В рубрику "Пожарная безопасность" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
 |
Применение газовых пожарных извещателей СОКомментарии к новой редакции ГОСТ Р 53325–2012 |
Кроме увеличения длительности испытаний пожарных СО-извещателей по тестовому очагу ТП-2 в новой редакции ГОСТ Р 53325 теперь допускается "варьирование" пожарной нагрузки. Фактически, для пожарных СО-извещателей вводится новый нестандартный очаг, который должен иметь другое наименование. Для гарантированного повышения концентрации СО до 100 ppm может потребоваться увеличение количества буковых брусков в 1,5–2 раза, и их будет проблематично разместить на одной стандартной плитке. В наихудшем случае при концентрации СО, равной 100 ppm, удельная оптическая плотность может превышать 3 дБ/м, то есть дым будет ослаблять свет более чем в 2 раза на дистанции в 1 м! При этом совершенно теряется смысл проведения этих испытаний, так как допускается активация извещателей СО при нулевой видимости и в разы позже по времени по сравнению с дымовыми извещателями. Таким образом, необходимо либо выпускать извещатели СО с чувствительностью, достаточной для прохождения стандартного тестового очага ТП-2, как для ИПДОТ, либо исключить этот тестовый очаг для извещателей СО с соответствующим ограничением области их применения только для обнаружения тления хлопка со свечением и скрытого тления хлопка в помещениях небольшого объема.
Приведу две цитаты из статей 10-летней давности Стива Скорфилда (Steve Scorfield), технического директора компании System Sensor Europe. 1) Статья "Новейшие мировые технологии обнаружения пожара на промышленных объектах" ("Системы безопасности", № 1/2005):
"Широко известно, что газовые извещатели могут быть эффективным средством выявления возгорания. Не так давно благодаря внедрению технологии гальванического элемента стало возможным создание пожарных извещателей, в которых содержится элемент, реагирующий на угарный газ. Однако детектор угарного газа в качестве единственного метода обнаружения пожара не удовлетворяет всем критериям универсального пожарного детектора: не исключены ложные сигналы тревоги. Детекторы угарного газа непригодны в качестве отдельных пожарных извещателей по двум основным причинам. Первая причина: гальванический элемент не является безотказным, поскольку он может потерять чувствительность без каких-либо заметных изменений и при наличии угарного газа действовать так же, как при его отсутствии (хотя технологии в этой области постоянно улучшаются). Вторая причина: не каждое возгорание характеризуется большим количеством угарного газа, поэтому гарантировать успешное обнаружение пожара при использовании одного лишь детектора угарного газа с уверенностью нельзя. Исследования показали, что мультисенсорное устройство, содержащее в себе по крайней мере один газовый детектор, один фотоэлектрический датчик и один тепловой датчик, является значительно более эффективным средством обнаружения пожара. Технология производства таких извещателей интенсивно развивается и успешно начала внедряться на рынке. Мультисенсорные извещатели, по сравнению с другими типами извещателей, гораздо лучше справляются с поставленными задачами, причем коэффициент ложных сигналов тревоги у них ниже".
2) Статья "Мировые тенденции развития рынка пожарных извещателей (Техника и технологии: прошлое, настоящее и будущее)" ("Системы безопасности" № 1/2004):
"Давно известно, что определение типа газа может быть альтернативной технологией для детектора пожара. Были проработаны технические решения, и детекторы СО недавно с успехом вышли на мировой рынок. 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 проигрышем в эффективности обнаружения пожара. Пожарные испытания показали, что наиболее приемлемыми для обнаружения газами являются CO2 и CO2. К сожалению, при тестовых очагах по европейским нормам EN 54 не выделяется достаточное количество газов CO или CO2 для гарантированного выявления пожара только одним газовым детектором".
Действительно, в настоящее время все ведущие производители включают в новые серии только дымовые-СО и дымовые-СО-тепловые пожарные детекторы. Односенсорные газовые СО никто не выпускает ввиду ограничения их применения и других их недостатков.
Отечественные производители пожарных извещателей делятся на две основные категории. Оборудование первых позиционируется как "достаточно качественное, но дешевле импортных". Это на 99% адресные извещатели с возможностью дистанционной настройки чувствительности. К ним вопрос о пороге неуместен – какой поставят при пусконаладке, такой и будет. Вторая категория – "конструкция с минимальной ценой, которую удалось сертифицировать".
Это так называемые системы "защиты не от пожара, а от пожарного". Газовые извещатели могут быть очень компактными и дешевыми, и, несомненно, среди этой категории оборудования будут популярными извещатели, настроенные на порог, близкий к верхней границе (80–100 ppm), чтобы было меньше ложных тревог (защита от пожарного вообще не подразумевает включение сигнала тревоги). При этом для целей сертификации будут выпускаться датчики с повышенной чувствительностью (чтобы все-таки срабатывали), а в паспорте будет указываться весь допустимый диапазон – от 25 до 100.
Тут, правда, следует упомянуть, что пока газовые извещатели есть только в ГОСТ, но не упомянуты в СП5, никто из производителей их массовый выпуск не начнет. Ни с какой чувствительностью.
В принципе, угарный газ намного лучше распространяется с воздухом и лучше проникает в извещатель. Потому вполне уместно увеличить площадь. Меня смущает лишь то обстоятельство, что такая формулировка в СП5 может подтолкнуть массовое применение газовых датчиков везде, хотя они обладают реальной чувствительностью лишь к весьма ограниченному перечню типов очагов пожара.
В противоположность "чисто газовым" комбинированные многокритериальные извещатели, очевидно обладающие намного более высокой способностью обнаруживать пожар, в соответствии с текущими формулировками СП5 должны устанавливаться с шагом "как тепловые", да еще и "не менее 2 в помещении".
Прошу не забывать, что предельно допустимая концентрация СО в воздухе – всего 20 ppm. Так что если извещатели с порогом 100 ppm срабатывают от "двигателей и печек" – срочная эвакуация людей вполне уместна.
Я рекомендовал бы газовые извещатели СО исключительно для помещений с доминирующей пожарной нагрузкой в виде хлопка и аналогичных волокон.
А в целом пора бы уже оказывать преференции многокритериальным извещателям. В частности – явно указать их предпочтительность. Явно указать, что многокритериальный извещатель можно считать эквивалентным "двум извещателям", как минимум в случае пуска только системы оповещения. Да, отечественных мультикритериальных пока практически нет, но их и не будет, если, как сейчас, они будут вдвойне невыгодны потребителю – сами дороже, а по нормам их требуется больше...
Сначала определимся, что дымом в данной ситуации является дисперсная система, состоящая из мельчайших твердых частиц, взвешенных в смеси воздуха с газообразными продуктами сгорания.
Теперь обратимся к факту, который может воспроизвести и наблюдать любой желающий.
Поджигаем шину. В безветренный день увидим четкий столб дыма, запах ощущается даже на расстоянии нескольких метров от него. Здесь запах – обоняемый признак того, как разносятся воздушным потоком газообразные продукты горения: ароматические углеводороды, монооксид углерода и т.д. Дым – видимый признак того, насколько воздушный поток способен перенести твердые частицы.
В школьных учебниках утверждают, что причиной распространения запаха (газа) является диффузия. Однако расчет по формуле Эйнштейна – Смолуховского дает, что при броуновском движении молекула угарного газа передвинется на 1 метр за время около 10 часов. Значит это – не полное объяснение факта, поскольку рассматривается только молекулярная диффузия. Для нее справедлив 1-й закон Фика: при постоянной температуре и давлении скорость переноса вещества пропорциональна градиенту концентрации, диффузионный поток будет направлен в сторону уменьшения концентрации.
Чтобы ощутить физическую сущность этого явления, посмотрим на диффузию чернил в горизонтальной трубке, наполненной водой. Пусть чернила впрыснуты где-то около ее середины. Мы увидим, как темное пятно движется к краям трубки, постепенно светлея.
Однако при пожаре нет чистой диффузии. Большую роль играет конвективный поток, который осуществляется движущимся воздухом, его направление и интенсивность совпадают с направлением средней скорости потока и зависят от ее величины. Конвективный поток имеет турбулентный характер, который, подобно молекулярному потоку, характеризуется градиентом концентрации газа. При турбулентном режиме движения воздушных потоков турбулентная диффузия на порядки эффективнее молекулярной диффузии и способствует более равномерному распределению молекул газа в поперечном сечении потока.
Процесс распространения газа в движущейся среде под действием конвективного переноса, молекулярной и турбулентной диффузии называется конвективной диффузией. Он определяется уравнениями движения среды и уравнениями диффузии. Для описания диффузии в настоящее время используются различные методы (Лагранжа, Эйлера, случайных блужданий), базирующиеся на использовании специальных характеристик турбулентности.
Конвективная диффузия может быть вызвана как гравитационным полем (для дыма), так и дополнительным воздействием на систему разностью давлений в различных частях среды (для газа, запаха). Об этом в школьном курсе физики уже не говорят. Очевидно, что уравнение конвективной диффузии решается совместно с уравнением движения воздушного потока. Их механизм довольно сложен и вряд ли может быть предметом опросов.
В гетерогенном потоке (дым в воздушном потоке) скорости газовой и дисперсной фаз сильно различаются, с увеличением размера частиц дыма инерционность их возрастает, что приводит к выводу частиц дыма из потока воздуха и снижению его турбулентности.
Исходя из свойств воздушной среды и механизмов переноса, площадь, которую может контролировать ИПГ СО, больше, чем может контролировать ИПДОТ.
Желающим ознакомиться с математическим описанием этих процессов уместнее найти соответствующие разделы в курсе теплофизики. Кроме того, такими процессами занимается рудничная аэрология. Это давно исследованные научные направления.
Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #3, 2015
Посещений: 7314
Автор
| |||
Автор
| |||
Автор
| |||
В рубрику "Пожарная безопасность" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
