Звуковые системы оповещения о пожаре

      Комментарии к записи Звуковые системы оповещения о пожаре отключены

В статье приведены ключевые принципы построения звуковых совокупностей оповещения, анализируется отечественная и зарубежная нормативная база, даны практические советы по выбору типа звукового сигнала, параметров кабеля линии связи, числа оповещателей и т.д. Кое-какие положения общ  и будут нужны при проектировании речевых совокупностей оповещения.

Звуковой и световой — звуковой методы оповещения о пожаре в виде стробоскопов и сирен употребляется в совокупностях 1-го и 2-го типа по НПБ 104-03 управления и Системы оповещения эвакуацией людей при пожарах в сооружениях и зданиях. Конкретно совокупность оповещения складывается из в некотором роде расставленных в помещениях оповещателей и линий связи, по которым обеспечивается питание и устройств автоматического контроля работоспособности.

Совокупность обязана снабжать требуемые уровни сигналов оповещения не только в обычных условиях, но основное при пожаре. При расчёте системы и выборе оборудования рекомендуется учитывать влияние экстремальных условий, к примеру, изменение падения напряжения при нагревании проводников линии связи и возможность контроля линий связи.

Уровень звуковых сигналов оповещения

 

Уровни звуковых сигналов в большинстве случаев задаются в децибеллах, сокращенно дБ. Связано это со спецификой восприятия уровня звуковых сигналов: уменьшение амплитуды звукового сигнала в 2 раза, воспринимается как незначительное изменение громкости, в частности всего лишь на 3 дБА. Большое изменение громкости сигнала — это изменение уровня в 10, 100, 1000 раз, что соответствует 10, 20, 30 дБА.

При расчетах кроме этого  намного эргономичнее пользоваться децибеллами, а не привычными для многих «разами».

Так, к примеру, вместо значений 80 — 100 дБА, потребовалось бы оперировать с числами 108 – 1010. Как пример, в таблице 1 приведены типовые уровни шума от разных источников.

Для действенной работы совокупности оповещения при пожаре требуется высокий, но не чрезмерный уровень звуковых сигналов. Для исключения отрицательных последствий действия на людей сигнал не должен существенно быть больше требуемый уровень. По НПБ 104-03 в любой точке защищаемого помещения  уровень сигнала не должен быть больше120 дБА.

Сертифицированные по НПБ 77-98 управления и Технические средства оповещения эвакуацией пожарные. Неспециализированные технические требования. Способы опробований оповещатели должны снабжать  уровень звукового давления на расстоянии 1 м в диапазоне от 85 до 110 дБА.

В звуковых оповещателях,   предназначенных для эксплуатации в условиях большого уровня шума, предельно допустимый уровень звукового давления возможно увеличен до 120 дБА.

По НПБ 104-03 для обеспечения четкой слышимости звуковые сигналы СОУЭ должны снабжать уровень звука не меньше чем на 15 дБА выше допустимого уровня звука постоянного шума в защищаемом помещении (измерение проводится на расстоянии 1,5 м от уровня пола). В защищаемых помещениях, где люди находятся в шумозащитном снаряжении, либо с уровнем звука шума более 95 дБА, звуковые оповещатели должны комбинироваться со световыми, допускается применение световых мигающих оповещателей.

Кроме этого в строениях, где находятся (трудятся, живут, выполняют досуг) слабослышащие люди и глухие, требуется применение световых либо световых мигающих оповещателей. В спальных помещениях звуковые сигналы СОУЭ должны иметь уровень звука не меньше чем на 15 дБА выше уровня звука постоянного шума в защищаемом помещении, но не меньше 70 дБА (измерения проводятся на уровне головы дремлющего человека).

Параметры звуковых оповещателей, их расстановка и количество должны снабжать уровень звука в соответствии с требованиями во всех местах постоянного либо временного нахождения людей. Настенные звуковые оповещатели, в большинстве случаев, должны крепиться на высоте не меньше 2,3 м от уровня пола, но расстояние от потолка до оповещателя должно быть не меньше 150 мм.

Эти требования достаточно прекрасно сочетаются с национальными стандартами других государств, но в зарубежной нормативной базе возможно отыскать дополнительный материал по вопросам, каковые еще не отражены в русских нормах. К примеру, по NFPA72 глава 6 (NFPA72 — Национальный свод правил и нормативов по пожарной безопасности США, редакция 1993 года) звуковые оповещатели устанавливаются фактически в тех же пределах относительно уровня пола (не меньше 90??) и от потолка (не мене 6??) c учетом отношения один дюйм 1?? = 25,4 мм. Но данное требование заменяется соответствующим требованием по установке стробоскопических устройств, в случае если сигнализационная совокупность предусматривает установку комбинированных световых стробоскопических и звуковых устройств.

В условиях большого уровня шума звуковое оповещение не действенно и совокупность обязана строиться на базе стробоскопов и комбинированных свето-звуковых устройств. В НПБ 104-03 указано, что в защищаемых помещениях, где люди находятся в шумозащитном снаряжении, либо с уровнем шума более 95 дБА звуковые оповещатели должны комбинироваться со световыми. По NFPA72 в помещениях с трудящимся механическим оборудованием должен быть обеспечен уровень сигнала оповещения не меньше 85 дБА, в отличие от уровня 75 дБА для других помещений.

В NFPA72 в дополнение к «неспециализированному» режиму эксплуатации совокупности оповещения регламентирован, так называемый, «адресный» режим, что употребляется для постов дежурных медицинских сестер, постов работы охраны и т.д. В отличие от «неспециализированного» режима, требования для «адресного» режима существенно ниже: уровень сигнала оповещения должен быть не меньше, чем на 10 дБА выше среднего уровня фонового шума и не меньше чем на 5 дБА выше большого уровня шума длительностью, по крайней мере, 60 секунд, но не меньше 45 дБА. На эти требования возможно ориентироваться при расчете совокупности оповещения персоналапо сигналам предупреждения о пожароопасной ситуации, формируемым, к примеру, адресно-аналоговыми и лазерными аспирационными СПС.

Понятие звукового фона внешней среды

В таблице 2, в качестве иллюстрации, даны примеры уровня шума по NFPA72  (приложение A 6.3.2). В один момент отмечается, что приведенные эти, указанные в таблице, не смогут заменять собой результаты настоящих измерений, делаемых на месте установки.

Применительно к процедуре исполнения таких измерений, в том же Приложении A 6.3.2 указано следующее: «При исполнении оценки уровней фоновых шумов с целью установления повышенного уровня звукового сигнала, при котором устройства оповещения будут функционировать подобающим образом, определение средних значений уровней звукового сигнала для разных источников должно проводиться в течение продолжительного отрезка времени. Устройства для измерения уровня шумов (шумометры) средней ценовой категории (по американским понятиям) оснащены нужной функцией, в большинстве случаев обозначаемой как “LEQ” — эквивалентный шумовой уровень.

К примеру, LEQ для людской речи в условиях негромкого помещения приведет к плавному увеличению значения, регистрируемого на приборе, с плавным понижением пикового значения через достаточно продолжительное время по окончании того, как человек закончит собственную обращение. Полученные значения для LEQ смогут быть использованы неверно в обстановках, для которых характерно значительное колебание уровня шумов фонового окружения в течение 24-часового периода времени. В данной связи, определение значения LEQ должно выполняться в течение периода, равного полному периоду занятости либо применения данного помещения».

 

Вид звуковых сигналов пожарных оповещателей

В НПБ 104-03 отмечается, что звуковые сигналы оповещения должны различаться по тональности от звуковых сигналов другого назначения, более подробные требования отсутствуют. В NFPA72 указано, что  с целью устранения вероятной неправильной интерпретации, в то время, когда смогут существовать определенные сомнения в том, есть ли подаваемый тревожный сигнал свидетельством происхождения чрезвычайной обстановке, которая связана с пожаром, стандартизован вид звукового сигнала для применения в совокупностях пожарной сигнализации.

Вид сигнала периодический, любой период складывается из трех импульсов с пузами: звуковой сигнал 0,5 сек, пауза 0,5 сек, звуковой сигнал 0,5 сек, пауза 0,5 сек, звуковой сигнал 0,5 сек, пауза 1,5 сек (рис. 1). Так, период звуковых сигналов образовывает 4 секунды.

По NFPA72 неспециализированная минимальная длительность сигнала оповещения 180 секунд, по НПБ 104-03 СОУЭ обязана функционировать в течение времени, нужного для завершения эвакуации людей из строения.

Рис. 1. Временная диаграмма стандартного сигнала оповещения для пожарных сигнализаций

(a) — звуковой сигнал «включен» в течение 0,5 секунды ± 10%;
(b) — звуковой сигнал «отключён» в течение 0,5 секунды ± 10%;
(c) — звуковой сигнал «отключён» в течение 1,5 секунды ± 10%; [(c) = (a) + 2(b)];
Неспециализированная длительность периода равна 4 секундам ± 10%.

Этот вид звукового сигнала и на данный момент имеется фактически в любом звуковом пожарном оповещателе европейского и американского производства. К примеру, в настенных оповещателях звуковых EMA1224В4R (рис. 2), и в потолочных цокольных оповещателях DBS1224B4W (рис.

3), производства компании КАС, британской сестринской компании Совокупностей Сенсор, имеется по четыре типа звуковых сигналов, среди них и обычный, обозначенный как «800Hz DIN tone».

 

Расчет падения напряжения

Неточность при выборе сечения проводников линии связи с оповещателями – это одна из главных обстоятельств, по которой настоящий уровень звукового сигнала может существенно различаться от расчетного. В NFPA72 Гл. 6, присутствует требование учета падения напряжения в рамках установки либо модификации линий связи сигнализационных совокупностей.

В NFPA72 Гл.

9 в справочной таблице «Свойства проводников» приводятся значения сопротивления проводников разного сечения из алюминия и меди. Нужно подчернуть, что величины сопротивления даны для температуры 75?C (167?F), а не для обычных условий. С увеличением температуры сопротивление проводников растет, для меди температурный коэффициент сопротивления  равен 0,0039.

Соответственно при повышении температуры бронзового проводника с 20?C до 75?C его сопротивление увеличивается в 1,2145 раз, т.е. приблизительно на 20%.

При однообразной длине линии связи для оповещателей с громадным суммарным током потребления нужно  пропорционально увеличивать сечение проводников кабеля. Различия тут смогут большими, к примеру, для оповещателей с током потребления 300 мА нужно выбирать сечение в 20 раза больше если сравнивать с 15 мА оповещателями.

Вследствие этого ведущие производители всегда работают над понижением тока потребления оповещателей, что приводит кроме этого к неспециализированному понижению потребления электроэнергии в режиме пожар. Так, настенный звуковой оповещатель EMA1224В4R компании КАС снабжает уровень сигнала 103 дБА при напряжении питания 24 В и при токе потребления 11 мА.

Оценку напряжения на оповещателе и величину падения напряжения на линии связи возможно взять по закону Ома. Нужно знать следующие параметры:

  • эквивалентное сопротивление всех оповещателей, подключенными к линии связи;
  • сопротивление проводников линии связи;
  • напряжение источника питания оповещателей.

Рис. 4. Эквивалентные схемы подключения оповещателя

Для эквивалентной схемы, приведенной на рис. 4, исходя из сопротивления оповещателя Rоп, приблизительно равного отношению номинального напряжения питания к току потребления оповещателя Rоп ~ Uном / Iоп, возможно вычислить напряжение на оповещателе и величину падения напряжения на линии связи:

Uоп = UипRоп/(Rоп + Rлс) (1)

?Uлс = Uип — Uоп , (2)

где  Uоп — напряжение на оповещателе;
?Uлс — падение напряжения на линии связи;
Uип — напряжение источника питания;
Rоп -сопротивление оповещателя;
Rлс – сопротивление проводников линии связи.

Кое-какие производители советуют делать расчет исходя из падения напряжения не более 10%. Т.е. до 21,6 В для оповещателей, рассчитанных на номинальное напряжение 24 В, и до 10,8 В для оповещателей на 12 В. При формировании допустимого понижения напряжения питания оповещателей в процентах, соответствующее сопротивление линии связи возможно вычислить по формуле:

Rлс = Rоп?%/(100 — ?%) ,       (3)

где  ?% — величина понижения напряжения питания оповещателей в процентах.

В случае если оповещатели имеют широкий диапазон напряжений питания, то возможно допустить большее падение напряжения питания на линии связи, но наряду с этим нужно учитывать понижение уровня звукового сигнала. К примеру, напряжение питания оповещателя ЕМА1224B4R от 9 В до 33 В, при 24 В уровень сигнала 103 дБА а расстоянии 1 м, а при 12 В уровень сигнала 97 дБА. Понижение уровня на 6 дБА разъясняется тем, что понижение напряжения в 2 раза при однообразном внутреннем сопротивлении оповещателя приводит к снижению тока в 2 раза, 2 х 2 = 4 раза, что равносильно 3 дБ + 3 дБ = 6дБ.
В любом случае не допускается понижение напряжения питания до нижнего уровня диапазона напряжений питания оповещателя, указанного в  техдокументации.

Выражения (1 — 3) возможно применять для нескольких оповещателей, наряду с этим в качестве Rоп  нужно применять эквивалентное сопротивление оповещателей Rэоп. При параллельном включении n однотипных оповещателей Rэоп равняется:

Rэоп = Rоп/n (4)

Правильный итог в этом случае будет взят, в то время, когда протяженность линии связи до первого оповещателя  существенно превышает длину связи между извещателями. В других случаях расчетное значение падения напряжения будет больше, чем настоящая величина, т.е. будет обеспечен некий запас по напряжению.

Контроль линии связи оповещателей

В НПБ 88-2001* прямое требование контроля линии связи оповещателей на короткое замыкание и обрыв сформулировано в НПБ 88-2001* в 11 разделе по управлению установками пожаротушения. В НПБ 77-98 п. 8.5.1. указано, что устройства управления оповещателями  должны снабжать контроль исправности линии связи с оповещателями.
С позиций автоматического контроля всей совокупности пожарной сигнализации, контроль работоспособности линий связи оповещателей должен быть надежнее, чем контроль шлейфов пожарных извещателей. При отказе одного шлейфа из-за замыкания без контроля остается часть объекта, а замыкание линии связи оповещателей выводит из строя сигнализацию всецело.

Рис. 5. Контроль линии связи оповещателей при применении двухполярного напряжения

Для обеспечения возможности автоматического контроля связи оповещатели серий ЕМА и DBS имеют раздельные входные и выходные диоды и терминалы в цепи питания. Так, при обратной полярности питания в дежурном режиме оповещение не включается, а состояние линии контролируется по величине тока, протекающего через оконечный резистор Rок (рис. 5).

В режиме оповещения, при прямой полярности напряжения питания, диод в конце линии выясняется включен встречно и отключает  резистор Rок.

Для получения точной информации о состоянии линии связи величина оконечного резистора Rок должна быть соизмерима с эквивалентным сопротивлением оповещателей и в большинстве случаев выбирается в пределах 50 — 100 Ом. Кроме того при токах потребления в рабочего режиме порядка 100 – 200 мА появление неконтролируемого последовательного сопротивления 100 Ом равносильно обрыву линии, т.к. падение напряжения на нем будет равна примерно 10 – 20 В. В модулях М201МЕ Совокупностей Сенсор для контроля линии связи употребляется оконечный резистор величиной 47 Ом с диодом, что разрешает фиксировать изменение сопротивления линии на 20 – 30 Ом.

Обеспечение требуемого уровня сигнала в помещении

При проектировании совокупности оповещения нужно выбрать тип оповещателей, их места и количество установки исходя из требуемого минимального уровня сигнала. Для обеспечения заданного уровня сигнала оповещения во всем помещении сигнал оповещателя обязан быть больше это значение на величину затухания при его распространении в самый удаленную часть помещения. В технических характеристиках на оповещатели приводится уровень звукового сигнала на расстоянии 1 м. Определение уровня сигнала на произвольном расстоянии производится сложением паспортного значения сигнала оповещателя (на 1 метре) с величиной ослабления сигнала (со знаком минус)  для данного расстояния.

Рис. 6. Зависимость понижения уровня сигнала от расстояния до оповещателя

Зависимость уровня сигнала от расстояния до оповещателя приведена на рис. 6, а численные значения приведены в таблице 3. К примеру, в случае если оповещатель на расстоянии 1 метр снабжает уровень сигнала 100 дБА, то на 10 метрах ослабление равняется –20 дБА и уровень сигнала составит 80 дБА.

Зависимость уровня сигнала от расстояния обратно квадратичная, т.е. при повышении расстояния в 2 раза сигнал падает в 4 раза, что и образовывает при переводе в децибелы — 6 дБА, при повышении расстояния на порядок сигнал падает в 100 раз, т.е. на 20 дБ. Причем повышение расстояния в 2 раза с 10 м до двадцати метров кроме этого приведет к понижению сигнала на 6 дБА: с -20 дБА до  26 дБА. Это свойство логарифмической зависимости.

Так, применяя пара значений, приведенных в таблице 3, легко оценить ослабление сигнала фактически на любых расстояниях. К примеру, в случае если на 10 метрах ослабление 20,0 дБА, то на 20 метрах  26,0 дБА, на 40 метрах 32 дБА, на 80 метрах 38 дБА, либо на 30 метрах 29,5 дБА, на 90 метрах -39,0 дБА и т.д.

 

В общем случае понижение уровня сигнала в дБА на расстоянии L в метрах, довольно его величины на расстоянии 1 м от оповещателя,  возможно вычислить по известной формуле:

r = 10Lg(1/L2) ( 5)

При применении нескольких оповещателей в одном помещении нужно учитывать, что синфазное сложение двух равных сигналов увеличивает их величину вдвое, т.е. всего лишь на 3 дБА. Так, используя оповещатели, сертифицированные по НПБ 77-98, с знаком до 110 дБА взять превышение уровня 120 дБА фактически нереально. Кроме того установив в помещении шириной 2 метра, наоборот друг друга, два  оповещателя с уровнем сигнала по 110 дБА, возьмём уровень сигнала не превышающий 113 дБА (не учитывая отражений от стенку).

Пример расчета уровней сигнала в помещении

Как пример, на рис. 7 приведены результаты расчета уровней сигнала для помещения 25 м х 12,5 м при применении двух оповещателей. В левой части рисунка приведены относительные уровни сигнала при достижении разных частей помещения: до центра на расстоянии 12,5 м уровень –22 дБА, до центра боковой стенки на расстоянии 14 м уровень –23 дБА, до ближайших углов на расстоянии 6,25 м уровень –16 дБА.

В правой части рисунка приведены уровни сигналов при применении оповещателя с знаком 100 дБА на расстоянии 1 метр. В данном расчете не учтена диаграмма направленности оповещателей, что допускается лишь в узких помещениях типа коридоров.

 

Для понижения энергопотребления нужно обеспечить одновременно широкую высокий уровень и диаграмму направленности сигнала при минимальных мощностях потребления. Для примера, на рис. 8 приведена диаграмма направленности оповещателя серии ЕМА производства КАС.

Оповещатель серии ЕМА снабжает уровень сигнала на расстоянии 1 м в прямом направлении не меньше 100 дБА, под углом 450 (в направлении середины боковой стенки) 96 дБ, под углом 900 (на протяжении стенки) 92 дБ, при токе потребления 11 мА при 24 В. В оповещателе употребляется широкополосная динамическая головка, сопряженная со сложной звуковой совокупностью, которая снабжает хорошее согласование с окружающей средой (рис. 9). Звуковая совокупность, по сути, является рупором , сложенный пара раз, что разрешило снизить профиль оповещателя и взять красивый

Рандомные показатели записей:

Система речевого оповещения о пожаре VELLEZ

Подборка наиболее релевантных статей:

Световые системы оповещения о пожаре. требования к световым оповещателям, количество и расположение световых оповещателей в помещении

Неплохов И. Г. к.т.н., специалист Неспециализированный порядок проектирования совокупностей оповещения (СО) о пожаре в сооружениях и зданиях, выбор типа…