Russian   

 
:: Главное Меню
Главная
Охранные системы видео наблюдения
Домофоны, видеодомофоны
Системы охранно-пожарной сигнализации
Система контроля доступа
Турникеты, шлагбаумы

:: Продукция
Камеры
Объективы
Регистраторы

:: Информация
Блок 1

:: Объекты
Стройград

 
:: Среднее меню

Мировые тенденции развития рынка пожарных извещателей

(техника и технологии: прошлое, настоящее и будущее)

    Основные типы устройств обнаружения пожара
Способы обнаружения пожара можно подразделить на следующие категории:

  • детекторы дыма - на основе ионизации или фотоэлектрического принципа
  • детекторы тепла - на основе фиксирования уровня подъема температуры или какого-то ее определенного показателя
  • детекторы пламени - на основе использования ультрафиолетового или инфракрасного излучения
  • детекторы газа - до недавнего времени - самые распространенные из-за отсутствия других технологий для обнаружения пожара

Суть любого метода обнаружения пожара - раннее обнаружение возгорания. В большинстве случаев при выборе типа детектора предпочтение отдается именно дымовому, так как пожар обычно сопровождается выделением большого количества дыма и именно этот тип детектора способен предупредить людей в здании об опасности. Дымовой извещатель на основе ионизации или фотоэлектрическом принципе - обнаруживают определенные формы загрязнения воздуха, поэтому в некоторых обстоятельствах иные, кроме дыма, загрязнители воздуха могут ввести в заблуждение детектор дыма и вызвать реакцию последнего, соответствующую условиям реального пожара. В этих случаях единственной альтернативой является использование детектора тепла, если, разумеется, нельзя прибегнуть к детектору пламени. Последний, кстати, применим для весьма специфических условий, характеризующихся наличием легковоспламеняющихся жидкостей или газов; по этой причине его применение весьма ограничено. Использование теплового извещателя, предоставляющего некоторую защиту, также вряд ли можно отнести к разряду удачных решений, поскольку пока этот детектор срабатывает, пожар успевает разрастись до угрожающих параметров.
В первых детекторах дыма использовалась камера ионизации. Она способна обнаруживать даже небольшие частицы продуктов горения и демонстрирует весьма впечатляющие результаты в ходе проводимых испытаний, подавая соответствующий сигнал до того, как самый первый признак дыма обнаруживается живым существом. Первые модели этих детекторов имели многочисленные проблемы: главным образом, были уязвимы к изменениям влажности, давления, температуры и скорости движения воздуха, что служило причиной срабатывания датчика в безопасных условиях (или несрабатывания в опасных!).Использование дымовой камеры, минимизировали зависимость от указанных параметров, и современные детекторы этого типа относительно малоуязвимы с точки зрения изменений внешних условий.
Развитие технологий означает, что стало экономически выгодно производить детекторы пожара, использующие фотоэлектрический принцип, и в течение последнего десятилетия эти детекторы постепенно вытеснили ионизационные детекторы в качестве лидера продаж на большинстве рынков мира. Фотоэлектрические детекторы относительно невосприимчивы к изменениям внешних условий, хотя и они могут быть введены в заблуждение дымом, который не является продуктом пожара. По сравнению с ионизационными фотоэлектрические детекторы лучше реагируют на большое задымление.
Выбор типа детектора для большинства пользователей определяется тремя факторам: привычкой, ценой и местом установки. Именно привычка и цена обеспечивали популярность ионизационному детектору в течение стольких лет. Только в последние годы большинство производителей смогли наладить выпуск фотоэлектрических детекторов, конкурентных по цене с ионизационными, и по мере слома устоявшейся привычки пользователи все больше и больше склоняются к фотоэлектрическим детекторам. Однако в ряде стран слом устоявшейся привычки потребовал более продолжительного времени, поэтому там большинство из продаваемых детекторов по-прежнему составляют ионизационные.   

Рис. 1. Переход от ионизационных к фотоэлектрическим детекторамПереход от ионизационных к фотоэлектрическим детекторам отображен на рис. 1, где приведена статистика продаж одной их ведущих европейских компаний за три года.
В большинстве случаев при равной цене и отсутствии пристрастий у пользователя место установки может оказаться самым важным фактором, влияющим на выбор типа детектора. Во многих случаях применим любой тип детектора, однако условия установки могут стать причиной того, что предпочтение будет отдано одному типу детектора по отношению к другому. Например, поблизости от кухни предпочтительно установить фотоэлектрический детектор, так как невидимый пар может побудить к срабатыванию ионизационный. Последний же тип детектора лучше устанавливать там, где можно ожидать появления дыма от сигарет, поскольку ионизационный детектор менее склонен в срабатыванию именно в таких условиях.

    Учет внешних условий
В настоящее время на выбор типа детектора влияют новые факторы, а они, как раз, и подталкивают к тому, чтобы отдать предпочтение фотоэлектрическим технологиям. Эти факторы следующие: получение разрешения на применение изделий, содержащих источники радиоактивного излучения, транспортировку и свободное перемещение ионизационных детекторов и стоимость их утилизации. В большинстве стран становится все труднее получать разрешение на ионизационные детекторы, а положения, регулирующие все, что связано с перевозкой радиоактивных материалов, становятся все более жесткими и, соответственно, более затратными. Эти два фактора напрямую связаны с экологической безопасностью, и вполне разумным представляется введение ограничений на изделия, содержащие источники радиоактивного излучения, там, где им есть адекватная альтернатива.
Другим важным фактором, на который в прошлом зачастую смотрели сквозь пальцы, является стоимость утилизации ионизационного детектора. Конечно, один такой детектор можно просто бросить в помойное ведро, однако и здесь требования постоянно возрастают. А уж если речь идет об установке целой системы, то затраты на утилизацию никак нельзя сбрасывать со счетов. Если в системе имеется много ионизационных детекторов, их нельзя просто выбросить вместе с мусором, для утилизации, разумеется не бесплатной, их необходимо вернуть изготовителю. Обычно изготовитель берет по $10-15 за каждый детектор, и эта цифра постоянно растет. Эти затраты, как правило, не афишируются перед покупателем системы; однако в конце концов их все же приходится нести. Поэтому фактор реальных затрат в течение срока службы становится все более весомым при принятии решения о типе приобретаемого извещателя.
Следующим фактором, заслуживающим внимания, являются требования по очистке детектора. В целях поддержания чувствительности и недопущения ложного срабатывания оба типа детекторов, будь то ионизационный или фотоэлектрический, требуют периодической очистки. В случае с фотоэлектрическим детектором это достигается весьма легко: достаточно его разобрать, промыть, протереть и продуть струей воздуха - и детектор чист. С ионизационным же детектором делать этого нельзя в силу существующих ограничений доступа к радиоактивным источникам по причинам охраны здоровья и безопасности. Источники ионизации наиболее эффективно чистить при их погружении в чистящую среду. Однако в результате само чистящее вещество может оказаться радиоактивно загрязненным,и его утилизация будет нуждаться в специальных условиях. Соответственно, требования по очистке ионизационных детекторов гораздо более обременительны с точки зрения затратного фактора.

    Умер ли ионизационный детектор? И да, и нет

По мере совершенствования технологии, выравнивания цен или проявления преимуществ в пользу фотоэлектрического детектора, становится очевидным, почему большинство стран и пользователей отдают предпочтение именно ему. Большинство изготовителей детекторов дыма более не разрабатывают ионизационных детекторов для обновления своего ассортимента. Итак, ионизационные детекторы должны в конце концов умереть. Однако впору задаться вопросом: правильный ли это подход и может ли фотоэлектрический детектор во всех случаях заменить ионизационный?
И ответ здесь - "нет"! Там, где существующие условия способствуют ложному срабатыванию именно фотоэлектрического детектора, а не ионизационного, фотоэлектрический неприменим. Изготовители осознали существование данной проблемы, и поэтому в качестве альтернативы внедрили прибор, рассчитанный на множество критериев и оснащенный многими датчиками. Наиболее эффективным является извещатель, сочетающий в себе фотоэлектрические и тепловые чувствительные элементы. Подобные типы мульти-датчиков были в ходу уже длительное время, однако они использовали очень простую систему принятия решения "или-или", когда сигнал подается, если срабатывает или фотоэлектрический датчик, или тепловой датчик.
Совершенствование технологии дало возможность внедрить в детекторы пожара микропроцессы, что обусловило применение интеллекта к сигналам, производимым в камерах чувствительности. Экономный по затратам мульти-датчик, имеющий в своем составе все чувствительные элементы стал сейчас реальностью; такие приборы можно с успехом использовать там, где наиболее подходящим представлялся ионизационный детектор. Совершенствование камер чувствительности фотоэлектрических детекторов означает, что их работа в условиях наличия пламени, что раньше считалось "вотчиной" ионизационных детекторов, намного улучшилась.

    Контрольные испытания  

Рис. 2. Европейские тестовые пожары

*Аналогичные испытания проводятся по ГОСТ Р 50898-96 "Извещатели пожарные. Огневые испытания" (примечания редакции). 

В Европе набор пожарных испытаний был разработан для разбивки детекторов пожара по категориям в зависимости от их характеристик, проявленных в управляемых условиях, предназначенных имитировать многие различные виды пожаров, которые могут происходить в реальных условиях. Каждый детектор дыма, прошедший пожарные испытания на соответствие стандарту детектора дыма, считается годным прибором общего назначения. На рис. 2 приведены показатели категорий пожаров по европейской классификации. Для того чтобы детектор дыма был сертифицирован по европейским нормам, он должен вписываться в нормативы, определенные для испытаний категорий TF2, TF3, TF4 и TF5. Как видно из схемы 2, фотоэлектрический детектор лучше всего подходит для категории TF2, в то время как ионизационный - для испытаний по категориям TF4 и TF5. Пожары категорий и TF4, и TF5 вызывают образование меньшего количества частиц, но одновременно значительного объема тепла, поэтому включение теплочувствительного элемента вместе с фотоэлектрической камерой, настроенных на требуемые алгоритмы, дают возможность получить детектор, аналогичный по своим характеристикам ионизационному детектору при пожарах категорий TF4 and TF5, но превосходящий последний при категории TF2, поскольку он является фотоэлектрическим. Общие характеристики комбинированного фото/термального детектора лучше, чем просто ионизационного или просто фотоэлектрического, что подтверждено его показателями в испытаниях по пожарам других категорий, которые не включены в европейские стандарты на детекторы дыма, TF1 and TF6. Комбинированный фото/термальный детектор способен пройти оба этих пожарных испытания, что не под силу отдельно взятому ионизационному или фотоэлектрическому детектору. 

    Ложные сигналы

Мы установили, что комбинированный фото/термальный детектор с правильными алгоритмами превосходит и ионизационный и фотоэлектрический, но можно ли его применять в тех местах, где ионизационный предпочитался бы фотоэлектрическому для исключения слишком большой вероятности ложных сигналов?
Давно известно, что лучшим оружием противодействия подачи ложных сигналов является применение задержки по времени срабатывания, так как феномен всех ложных сигналов кроется в их временном характере. Пожары с пламенем в своем развитии значительно более быстры, как и создаваемые ими угрозы для жизни по сравнению с тлеющими пожарами; именно пламя создает высокую температуру. Следовательно, у комбинированного фото/термального детектора алгоритмы определения пожара должны иметь существенную задержку по времени в ситуациях, когда не наблюдается сколько-нибудь значительного изменения температуры. Явление ложного сигнала, воздействующее на детектор дыма, никакого тепла не генерирует, вот почему, до того как были разработаны детекторы с мульти-датчиками, тепловые детекторы были единственной альтернативой дымовым там, где наблюдались проблемы с ложными сигналами. Создание режима задержки по времени в фотоэлектрических детекторах - единственная возможность для их использования в тех местах, где их альтернативой мог бы стать ионизационный детектор.
Фототермальные детекторы могут с успехом заменить ионизационные в более сложных средах, поэтому в ближайшие годы можно прогнозировать дальнейшее падение продаж ионизационных детекторов. В конце концов придет время, когда производство последних станет попросту экономически невыгодным.

    Тенденции на будущее - обнаружение газа?

Из нашего жизненного опыта мы знаем, что мы тем лучше работаем, что полнее работают наши чувства; наше восприятие окружающего мира усиливается, когда каждое из этих чувств выступает в комбинации с другими для принятия более осознанного решения в потенциально опасной ситуации. То же самое справедливо для детектора: чем больше сенсоров он содержит, тем лучше его способность обнаружения пожара. Любые алгоритмы, реализованные в пожарном детекторе должны постоянно обеспечивать компромисс между обнаружением пожара и подачей ложного сигнала. Чем больше сенсоров в датчике, тем больше шанс иметь 100% обнаружений пожара со 100% исключением ложных тревог.

Рис. 3

TF1 - горение древесины, TF2 - тление древесины, TF3 - тление хлопка, TF4 - горение пенополиуретана, TF5 - горение гептана, TF6 - горение спирта 

Давно известно, что определение типа газа может быть альтернативной технологией для детектора пожара. Были проработаны технические решения и детекторы СО, недавно с некоторым успехом вышедшие на мировой рынок. При этом их изготовители заявляют о превосходстве этого класса детекторов по параметру ложных тревог. Однако, как односенсорные устройства, они не могут отвечать всем критериям обнаружения пожара: выигрыш в подавлении ложных тревог оборачивается проигышем в эффективности обнаружения пожара.
Пожарные испытания показали, что наиболее приемлемыми для обнаружения газами являются CO и CO2. К сожалению, как видно из рис. 3, ни одна категория пожаров по европейским нормам (ЕN) не производит достаточного количества газа CO или CO2 для успешного гарантированного определения пожара при использовании одного детектора. Для эффективного срабатывания одного датчика максимально необходимый уровень материала, который предстоит обнаружить, должен быть значительно меньше, чем при обнаружении надвигающегося пожара. Это не распространяется на показанные уровни газа, поэтому каждый датчик придется настроить на существенно более высокий уровень "ожидания" пожара, что выльется в то, что датчик не отреагирует на пожарное испытание, а если его установить на достаточно низком уровне для прохождения испытания, может случиться так, что датчик станет реагировать на окружающий воздух и подавать ложные сигналы.

    Комбинированные дымовые, тепловые и газовые детекторы   

Исследовательская лаборатория ВМФ США провела ряд пожарных испытаний, часть которых преследовала цель установить концентрацию веществ при ложных сигналах, другая часть - при подаче сигнала о пожаре. Конечно, иногда различие между ложным и настоящим сигналами было всего лишь делом уровня и времени; например, сгорающий тост обычно будет классифицирован как ложный сигнал, если только он не оставлен в тостере и не загорелся. Используя данные исследований ВМФ, мы можем разбить на категории способность комбинированных датчиков проводить различие между настоящим пожаром и ложным сигналом; мы также пришли к выводу, что мульти-датчик, имеющий в своем составе хотя бы один газовый элемент, фотоэлектрический датчик и тепловой датчик имеет существенные преимущества по своим характеристикам. 

Рис. 4. Испытание: помеховое воздействие горячим душем  Рис. 5. Испытание: горение гептана

На рис. 4 показаны испытания с помеховым воздействием - горячим душем. Наблюдаются существенные изменения теплового режима, CO2 и фотоэлектрических датчиков; однако с примененными алгоритмами уровень сигнала для комбинации (на графике он должен преодолеть отметку 2.5 на правой оси) не преодолен, что является хорошим примером синергических преимуществ.
На рис. 5 показан небольшой пожар с горящим гептаном, тест на который обычно очень труден для фотоэлектрического детектора. Это пламя не производит ощутимых изменений ни температуры, ни CO2. Однако совмещение фотоэлектрического выхода и выхода СО2 оказывается достаточным для превышения их комбинацией порога, т.е. для достижения требуемого результата.

Краткий вывод из пожарных испытаний лаборатории ВМФ на схеме 6 показывает характеристики комбинированных датчиков по сравнению с характеристиками моно-датчиков; как видно, преимущества первых значительны.

Рис. 6.1.

 

Вероятность определения жестких помех (%) (пескоструйная обработка, приготовление пищи, сварка, курение, душевые)

Рис. 6.2.

Вероятность раннего определения пожара (%) (широкий диапазон от тления до открытого пламени)

Рис. 6.3.

Общая эффективность работы извещателей. В диаграмме допускается равнозначность воздействия пожара и помехового воздействия

Во многих случаях самым главным критерием оценки альтернативных систем обнаружения пожара является цена. В этом варианте предпочтение отдается самым дешевым датчикам; по сравнению с ионизационными фотоэлектрические детекторы представляются более "продвинутыми" с точки зрения их стоимости и рабочих характеристик для подавляющего большинства пользователей. Если к системе пожарной сигнализации предъявляются повышенные требования, либо возможны ложные сигналы при использовании одного типа сенсора, тогда предпочтительнее использовать мультисенсорную систему. В расчете на перспективу стоимость такой системы окажется на круг ниже системы с моносенсором благодаря меньшим потерям от простоев и неудобствам, вызываемым ложными сигналами. Совмещение газового, фотоэлектрического и термального элементов датчиков предоставляет наилучший вариант рабочих характеристик, соответствующих технологиям сегодняшнего дня, однако стоимость данных приборов ограничит их применение рамками сопряженных с большим риском и большими потерями от простоев условиями, где анализ сопоставления выгод от их применения с их стоимостью оправдывает их применение.


 
:: Правое Меню
Прайс Лист

:: Сертификаты
Сертификаты

:: Контакты
Контакты