Яркими примерами некорректного построения систем являются следующие технические решения.
Редко в каком проекте можно увидеть расчет времени наступления опасных факторов пожара (ОФП). А ведь именно он определяет процесс развития пожара и позволяет представить всю картину необходимого взаимодействия инженерных систем в нештатной ситуации. Без такого расчета грамотный алгоритм защиты реализовать затруднительно.
Как следствие, часто происходит формирование сигналов пуска средств тушения, ОТВ которых представляют собой мелкодисперсные составы (аэрозоль, порошок, водяной туман), по сигналу дымовых ПИ. Такая ситуация приводит к «лавинному» эффекту срабатывания автоматической установки пожаротушения (АУПТ) не только (и не столько) в зоне возниковения пожара, сколько в тех зонах защиты, куда распространилось облако ОТВ. Это как минимум приводит к нанесению существенного материального ущерба и как максимум – к потере возможности ликвидации пожара на объекте. Бывают и иные ситуации, когда из-за неверного выбора ПИ автоматика срабатывает несвоевременно и неэффективно.
Иначе можно сказать, что современная система противопожарной защиты должна перестать быть жестко ориентированной на ликвидацию конкретного предполагаемого очага, а должна стать адаптивной.
Пути развития идеологии
Рассматривая основы для построения адаптивной системы, удобно опереться на классификацию структур передачи информации о пожаре, рассмотренную ниже (рис. 1). Абсолютное большинство действующих сегодня систем автоматической пожарной сигнализации (АПС), сигнал от которых используется для формирования команд управления другим инженерным оборудованием (в том числе системами пожаротушения), реализованы по схемам а и b.
К известным недостаткам этих вариантов в случае взаимодействия с АУПТ добавляется фактор необходимости их работы в условиях развивающегося пожара минимум до момента прохождения по проводной сети командного импульса к исполнительным устройствам системы пожаротушения. Очевидно, что время воздействия ОФП на структуру передачи команд управления существенно больше, чем на структуру получения информации. Чем дальше от момента обнаружения пожара отстоит момент активного воздействия, тем выше вероятность фатального повреждения структуры. Причем эта зависимость совсем не линейна…
Реализация схемы c является более надежной, но только в том случае, когда ей соответствует и схема подвода мощности для исполнительных элементов. В противном случае, если АПС реализована по схеме c, а силовая цепь – по схемам а или b, конечная надежность всей системы остается низкой. Нельзя не отметить и постоянный рост затрат на защиту проводных линий связи при отсутствии гарантированного результата. Наиболее полно для реализации адаптивной системы подходит гибкая и надежная структура d, то есть беспроводная с динамической маршрутизацией. Причина даже не в том, что ее надежность при обмене данными выше структур а – c, а в использовании именно беспроводной технологии.
Особенность радиосигнала состоит в его свойстве присутствовать во всем защищаемом объеме одновременно. Соответственно этот сигнал может использоваться любым размещаемым в этом пространстве специализированным устройством. Таким образом, возникает потенциальная возможность прямого взаимодействия контролируемой среды (беспроводные ПИ) с размещенными в ней средствами коррекции ее параметров (модули тушения).
Примером реализации такого подхода может послужить беспроводная система модульного пожаротушения, взаимодействующая с тепловым полем пожара. Здесь τ1 – момент времени, предшествующий возникновению очага пожара. τ2 – момент превышения значения температуры первого порога в зоне возникновения очага. Модуль, контролирующий данный квадрат, формирует извещение «Внимание» и выдает команду на запуск соответствующего алгоритма работы других компонентов установки. τ3 – момент обнаружения первым модулем, установленным над развивающимся очагом, превышения температурой второго порогового значения. Модуль формирует извещение «Пожар» и производит синхронизацию момента пуска всех других модулей, перешедших в режим «Внимание» (желтые квадраты по периметру очага). Компоненты установки начинают взаимодействие по соответствующему алгоритму. τ4 – момент выдачи командного импульса на тушение после окончания отсчета времени на эвакуацию. Повторная синхронизация. К модулям, уже получившим команду пуска в момент τ3, добавятся еще и модули, которые перешли в состояние «Внимание» за период отсчета времени на эвакуацию. Стрелкой показано направление развития очага. τ5 – момент ликвидации очага и снижения температуры.
Роль центрального прибора в этом случае сводится к двум задачам: контроль исправности состояния оборудования в дежурном режиме; отображение и архивирование ситуации при пожаре для последующего анализа.
А вот базовая функция – принятие решений, формирование воздействий и динамический контроль ситуации, в том числе и по результатам воздействия – должна быть передана тем устройствам, которые непосредственно контролируют и управляют ситуацией в своем локальном пространстве.
В настоящее время отечественной промышленностью выпускается несколько типов беспроводной системы пожаротушения: «ГАРАНТ-Р» и «ТРВ-ГАРАНТ-Р». Предпочтение при выборе АПС должно быть отдано беспроводной системе пожаротушения.
Тушение пожара в начальный период его развития становится существенно легче и дешевле.
Очевидно, что с увеличением числа точек контроля повышается достоверность пространственного анализа. Если 10 из 10 точек дают изменение параметра, это может быть как признаком пожара, так и, например, нагревом кровли вследствие восхода солнца. Но те же 10 из уже 100 точек фиксируют не только факт флуктуации теплового поля, но и локализуют место. Динамика изменений параметров позволяет экстраполировать ситуацию развития пожара и принять меры по его ликвидации на более ранней стадии. Это минимизирует время свободного развития и, следовательно, наносимый пожаром ущерб. Решение о тушении может быть принято по совокупности анализируемых значений ОФП, причем до того, как ОФП в любой из точек контроля достигнут нормированного значения срабатывания ПИ.
Перестает быть проблемой тушение разливов жидкостей. При использовании АУПТ с ограниченным запасом ОТВ, к которым относятся модульные системы, становится важна синхронизация пуска зон тушения. Это особенно актуально при воздействии на динамичные очаги пожара с высокими линейными скоростями распространения. К таким очагам, как правило, относятся классы пожаров В и С. Если вследствие аварии происходит растекание ГЖ или ЛВЖ на большой площади с последующим воспламенением, то одновременность воздействия на всю поверхность традиционные системы обеспечить, как правило, не могут. Задержка запуска соседних зон приводит к существенному снижению эффективности работы АУПТ, вплоть до полной несостоятельности.
Многократно повышается надежность АСПЗ.
Понятие расчета надежности автоматической системы введено в методику определения расчетных величин пожарного риска. Учитывается такой показатель, как вероятность эффективной работы системы противопожарной защиты (Рпз). Теория надежности автоматических систем однозначно определяет снижение надежности в случае увеличения числа используемых в системе компонентов, надежность каждого из которых конечна. Современные технические средства позволяют достаточно просто наращивать структуру почти до бесконечности. Вот и вероятность отказа системы может возрасти почти до 1. Результат – сложные технические системы, в которых в любой момент времени присутствуют один или несколько неисправных компонентов. Для каких-то систем (см. структуры а – с) отказ может быть фатальным, для каких-то (структура d) – как правило, критичным не является. Но сама возможность построения структуры d закладывается конструктивно в оборудование. Такое оборудование способно создавать локальные зоны «принятия решений» самостоятельно, без поддержки единого центра управления. В то же время оборудование для создания структур а – с развивается широчайшим образом, в том числе и в направлении увеличения числа компонентов. При этом такой метод повышения надежности, как обязательное резервирование жизненно важных узлов, в нормативных документах до сих пор не нашел отражения.
Скачать реферат