Европейские требования к установке датчиков пламени и дыма. Требования стандарта BS 5839-1:2001 — Как сделать самому?

Д. А. Себенцов,
член рабочей группы ТК439 Госстандарта России,
ген. директор ООО «Систем Сенсор Фаир Детекторс»

Россия на пороге ВТО:
европейские требования по расстановке автоматических пожарных извещателей

Год назад было принято решение о вступлении России в ВТО, которое по последним данным произойдет в середине 2006 года. Поэтому в наступающем году станет более динамичным процесс гармонизации норм в области пожарной безопасности. Насколько в настоящее время совпадает наша нормативная база с европейской и в чем заключаются основные различия?

В Западной Европе используется Британский стандарт BS 5839-1:2001 по системам обнаружения пожара и оповещения для зданий, Часть 1 «Нормы и правила проектирования, установки и обслуживания систем». Название определяет значительный объем документа, содержащий около 140 страниц. К каждому разделу и практически к каждому параграфу даются комментарии, которые предельно доходчиво поясняют физические процессы и вытекающие из них рекомендации и требования, что позволяет выбрать наиболее эффективный вариант защиты и уж точно избежать грубых ошибок при проектировании. Исходя из чего формируются требования по расстановке пожарных извещателей? Детальный комментарий дан в начале раздела по расстановке автоматических пожарных извещателей:

«Работа тепловых и дымовых датчиков зависит от конвекции, которая переносит горячий газ и дым от очага к датчику. Расположение и шаг установки этих датчиков должны основываться на необходимости ограничения времени, затраченного на это движение и при условии достаточной концентрации продуктов сгорания в месте установки датчика. Горячий газ и дым, в общем случае, будут концентрироваться в самых высоких частях помещения, поэтому именно там должны быть расположены тепловые и дымовые датчики.

Так как дым и горячие газы от очага поднимаются вверх, они разбавляются чистым и холодным воздухом, который поступает в конвективную струю. Следовательно, с увеличением высоты помещения быстро возрастает размер очага, достаточный для активизации тепловых или дымовых датчиков. До некоторой степени, этот эффект можно компенсировать при использовании более чувствительных датчиков. Линейные дымовые датчики с оптическим лучом менее чувствительны к эффекту высокого потолка, чем датчики точечного типа, поскольку с увеличением задымленного пространства пропорционально увеличивается длина луча, на которую воздействует дым.

К тому же, при захвате конвекционной струей окружающего воздуха происходит охлаждение газов. Если потолок достаточно высок и окружающая температура в верхней части помещения высокая, температура газодымовой смеси может снизиться до температуры окружающей среды на уровне ниже потолка. Это возможно если температура воздуха в помещении увеличивается с высотой, например в результате нагрева солнцем воздух на высших уровнях может быть более высоким, чем температура дыма. Тогда слой дыма сформируется на этом уровне прежде, чем достигнет потолка, как если бы в помещении был «невидимый потолок» на определенной высоте. Этот эффект известен как стратификация — расслоение. В этом случае и дым, и горячие газы не будут воздействовать на установленные на потолке датчики, независимо от их чувствительности. Обычно трудно предсказать с достаточно высокой степенью достоверности уровень, на котором будет происходить стратификация. Это будет зависеть от конвективной тепловой мощности очага и от температурного профиля в пределах защищаемого пространства во время пожара, ни один из которых не известен количественно. Если датчики установлены на предполагаемом уровне стратификации, а стратификации не происходит или она происходит на более высоком уровне, обнаружение может быть опасно запоздалым, поскольку относительно узкая конвекционная струя может «обойти» датчики. В конце концов, так как очаг увеличивается и выделяется больше тепла, конвекционная струя преодолеет тепловой барьер и установленные на потолке датчики будут работоспособны, хотя и в более поздней стадии пожара, чем если бы никакая стратификация не произошла. (Однако, больший очаг обычно обнаруживается, если высота потолка больше.) Таким образом, в высоком помещении, в котором стратификация является вероятной, хотя и может быть использованы дополнительное датчики, на более низких уровнях в надежде обнаружить стратифицированный слой, всегда должны использоваться датчики, установленные на потолке. Так как струя горячего газа является относительно узкой, радиус зоны контроля дополнительных детекторов должен быть уменьшен.

Датчики пламени не зависят от конвекции, а обнаруживают излучение от пламени. Соответственно, они обязательно должный быть установлены на потолке, и их ни коим образом не затрагивает стратификация. Их реальная чувствительность уменьшается при увеличении расстояния до очага, так как интенсивность излучения уменьшается приблизительно пропорционально квадрату расстояния до источника. С одной стороны, они могут быть установлены на относительно низком уровне в пределах высокого помещения, чтобы увеличить чувствительность к очагу на уровне пола, с другой стороны, так как они зависят от наличия прямой видимости огня, установка на слишком малой высоте может препятствовать раннему обнаружению загороженного очага.

Читайте также:  Коттеджный поселок на охране: три уровня безопасности, ночные бдения и заслон чужакам. - Как сделать самому?

Хотя увеличение высоты потолка в общем означает, что очаг будет большим, когда он будет обнаружен датчиками установленными на потолке, окончательный ущерб будет также зависеть от времени между обнаружением пожара и началом борьбы с огнем профессиональными пожарными (от расположения государственной пожарной части, или частной пожарной службы). Если этот промежуток небольшой, то увеличение обнаруживаемого очага может быть приемлемо в системе категории P (Системы категории P — предназначены для защиты имущества, системы категории L — предназначены для защиты жизни людей).

Хотя, для обычной защиты какой-либо зоны, применяются приведенные выше рассуждения, локальные участки могут быть защищены дополнительными пожарными датчиками. Например, системы с тепловыми линейными датчиками могут быть особенно подходящими для того, чтобы защитить элементы энергоустановок или кабельную сеть. При использовании в этих целях, датчик должен быть установлен насколько возможно близко к месту, где мог бы возникнуть огонь или перегрев, он должен быть расположен над защищаемой установкой или в тепловом контакте с ней. На эффективность автоматической системы обнаружения пожара будут влиять преграды между тепловыми или дымовыми датчиками и продуктами горения. Важно, чтобы тепловые и дымовые датчики не были установлены слишком близко к преградам для потока горячих газов и дыма к датчику и чтобы излучение от пламени не было затенено от датчиков пламени. Вблизи стыка стены и потолка располагается «мертвое пространство», в котором обнаружение тепла или дыма не будет эффективно. При обнаружении угарного газа эффективность может быть ниже когда перенос моноокиси углерода к датчику выполняется посредством диффузии. Аналогично, так как горячий газ и дым растекаются горизонтально параллельно потолку, имеется застойный слой вблизи потолка; это исключает установку с расположением чувствительного элемента теплового или дымового датчика вровень с потолком. Это ограничение может быть менее важно в случае аспирационной системы, поскольку эта система активно втягивает пробы воздуха из движущегося слоя дыма и горячих газов.

При установке тепловых, дымовых и газовых датчиков, должна быть рассмотрена возможная структура воздушных потоков в помещении. Кондиционирование воздуха и вентиляционные системы с высоким уровнем воздухообмена могут неблагоприятно влиять на способности датчиков, создавая приток к ним свежего воздуха, и отток нагретого воздуха, дыма и газов от горения, или разжижая дым и горячие газы от очага.

Датчики дыма могут быть установлены, для контроля дыма в вентиляционных каналах. В основном, такие датчики должны способствовать предотвращению распространения дыма вентиляционной системой, любая рециркуляция должна быть прекращена в случае пожара. Эти датчики могут быть подключены к системе пожарной тревоги, но, если датчики дыма имеют нормальную чувствительность, они не могут являться удовлетворительным средством обнаружения пожара в зоне из которой поступает воздух, так как дым разбавляется извлеченным чистым воздухом…»

Из физики процесса логично вытекают конкретные требования для различных типов пожарных извещателей и различных видов защищаемых помещений.

Защищаемая зона для точечных датчиков

Под плоскими потолками расстояние между любой точкой защищаемого помещения в горизонтальной проекции и ближайшим детектором не должно превышать:
7,5 м если ближайший детектор дымовой;
5,3 м если ближайший детектор тепловой.

Формулировка максимальной зоны, защищаемой точечными извещателями, заданная в таком виде применима для помещения произвольной формы.

Исходя из радиуса защищаемой зоны для дымового и теплового датчика определяется шаг устан