Разработка пожарной сигнализации в ООО «Сталт ЛТД»

Разработка пожарной сигнализации в ООО «Сталт ЛТД»

Перечень сокращений пожарный сигнализация автоматический извещатель ААПКП — адресно-аналоговый приемно-контрольный прибор ААСПС — адресно-аналоговые системы пожарной сигнализации ПИ — пожарный извещатель СПС — система пожарной сигнализации СТК — служебно-технологический комплекс ЛГТС — лаборатория гидротехнических сооружений ЦПУ — центральный пульт управления

DT — максимальное значение приращения температуры ВОЛС — волокно-оптическая линия передачи СНиП — строительные нормы и правила

Введение

Установки и системы пожарной сигнализации, оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре должны обеспечивать автоматическое обнаружение пожара за время, необходимое для включения систем оповещения о пожаре в целях организации безопасной (с учетом допустимого пожарного риска) эвакуации людей в условиях конкретного объекта.

Традиционные системы обнаружения и сигнализации о пожаре широко распространены в различных странах и успешно функционируют на небольших объектах. С развитием новых технологий появилась возможность создания и использования более эффективных адресно-аналоговых систем пожарной сигнализации (ААСПС). Эти системы имеют повышенную устойчивость функционирования и более простое техническое обслуживание, что ведет к снижению эксплуатационных расходов. Одновременно, за счет значительного сокращения времени обнаружения загорания и точного определения его места, адресно-аналоговые системы обеспечивают ликвидацию пожара без существенного материального ущерба. Они устойчивы к неисправностям в шлейфе сигнализации в виде обрыва или короткого замыкания, что позволяет использовать одну пару проводников для формирования системы с большим числом подключаемых технических средств с различным функциональным назначением, снижая затраты на прокладку шлейфов и на кабель. Разница в стоимости традиционных и адресно-аналоговых систем пожарной сигнализации уменьшилась настолько, что применение адресно-аналоговых систем становится экономически целесообразным даже для относительно небольших объектов. С увеличением размеров и сложности объекта эффект от снижения затрат на монтаж, кабель и техническое обслуживание становится огромным.

Сигнал «Предупреждение», который формируется при проявлении первых признаков пожароопасной ситуации, позволяет избежать лишних неудобств и затрат на эвакуацию людей из здания из-за ложного сигнала тревоги. В случае обнаружения возгорания его ликвидация может быть произведена первичными средствами пожаротушения до прибытия пожарных с минимальными материальными потерями. Наличие данной функции является решающим в пользу адресно-аналоговой системы при выборе вариантов защиты объектов с большим скоплением людей, таких как торговые и развлекательные центры, спортивные арены, кинотеатры, театры, а также другие места, где возможно возникновение паники в критической ситуации.

В настоящее время область применения ААСПС быстро расширяется благодаря появлению качественно новых адресно-аналоговых датчиков: ультрачувствительных лазерных извещателей для чистых зон, фильтрексных для предельно запыленных зон, искробезопасных для взрывоопасных зон; мультикритериальных 4-канальных (дым, тепло, газ СО и инфракрасное излучение) для сложных зон, дымовых линейных и аспирационных извещателей для протяженных зон с высокими перекрытиями и т. д. Новые версии коммуникационного протокола увеличивают максимальное число устройств в одном шлейфе до 318. Одновременно совершенствуются дымовые и тепловые адресно-аналоговые датчики: повышается помехоустойчивость за счет использования сигнальных процессоров, значительно расширяется диапазон рабочих температур (от -30⁰С до + 80⁰С) и т. д.

1. Общая часть

1.1 Пожары и способы его обнаружения Для возникновения пожара необходима горючая среда, а также определенные внешние условия, способствующие появлению и развитию горения. При горении происходит сложное химическое превращение вещества с выделением тепловой энергии, которая, не успевая рассеиваться в окружающей среде, вызывает поддержание на определенном уровне или дальнейшее усиление интенсивности данного процесса. Очаг пожара чаще всего возникает при появлении в пожароопасной среде инициирующего локального источника теплоты. К таким источникам можно отнести, например, горящую спичку или сигарету, перегрев работающих электроприборов и т. п. Развитию пожара способствует приток воздуха, обогащенного кислородом, а также определенное размещение горючего материала. На рис. 1 показаны основные этапы развития пожара в помещении, по которым происходит примерно 90% пожаров. Сначала поток теплого воздуха и образующегося дыма под действием архимедовой силы поднимается вверх (I). Затем он растекается в радиальных направлениях под потолком (II). После достижения стен помещения, происходит накопление газодымовоздушной смеси в подпотолочном пространстве (III).

Рис. 1. Развитие пожара в помещении

Горение твердых горючих материалов, как правило, начинается с тления и сопровождается при термическом распаде значительным выделением дыма, который под действием тепловых потоков поступает в окружающее пространство. При дальнейшем повышении локальной температуры в очаге пожара начинают выделяться газообразные продукты горения, появляется открытое пламя. Для обнаружения пожара на ранней стадии его развития наиболее эффективны извещатели, реагирующие на появление дыма.

Тепловое поле в начальной стадии пожара имеет значительную температурную неоднородность. Максимальное значение приращения температуры DT в помещении при пожаре для различного радиального расстояния r от оси пламени до точки контроля определяются мощностью (теплопроизводительностью) очага пожара, высотой помещения Н, а также местом расположения точки контроля (в свободном пространстве, у стены или в углу помещения). Тепловые извещатели обнаруживают пожар в помещениях с большим количеством горючего материала на поздних этапах развития.

В случае легко воспламеняющихся жидкостей этап тления отсутствует, горение сразу же сопровождается появлением открытого пламени по всей площади поверхности вещества. При этом во внутренней части пламени происходит накопление горючих паров и газов, а во внешнем слое — их активизация. Для обнаружения таких пожаров наиболее эффективны извещатели, реагирующие на излучение пламени.

Из-за сложности процессов возникновения и развития пожара, приводящих к недостатку информации о наличии и параметрах сопутствующих факторов, наиболее эффективными являются комбинированные извещатели, которые реагируют на появление одного из нескольких наиболее вероятных признаков пожара.

1.2 Понятие системы пожарной сигнализации Системы пожарной сигнализации, оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре должны быть установлены на объектах, где воздействие опасных факторов пожара может привести к травматизму и (или) гибели людей.

Автоматическая установка пожарной сигнализации предназначена для:

1) Обнаружения возникновения места возгорания и (или) задымления;

2) Передачи сообщения о вышеуказанных ситуациях на пульт пожарной сигнализации, на котором организовано круглосуточное дежурство;

3) Выдачи сигнала на запуск системы оповещения о пожаре.

1.3 Виды систем пожарной сигнализации

1.3.1 Пороговые системы сигнализации с радиальными шлейфами В этой системе каждый пожарный извещатель (датчик) имеет прошитый еще на заводе-изготовителе порог срабатывания. Например, тепловой извещатель такой системы пожарной сигнализации сам примет решение о пожаре и сработает только при достижении определённой температуры, подав при этом сигнал. Место возгорания можно установить только с точностью до шлейфа, так как подобные системы представляют собой радиальную топологию построения шлейфов сигнализации, когда от контрольной панели в разные стороны идут кабели пожарных шлейфов — лучи. В каждый такой луч обычно включают порядка 20−30 датчиков, и при срабатывании одного из них контрольная панель отображает только номер шлейфа (луча) в котором сработал пожарный извещатель. То есть в случае поступления тревожного сообщения необходимо осмотреть все помещения, через который тянется шлейф.

1.3.2 Пороговые системы сигнализации с модульно структурой Приемно-контрольное оборудование в такой системе — это набор блоков, связанных линией связи. Самый распространенный протокол для линий связи — RS-485. Блоки для подключения шлейфов сигнализации размещаются в непосредственной близости от мест установки извещателей. Емкость приемно-контрольных приборов рассчитана на более ста шлейфов сигнализации, а ее увеличение осуществляется благодаря установке дополнительных блоков. Все события в системе сигнализации передаются на центральный блок, установленный в диспетчерской, и отображаются на системном пульте управления.

Отличие пороговой сигнализации с модульной структурой от пороговой сигнализации с радиальными шлейфами состоит в том, что в этой системе существует возможность подключения как однопороговых шлейфов, так и двухпороговых. Последние формируют сигнал «Пожар1» при срабатывание одного извещателя и «Пожар2» при срабатывании двух и более извещателей.

1.3.3 Адресно-опросные системы сигнализации Отличие данной системы от пороговой состоит в топологии построения схемы (кольцевая архитектура) и алгоритмом опроса датчиков. Контрольная панель адресно-опросной системы циклически опрашивает подключенные пожарные извещатели с целью выяснить их состояние; контрольная панель пороговой сигнализации постоянно ждет сигнала от датчика. В данной системе, также как и у пороговой, сам извещатель принимает решение о пожаре. В адресно-опросных систех сигнализации существует четыре вида сигналов, которые могут приходить с извещателей: «Норма», «Неисправность», «Отсутствие», «Пожар».

1.3.4 Адресно-аналоговые системы сигнализации Приемно-контрольный прибор (ПКП) в такой системе — это моноблок с одним или несколькими адресными шлейфами сигнализации, имеющими кольцевую структуру. В один шлейф можно включить до 200 устройств. В кольцевую систему включаются:

· адресные автоматические пожарные извещатели,

· адресные ручные пожарные извещатели,

· адресные реле,

· адресные оповещатели,

· модули контроля.

В отличие от вышеперечисленных систем пожарной сигнализации, в данной системе извещатель является измерительным устройством и не принимает решения о пожаре. Датчик передает на ПКП значение измеряемого параметра (оптическая плотность среды в дымовой камере и скорость изменения температуры), а также свой адрес и результаты теста самодиагностики. Такой подход позволяет отличить неисправность в электрических цепях извещателя от необходимости профилактических работ по очищению дымовой камеры от накопившейся пыли.

Одно из достоинств данной сигнализации состоит в том, что питание и опрос всех устройств осуществляются с двух сторон, поэтому обрыв адресного шлейфа не влияет на работу системы сигнализации. ПКП также фиксирует место обрыва шлейфа и формирует соответствующее сообщение, в то время как вся система продолжает функционировать.

2. Выбор и обоснование путей разработки системы пожарной сигнализации

2.1 Выбор вида системы пожарной сигнализации Для обеспечения качественной пожарной безопасности на цокольном этаже ЛГТС СШ-ГЭС необходимо выбрать систему, которая будет быстро оповещать о пожаре или задымлении помещения при первых признаках возгорания. Система обязана быть постоянной и надежной, так как от неё зависит здоровье и жизнь рабочего персонала СШ-ГЭС.

Проанализировав поставленную задачу, мы пришли к мнению, что для данного проекта наилучшим образом подходят адресно-аналоговые системы пожарной сигнализации.

Принцип работы адресно-аналоговых систем На приемно-контрольное оборудование передается значение контролируемого извещателем параметра (температура, задымленность в помещении). Головное оборудование постоянно отслеживает состояние окружающей среды во всех помещениях здания и отслеживает динамику изменения указанных параметров. И уже на основании этих данных принимает решение не только о формировании сигнала «Пожар», но и сигнала «Предупреждение». То есть адресно-аналоговая система пожарной сигнализации построена на принятии решения о тревоге не отдельными пожарными датчиками, а приемно-контрольным оборудованием на основе динамики изменения данных, поступающих с извещателей.

Адресно-аналоговые системы, постоянно контролируя состояние среды в помещении, немедленно выявляют начавшееся изменение температуры или задымленности и выдают дежурному предупреждающий сигнал.

Раннее обнаружение возгорания позволяет своевременно эвакуировать людей еще на начальной стадии пожара и произвести запуск автоматической установки пожаротушения. Попутно решается так же ряд важных задач, например контроль работоспособности извещателей. Так, в адресно-аналоговой системе в принципе не может быть неисправного извещателя, не выявленного приемно-контрольным прибором, так как все время извещатель должен передавать определенный сигнал. Если к этому добавить мощную самодиагностику самих извещателей, автоматическую компенсацию запыленности и выявление запыленных дымовых извещателей, то становится очевидным, что эти факторы только повышают эффективность адресно-аналоговых систем.

Преимущества адресно-аналоговых систем:

1) Адресно-аналоговая система в реальном масштабе времени производит сбор и обработку информации, что обеспечивает постоянный контроль состояния объекта и системы;

1) Адресно-аналоговая система позволяет значительно сократить время обнаружения загорания, фиксируя незначительные отклонения от нормальных параметров в каждой зоне, формируя предупредительные сообщения с точным указанием места;

2) По каждому адресно-аналоговому ПИ в ААПКП программируется два порога: предварительный — «ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ», при уровнях задымления значительно ниже 0,05 дБ/м, и «ПОЖАР», при уровнях задымления от 0,05дБ/м до 0,2 дБ/м;

3) Программирование пороговых уровней контролируемых параметров извещателей на разное время суток и дни недели, а также возможность адаптации их чувствительности в процессе эксплуатации позволяет повысить достоверность обнаружения пожара;

4) В системе постоянно осуществляется контроль параметров функционирования пожарных извещателей с формированием извещения об их неисправности, как посредством систем автоматического контроля, так и посредством анализа характера изменения значений контролируемых параметров от каждого извещателя и от их совокупности по зонам;

5) Система автокомпенсации позволяет поддерживать постоянную высокую эффективность функционирования дымовых извещателей, даже если они загрязняются в процессе эксплуатации, тем самым увеличивается период между техническими обслуживаниями;

6) Отображение информации производится на дисплее в виде текстовых сообщений в удобном для оператора виде, дополнительно возможно подключение персонального компьютера для отображения информации в графическом виде;

7) Использование кольцевого шлейфа сигнализации позволяет системе нормально функционировать при обрыве шлейфа с точным определением места неисправности;

8) Применение изоляторов короткого замыкания в базах извещателей и в модулях позволяет сохранить работу большей части системы при коротком замыкании в кольцевом шлейфе сигнализации;

9) Использование одной пары проводников шлейфа сигнализации с общим количеством до 200 включаемых в шлейф различных технических средств позволяет существенно снизить стоимость монтажа системы;

10) Применение адресных оповещателей и адресных модулей управления позволяет сформировать систему оповещения и эвакуации людей при пожаре любой сложности вплоть до 5-го типа;

11) Применение адресных модулей управления и контроля различных типов дает возможность управлять и контролировать работу систем пожарной автоматики и инженерных систем объекта любой сложности;

12) Возможность объединения нескольких ААПКП в единый комплекс позволяет защитить объекты с практически неограниченной площадью с поэтапным наращиванием.

Таким образом, применение адресно-аналоговых систем сигнализации при меньших затратах на монтаж и эксплуатацию позволяет повысить надежность контроля пожарной ситуации на объекте, а также уменьшить фактическое время обнаружения пожара и ускорить начало его ликвидации. Это, в итоге, позволяет существенно снизить ущерб от пожара и от его тушения.

На рис. 2 в качестве примера показана упрощенная структура кольцевого шлейфа адресно-аналоговой системы.

Рис. 2 Упрощенная структура кольцевого шлейфа адресно-аналоговой системы

2.2 Выбор пожарных извещателей Исходя из того, что на цокольном этаже ЛГТС высота потолков составляет 3,5 м, ширина коридоров 3 м, а средняя площадь помещений 53 м², наиболее эффективными будут дымовые адресно аналоговые пожарные извещатели.

В дымовых адресно-аналоговых пожарных извещателях используется эффект рассеяния излучения светодиода на частицах дыма. Подобный эффект возникает при прохождении луча прожектора через облако: в чистой среде луч не видим, а в облаке происходит его рассеяние на частицах влаги, часть излучения отражается в сторону наблюдателя и становится четко видна структура луча. Светодиод и фотодиод располагаются под определенным углом, а перегородка исключает прямое попадание сигналов светодиода на фотодиод (рис. 3а). При появлении частиц дыма часть излучения отражается от них и попадает на фотодиод (рис. 3б).

а) б) Рис. 3. Принцип действия дымового оптико-электронного извещателя

Оптико-электронные извещатели 2251 предназначены для обнаружения возгораний в помещениях различных зданий и сооружений по увеличению оптической плотности среды при её задымлённости. В извещателе 2251 использована горизонтально вентилируемая дымовая камера, обеспечивающая одинаково высокую чувствительность при поступлении дыма с любого направления. Инфракрасные светодиод и фотодиод имеют отъюстированные оптические оси. Два светодиода красного цвета индицируют режим извещателя 2251 суглом обзора 360°.

Технические характеристики Чувствительность извещателя — от 0,05, до 0,2 дВ/м;

Напряжение питания — 8,5…35 В постоянного тока;

Максимально допустимый ток в режиме «Пожар» — 100 мА;

Диапазон рабочих температур — от -10 до +60єС;

Допустимая относительная влажность — до 93% без конденсации;

Степень защиты оболочки извещателя — IP43;

Габариты: высота и базой — 43 мм;

Диаметр — 102 мм;

Вес — 102гр.

Рис. 4 извещатель со снятой крышкой, А также для ручного для ручного включения сигнала пожарной тривоги, приняли решение использовать адресно-аналоговые пожарные извещатели ручного действия М500КАС, так как они отличаются своей надежностью и простотой использования.

Рис. 5 Ручной пожарные извещатель М500КАС Ручные пожарные извещатели М500КАС предназначены для ручного включения сигнала пожарной тревоги в системах пожарной сигнализации и пожаротушения. Основной частью ручного пожарного извещателя является приводной элемент, предназначенный для перевода извещателя при помощи механического воздействия из дежурного режима в режим выдачи тревожного извещения.

2.3 Выбор щита пожарной сигнализации Рис. 6 Щит пожарной сигнализации для двух шлейфов Выбирая щит пожарной сигнализации, мы отдали свое предпочтение одному из лидеров на мировом рынке установок пожарной сигнализации компании ESMI (Финляндия).

Техничческие характеристики ESA-2:

Размеры: 670×442×130 мм;

Количество шлейфов: 2;

Количество адресов в шлейфе: без конфигурации: 99 адресов;

Количество адресов на щите: 198

Рабочая температура: -10. .+40 °С ESA-2

Макс.влажность: 95% RH Класс защиты: 1Р43

Материал шкафа: листовая сталь

2.4 Выбор концентратора щитов пожарной сигнализации В интересах совместимости оборудования, выбрали концентратор MESA/RU, компании ESMI

MESA/RU представляет собой контроллер, позволяющий объединять до 16 панелей ESA-2/RU в единую систему. Память хранит протокол событий. К контроллеру может подключаться компьютер с программой мониторинга, функционирующий в среде WINDOWS. На экране отображается информация обо всех компонентах системы. Используя систему пожарной сигнализации, построенную на основе совместного использования MESA/RU и ESA-2/RU, можно защищать здания общей площадью 2000 — 150 000 м².

Характеристики:

· Габаритные размеры: 350×260×70 мм

· Вес: 4,0 кг

· Рабочий диапазон температур: от +5ҐС до +40ҐC

· Питание: 24 В (DС)/230 В (AC)

· Ток потребления: 50 мA/24 В (DС)

· Коммуникации: RS485, RS422, RS232

Рис. 7 Концентратор MESA/RU

2.5 Выбор модуля сопряжения интерфейсов

Поскольку для повышения быстродействия системы, было принято использовать для подключения ESA-2 к MESA оптоволоконный кабель, появилась необходимость преобразования 232-го протокола в многомодовый ВОЛС. Для решения этой проблемы отлично подходит ADAM-4541.

Характеристики:

· Легкость установки на DIN-рельс или в панель или ярусно

· Скорость передачи до 115.2 Кбит/сек

· Дальность передачи данных: 2.5 км (при использовании 62.5/125 мкм оптоволокна)

· Дуплексный/полудуплексный, двунаправленный режим передачи данных

· Защита от ударов молний, электромагнитных и радиопомех

· Предотвращение повреждений от электростатических разрядов

· Устойчивая передача данных без погрешностей

· Автоматический внутренний контроль шины RS-485

· Отсутствие необходимости во внешних сигналах для контроля передачи данных по протоколу RS-485

· Подавление скачков напряжения и защита от тока перегрузки на RS-422/485 линиях передачи данных

· Свободное пространство для согласующих резисторов

· Светодиодная индикация состояния питания и передачи данных

· Диапазон напряжения питания от +10 до +30 В пост. Тока Рис. 8 Модуль сопряжения интерфейсов ADAM 4541

3. Конструкторско-технологическая часть

3.1 Расстановка пожарных извещателей Сколько пожарных извещателей необходимо ставить в помещении, на нормативном расстоянии друг от друга или в два раза чаще, а как от стены, в каких системах какая расстановка извещателей требуется по нормам, если помещение непрямоугольное или овальное, сработает ли пожаротушение при отказе одного извещателя? Во многих случаях даже опытные проектанты не дадут одинаковые ответы. Попробуем прояснить ситуацию при использовании европейских критериев проектирования противопожарных систем.

3.1.1 Площадь, защищаемая пожарным извещателем

Одна из основных причин, усложняющих проектирование в части расстановки пожарных извещателей, — это отсутствие в нашей нормативной базе определения площади, защищаемой пожарным извещателем. Начиная с 1984 года, в нормах указывается средняя площадь, контролируемая одним извещателем, а также максимальное расстояние между извещателями, извещателем и стеной, в зависимости от высоты защищаемого помещения. Например, при высоте до 3,5 метров расстояние между дымовыми извещателями не должно превышать 9 метров, а от стены 4,5 метра (рис. 9), и по СНиП 2.04.09−84 «Пожарная автоматика зданий и сооружений» и по действующему в настоящее время НПБ 88−2001* «Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования». При этом указывается средняя площадь контролируемая пожарным извещателем равная 85 м².

Рис. 9 Размещение дымовых извещателей и радиус контролируемой площади Общепринятая физическая модель определения пожара на первом этапе в большом помещении с горизонтальным перекрытием: поток дыма с теплым воздухом от очага поднимается к потолку и расходится в горизонтальной плоскости (рис. 10). С увеличением расстояния от очага быстро снижается удельная оптическая плотность среды (близко к обратно квадратичной зависимости) и одновременно падает температура за счет разбавления чистым холодным воздухом. Максимальное расстояние между извещателями определяет допустимое расстояние очага от пожарного извещателя. В нашем примере максимально удаленная от извещателей точка находится в центре квадрата, образованного четырьмя извещателями, на расстоянии 6,36 метра от каждого из них (рис. 9). Отсюда можно заключить, что один дымовой извещатель защищает круг радиусом 6,36 м, площадью 127 м².

Рис. 10. Распределение дыма в помещении В украинских нормах БДН В.2.5−13−98 «Пожарная автоматика зданий и сооружений» наряду с расстановкой извещателей по прямоугольной решетке допускается расстановка по треугольной решетке с расстоянием между извещателями в ряду 11 метров, между рядами 9,54 метра. В этом случае максимально удаленная от трех соседних извещателей точка находится также на расстоянии 6,36 метра (рис. 11). Следовательно, время обнаружения пожара по сравнению с расстановкой извещателей по квадратной решетке 9×9 метров не увеличивается, но средняя площадь защищаемая извещателем возрастает почти на 30%, с 81 м² до 105 м².

Рис. 11 Распределение дымовых извещателей по треугольной решетке Как известно из теории укладок и покрытий, решетка, ячейка которой образована правильным треугольником, является критической, т. е. при ее использовании обеспечивается максимальная средняя площадь, защищаемая извещателем при данном радиусе защищаемой площади.

В британском стандарте BS 5839 по системам обнаружения пожара и оповещения для зданий, Часть 1 «Нормы и правила проектирования, установки и обслуживания систем» конкретные варианты расстановки извещателей отсутствуют, а просто задан радиус площади, защищаемой дымовым извещателем, равный 7,5 метров. Такая формулировка, в отличии от максимальных расстояний между извещателями, позволяет не только использовать треугольную решетку, но и оптимально расставить извещатели в помещении произвольной формы: непрямоугольном, круглом, с выпуклыми или вогнутыми стенами. В некоторых случаях разница в числе извещателей может быть более существенна, чем при переходе от квадратной решетки к треугольной. Например, исходя из радиуса защищаемой площади 6,36 метра, круглое помещение диаметром до 12,7 метров защищается одним дымовым извещателем, а для обеспечения требования максимального расстояния от стены 4,5 метра при диаметре помещения более 9 метров требуется уже четыре извещателя.

Расстановка извещателей в коридорах Рис. 12. Расстановка извещателей по британскому стандарту BS 5839

В относительно узких помещениях проявляется эффект повышения удельной оптической плотности среды за счет ограничения пространства. Это учитывается и в зарубежной и в отечественной нормативной базе.

В британском стандарте BS 5839 к помещениям шире двух метров применяется общий принцип: ни одна точка помещения в горизонтальной проекции не должна находиться на расстоянии более 7,5 метров от ближайшего дымового извещателя. Соответственно, если горизонтальная проекция помещения вписывается в круг радиуса 7,5 метров, то устанавливается один извещатель. В общем случае с уменьшением ширины помещения расстояние между извещателями увеличивается. Например, в помещении шириной 6 м извещатели располагаются на расстоянии 13,75 метров друг от друга и на расстоянии 6,87 метров от стены (рис. 12).

3.2 Разработка принципиальной схемы автоматической системы пожарной сигнализации На основании вышеизложенного материала мы разработали принципиальную схему автоматической системы пожарной сигнализации, в которую входит 27 дымовых пожарных адресно-аналоговых извещателей, 3 адресных пожарных извещателя ручного действия, 1 адресно-аналоговая станция с поддержкой 2-х шлейфов ESA/RU, 1 концентратор MESA/RU, 2 преобразователя протокола ADAM 4542, 2000 м оптоволоконного многомодового кабеля Hyperline HF1DA20B5 (FO-D-IN/OUT-50−2-HFFR) и 35 метров шлейфа KLMA 4×0, 8+0.8 REKOCLEAN REKA. Схема расположена в графической части дипломного проекта.

Адресно-аналоговая система пожарной сигнализации построена на принятии решения о тревоге не отдельными пожарными датчиками, а приемно-контрольным оборудованием на основе динамики изменения данных, поступающих с извещателей.

При попадании дыма в дымовой адресно-аналоговый пожарный извещатель 2251, от него идет сигнал о изменении задымленности среды помещения, по пожарному шлейфу на панель ESA на первый этаж ЛГТС. На основании поступивших данных, определяется место задымления (конкретный адрес извещателя), образуется сигнал «ПОЖАР» и отправляется в концентратор MESA, который находится на центральном пульте управления СШ-ГЭС по многомодовому оптоволоконному кабелю. Для преобразования протокола RS-232 в многомодовую ВОЛС и обратно служит модуль сопряжения интерфейсов ADAM 4542. Через усилитель-повторитель KRAMER информация о задымлении поступает на концентратор MESA, на котором круглосуточно ведется дежурство. MESA активизирует системы оповещения о пожаре и приводит в действие систему пожаротушения. Все операции и графики сигналов сохраняются на сервере пожарной сигнализации СШ ГЭС.

Рис. 13 Блок-схема системы пожарной сигнализации

3.3 Установка дымового адресно-аналогово извещателя 2251

Рис 14 круговые декадные переключатели Дымовые пожарные адресно-аналоговые извещатели крепятся к потолку на высоте до 3,5 метров расстояние между дымовыми извещателями не должно превышать 9 метров, а от стены 4,5 метра. Средняя площадь контролируемая пожарным извещателем равная 85 м². Объеденены в сеть с помощью шлейфа KLMA 4×0, 8+0.8 REKOCLEAN REKA

Установка:

1) Установите адрес извещателя на двух кругових декадных переключателях (рис. 9), выберая номера от 01 до 99. Запишите номер адреса извещателя на этикетке соответствующей базы.

2) Поместите извещатель в базу и, с легким усилием, поворачивайте его по часовой стрелке, пока его основание не войдет по направляющим в базу.

3) Продолжайте поворачивать извещатель по часовой стрелке, чтобы зафиксировать его.

Тестирование Тестирование извещателей ИП212−96 (ESMI2251EM) должно производиться непосредственно после установки, а так же при проведении технического обслуживания. Перед проведением испытаний, уведомите соответствующие службы о том, что будет производиться техническое обслужиание систем пожарной сигнализации, и всвязи с этим данная система должна быть временно отключена. Во избежание нежелательного срабатывания отключите участок или систему, подлежащие обслуживанию.

Проверьте наличие периодического включения индикаторных светодиодов извещателей в дежурном режиме (если этот режим запрограммирован). В случае отсутствия мигания светодиодов, отключите питание извещателей, проверьте правильность подключения проводников шлейфа к базе извещателя. При обнаружении дифекта, извещатель должен быть отправлен в ремонт.

Рис. 15 Расположение цветной метки магнита и светодиодов Для проверки извещателей:

1) Поместите магнит М02−24 рядом с извещателем как показано на рисунке 15, на расстоянии примерно 2 СМ от светодиода 1. В этом месте на верхней стороне крышки извещателя имеется 2-х миллиметровая риска.

2) Оба светодиода должны включиться и на ПКП должен поступить сигнал ПОЖАР в течение 30 секунд.

Возвратите извещатель в дежурный режим с помощью ПКП или путем кратковременного отключения питания. После завершения всех испытаний уведомите соответствующие службы о том, что система приведена в рабочее состояние. Извещатели, испытание которых дали отрицательные результаты, должны пройти техническое обслуживание и повторное тестирование. Извещатели, не прошедшие повторного испытания подлежат ремонту.

3.4 Установка адресных пожарных извещателей ручного типа М500КАС Ручные пожарные извещатели следует устанавливать на стенах и конструкциях на высоте 1,5 м от уровня земли или пола на расстоянии не более 50 м друг от друга. Освещенность в месте установки ручного пожарного извещателя должна быть не менее 50 лк, кроме того, на расстоянии не менее 0,75 м до извещателя не должно быть различных органов управления и предметов, препятствующих доступу к извещателю. Объеденены в сеть с помощью шлейфа KLMA 4×0, 8+0.8 REKOCLEAN REKA

Восстановление извещателей серии М500КАС в дежурный режим

Рис. 16. Установка ключа для восстановления дежурного режима Конструкция извещателя серии МСР исключает несанкционированный доступ к его внутренним элементам. Тестирование, восстановление и снятие крышки извещателя производится с использованием специального ключа, который поставляется в комплекте (рис. 16). Это так же исключает несанкционированное выключение режима «Пожар». Один и тот же ключ подходит для проверки любого извещателя компании КАС. При использовании стекла KG-1 после активизации извещателя необходимо при помощи ключа снять лицевую крышку, заменить стекло и установить крышку на место.

3.5 Установка щита пожарной сигнализации ESA-2

Установка защитного щита В качестве шаблона для сверления отверстий служит картон упаковочного ящика.

Необходимо, чтобы панель, используемая для установки щита, была ровной и выдерживала бы вес щита.

При монтаже щита расстояние от уровня пола до верхнего края защитного шкафа должно составлять 1700 мм.

Подводка кабелей к щиту Подводка всех кабелей, приходящих на щит, осуществляется через входные отверстия, находящиеся в верхней части защитного шкафа.

Вывод сетевого кабеля, приходящего на щит, осуществляется через находящееся в верхней части розетки входное отверстие. Все приходящие на щит кабели должны иметь отметку.

Подключение к сети (230 В переменного тока) В сетевом питании щита должен иметься собственный групповой предохранитель. Сетевой кабель 3×1,5 мм² (с защитным заземляющим проводником).

Подключение к сети производится через находящуюся в правом верхнем углу щитового шкафа сетевую розетку. Защитный заземляющий проводник подсоединяется к клемме заземления, находящейся внутри розетки.

Заземление Заземление щита пожарной сигнализации осуществляется в соответствии с нормами с главной шины заземления здания с помощью медного кабеля сечением 6 мм² (черный + наклейка TE). Заземление подключается к находящейся в верхнем левом углу шкафа пожарной сигнализации шине Рис. 17 Подключение ESA к сети Открытый монтаж Рис. 18 открытый монтаж ESA

Скрытый монтаж Рис. 19 Скрытый монтаж ESA

Установка адресов и их обозначения Каждый из адресных компонентов шлейфа имеет свой адрес, устанавливаемый при помощи двух поворотных переключателей.

У компонентов, находящихся в одном шлейфе, не может быть одинакового адреса.

По заказу в комплекте вместе с адресными компонентами шлейфа поставляются наклейки адресных идентификаторов Наклейка с адресом устанавливается сбоку на цоколь извещателя таким образом, чтобы надпись на наклейке можно было прочитать и тогда, когда извещатель установлен на цоколь. Наклейка содержит информацию о номере шлейфа и адреса (например, 02.094 означает шлейф 02, адрес 094).

Установка адресов производится в соответствии с планом реализации системы. Установка адресов и их обозначение могут быть осуществлены на этапе, предшествующем монтажу системы.

Адрес каждого адресного компонента устанавливается строго в соответствии с утвержденным планом реализации системы. Наклейки, установленные сбоку на цоколи извещателей и кнопки ручной сигнализации, должны быть хорошо видны. Адресные идентификаторы блоков И/O устанавливаются сбоку на внешней стороне корпуса блоков.

На этапе проектирования системы сигнализации адреса следует размещать таким образом, чтобы между ними имелось достаточно места, с учетом возможной перепланировки помещений и установки дополнительных адресов.

Картысхемы пожарной сигнализации составляются в соответствии с пожарными зонами. Для монтажа и технического обслуживания системы может быть составлена специальная карта, на которой отмечены адреса извещателей (могут иметься и на обычной картесхеме пожарных зон).

Зоны адресов Шлейфы щита пожарной сигнализации ESA без конфигурации имеют зону адресов от 1 до … 99. При условии конфигурации возможно использование дополнительной зоны адресов от 101 до … 199. Технически шлейфы вмещают максимум 99 адресов для извещателей и 99 адресов для блоков I/O. На заводе на извещателях, кнопках ручной сигнализации, а также блоках управления и адресных блоках установлен нулевой адрес (= 00).

Установка адреса в зоне от 1 до … 99

В каждом извещателе и блоке I/O имеется поворотный переключатель, с помощью которого производится установка адреса. Если адрес расположен в зоне от 1 до …99, то его установка производится непосредственно при помощи поворотных переключателей извещателя или блока I/O.

3.6 Установка концентратора MESA

Процесс подвода кабелей, подключения к сети и заземления аналогичен ESA-2

Монтаж MESA

Необходимо, чтобы стена, используемая для установки щита, была ровной и выдерживала вес щита. Вес щита MESA с аккумуляторами составляет 10 кг.

Рис. 20 Монтаж MESA

Порядок осуществления ввода в эксплуотацию

1) Проверить, что монтаж выполнен правильно и в соответствии с проектированием;

2) Включить каждую панель ESA отдельно согласно инструкций по вводу в эксплуатацию ESA таким образом, что кабель последовательной связи МESA не подключен к разъемам;

3) Включить щит МESA без подключения шин последовательной святи;

4) Выполнить конфигурацию щита МESA;

5) Подключить шину последовательной связи MESA/ESA к щиту МESA и к каждому щиту ESA;

6) Проверить, что система работает, и никаких неисправностей не появилось;

7) Подключить остальные шины последовательной связи и проконтролировать работу внешних систем.

Включение системы MESA

Начальные проверки Проверить, чтобы устройство бвло обеспечено:

1) Вторичный кабель трансформатора не подключен к розетке;

2) Кабель аккумулятора не подключен к разъему для аккумулятора в источнике питания

3)Проверить, что сетевое напряжение (~230 В, 50 Гц) подключено к трансформатору и предусмотренный для щита групповой предохранитель на месте. Проверить, что кабель выравнивания потенциалов подключен к шине.

Тестирование щита

1) Проверить, что кабель аккумулятора не подключен к разъемам аккумулятора источника питания;

2) Подключить кабели аккумулятора таким образом, чтобы аккумуляторы 12 В были подключены последовательно;

3) Проверить, что шина последовательной связи не подключена к разъемам.

4) Подключить вторичный кабель трансформатора к розетке;

5) Подключить кабель аккумулятора к розетке акумулятора;

6) Если конфигурация щита МESA не выполнена, то после ввода в эксплуатацию, щит выдает два сообщения о неисправности ЕЕРRОМ 010 001 и ЕЕРRОМ 010 002

7) Если появятся другие неисправности, необходимо выяснить причины и устранить;

8) Выключить питание и замкнуть перемычку J19/1 («SETTING»)и включить питание. Теперь щит МЕSА готов к загрузки конфигурации;

9) Подключить ЭВМ конфигурации к порту RS-232 в МЕSА;

10) Выполнить конфигурацию системы;

11) Снять перемычку J19/1 и перезапустить щит MESA;

12) После ввода в эксплуатацию связь с щитами ESA невозможна до сброса системы;

13) Если появятся другие неисправности, необходимо выяснить причины и устранить.

Подключение шины последовательной святи MESA/ESA

1) Обесточить щит (сначала аккумуляторы, затем сетевое питание). Выключить питание от щитов ESA;

2) Измерить сопротивление изоляции кабеля последовательной связи mesA/esa (нет ли короткого замыкания между оболочкой и кабелем сигнализации, или обрыва);

3) Убедиться, что между оболочкой шины последовательной связи и землей нет контакта;

4) Подключить кабель последовательной связи к щиту mesA;

5) Подключить кабель последовательной связи к щитам ESA;

6) Подключить питание сначала к щитам ESA и затем к щитам mesA;

7) Поочередно подключать щиты ESA и устранять появляющиеся неисправности (если таковые появятся);

8) Продолжить до тех пор, пока все щиты ESA не подключены.

Электрические подключения Рис. 21 Схема электрического подключения Таблица 1 Значение разъемов MESA

Panels — Шина последовательной связи mesA/esa имеет 2 проводника с соединением RS485.

Зачистить кабель на расстоянии 15 см. Зачистить внутреннее экранирование. Подключить экранирования к шине выравнивания потенциалов щита MESA.

Зачистить в щите ESA кабели на расстояние примерно 80 мм. Подсоединить пары к разъемам ОРТ.

Info — Шина передачи информации RS-485.

Нормально подключена в 2-х проводниковом виде таким образом, что Tи Rподключены вместе и T+ и R+ подключены вместе.

Res — Не используется.

Power — 24 В. пост. тока, 300 мА, зарезервированный выход аккумуляторов для внешних устройств.

4. Экономическая часть В экономической части расчетно-пояснительной записки дипломного проекта определена себестоимость проектирования и установки системы пожарной сигнализации для цокольного этажа здания ЛГТС Саяно-Шушенской ГЭС.

4.1 Расчет себестоимости проектирования и установки системы пожарной сигнализации цокольного этажа ЛГТС Саяно-Шушенской ГЭС Себестоимость продукции (работ, услуг) представляет собой стоимостную оценку используемых в процессе производства продукции (работ, услуг) природных ресурсов, сырья, материалов, топлива, энергии, основных фондов, трудовых ресурсов, а также других затрат на её производство и реализацию.

В дипломном проекте калькулирование себестоимости продукции осуществляется нормативным методом, который основан на нормах и нормативах использования трудовых, материальных и финансовых ресурсов, так как проектирование и установка систем пожарной сигнализации производится в экспериментальных условиях.

Расчет себестоимости осуществляется с использованием следующей формулы:

С/С_{разработки} = З_м + З_{з/п осн.} + З_{з/п доп.} + З_рк + З_сев. + З_аморт + З_{на страх. взносы} + З_опр + З_охр + З_пр (1)

где З_м — затраты на материалы с учетом транспортных расходов, руб.,

З_{з/п осн} — затраты на основную заработную плату, руб.,

З_{з/п доп} — затраты на дополнительную заработную плату, руб.,

З_рк — затраты на районный коэффициент, руб.,

З_сев. — затраты на северную надбавку, руб.,

З_{на страх. взносы} — затраты на страховые взносы, руб.,

З_аморт — затраты на амортизационные отчисления, руб.,

З_опр — затраты на общепроизводственные расходы, руб.,

З_охр — затраты на общехозяйственные расходы, руб.,

З_пр — затраты на прочие расходы, руб.

4.1.1 Расчет затрат на материалы При проектировании и установки системы пожарной сигнализации к основным материалам следует отнести необходимое оборудование, установки и т. д.; к вспомогательным — аэрозольный имитатор дыма, съемники извещателей и др. Все материалы были приобретены в ООО «Skyros» по договорным ценам за счет денежных средств заказчика. Расчет производится с помощью формул 2, 3, 4:

Зм = Зм_осн+ Зм_вспом, (2)

где Зм_осн — затраты на основные материалы, Зм_вспом — затраты на вспомогательные материалы.

Зм_осн = Нi_осн * Цмi_осн * Ктр, (3)

где Нi_осн — норма расхода основного материала данного вида на единицу продукции, кг; т; м; и т. д.

Цмi_осн — цена основного материала данного вида, руб./т; руб./м и т. д.

Ктр — коэффициент транспортных расходов (1,05 — 1,15)

Зм_вспом = Нi_вспом * Цмi_вспом * Кт р, (4)

где Нi_доп — норма расхода вспомогательного материала данного вида на единицу продукции, кг; т; м; и т. д.

Цмi_доп — цена вспомогательного материала данного вида, руб./т; руб./м и т. д.

Ктр — коэффициент транспортных расходов (1,05 — 1,15)

Расчеты оформляются в виде таблиц 2 и 3.

Таблица 2 — Расчет затрат на основные материалы

Таблица 3 — Расчет затрат на вспомогательные материалы

Зм_осн = 1 * 290 102 * 1,1 = 319 112 руб.

Зм_вспом = 1 * 89 033 * 1,1 = 97 936 руб.

Зм = 319 112 + 97 936 = 417 048 руб.

4.1.2 Расчет затрат на основную заработную плату Заработная плата в наиболее общем виде представляет собой компенсацию работодателем труда наёмного работника, соответствующую количеству и качеству выполненной работы. Размеры этой компенсации имеют определенные количественные границы, поскольку, с одной стороны, они должны обеспечивать: работнику — определенный уровень удовлетворения его личных и социальных потребностей; работодателю — получение от работника результата, необходимого для достижения конечной цели организации Саяно-Шушенская ГЭС.

Расчет оформляется в виде таблицы 3. Тарифная ставка берется из штатного расписания организации ООО «СТАЛТ ЛТД»

Ч.тар.ст. = М.тар.ст. / (Ч раб.дн. * Прод.раб.дня), (5)

где: Ч.тар.ст — часовая тарифная ставка, руб.,

М.тар.ст. — месячная тарифная ставка в соответствии со штатным расписанием организации, руб.,

Ч раб. дн — число рабочих дней в месяце;

Прод.раб. дня — продолжительность рабочего дня, час.

Ч.тар.ст. = 7350 / (22 * 8) = 42 руб.

Таблица 4 — Расчет основной заработной платы

З_{з/п осн} = 12 432 руб.

4.1.3 Расчет дополнительной заработной платы В дополнительную заработную плату включаются расходы на очередные отпуска, доплаты за сокращенный рабочий день подросткам, за выполнение государственных обязанностей. Размер дополнительной заработной платы определяется как плановый процент от основной заработной платы (20%). Расчет производится по формуле 6:

3_{з/п доп} = 3_{з/п осн} * %_{з/п доп} / 100% (6)

Плановый процент от основной заработной платы в организации СШ-ГЭС составляет 11%

3_{з/п доп} = (12 432 * 11%) / 100% = 1368 руб.

4.1.4 Расчет затрат на районный коэффициент Районный коэффициент предназначен для регулирования оплаты труда работников в различных природно-климатических условиях. В соответствии с федеральным законодательством размер районного коэффициента для города Саяногорска составляет 30%. Расчет выполняется по формуле 7:

З_р.к. = (З_{з/п осн} + З_{з/п доп}) * %_р.к / 100%, (7)

где З_р.к. — затраты на районный коэффициент, руб.,

З_{з/п осн} — затраты на основную заработную плату, руб.,

З_{з/п доп} — затраты на дополнительную заработную плату, руб.,

%_р.к — размер районного коэффициента, %.

З_р.к. = (12 432+1368) * 30% / 100% = 4140 руб.

4.1.5 Расчет затрат на северный коэффициент Районный коэффициент предназначен для регулирования оплаты труда работников в различных природно-климатических условиях. В соответствии с федеральным законодательством размер районного коэффициента для города Саяногорска составляет 20%. Расчет выполняется по формуле 8:

З_с.к. = (З_{з/п осн} + З_{з/п доп}) * %_с.к / 100%, (8)

где З_с.к. — затраты на северный коэффициент, руб.,

З_{з/п осн} — затраты на основную заработную плату, руб.,

З_{з/п доп} — затраты на дополнительную заработную плату, руб.,

%_с.к — размер северного коэффициента, %.

З_с.к. = (12 432 + 2486,4) * 20% / 100% = 2760 руб.

4.1.6 Расчет затрат на страховые взносы на социальное страхование Затраты на страховые взносы относятся к категории федеральных налогов, относимых на себестоимость продукции, работ услуг. Они предназначены для мобилизации средств, необходимых государству для реализации права граждан на государственное пенсионное обеспечение, социальное обеспечение (страхование) и медицинскую помощь.

Ставки страховых взносов приведены в таблице 5.

Таблица 5 — Тарифы страховых взносов

Отчисления страховых взносов осуществляются от суммы основной и дополнительной заработной платы с учетом районного и северного коэффициентов. В последнее время общий размер отчислений составляет 30,2% для большинства работодателей.

Расчеты выполняются по формуле 9:

З_{на страх. взн.} = (З_{з/п осн} + З_{з/п доп} + З_с.к.+ З_р.к.) * 30,2% / 100% (9)

З_{на страх. взн.} = (12 432 + 1368 + 2760 + 4140) * 30,2% / 100% = 6251 руб.

4.1.7 Затраты на общепроизводственные расходы Затраты на общепроизводственные расходы включают расходы на содержание и эксплуатации оборудования, запасные части, освещение цеха, уборку цеха, охрану труда и т. д. Данные затраты устанавливаются в размере 130% - 150% от основной заработной платы. Расчет произведен по формуле 10: