. п. В таких экстремально важных помещениях, где велик ущерб от остановки производства или от его простоя, либо огромны средства, вложенные в оборудование, крайне необходимо максимально раннее определение пожароопасной ситуации.
В «чистых помещениях» обычно имеется система контроля температуры и влажности, а также производится фильтрация поступающего воздуха. При отсутствии пыли можно значительно повысить пожарную безопасность путем увеличения чувствительности дымового пожарного извещателя, без риска появления ложных срабатываний. Однако по отечественным нормам НПБ 65-97 и по европейскому стандарту EN 54-07 дымовой пожарный извещатель любого типа при всех испытаниях в дымовом канале должен активизироваться при удельной оптической плотности не менее 0,05 дБ/м (1,145%/м). Данные ограничения легко преодолеваются при использовании адресно-аналоговых систем, в которых пожарный извещатель передает по специальному протоколу на адресно-аналоговый приемно-контрольный прибор (ААПКП) не сигнал «ПОЖАР», а результат измерения удельной оптической плотности в месте установки в аналоговом виде в реальном масштабе времени. Пороги формирования сигналов тревоги по каждому извещателю записываются в ААПКП и в «чистых помещениях» могут устанавливаться в диапазоне 0,05–0,2 дБ/м в полном соответствии с требованиями НПБ 65-97. При меньших концентрациях дыма по измерениям адресно-аналоговых извещателей в ААПКП формируются сигналы предупреждения, что выгодно отличает адресно-аналоговые системы от традиционных. Предупреждающие сигналы оповещения доводятся только до обслуживающего персонала, что позволяет без эвакуации ликвидировать пожароопасную ситуацию на раннем этапе.
Светодиодные дымовые оптико-электронные извещатели содержат оптическую камеру со светодиодом и фотодиодом, установленными под определенным углом. Излучение светодиода отражается от частиц дыма и попадает на фотодиод и далее на измеритель оптической плотности среды. Расположение оптопары и конструкция оптической камеры с перегородками различной формы исключают прямое попадание излучения светодиода на фотодиод. Однако часть излучения в дежурном режиме отражается от стенок оптической камеры и попадает на фотодиод. Это определяет наличие фонового сигнала фотоприемника и ограничение по чувствительности светодиодного оптико-электронного извещателя. Незначительные концентрации адресно-аналогового дыма практически не увеличивают фоновый сигнал фотодиода и не могут быть обнаружены.
Качественно новый уровень пожарной защиты в «чистых помещениях» обеспечивает использование лазерных технологий дымоопределения. В лазерном дымовом извещателе светодиод заменен миниатюрным лазером, фокусировка луча которого обеспечивает одновременно повышение яркости излучения на два порядка (в 100 раз) по сравнению со светодиодом и отсутствие отражений от стенок дымовой камеры при тех же токах потребления. Вдоль луча лазера размещается оптический усилитель, который принимает сигнал со всей протяженности луча лазера и передает его на фотодиод. В результате лазерный извещатель обеспечивает измерение оптической плотности среды широком диапазоне с высокой точностью. Например, лазерный адресно-аналоговый извещатель LZR-1 имеет диапазон измерений от нуля до 1,5%/фут и линейную зависимость выходного параметра от величины удельной оптической плотности. Испытания в реальных условиях, в т. ч. в «чистых помещениях», подтверждают высокую эффективность лазерных дымовых извещателей. На рис. приведены зависимости выходных параметров лазерного, ионизационного и оптико-электронного извещателей при испытаниях с тестовым очагом гептана по стандарту UL. За счет высокой чувствительности лазерный извещатель обнаруживает очаг намного раньше по сравнению с любыми другими пожарными извещателями. Первая реакция ионизационного извещателя наблюдается в то время, когда выходная величина лазерного извещателя уже достигла максимума, а светодиодный оптико-электронный дымовой извещатель реагирует еще позже. Задержка реакции лазерного извещателя после активизации очага определяется временем распространения продуктов горения в помещении [1].
Ультравысокая чувствительность лазерного извещателя и передача в аналоговом виде значения оптической плотности среды в месте установки позволяет ААПКП формировать предварительные сигналы на ранних стадиях развития пожароопасной ситуации, в некоторых случаях даже когда дым визуально еще не обнаруживается. Адресно-аналоговое построение системы определяет широкие возможности дальнейшего развития лазерной технологии дымоопределения. Например, современные ААПКП анализируют уровень оптической плотности одновременно с нескольких лазерных извещателей, установленных в одном помещении [2]. Это позволяет обеспечить еще более раннее обнаружение пожароопасной ситуации при обеспечении высокой достоверности сигналов. Чувствительность системы реально повышается еще в 1,5–2 раза (табл. 1).
Табл.1.
|
- |
Удельная оптическая плотность среды (%/м)
|
||
|
Предупреждение 1
|
Предупреждение 2
|
Пожар
|
|
|
Номинальная чувствительность
|
0,03
|
0,2
|
1
|
|
Использование двух извещателей
|
0,021
|
0,14
|
0,71
|
|
Использование трех извещателей
|
0,017
|
0,12
|
0,58
|
Если в рабочие часы происходит изменение оптической плотности среды, то это также может быть учтено в алгоритме работы адресно-аналоговой системы. Некоторые современные ААПКП реализуют интерактивные режимы и имеют функцию автоматического обучения, что позволяет реализовать максимально возможную чувствительность в различное время при минимальной вероятности ложной тревоги, что значительно расширяет область применения высокоэффективных противопожарных систем с лазерными извещателями.
Другим техническим решением, реализующим лазерную технологию дымоопределения в «чистых помещениях», является лазерный аспирационный пожарный извещатель LASD (Laser Aspirating Smoke Detectors). Аспирационный дымовой пожарный извещатель состоит из системы труб с отверстиями для забора проб воздуха, которые поступают в блок с измерителем оптической плотности среды, с турбиной для обеспечения потока воздуха и средствами контроля режима работы. Система труб располагается в контролируемой зоне, а аспирационное устройство — центральный блок может быть установлен в удобном для управления и обслуживания месте в том же или в другом помещении. Ультравысокая чувствительность класса А (по европейскому стандарту EN 54-20) не хуже 0,05 дБ/м по одному отверстию с учетом разбавления чистым воздухом по другим отверстиям, обеспечивается при использовании лазерных измерителей оптической плотности среды. Проектирование и установка аспирационных извещателей в России должны проводиться по рекомендациям ФГУ ВНИИПО МЧС России [3].
Принудительный отбор воздуха из защищаемого объема с лазерным мониторингом обеспечивает сверхраннее обнаружение пожароопасной ситуации. Формирование направленных воздушных потоков в защищаемом объеме значительно снижается влиянием кондиционеров, расслоением воздуха, уменьшением удельной оптической плотности в помещениях с высокими потолками по сравнению с точечными дымовыми извещателями и т. д. Но ультравысокая чувствительность определяет высокую эффективность системы даже в зонах с высокими скоростями воздушных потоков и с большой величиной обмена воздуха. Аспирационные дымовые пожарные извещатели позволяют защитить объекты, в которых невозможно непосредственно разместить пожарный извещатель.
Для удобства расчета и программирования уровней предварительных сигналов и сигнала «ПОЖАР», скорости вращения турбины и границ допустимого изменения воздушного потока в аспирационном извещателе размещается графический дисплей. Эта форма удобна для индикации текущего значения оптической плотности воздушной среды (табл. 2). Зеленый светодиод нулевого дискрета индицирует дежурный режим, при повышении оптической плотности среды последовательно включаются желтые светодиоды с номерами 1, 2, 3, …, 9. При достижении запрограммированных порогов включаются дополнительные красные пары светодиодов, расположенные над графическим дисплеем и переключаются контакты реле «ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ, ПОЖАР» [4].
Табл. 2.
|
Показания графического дисплея
|
Оптическая плотность
|
|
|
%/фут
|
дБ/м
|
|
|
0
|
0
|
0
|
|
1
|
0,02
|
0,0028
|
|
2
|
0,03
|
0,0043
|
|
3
|
0,05
|
0,0071
|
|
4
|
0,1
|
0,014
|
|
5
|
0,2
|
0,029
|
|
6
|
0,5
|
0,071
|
|
7
|
1
|
0,143
|
|
8
|
1,5
|
0,215
|
|
9
|
2
|
0,288
|
Возможно переключение графического дисплея на индикацию скорости воздушного потока и его допустимых границ. Сигналы неисправности при достижении изменения скорости воздушного потока одной из границ формируются специальным реле. Дополнительное реле «НЕИСПРАВНОСТЬ» обеспечивает трансляцию на ПКП сигналов системы автоматического контроля работоспособности системы. Когда в адресно-аналоговых системах отсутствует необходимость индикации оптической плотности среды, ее аналоговая величина может транслироваться непосредственно на ААПКП, а дисплей постоянно находится в режиме индикации воздушного потока.
Аспиратор обеспечивает поступление воздуха через каждое отверстие из достаточно большого объема помещения, что компенсирует зависимость воздушных потоков от приточно-вытяжной вентиляции, системы кондиционирования и т. д. В некоторых помещениях при включенной вентиляционной системе дым не концентрируется в верхней части помещения, в этих случаях возможно размещение дополнительных воздухозаборных труб аспирационных извещателей на решетках воздухозаборников, и даже непосредственно в каналах воздуховодов. Можно защитить кабельные каналы в полу вычислительного центра, где скорость движения воздуха может быть достаточно высокой, поскольку обычно такой «двойной» пол используется для подачи охлаждающего воздуха к местам установки оборудования.
Аспирационные системы являются эффективным способом защиты закрытых объемов, пространств за подвесным потолком, под фальшполом, кабельных сооружений и т. д.
Конструкция аспирационных извещателей позволяет контролировать даже состояние отдельных устройств. Защита серверов при помощи лазерных аспирационных систем позволяет фиксировать перегрев отдельных электронных компонентов. При этом производится контроль непосредственно внутреннего объема аппаратуры.
Немаловажное значение в некоторых случаях имеет отсутствие проводников шлейфа в контролируемой зоне. Пластиковые воздухозаборные трубы не подвергаются влиянию электромагнитных помех и могут эксплуатироваться в условиях высоких уровней электромагнитного излучения. С другой стороны, сами аспирационные системы с вынесенным центральным блоком не создают электромагнитных помех в контролируемых «чистых помещениях».
Литература
1. Laser Technology Smoke Detector, Application Guide, SYSTEM SENSOR, 1999 г.
2. VIEW, Application Guide, Notifier, 2000 г.
3. Рекомендации по проектированию систем пожарной сигнализации с использованием аспирационных дымовых пожарных извещателей серий LASD и ASD, ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2006 г.
4. Руководство по установке и обслуживанию аспирационного дымового извещателя серии LASD (А200Е), SYSTEM SENSOR, 2006 г.
| Автор: по материалам редакции Дата: 05.06.2007 Журнал Стройпрофиль 4-07 Рубрика: безопасность. огнезащита Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной. |