Пожежна сигналізація

Засоби виявлення пожежі та

Автоматичного її гасіння на

Підприємствах апк

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання лабораторної роботи

Київ -2010

УДК 338.436: 614.84

Представлено структуру і порядок виконання лабораторної роботи „Засоби виявлення пожежі та автоматичного її гасіння на підприємствах АПК”

Для студентів стаціонарної та заочної форм навчання Національного університету біоресурсів і природокористування України.

Рекомендовано вченою радою механіко-технологічного факультету НУБіП України.

Укладачі: О.В.Войналович, С.М.Голопура, В.О.Шеремет

Рецензенти: В.Г.Цапко, В.М.Тарасенко

Навчальне видання

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

щодо виконання лабораторної роботи

„засоби виявлення пожежі та автоматичного її гасіння на підприємствах апк”

Укладачі: Войналович Олександр Володимирович,

голопура Світлана Миколаївна,

шеремет Василь Опанасович

Відповідальний за випуск доцент О.В.Войналович

Зав. Видавничим центром НУ БіПУ А.П.Колесніков

Редактор

Підписано до друку Формат 60 х 84 1/16.

Ум.друк.арк. 1, 1. Обл.-вид.арк. 1, 2.

Наклад 100 пр. Зам. № 2736

Видавничий центр НУБіПУ

03041, Київ, вул. Героїв Оборони, 15.

Мета роботи

1. Ознайомитися із засобами раннього виявлення осередків загоряння, методами обмеження поширення вогню та гасіння пожежі на підприємствах АПК, а також способами захисту людей та матеріальних цінностей від пожежі.

2. Навчитися вибирати типи пожежних сповіщувачів та пристроїв автоматичного пожежогасіння, розраховувати необхідну їх кількість для виробничих підрозділів підприємств аграрного виробництва.

Загальні положення

ПОЖЕЖНА СИГНАЛІЗАЦІЯ

У силу відомих причин (використання у виробничих процесах легкозаймистих та горючих рідин і твердих речовин, наявність у приміщеннях спалимих конструкцій та ін.) ймовірність виникнення пожежі на підприємствах АПК залишається достатньо високою. І якщо, як правило, одразу після займання інтенсивність горіння відносно невелика, то потім пожежа поширюється як лавиноподібний процес. А отже, чим раніше вдасться виявити осередок пожежі, тим меншими будуть матеріальні збитки та загроза дії небезпечних чинників пожежі на людей.

Для виявлення пожежі та протипожежного захисту будівель і споруд, а також людей, які у них перебувають, застосовують системи автоматичної пожежної сигналізації (САПС) – сукупність установлених на об’єкті технічних засобів для виявлення пожежі, обробляння і передавання у заданому вигляді повідомлення про пожежу, спеціальної інформації та (чи) команд на увімкнення автоматичних установок пожежогасіння та іншого технічного обладунку протипожежного захисту.

До системи пожежної сигналізації належать: пожежні сповіщувачі (пристрої для формування сигналу про пожежу), які увімкнено у сигнальну лінію (шлейф), приймально-контрольний прилад, лінії зв’язку та джерело електроживлення.

Горіння твердих матеріалів (папір, тканина, деревина тощо) зазвичай розпочинається з тління і супроводжується виділенням диму. Далі внаслідок підвищення температури в осередку пожежі починають виділятися газоподібні продукти горіння і, досягнувши певної концентрації й температури, з'являється відкрите полум'я. Природно, що температура не може раптово підвищитися в якійсь певній точці. Джерелами енергії для початку пожежі можуть стати кинутий сірник, сигарета, несправне або перевантажене електроустаткування та ін. Період, протягом якого тління перейде у фазу горіння, може тривати від хвилин до кількох годин, залежно від потужності джерела тепла та горючості матеріалів.

Теплове поле на початковій стадії пожежі характеризується значною температурною неоднорідністю. Максимальне значення приросту температури у приміщенні під час пожежі для різної радіальної відстані від осі полум'я до точки контролю визначається потужністю (теплопродукцією) осередку пожежі, висотою приміщення, а також місцем розташування точки контролю (у вільному просторі, біля стіни або у кутку приміщення).

Пожежні сповіщувачі перетворюють прояви пожежі (тепло, світло полум'я, дим) в електричний сигнал, який по лініях зв'язку надходить до приймально-контрольного приладу. Цей прилад на основі інформації від пожежних сповіщувачів виробляє сигнал про виникнення пожежі, передає його на пульт централізованого пожежного спостереження, вмикає систему оповіщення людей про виникнення пожежі та видає команди на інші пристрої (наприклад, вмикає автоматичні установки пожежогасіння чи димовидалення).

Пожежні сповіщувачі бувають ручні (реалізовано ручний спосіб задіяння) та автоматичні (самі реагують на явища, характерні для горіння).

Ручні пожежні сповіщувачі, як правило, використовують для повідомлення про пожежу, що сталася на території підприємства (рис. 1). Часто їх улаштовують всередині будівлі як додатковий технічний засіб автоматичної пожежної сигналізації.

У більшості випадків ручні пожежні сповіщувачі розміщують на висоті 1, 5 м від рівня підлоги або землі у досяжних місцях. Їх рекомендовано встановлювати на відстані: - не ближче ніж 0, 5 м від вимикачів і перемикачів (у тому числі освітлення, кнопок виклику ліфтів тощо), електричних дзвінків та інших електричних приладів; - не ближче ніж 0, 75 м від різних предметів, меблів, устаткування; - не ближче ніж 5 см від деталей та конструкцій, які виконано з феромагнітних матеріалів.

Усередині приміщень ручні пожежні сповіщувачі потрібно встановлювати на шляхах евакуації (у коридорах, проходах, на сходових майданчиках кожного поверху тощо) і за необхідності − в окремих приміщеннях. Відстань між ручними пожежними сповіщувачами не повинна бути більше 50 м всередині будівель і 150 м − поза будівлями.

Автоматичні пожежні сповіщувачі підрозділяють за:

- видом контрольованої ознаки пожежі (теплові, димові, полум'я та комбіновані);

- видом контрольованої зони (точкові, лінійні, об'ємні та комбіновані);

- видом порогу спрацювання (максимальні, диференційовані та максимально диференційовані);

- принципом дії чутливого елемента.

Чинні нормативи пожежної безпеки [1-3] чітко не визначають, який тип сповіщувача потрібно використовувати у тому або іншому випадку. Винятком є тільки сповіщувачі полум'я.

Теплові пожежні сповіщувачі за принципом дії підрозділяють на: - максимальні, які спрацьовують у разі досягнення порогового значення температури повітря у місці встановлення сповіщувача; - диференційні, які реагують на швидкість наростання градієнта температури; - максимально-диференційні, які спрацьовують як від досягнення порогового значення температури повітря, так і від швидкості наростання градієнта температури.

У роботі теплових пожежних сповіщувачів (рис. 2) використано такі фізичні явища: - термоелектричний ефект; змінення за певних температур магнітних властивостей феромагнітних матеріалів, механічних властивостей легкоплавких вставок, електропровідності напівпровідникових матеріалів, лінійних розмірів металів тощо.

а) б) в)

Рис. 2. Теплові пожежні сповiщувачі: а), в)- максимально-диференційні; б) - магнітний

Димові пожежні сповіщувачі за принципом дії поділяють на йонізаційні та фотоелектричні. Радіоізотопні (йонізаційні) сповіщувачі безперервно контролюють йонізаційний струм вимірювальної камери, відкритої для доступу диму, порівнюють його зі струмом контрольної камери, яку ізольовано від впливу чинників довкілля, і формують сигнал про наявність диму у повітрі у разі перевищення межового значення співвідношення цих струмів. Йонізує повітря у відповідних камерах джерело радіоактивного проміння. Суттєвою перевагою таких сповіщувачів є їх здатність практично однаково реагувати як на світлий, так і на темний дим.

Фотоелектричні (оптичні) сповіщувачі (рис. 3) поділяють на лінійні й точкові. Конструкційно лінійні пожежні сповіщувачі базуються на принципі ослаблення через наявність диму електромагнітного випромінювання між рознесеними у просторі джерелом випромінювання і фотоприймачем.

Рис. 3. Оптичні димові пожежні сповiщувачі.

Перевагою лінійних пожежних сповіщувачів є велику відстань їх дії (до 100 м). Вони однаково чутливо реагують як на темний, так і на сірий дим. Недоліками таких сповіщувачів є необхідність у забезпеченні прямої видимості між джерелом і приймачем випромінювання, а також налипання пилу на лінзовій оптиці чи захисних елементах.

У точкових фотоелектричних димових пожежних сповіщувачах застосовують принцип реєстрації оптичного випромінювання, відбитого від частинок диму, які потрапляють у димову камеру сповіщувача (рис. 4). Такі сповіщувачі характеризуються високою чутливістю до світлого й сірого диму, низькою інерційністю (за цими параметрами вони не поступаються радіоізотопним). Недоліком точкових фотоелектричних димових сповіщувачів є їх низька чутливість до темного диму.

Рис. 4. Розсіювання світлового потоку частинками диму: 1 - джерело світла (випромінювач); 2 - задимлене середовище; 3 - часточки диму.

Сповіщувачі полум'я рекомендують встановлювати на тих підприємствах, де використовують вибухонебезпечні матеріали, легкозаймисті рідини та горючі гази. Їх принцип дії полягає у тому, що чутливий фотоелемент сповіщувача реєструє випромінювання полум'я в ультрафіолетовій чи інфрачервоній частинах спектра.

Основні переваги сповіщувачів полум'я порівняно з тепловими й димовими: підвищена швидкість дії, незалежність часу спрацювання від напрямку повітряних потоків у приміщенні, градієнтів температури, висоти стелі і перекриття, об'єму й конфігурації приміщення. Але з улаштуванням сповіщувачів полум'я пов'язана проблема забезпечення їх належного захисту від прямого й відбитого проміння джерел природного й штучного освітлення, проміння нагрітих частин технологічного обладнання, грозових розрядів тощо, що передбачає ускладнення схем і конструкцій приладів.

Їх необхідно розташовувати так, щоб унеможливити дію на сповіщувачі полум’я світлого потоку зварювальних апаратів чи інших джерел ультрафіолетового чи інфрачервоного проміння. Сповіщувачі полум'я повинні бути захищені від прямих сонячних променів та безпосереднього впливу джерел штучного освітлення.

Комбіновані сповіщувачі контролюють одразу декілька чинників, що супроводжують пожежу: дим, температуру, полумя тощо. Так, у оптично-тепло-хімічному сповіщувачі поєднано оптичні і теплові сенсори, а також датчики чадного газу (рис. 5). Комбіновані сповіщувачі ІПК-1, ІПК-2 та ІПК-3 контролюють водночас два чинника, що супроводжують пожежу: дим та температуру.

Окремі високочутливі сповіщувачі охоронної сигналізації (наприклад, ультразвукові та оптикоелектричні) здатні дуже швидко (швидше за пожежні сповіщувачі) виявляти перші ознаки займання. Тому вони можуть поєднувати охоронні та пожежні функції. Однак такі сповіщувачі можуть бути лише додатковими елементами САПС, які посилюють пожежну безпеку захищуваного об'єкта, адже охоронна сигналізація працює у неробочий час, а пожежна повинна функціонувати цілодобово.

Рис. 5. Схема оптично-тепло-хімічного сповіщувача " Optical-Thermal-Chemical OTC": 1 - оптична камера; 2 - тепловий датчик; 3 - CO-датчик; 4 - світлодіод тривоги; 5 - електронна частина (LSNi чіп); 6 - база сповіщувача MS 400.

Прилад приймально-контрольний пожежний – це пристрій, призначений для приймання сигналів від пожежних і охоронних сповіщувачів, забезпечення електроживленням активних (струмових) сповіщувачів, передавання інформації на світлові та звукові повідомлювачі і пульти централізованого спостереження, а також формування стартового імпульсу вмикання приладу пожежного управління. Він є основним елементом систем охоронної, пожежної чи охоронно-пожежної сигналізації.

Приймально-контрольні прилади, які використовують у системах автоматичної пожежної сигналізації, повинні забезпечувати можливість виокремлення сигналів «Пожежа» і «Несправність». У більшості випадків їх встановлюють у приміщеннях з цілодобовим перебуванням обслуговувального персоналу, але також їх можна встановити і у інших приміщеннях, забезпечивши передавання світлових і звукових сигналів про пожежу або несправність у приміщення чергового персоналу.

Залежно від схеми з'єднання розрізняють променеві (радіальні) та кільцеві САПС (рис.6). Принцип роботи САПС полягає у наступному: у разі спрацювання хоча б одного із сповіщувачів на приймально-контрольний прилад надходить сигнал «Пожежа».

Залежно від можливості зазначати свій номер (адресу) сповіщувачі поділяються на:

- адресовані, які у місці їх встановлення реагують на чинники, які супроводжують пожежу, і постійно або періодично формують сигнали про стан пожежної небезпеки у приміщенні та власну справність (роботоздатність) із зазначенням свого номера (адреси);

- неадресовані, які у місці їх встановлення реагують на чинники, які супроводжують пожежу, і постійно або періодично формують сигнали про стан пожежної небезпеки у приміщенні без зазначенням свого номера (адреси).

Неадресовані пожежні сповіщувачі вмикають лише у мережу радіального типу – тоді на місце займання вказує номер шлейфа (променя), який видав сигнал " Пожежа". Адресовані пожежні сповіщувачі вмикають у мережі як радіального, так і кільцевого типу: адресу займання вказує місце установлення сповіщувача, який видав сигнал " Пожежа", згідно з його адресним номером. Максимальна кількість безадресних пожежних сповіщувачів, увімкнених в один шлейф пожежної сигналізації, не повинна перевищувати 50.

Рис. 6. Схеми променевого (а) та кільцевого (б) з'єднання у САПС: 1 – сповіщувачі; 2 – приймально-контрольний прилад; 3 – блок живлення від електромережі; 4 – блок аварійного живлення; 5 – система перемикання з одного пристрою живлення на інший; 6 – з'єднувальні проводи

На пожежо- та вибухонебезпечних об'єктах САПС окрім сигналізації про пожежу можуть видавати команди у схеми керування автоматичними установками пожежогасіння, димовидалення, повідомлення про пожежу, вентилювання, технологічного та електротехнічного устаткування об'єкта.

САПС за способом передавання повідомлення (сповіщення) про пожежу підрозділяють на автономні та централізовані. В автономних установках САПС сигнал тривоги «Пожежа» від сповіщувача надходить на приймально-контрольний прилад, який встановлюють у приміщенні з цілодобовим перебуванням чергового персоналу, а далі черговий телефонує на приймальний пост пожежної охорони і передає необхідну інформацію. У централізованих САПС повідомлення про пожежу від приймально-контрольних приладів потрапляє через канал зв'язку (наприклад, радіоканал) на централізований пульт пожежної спостереження.

Згідно з ДБН В.2.5-13-98 тип і кількість автоматичних пожежних сповіщувачів, які встановлюють у приміщенні, зумовлено необхідністю виявлення загоряння на всій контрольованій площі приміщення та у пожежонебезпечних зонах. В одному приміщенні належить встановлювати не менше двох безадресних або один адресний пожежний сповіщувач.

Щоб правильно вибрати тип і кількість автоматичних пожежних сповіщувачів необхідно враховувати особливості об'єкта: призначення приміщень, ступінь їх пожежонебезпечності, специфіку технологічного процесу, пожежну характеристику матеріалів, які перебувають у приміщенні, можливі первинні ознаки пожежі та характер її можливого розвитку. Зокрема, вид і спосіб конструкційного виконання пожежних сповіщувачів необхідно обирати з урахуванням умов виробничого довкілля і класу вибухонебезпечної чи пожежонебезпечної зон приміщення.

Так, наприклад, радіоізотопні димові сповіщувачі не рекомендують встановлювати у приміщеннях, де тривалий час перебувають люди, та у житлових будівлях. У більшості випадків автоматичні пожежні сповіщувачі встановлюють під стелею, але можна їх розміщувати також на стінах і колонах чи підвішувати на тросах (на відстані від стелі не нижче ніж 0, 3 м).

Вибирають тип точкового димового пожежного сповіщувача відповідно до його здатності виявляти різні види диму. Для правильного їх розташування необхідно враховувати шляхи та швидкості потоків повітря від вентиляційних систем.

Пожежні сповіщувачі полум'я потрібно застосовувати, якщо у зоні контролю у разі виникнення пожежі на початковій стадії займання може з’явитися відкрите полум'я. Спектральна чутливість сповіщувача полум'я повинна відповідати спектру випромінювання полум'я горючих матеріалів, що перебувають у зоні контролю сповіщувача. Теплові пожежні сповіщувачі використовують, якщо у зоні контролю після виникнення пожежі буде супроводжуватися значним тепловиділенням.

Диференційні та максимально-диференційні теплові пожежні сповіщувачі застосовують для виявлення осередку пожежі, якщо у зоні контролю не буде перепаду температури через інші, не пов'язані з виникненням пожежі, обставини, що здатні спричинити спрацьовування пожежних сповіщувачів цих типів (наприклад, поблизу джерел тепла). Максимальні теплові пожежні сповіщувачі не рекомендують використовувати у приміщеннях, де температура повітря може бути нижче 0 ^ОС.

Вибираючи теплові пожежні сповіщувачі, потрібно враховувати, що температура спрацювання максимальних і максимально-диференційних сповіщувачів повинна бути вищою щонайменше на 20 ^ОС від максимально допустимої температури повітря у приміщенні (але не більше ніж на 70 ^ОС).

Газові пожежні сповіщувачі рекомендують застосовувати, якщо у зоні контролю під час виникнення пожежі на її початковій стадії можуть виділятися певні гази у концентраціях, які можуть спричинити спрацьовування сповіщувачів.

Якщо у зоні контролю важко встановити основний чинник пожежі, то рекомендують поєднувати пожежні сповіщувачі, що реагують на різні прояви пожежі, або комбіновані пожежні сповіщувачі.

Кількість та розташування пожежних сповіщувачів залежить від розмірів, форми, умов роботи та призначення приміщення, конструкції і висоти стелі, наявності та виду вентиляції, завантаженості приміщення матеріалами та устаткуванням, а також від типу та виду пожежних сповіщувачів. У приміщеннях з рівною стелею точкові пожежні сповіщувачі розташовують, як правило, рівномірно по площі стелі з урахуванням розмірів приміщення, а також технічних параметрів сповіщувачів. Точкові пожежні сповіщувачі рекомендують розташовувати у приміщенні за схемами трикутного або квадратного розміщення. У разі квадратної схеми розміщення і висоти приміщення не більше 3, 5 м відстань між сусідніми димовими пожежними сповіщувачами має бути не більше 9 м, а відстань від стіни до сповіщувача − не більше 4, 5 м (якщо у технічній документації на пожежний сповіщувач не вказано менші величини).

В окремих випадках сповіщувачі розміщують у зонах найімовірнішого займання, на шляхах конвективних потоків повітря, а також поблизу пожежонебезпечного устаткування.

Відстань між сповіщувачами вибирають з урахуванням висоти приміщення та площі, яку має контролювати один сповіщувач. Чим вище приміщення, тим меншою має бути контрольована площа. Відстань від сповіщувача до стіни, як правило, вибирають вдвічі меншою, ніж відстань між сповіщувачами.

Як показала практика експлуатації пожежних сповіщувачів, теплові пожежні сповіщувачі доцільно застосовувати у приміщеннях малої та середньої висоти та відносно невеликого об'єму. Вже для висоти приміщення понад 7-9 м теплові сповіщувачі не дозволяють зареєструвати осередок пожежі.