Звуковые системы оповещения о пожаре

Встатье приведены главные принципы построения звуковых систем оповещения, анализируется российская и забугорная нормативная база, даны практические советы по выбору типа звукового сигнала, характеристик кабеля полосы связи, числа оповещателей и т.д. Некие положения носят общий  нрав и будут полезны при проектировании речевых систем оповещения.

Звуковой и световой - звуковой методы оповещения о пожаре в виде сирен и стробоскопов употребляется в системах 1-го и 2-го типа по НПБ 104-03 "Системы оповещения и управления эвакуацией людей при пожарах в зданиях и сооружениях". Конкретно система оповещения состоит из спецефическим образом расставленных в помещениях оповещателей и линий связи, по которым обеспечивается питание и устройств автоматического контроля работоспособности. Система должна обеспечивать требуемые уровни сигналов оповещения не только лишь в обычных критериях, но главное при пожаре. При выборе оборудования и расчете системы рекомендуется учесть воздействие экстремальных критерий, к примеру, изменение падения напряжения при нагревании проводников полосы связи и возможность контроля линий связи.

Уровень звуковых сигналов оповещения

Таблица 1

Источник шума

Уровень шума, дБА
Спокойное дыхание

10
Шелест страничек

20
Шепот

30
Холодильник

40-43
Компьютер

37-45
кондиционер

40-45
Вытяжной вентилятор

50-55
Телек, электробритва

60
Размеренный разговор 

66
Речь по радио, звучный разговор

70
Пылесос

75
Детский плач

78
Игра на пианино

80
Музыка по радио, электрополотер

83
Перфоратор, звучный вопль

90-95
Домашний кинозал на полную мощность

100-110

Уровни звуковых сигналов обычно задаются в децибеллах, сокращенно дБ. Связано это со специфичностью восприятия уровня звуковых сигналов: уменьшение амплитуды звукового сигнала в 2 раза, воспринимается как малозначительное изменение громкости, а конкретно всего только на 3 дБА. Существенное изменение громкости сигнала - это изменение уровня в 10, 100, 1000 раз, что соответствует 10, 20, 30 дБА. При расчетах также  намного удобнее воспользоваться децибеллами, а не обычными для многих «разами». Так, к примеру, заместо значений 80 - 100 дБА, потребовалось бы оперировать с числами 108 – 1010. В качестве примера, в таблице 1 приведены типовые уровни шума от разных источников.

Для действенной работы системы оповещения при пожаре требуется довольно высочайший, но не лишний уровень звуковых сигналов. Для исключения отрицательных последствий воздействия на людей сигнал не должен существенно превосходить требуемый уровень. По НПБ 104-03 в хоть какой точке защищаемого помещения  уровень сигнала не должен превышать120 дБА. Сертифицированные по НПБ 77-98 "Технические средства оповещения и управления эвакуацией пожарные. Общие технические требования. Способы испытаний" оповещатели должны обеспечивать  уровень звукового давления на расстоянии 1 м в спектре от 85 до 110 дБА. В звуковых оповещателях,   созданных для эксплуатации в критериях высочайшего уровня шума, максимально допустимый уровень звукового давления может быть увеличен до 120 дБА.

По НПБ 104-03 для обеспечения точной слышимости звуковые сигналы СОУЭ должны обеспечивать уровень звука более чем на 15 дБА выше допустимого уровня звука неизменного 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 внедрение световых мигающих оповещателей. Также в зданиях, где находятся (работают, проживают, проводят досуг) глухие и слабослышащие люди, требуется внедрение световых либо световых мигающих оповещателей. В спальных помещениях звуковые сигналы СОУЭ обязаны иметь уровень звука более чем на 15 дБА выше уровня звука неизменного шума в защищаемом помещении, но более 70 дБА (измерения проводятся на уровне головы спящего человека). Характеристики звуковых оповещателей, их количество и расстановка должны обеспечивать уровень звука в согласовании с требованиями во всех местах неизменного либо временного пребывания людей. Стенные звуковые оповещатели, обычно, должны крепиться на высоте более 2,3 м от уровня пола, но расстояние от потолка до оповещателя должно быть более 150 мм.

Данные требования довольно отлично смешиваются с государственными эталонами других государств, но в забугорной нормативной базе можно отыскать дополнительный материал по вопросам, которые еще не отражены в русских нормах. К примеру, по NFPA72 глава 6 (NFPA72 - Государственный свод нормативов и правил по пожарной безопасности США, редакция 1993 года) звуковые оповещатели инсталлируются фактически в тех же границах относительно уровня пола (более 90´´) и от потолка (не мене 6´´) c учетом дела один дюйм 1´´ = 25,4 мм. Но данное требование заменяется подходящим требованием по установке стробоскопических устройств, если сигнализационная система предугадывает установку комбинированных световых стробоскопических и звуковых устройств.

В критериях высочайшего уровня шума звуковое оповещение не отлично и система должна строиться на базе стробоскопов и комбинированных свето-звуковых устройств. В НПБ 104-03 обозначено, 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 работающим механическим оборудованием должен быть обеспечен уровень сигнала оповещения более 85 дБА, в отличие от уровня 75 дБА для других помещений.

В NFPA72 в дополнение к «общему» режиму эксплуатации системы оповещения регламентирован, так именуемый, «адресный» режим, который употребляется для постов дежурных мед сестер, постов службы охраны и т.д. В отличие от «общего» режима, требования для «адресного» режима существенно ниже: уровень сигнала оповещения должен быть более, чем на 10 дБА выше среднего уровня фонового шума и более чем на 5 дБА выше наибольшего уровня шума длительностью, по последней мере, 60 секунд, но более 45 дБА. На эти требования можно ориентироваться при расчете системы оповещения обслуживающего персонала по сигналам предупреждения о пожароопасной ситуации, создаваемым, к примеру, адресно-аналоговыми и лазерными аспирационными СПС.

Понятие акустического фона среды

В таблице 2, в качестве иллюстрации, даны примеры уровня шума по NFPA72  (приложение A 6.3.2). Сразу отмечается, что приведенные данные, обозначенные в таблице, не могут подменять собой результаты реальных измерений, выполняемых на месте установки. Применительно к процедуре выполнения таких измерений, в том же Приложении A 6.3.2 обозначено последующее: «При выполнении оценки уровней фоновых шумов с целью установления завышенного уровня звукового сигнала, при котором устройства оповещения будут работать подабающим образом, определение средних значений уровней звукового сигнала для разных источников должно проводиться в течение длительного отрезка времени. Приборы для измерения уровня шумов (шумометры) средней ценовой категории (по южноамериканским понятиям) обустроены нужной функцией, обычно обозначаемой как “LEQ” - эквивалентный шумовой уровень. К примеру, LEQ для людской речи в критериях тихого помещения приведет к плавному увеличению значения, регистрируемого на приборе, с плавным снижением пикового значения через довольно длительное время после того, как человек окончит свою речь. Приобретенные значения для LEQ могут быть применены ошибочно в ситуациях, для которых типично существенное колебание уровня шумов фонового окружения в течение 24-часового периода времени. В этой связи, определение значения LEQ должно производиться в течение периода, равного полному периоду занятости либо использования данного помещения».

Таблица 2

Средние значения уровня шума зависимо от категории использования помещения

Категория

Среднее значение уровня шума
Офисное внедрение

55 дБА
Внедрение с целью обучения и преподавания

45 дБА
Промышленное внедрение

80 дБА
Внедрение учреждениями и организациями

50 дБА
Торгово-коммерческое внедрение

40 дБА
Пирсы, причалы и конструкции, окруженные водой

40 дБА
Места сборки и монтажа

55 дБА
Внедрение в целях проживания

35 дБА
Внедрение в целях складского хранения

30 дБА
Основная артерия городка (более оживленная улица), для городка с высочайшей плотностью населения

70 дБА
Основная артерия городка (более оживленная улица), для городка со средней плотностью населения

55 дБА
Основная транспортная артерия (более оживленная улица), для пригорода либо сельского района

40 дБА
Внедрение и заселение высотных построек

35 дБА
Конструкции и сооружения подземного расположения, и строения без окон

40 дБА
Авто, корабли и летательные аппараты

50 дБА

Вид звуковых сигналов пожарных оповещателей

В НПБ 104-03 отмечается, что звуковые сигналы оповещения должны отличаться по тональности от звуковых сигналов другого предназначения, более подробные требования отсутствуют. В NFPA72 обозначено, что  с целью устранения вероятной неверной интерпретации, когда могут существовать определенные сомнения в том, является ли подаваемый тревожный сигнал свидетельством появления чрезвычайной ситуации, связанной с пожаром, стандартизован вид звукового сигнала для использования в системах пожарной сигнализации. Вид сигнала повторяющийся, каждый период состоит из 3-х 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). Таким макаром, период звуковых сигналов составляет 4 секунды. По NFPA72 общая малая длительность сигнала оповещения 180 секунд, по НПБ 104-03 СОУЭ должна работать в течение времени, нужного для окончания 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 «выключен» в течение 0,5 секунды ± 10%;
(c) - звуковой сигнал «выключен» в течение 1,5 секунды ± 10%; [(c) = (a) + 2(b)];
Общая длительность периода равна 4 секундам ± 10%.

Данный вид звукового сигнала и в текущее время имеется фактически в любом звуковом пожарном оповещателе евро и южноамериканского производства. К примеру, в стенных оповещателях звуковых EMA1224В4R (рис. 2), и в потолочных цокольных оповещателях DBS1224B4W (рис. 3), производства компании КАС, британской сестринской компании Систем Детектор, имеется по четыре типа звуковых сигналов, в том числе и стандартный, обозначенный как «800Hz DIN tone».

Расчет падения напряжения

Ошибка при выборе сечения проводников полосы связи с оповещателями – это одна из главных обстоятельств, по которой реальный уровень звукового сигнала может существенно отличаться от расчетного. В NFPA72 Гл. 6, находится требование учета падения напряжения в рамках установки либо модификации линий связи сигнализационных систем. В NFPA72 Гл. 9 в справочной таблице «Характеристики проводников» приводятся значения сопротивления проводников различного сечения из меди и алюминия. Стоит отметить, что величины сопротивления даны для температуры 75C (167F), а не для обычных критерий. С увеличением температуры сопротивление проводников вырастает, для меди температурный коэффициент сопротивления  равен 0,0039. Соответственно при увеличении температуры медного проводника с 20C до 75C его сопротивление увеличивается в 1,2145 раз, т.е. приблизительно на 20%.

При схожей длине полосы связи для оповещателей с огромным суммарным током употребления нужно  пропорционально наращивать сечение проводников кабеля. Различия тут могут значительными, к примеру, для оповещателей с током употребления 300 мА нужно выбирать сечение в 20 раз больше по сопоставлению с 15 мА оповещателями. В связи с этим ведущие производители повсевременно работают над понижением тока употребления оповещателей, что приводит также к общему понижению электропотребления в режиме пожар. Так, стенной звуковой оповещатель EMA1224В4R компании КАС обеспечивает уровень сигнала 103 дБА при напряжении питания 24 В и при токе употребления 11 мА.

Оценку напряжения на оповещателе и величину падения напряжения на полосы связи можно получить по закону Ома. Следует знать последующие характеристики:

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 употребления оповещателя Rоп ~ Uном / Iоп, можно высчитать напряжение на оповещателе и величину падения напряжения на полосы связи:

Uоп = UипRоп/(Rоп + Rлс) (1)

∆Uлс = Uип - Uоп , (2)

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

Некие производители советуют делать расчет исходя из падения напряжения менее 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, соответственное сопротивление полосы связи можно вычислить по формуле:

Rлс = Rоп∆%/(100 - ∆%) ,       (3)

где  ∆% - величина понижения напряжения питания оповещателей в процентах.

Если оповещатели имеют широкий спектр напряжений питания, то можно допустить большее падение напряжения питания на полосы связи, но при всем этом нужно учесть 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 схожем внутреннем сопротивлении оповещателя вызывает понижение 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 спектра напряжений питания оповещателя, обозначенного в  технической документации.

Выражения (1 - 3) можно использовать для нескольких оповещателей, при всем этом в качестве Rоп  нужно использовать эквивалентное сопротивление оповещателей Rэоп. При параллельном включении n однотипных оповещателей Rэоп равно:

Rэоп = Rоп/n (4)

Четкий итог в данном случае будет получен, когда длина полосы связи до первого оповещателя  существенно превосходит длину связи меж извещателями. В других случаях расчетное значение падения напряжения будет несколько больше, чем настоящая величина, т.е. будет обеспечен некий припас по напряжению.

Контроль полосы связи оповещателей

В НПБ 88-2001* прямое требование контроля полосы связи оповещателей на обрыв и куцее замыкание сформулировано в НПБ 88-2001* в 11 разделе по управлению установками пожаротушения. В НПБ 77-98 п. 8.5.1. обозначено, что приборы управления оповещателями  должны обеспечивать контроль исправности полосы связи с оповещателями.
Исходя из убеждений автоматического контроля всей системы пожарной сигнализации, контроль работоспособности линий связи оповещателей должен быть надежнее, чем контроль шлейфов пожарных извещателей. При отказе 1-го шлейфа из-за недлинного замыкания без контроля остается часть объекта, а замыкание полосы связи оповещателей выводит из строя сигнализацию вполне.

Рис. 5. Контроль полосы связи оповещателей при использовании двухполярного напряжения

Для обеспечения способности автоматического контроля связи оповещатели серий ЕМА и DBS имеют раздельные входные и выходные терминалы и диоды в цепи питания. Таким макаром, при оборотной полярности питания в дежурном режиме оповещение не врубается, а состояние полосы контролируется по величине тока, протекающего через оконечный резистор Rок (рис. 5). В режиме оповещения, при прямой полярности напряжения питания, диодик в конце полосы оказывается включен встречно и отключает  резистор Rок.

Для получения достоверной инфы о состоянии полосы связи величина оконечного резистора Rок должна быть соизмерима с эквивалентным сопротивлением оповещателей и обычно выбирается в границах 50 - 100 Ом. Даже при токах употребления в рабочего режиме порядка 100 – 200 мА возникновение неконтролируемого поочередного сопротивления 100 Ом равносильно обрыву полосы, т.к. падение напряжения на нем составит около 10 – 20 В. В модулях М201МЕ Систем Детектор для контроля полосы связи употребляется оконечный резистор величиной 47 Ом с диодиком, что позволяет фиксировать изменение сопротивления полосы на 20 – 30 Ом.

Обеспечение требуемого уровня сигнала в помещении

При проектировании системы оповещения нужно избрать тип оповещателей, их количество и места установки исходя из требуемого малого уровня сигнала. Для обеспечения данного уровня сигнала оповещения во всем помещении сигнал оповещателя должен превосходить это значение на величину затухания при его распространении в более удаленную часть помещения. В технических свойствах на оповещатели приводится уровень звукового сигнала на расстоянии 1 м. Определение уровня сигнала на случайном расстоянии делается 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, если оповещатель на расстоянии 1 метр обеспечивает уровень сигнала 100 дБА, то на 10 метрах ослабление равно –20 дБА и уровень сигнала составит 80 дБА. Зависимость уровня сигнала от расстояния назад квадратичная, т.е. при увеличении расстояния в 2 раза сигнал падает в 4 раза, что и составляет при переводе в децибелы - 6 дБА, при увеличении расстояния в 10 раз сигнал падает в 100 раз, т.е. на 20 дБ. При этом повышение расстояния в 2 раза с 10 м до 20 м также приведет к понижению сигнала на 6 дБА: с -20 дБА до  26 дБА. Это свойство логарифмической зависимости. Таким макаром, используя несколько значений, приведенных в таблице 3, просто оценить ослабление сигнала фактически на всех расстояниях. К примеру, 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.

Таблица 3

Величина понижения уровня сигнала от расстояния до оповещателя

L [м]

r [дБА]

1

0

2

- 6,0

3

- 9,5

4

- 12,0

5

- 14,0

6

- 15,6

7

- 16,9

8

- 18,1

9

- 19,1

10

- 20,0

11

- 20,8

12

- 21,6

13

- 22,3

14

- 22,9

15

- 23,5

16

- 24,1

17

- 24,6

18

- 25,1

19

- 25,6

20

- 26,0

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

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

При использовании нескольких оповещателей в одном помещении нужно учесть, что синфазное сложение 2-ух равных сигналов наращивает их величину вдвое, т.е. всего только на 3 дБА. Таким макаром, применяя оповещатели, сертифицированные по НПБ 77-98, с сигналом до 110 дБА получить превышение уровня 120 дБА фактически нереально. Даже установив в помещении шириной 2 метра, напротив друг дружку, два  оповещателя с уровнем сигнала по 110 дБА, получим уровень сигнала не превосходящий 113 дБА (без учета отражений от стенок).

Пример расчета уровней сигнала в помещении

В качестве примера, на рис. 7 приведены результаты расчета уровней сигнала для помещения 25 м х 12,5 м при использовании 2-ух 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 использовании оповещателя с сигналом 100 дБА на расстоянии 1 метр. В данном расчете не учтена диаграмма направленности оповещателей, что допускается исключительно в узеньких помещениях типа коридоров.

Для понижения энергопотребления нужно обеспечить сразу широкую диаграмму направленности и высочайший уровень сигнала при малых мощностях употребления. Для примера, на рис. 8 приведена диаграмма направленности оповещателя серии ЕМА производства КАС. Оповещатель серии ЕМА обеспечивает уровень сигнала на расстоянии 1 м в прямом направлении более 100 дБА, под углом 450 (в направлении середины боковой стенки) 96 дБ, под углом 900 (вдоль стенки) 92 дБ, при токе употребления 11 мА при 24 В. В оповещателе употребляется широкополосная динамическая головка, сопряженная со сложной акустической системой, которая обеспечивает хорошее согласование с окружающей средой (рис. 9). Акустика, на самом деле, представляет собой рупор, сложенный пару раз, что позволило понизить профиль оповещателя и получить красивый дизайн.

Рис. 9.  Акустика оповещателя серии ЕМА

С учетом диаграммы направленности оповещателей ЕМА уровень сигнала в центре помещения 100 – 22 + 3= 81 дБА, в центре боковой стенки  96 – 23 + 3 = 76 дБА, в углах помещения на 92 – 16 = 76 дБА. Таким макаром, при использовании 2-ух оповещателей серии ЕМА обеспечивается оповещение на уровне более 75 дБА помещения площадью 312,5 м2.

Регулятор уровня сигнала позволяет по мере надобности понизить уровень сигнала на 0 - 15 дБА и дополнительно уменьшить ток употребления. При установке в оповещателей серии ЕМА в низкопрофильные базы ELPBR - обеспечивается класс защиты IP44, в высокопрофильные базисные основания ESBR и ESBSR - IP55 и IP66 соответственно. Вместе с высочайшей степенью защиты оболочки обеспечен широкий спектр рабочих температур оповещателей: от -300С до +700С, что позволяет использовать их даже в не отапливаемых помещениях и с базами ESBSR для внешней установки.

В неких типах помещений комфортно использовать цокольные оповещатели серии DBS (рис. 3), созданные для установки на потолке вместе с пожарным извещателем, либо раздельно с крышкой красноватого либо белоснежного цвета. Акустика этого оповещателя имеет направленность в виде конуса, соответственно больший уровень сигнала излучается при огромных углах относительно нормали, т.е. в более удаленных направлениях. Внедрение оповещателя с таковой диаграммой позволяет получить идиентично высочайший уровень сигнала оповещения на большой площади.

Возлагаем надежды, что приведенные практические советы по проектированию  систем оповещения и применение новейших моделей оповещателей со стандартным звуковым сигналом дозволит существенно повысить уровень безопасности объектов и избежать человечьих жертв при пожаре.

Ручка-кнопка Kerron RK-019 BA металл цвет бронза

Ручка-кнопка Kerron AB RK-019 – эксклюзивное изделие, привлекающее внимание собственной необыкновенной формой и необычным декором. Она предназначается для установки на фасады корпусной мебели различного вида. С ее помощью можно просто перевоплотить обычный шкаф либо кухонный гарнитур в стильную мебель.

Достоинства:

Copyright © 2020 - 2024