Если вы были в командировке или отдыхали за рубежом, в гостинице вряд ли случалась ситуация, когда Вас разбудили и подняли ночью по вине взбесившейся пожарной сигнализации. Противопожарная защита есть, но мы ее не замечаем и она никого лишний раз не беспокоит. В нашей стране чаще всего все намного печальнее: или сигнализация уже всех достала, или она заранее отключена.

Причиной этого безобразия являются ложные срабатывания, которым и посвящена данная статья: можно ли в принципе избавиться от ложных тревог, и что для этого требуется?

Как правило, подрядной организации ставят задачу найти самое дешевое оборудование и выполнить работы с наименьшими трудозатратами. К системам противопожарной защиты относятся, как к «обязаловке». Именно поэтому и выбирается самый бюджетный вариант, который потом начинает всех доставать тревогами на пустом месте. И то, что система изначально не является работоспособной, уже мало кого интересует.

В этой связи интересно обратиться к европейскому опыту, когда в стандартах прописывается нормируемая величина вероятности ложных тревог — если это значение на объекте превышено, то обслуживающая организация должна привести его в соответствие.

Итак, каковы же основные причины ложных срабатываний в системах пожарной сигнализации, и как с ними можно бороться?

В первую очередь это конструктивные особенности дымовой камеры пожарного извещателя, заложенные производителем еще на этапе разработки устройства. Задача пожарного извещателя — своевременное обнаружение опасных факторов пожара. Чаще всего это дым. Дымовой извещатель характеризуется чувствительностью к различным типам дыма: тления древесины или хлопка, горения древесины и синтетических материалов, легко воспламеняющейся жидкости.

Частички дыма под воздействием тепловых конвекционных потоков поднимаются вверх и, перемещаясь горизонтально под потолком помещения, постепенно заполняют его объем сверху вниз. Только очень небольшое количество частичек дыма попадает внутрь извещателя, в его дымовую камеру. Здесь за счет отражения ими части световой энергии, идущей от излучающего светодиода на чувствительный элемент, и будет обнаружено изменение плотности оптической среды.

Стенки дымовой камеры являются источником собственных помех извещателя, так как от них отражается свет излучающего светодиода, и он может попасть на чувствительный элемент даже при отсутствии дыма. Для исключения этого в дымовой камере размещают защитные перегородки. Чтобы частички дыма все-таки попали в дымовую камеру, она должна иметь хорошую вентилируемость. Но этому очень мешают эти защитные перегородки.

Таким образом, конструкция дымовой камеры — это уникальное компромиссное решение между уровнем внутренних и внешних помех и требуемой вентилируемости. Самое главное, что этот механизм должен работать в широком диапазоне для достоверного обнаружения возгорания с различными типами дыма.

При низкой вентилируемости дымовой камеры в дешевых извещателях конструкторы повышают коэффициент усиления тракта обработки, одновременно повышая и уровни помех, вызванных отражением света от стенок дымовой камеры и от внешних источников света. Такой извещатель становится постоянным источником ложных тревог.

Качество устройства можно проверить только в результате огневых испытаний в соответствии с новым ГОСТ Р 53325-2009. К сожалению, в нашей стране до сих пор нет ни одной установки для проведения таких испытаний. В итоге нет никакой уверенности, что большинство отечественных дымовых извещателей вообще могут обнаруживать реальные пожары, но при этом практика показывает, что они постоянно формируют ложные тревоги. И когда речь идет о дымовых пожарных извещателях ценой по 100 руб., надо понимать, чего от них стоит ожидать.

Эксплуатационный контроль текущей запыленности дымовой камеры: во всех помещениях присутствует пыль. Накапливаясь в дымовой камере, она постепенно меняет режим работы извещателя, поэтому ее периодически необходимо оттуда удалять. В положениях по техническому обслуживанию предусмотрено, что периодичность работ по очистке извещателя должен устанавливать производитель. Как правило, указывается срок в 6 месяцев. Чистить извещатели раз в полгода — это достаточно большие объемы работ, заказчики обычно не идут на эти затраты.

А тем временем необслуживаемые дымовые извещатели все чаще формируют ложные срабатывания. Особенно ярко это выражено со второго по четвертый-пятый год эксплуатации, после чего оптические элементы извещателя вообще теряют способность на что-либо реагировать.

Объем работ по обслуживанию значительно сокращается, когда на объекте установлена адресно-аналоговая система — прямо на приемно-контрольном приборе можно оценить уровень запыленности каждого извещателя и чистить выборочно только те извещатели, внутри которых количество пыли достигло предела. Адресно-аналоговые системы дороже традиционных, однако за д10–15 лет эксплуатации полученный экономический эффект значительно перекроет разницу в первоначальных затратах. Чем и объясняется популярность этих систем за рубежом.

Наведенные электромагнитные помехи (рис.1): для того, чтобы зафиксировать нормативное изменение оптической плотности среды (обнаружить дым) и принять однозначное решение о пожаре, входной каскад извещателя должен обладать очень высокой чувствительностью. В качестве защитной меры канал обработки извещателя, как правило, включается только на момент проведения измерений внутри дымовой камеры. Но если в момент измерения на шлейф сигнализации (а он одновременно является и линией питания) будет наведена даже не очень сильная помеха от рядом проложенных силовых проводов или от радиоизлучающих средств, в том числе сотовых телефонов, то, естественно, извещатель сформирует ложное срабатывание. Большинство отечественных извещателей для снижения затрат редко оснащаются устройствами защиты от этих наведенных помех, в то время как в зарубежных они обязательно используются. Да, все это стоит денег, и платит конечный заказчик. Однако, пока наши заказчики не готовы отдавать за это деньги, существует вероятность, что рев пожарных сирен станет для них привычным звуком.

Рис.1 Воздействие электромагнитных помех на входной и выходной каскады проводных извещателей

Имеется ли объективный показатель чувствительности входных каскадов к наведенным помехам. Да есть. Это степень жесткости электромагнитной совместимости.

Чувствительность выходных каскадов извещателей к наведенным помехам по шлейфу значительно меньше, чем у входных каскадов. Зато выходные каскады всегда доступны для этих помех. При микротоковом потреблении извещателя наведенная помеха, как на хорошем конденсаторе, может накапливаться за достаточно продолжительный период, что в итоге приводит к ложному срабатыванию. И если в устройстве не предусмотрена эффективная защита от наведенных помех, то обслуживающий
персонал долго будет разбираться в причине очередной тревоги.

Механизм инструментальной проверки для этого случая аналогичен предыдущему — испытания на электромагнитную совместимость.

Наведенные электромагнитные помехи на входные каскады приемно-контрольных приборов: в последние годы это одна из самых часто встречающихся причин ложных срабатываний. Связана она с возможностью приемно-контрольного прибора реагировать на помехи, наведенные в шлейфе сигнализации (рис. 2). Большая длина шлейфа, высокое входное сопротивление самого прибора и оконечного резистора шлейфа, режим контроля состояния шлейфа не по току, а по напряжению на входе прибора — и даже при наличии не самых плохих извещателей будут постоянно происходить ложные срабатывания. Вместо пожарной сигнализации получился хороший детекторный приемник с чувствительными антеннами в качестве шлейфов сигнализации, проложенных по всему зданию. Щелкнули выключателем освещения — пошла тревога. Отключили насос — пошла тревога. Включили сварочный аппарат — пошла тревога. Такую систему придется выключить сразу после приема ее в эксплуатацию.

Рис.2 Воздействие электромагнитных помех на входную цепь приемно-контрольного прибора

Электромагнитная совместимость технических средств: три последние причины ложных срабатываний можно, в принципе, объединить в одну — вопрос электромагнитной совместимости. Под этим термином скрывается защищенность от электромагнитных помех силовых кабелей, в первую очередь, и радиоизлучающих средств, в том числе и мобильных телефонов, во вторую очередь.

В новой нормативной базе по пожарной безопасности, вступившей в силу в мае 2009 года, требования по электромагнитной совместимости технических средств пожарной автоматики приведены в ГОСТ Р 53325-2009. В соответствии с этим документом в паспорте на изделие в обязательном порядке должна указываться степень помехоустойчивости каждого устройства, чего раньше не было. Помимо этого в выше указанном стандарте приводятся ссылки на целую группу базовых стандартов по электромагнитной совместимости, в которых имеется классификация всех объектов по степени электромагнитной жесткости, где используются технические средства пожарной автоматики, а также перечислены условия эксплуатации этих технических устройств. Если коротко, то большинство городских объектов отнесено к третьей степени жесткости. И зарубежные нормативные документы по пожарной безопасности содержат требования по степени жесткости не ниже третьей. Но большая часть выпускаемого в нашей стране оборудования пожарной автоматики имеет лишь 2-ю степень жесткости! И вот прежде чем приступать к проектированию системы пожарной сигнализации необходимо выяснить, какая степень жесткости должна быть у оборудования для использования на конкретном объекте. Все специалисты проектно-монтажных организаций делают вид, что ложные тревоги в пожарной сигнализации неизбежны, вместо того чтобы изучить в этих национальных стандартах рекомендации по применению оборудования в соответствии с имеющимися условиями эксплуатации.

Как же все-таки можно их исключить?

Что касается конструктивных особенностей дымовых камер и их чувствительности ко всем типам дыма, то этот вопрос будет решен в течение 2–4 лет в рамках сертификационных испытаний. Можно предположить, что пожарные извещатели по 100 руб. за штуку вряд ли останутся на рынке.

Что касается эксплуатационного контроля запыленности дымовых камер извещателей, то вопрос решается только путем использования адресно-аналоговых систем. Да, стоимость адресно-аналогового извещателя не может быть ниже 600–800 руб. Но, как уже было сказано, за время эксплуатации системы полученный экономический эффект значительно перекроет разницу в первоначальных затратах.

Электромагнитная совместимость: этот вопрос решается за счет использования адресных (в том числе адресно-аналоговых) систем — благодаря передаче данных с повышенной амплитудой напряжения и использованию двухстороннего протокола обмена вероятность ложных срабатываний намного меньше, чем в неадресных.

Еще более интересными в этом плане являются беспроводные адресно-аналоговые системы: ложным срабатываниям взяться просто неоткуда — антенны намного короче проводных линий связи, соответственно, и устойчивость к электромагнитным помехам значительно выше (рис. 3). Если большинство проводных систем едва обеспечивают 2-ю степень жесткости, то современные беспроводные — с легкостью 3–4 степень.

Рис.3 Величина импульса помехи пропорциональна длине (L) провода/антенны, подключенной к извещателю

С вступлением в силу в мае 2009 года новой нормативной базы в области пожарной безопасности появилась принципиально новая задача — обеспечить работоспособность систем пожарной безопасности (в том числе и пожарной сигнализации) на все время, необходимое для эвакуации людей в безопасную зону. Это достаточно затратные работы — стоимость только одних проводов в огнестойком (пожароустойчивом) исполнении увеличивается в десятки раз. На этом фоне применение адресно-аналоговых и, в первую очередь, беспроводных (радиоканальных) систем становится как технически, так и экономически оправданным. И именно этот механизм и приведет к принципиально новому подходу при построении систем пожарной сигнализации, а как следствие — к уменьшению вероятности ложных срабатываний.

Источник: "БДИ № 4, 2009 год