Разработка проекта автоматической пожарной сигнализации и системы оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре

Введение

 

Противопожарная защита современных зданий представляет собой  комплекс инженерно-технических и организационных мероприятий, выполняющих важную роль при обеспечении пожарной безопасности обслуживающего персонала, технологического оборудования и строительных конструкций.

Одним из основных направлений  пожарной безопасности является внедрение пожарной автоматики. Основной функцией установок пожарной сигнализации является своевременное оповещение людей о пожаре в его начальной стадии и введение в действие систем пожаротушения, дымоудаления и пр., направленных на обеспечение безопасности работающих от первичных и вторичных проявлений пожара.

Фактором, существенно  повышающим пожарную опасность, является высокая вероятность позднего обнаружения в случае отсутствия или нахождения в неисправном состоянии соответствующих систем пожарной автоматики. Исправив данную ситуацию и сумев обнаружить очаг возгорания в начальной стадии, можно суметь значительно снизить материальный ущерб, возникающий в последствии пожаров и сберечь человеческие жизни. В системе пожарной сигнализации обнаружение очага пожара производится пожарными извещателями и от их технического совершенства зависит, на какой стадии пожара приемно-контрольный прибор (ПКП) выдаст сигнал «Пожар», а так же с помощью внедрения в АПС систем контроля воздушно-газовой среды мы можем избежать (предусмотреть) возможную угрозу возникновения пожаро-взрывоопаной среды и ликвидировать её в начальной стадии.

О значимости и необходимости  рассмотрения этой проблемы - оснащение объектов РФ системами автоматической пожарной сигнализации говорят статистические данные.

В 2010 году в Российской Федерации ежедневно происходило 584 пожара, при которых погибали 43 человека и 37 получали травмы. Огнем уничтожалось 204 строения, 23 единицы автотракторной техники и 10 голов скота. Ежедневный материальный ущерб составлял 17,2 млн. рублей.

В текущем году подразделения ГПС  МЧС России спасли на пожарах 62 тысячи 722 человека и материальных ценностей на сумму более 20 млрд. рублей.

В городах Российской Федерации за 2010 год зарегистрировано: - 92190 пожаров (-5,1%); - погибли 6088 человек (-5,3%), в том числе 239 детей (-5,9%); - получили травмы 6345 человек (+6,0%); - прямой материальный ущерб причинен в размере 2476,1 млн. руб. (+6,0%).

На города пришлось 65% от общего количества пожаров, 57,9% числа погибших и 70,9% травмированных при пожарах людей и 59,4% материального ущерба.

В сельской местности Российской Федерации  за 2010 год зарегистрировано: - 49669 пожаров (+4,5%); - погибли 4434 человека (-6,3%), в том числе 173 ребенка (-20,6%); - получили травмы 2608 человек (-0,8%); - прямой материальный ущерб составил 1693,5 млн. руб. (+25,6%).

Доля пожаров, погибших, травмированных и ущерба в сельской местности составила соответственно 35%, 42,1%, 29,1%, 40,6% от общих показателей по России.

Больше всего пожаров в 2010 году зарегистрировано в жилом секторе: их доля от общего числа пожаров по России составила 72,7%, а материального ущерба – 56,2% [1].

Снижение количества пожаров зарегистрировано на строящихся объектах (-12,1%), в зданиях общественного назначения (-9,8%), в производственных зданиях (-9,5%), складах, базах и торговых помещениях (-7,3%), складах и базах промышленных предприятий (-4,0%), а также в жилом секторе (-1,9%) [2].

В данном дипломном проекте  рассматриваются общие сведения по таким вопросам как: проектирование, особенности экспертизы, монтажа и приемка в эксплуатацию, организация и техническое обслуживание, меры безопасности при эксплуатации АПС и системы оповещения на ГОУ Дома детского и юношеского творчества, расположенного по адресу: Ленинградская обл. г. Зеленогорск, квартал 8.

Целью данного  дипломного проекта является проектирование пожарной сигнализации, системы оповещения и управление эвакуацией людей при пожаре на ГОУ Дома детского и юношеского творчества.

Для достижения данной цели были рассмотрены следующие проблемы:

 - рассмотрение общих характеристик ГОУ Дома детского и юношеского творчества;

 - организация проектирования, монтажа, приемки, эксплуатации и технического обслуживания;

 - проектирование установки пожарной сигнализации, системы оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре в ГОУ Доме детского и юношеского творчества;

 - расчет стоимости проектных и монтажных работ по устройству пожарной сигнализации и системы оповещения.

В ходе дипломного проекта  были решены следующие задачи:

- анализ технического  состояния АПС в РФ ;

- определение мест размещения пожарной сигнализации, СОУЭ;

- структурные схемы оборудования;

- электрические схемы  подключения приборов;

- алгоритм организации  монтажа и эксплуатации АПС.

 

Глава 1. Общая характеристика объекта

 

1.1. Характеристика объекта

 

Объектом дипломного проекта является ГОУ Дом детского и юношеского творчества, расположенный по адресу Ленинградская область г. Зеленогорск, квартал 8. Защищаемый объект является общественным зданием, образовательным учреждением дополнительного образования детей.

В защищаемом объекте предусмотрено хозяйственно-питьевое, противопожарное и горячее водоснабжение, канализация, водостоки, в соответствии со [3].

Нормы освещенности, ограничения  слепящего действия светильников, пульсации  освещенности и другие качественные показатели осветительных установок, виды и системы освещения офисного центра приняты согласно требованиям [4] и другим нормативным документам, утвержденным или согласованным с Госстроем (Минстроем) РФ, министерствами и ведомствами Российской Федерации в установленном порядке.

Светильники соответствуют  требованиям норм пожарной безопасности [5].

Электроснабжение - от внешней сети, напряжение 380/220 В. Освещение - лампами накаливания и люминесцентными. Устройства связи - радиотрансляция, телеантенна, телефонные вводы.

Отопительная система объекта обслуживания оборудована в соответствии с требованиями [6].

В состав здания входят кабинеты, подсобные помещения, аудитории для проведения занятий. Уровень ответственности здания II, нормальный.

Степень огнестойкости  здания – II. Класс конструктивной пожарной опасности здания – СО. Класс функциональной пожарной опасности – Ф 4.1. Общая площадь здания - 3716,4 м² . Количество этажей – 3.

Конструктивные элементы здания состоят из материалов и отделки указанных в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Конструктивные элементы и материалы

№ п/п	Наименование конструктивных элементов		Описание конструктивных элементов (материал, конструкция, отделка и прочее)
1	Фундаменты		Железобетонные блоки
2	а) Наружные и внутренние капитальные стены б) Перегородки		Кирпичные Кирпичные
3	Перекрытия	чердачное	Железобетонные
		междуэтажное	Железобетонные
		надподвальные	Железобетонные
4	Крыша		Рулонная
5	Полы		Плитка Линолеум
6	Проемы	оконные	Двойные створные
		дверные	Филенчатые
7	Отделка	наружная	Нет
		внутренняя	Штукатурка по кирпичной кладке
8	Санитарно и электротехнические устройства	отопление	Централизованное
		водопровод	Стальные трубы
		канализация	Чугунные трубы
		электроосвещение	Наружная проводка
		горячее водоснабжение	Стальные трубы

 

1.2. Пожарная опасность объекта

 

Пожарная опасность здания ГОУ Дом детского и юношеского творчества обусловлена тем, что в нарушение требований пожарной безопасности в них возможно использование или хранение в больших количествах горючих материалов, легковоспламеняющихся жидкостей. Эвакуационные коридоры, проходы, двери и лестницы могут быть загромождены посторонними предметами и материалами. Использование неисправной электропроводки и пожароопасных приборов отопления может привести к возникновению пожара.

При неупорядоченной реконструкции помещений для производственных, административных, общественных, и других целей возможно применение сгораемых и трудносгораемых стен, перегородок, подвесных потолков, стеллажей и т.п. перепланировка помещений, которая проводится с нарушениями требований по эвакуации людей, может привести к гибели людей при пожаре.

В системе профилактических мер, направленных на обеспечение безопасности людей в случае возникновения пожара, важное место занимает вопрос своевременной и организованной их эвакуации из зданий и помещений. Успешная эвакуация людей достигается не только продуманным конструктивно-планировочным решением путей эвакуации, но и организационными мероприятиями. К таким организационным мероприятиям относятся внедрение систем оповещения о пожаре, разработка общих и индивидуальных планов эвакуации людей.

Основными задачами по обеспечению  пожарной безопасности являются:

 - разработка и осуществление мероприятий, направленных на устранение причин, которые могут вызвать возникновение пожаров;

 - ограничение распространения возможных пожаров и создание условий для успешной эвакуации людей и имущества в случае пожара;

 - обеспечение своевременного обнаружения возникшего пожара, быстрого вызова пожарной охраны и успешного тушения пожара.

Для успешного обеспечения пожарной безопасности данного здания, необходимо постоянно совершенствовать формы и методы пожарной профилактики. Основные противопожарные мероприятия, обеспечивающие безопасность здания, закладываются при его проектировании и строительстве.

 

1.3. Применение автоматической пожарной сигнализации на объекте

Даже в случае, когда  у объекта отсутствуют криминальные угрозы, остается угроза нанесения ущерба при возникновении неконтролируемого возгорания или пожара на объекте. Единственный способ свести в этом случае возможные потери к минимуму - это построить эффективную систему обнаружения и ликвидации возгорания. В настоящее время далеко не каждый собственник объекта имеет возможность оснащения его системой автоматического пожаротушения. Поэтому основным способом решения этой проблемы является создание оптимальной к условиям деятельности объекта системы пожарной сигнализации, которая предназначается для обнаружения очагов возгорания, оповещения людей о возникновении пожара, а также управления технологическим оборудованием и установками автоматического пожаротушения.

Автоматическая пожарная сигнализация - это совокупность совместно действующих средств пожарной (охранно-пожарной) сигнализации, установленных на защищаемом объекте, для обнаружения пожара, обработки, представления в заданном виде извещения о пожаре на этом объекте, специальной информации и (или) выдачи команд на включение автоматических установок пожаротушения и технических устройств. Требования, предъявляемые к системе пожарной сигнализации и ее элементам, определяются государственными и ведомственными документами.

Цель применения АПС в данном объекте состоит в достижении и поддержание оптимального уровня пожарной безопасности. Система противопожарной безопасности является оптимальной в том случае, если при минимальных затратах на ее создание и поддержание обеспечивается надежная защита людей и имущества от огня, а также соответствие всем нормативным требованиям пожарной безопасности. Такой подход позволяет свести к минимуму риск нанесения пожаром серьезного ущерба как жизни и здоровью людей, так и имуществу.

Приборы приемно-контрольные и приборы управления, как правило, следует устанавливать в помещении с круглосуточным пребыванием дежурного персонала [11].

Помещение пожарного  поста или помещение с персоналом, ведущим круглосуточное дежурство, должно располагаться, как правило, на первом или цокольном этаже здания. Допускается размещение указанного помещения выше первого этажа, при этом выход из него должен быть в вестибюль или коридор, примыкающий к лестничной клетке, имеющей непосредственный выход наружу здания [11].

Аппаратура системы пожарной сигнализации должна формировать команды на управление автоматическими установками пожаротушения или дымоудаления, или оповещения о пожаре, или управления инженерным оборудованием объектов при срабатывании на менее двух пожарных извещателей [11].

Оповещение и управление эвакуацией людей при пожаре должно осуществляться одним из следующих способов или их комбинацией: подачей звуковых и (или) световых сигналов во все помещения здания с постоянным или временным пребыванием людей; трансляцией текстов о необходимости эвакуации, путях эвакуации, направлении движения и других действиях, направленных на обеспечение безопасности людей; трансляцией специально разработанных текстов, направленных на предотвращение паники и других явлений, усложняющих эвакуацию; размещением эвакуационных знаков безопасности (далее - указателей) на путях эвакуации; включением эвакуационных знаков безопасности; включением эвакуационного освещения; дистанционным открыванием дверей эвакуационных выходов (например, оборудованных электромагнитными замками); связью пожарного поста-диспетчерской с зонами пожарного оповещения [8].

СОУЭ должна функционировать  в течение времени, необходимого для завершения эвакуации людей из здания [8].

АПС – система, представляющая собой совокупность элементов, образующих некоторую целостность и подчиненных определенному руководящему принципу.

Главным критерием, определяющим тип пожарной сигнализации, является способ взаимодействия между ППК и извещателем. Это взаимодействие выражается, прежде всего, в определение местоположения в системе (адресация) а также передаче извещателем в ППК информации о состоянии охраняемого объекта.

Исходя из способа взаимодействия ППК и извещателей, определяют три  типа систем пожарной сигнализации (рис 1.1).

Рис. 1.1. Типы систем пожарной сигнализации

 

Традиционные системы  адресуют не конкретный извещатель, а  лишь шлейф сигнализации, в который  он включен. В традиционных системах решение о возникновении пожара принимает извещатель и передает в ППК уже сформированное извещение. Недостатком традиционных систем является невозможность точного определения сработавшего извещателя, а так же низкая степень контроля ППК работоспособности извещателя.

Адресные системы позволяют  определять состояние непосредственно каждого извещателя, так как благодаря наличию адреса и специального протокола обмена, ППК опрашивает все извещатели индивидуально. Однако решение о возникновении пожара, как и в традиционных системах, принимается самим извещателем.

Наиболее развитыми  являются адресно-аналоговые системы. Здесь ППК, также как и в адресных системах, имеет возможность опрашивать каждый извещатель индивидуально. Основное же отличие от адресных систем состоит в том, что извещатели передают в ППК информацию о количественной характеристики изменяемых параметров (задымленность или температура), являясь, по сути, измерителями. Решение о возникновении пожара принимает ППК, что позволяет максимально гибко построить систему на раннее обнаружение пожара при низкой вероятности тревог.

АПС характеризуется по:

 - типу пожарного извещателя (тепловые, дымовые, световые, ультразвуковые, оптико – электронные, радиолучевые, фотолучевые, пневматические, комбинированные);

 - принципу действия (непрерывного действия и дискретного действия);

 - конструктивному исполнению (выполненные на контактных и бесконтактных элементах);

 - виду канала связи (специальные проводные каналы, проводные каналы городской телефонной станции, радиоканалы);

 - способу передачи (кодирования) сообщений по каналам связи (многопроводные с электрическим разделением сигнала, однопроводные с временным разделением сигналов, однопроводные с частотным разделением сигналов);

 - структуре линий связи (с однофидерными линиями, радиально – лучевыми линиями, комбинированными линиями).

Пожарные и охранно-пожарные извещатели классифицируются по целому ряду признаков (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Классификация пожарных извещателей

Главным критерием, определяющим тип пожарной сигнализации, является способ взаимодействия между ППК и извещателем. Это взаимодействие выражается, прежде всего, в определении местоположения в системе (адресация), а также передаче извещателем в ППК информации о состоянии охраняемого объекта.

Наибольшее  распространение в автоматических системах пожарной сигнализации получили тепловые и дымовые пожарные извещатели. Это объясняется как спецификой начальной фазы процесса горения большинства пожароопасных веществ, так и относительной простотой схемных и конструктивных решений этих извещателей.

По виду контролируемого признака пожара (тепловые, дымовые, пламени и комбинированные извещатели). По виду контролируемой зоны (точечные, линейные, объемные и комбинированные извещатели). По виду порога срабатывания (максимальные, дифференциальные и максимально-дифференциальные извещатели), по принципу действия чувствительного элемента.

На рассматриваемом  объекте согласно [11] будем использовать ручные и автоматические дымовые пожарные извещатели ИП 212-45 и ИПР - 3СУ (рис. 1.3).

а)

б)

Рис. 1.3. Пожарные извещатели:

а-ИП 212-45; б- ИПР - 3СУ

 

Основные характеристики.

«ИП 212-45» - извещатель дымовой пожарный оптик - электронный (производства «Рубеж» - Саратов) используется для обнаружения загорания в закрытых помещениях.

Извещатель работает с приборами пожарной сигнализации с напряжением питания в шлейфе от 7,5 до 30 В и воспринимающими извещение «Пожар» в виде скачкообразного уменьшения внутреннего сопротивления извещателя в прямой полярности до величины не более 500 Ом.

Извещатель дымовой  пожарный «ИП 212-45» может применяться с приборами, имеющими 4-х проводную схему подключения.

Особенности «ИП 212-45»:

встроенный оптический индикатор 

подключение внешнего оптического  индикатора – ВУОС.

Таблица 1.3

Технические характеристики «ИП 212-45»

 

Модель	ИП 212-45
Напряжение постоянного тока (до 100 мс с период. не менее 0,7 с), В	7,5-30
Потребляемый ток (при 12 В), мкА	50
Чувствительность извещателя, дБ/м	0,05-0,2
Инерционность срабатывания не более, с	5
Напряжение питания УС-02, В	9-15
Ток коммутации УС-02 не более, мА	50
Средняя наработка на отказ не менее, ч	60000
Размеры с розеткой, мм	93x60
Рабочая температура	-25 - + 55

 

«ИПР-3СУ» - ручной пожарный извещатель используется для ручного включения сигнала о пожаре и работает совместно с системами пожарной и охранно-пожарной сигнализации.

Извещатель может работать с  контрольными приборами типа: "Сигнал-20", «ППС-3», «Радуга», «Сигнал-ВК» и другими.

«ИПР-3СУ» может принимать и отображать обратный сигнал (квитирование) с приборами ОПС типа: «ППС-3», «ППК-2».

Ручной пожарный извещатель может  работать в 4-х вариантах подключения:

1 - имитация пожарного извещателя с нормально - замкнутыми контактами с квитированием,

2 - имитация активного дымового датчика,

3 - имитация пожарного извещателя с нормально - замкнутыми контактами для приборов ОПС типа «Сигнал-ВК»,

4 - имитация пожарного извещателя с нормально - замкнутыми контактами для приборов ОПС типа «Сигнал-42» с квитированием.

Особенности ручного  пожарного извещателя «ИПР-3СУ»:

- питание извещателя и передача сигнала осуществляется по двухпроводному шлейфу сигнализации встроенный индикатор дежурного режима и срабатывания привод в действие с помощью кнопки.

Таблица 1.4

Технические характеристики «ИПР-3СУ»

 

Модель	ИПР-ЗСУ
Сигнал тревоги - вариант 2 - уменьшение сопротивления до величины не более, Ом	450
Питание от шлейфа сигнализации, В	12(+16/-3)
Потребляемый в дежурном режиме ток не более, мкА	100
Размеры, мм	110x90x45
Рабочая температура	-40 - +60

 

Прибор приемно-контрольный - составная часть установки пожарной сигнализации для приема информации от пожарного извещателя, выработки сигнала о возникновении пожара или неисправности установки и для дальнейшей передачи и выдачи команд на другие устройства.

Большинство находящихся в настоящее время  в эксплуатации систем пожарной сигнализации, как отечественных, так и зарубежных, имеют радиально-лучевую структуру построения. Такая структура оправдана наиболее простой схемотехнической реализацией, обеспечивающей однозначность расшифровки вида и адреса тревожного сообщения, а также надежностью, достигаемой независимой обработкой сигналов, поступающих из каждого шлейфа.

Большинство серийно выпускаемых в настоящее время пожарных приемно-контрольные приборов, имеют жесткую структуру, работают лишь с радиальными шлейфами и с неадресуемыми пожарными извещателями, не позволяют обеспечить документирование информации о загорании и техническом состоянии системы пожарной сигнализации.

Классификация приборов приемно-контрольных охранно-пожарных представлена на рис. 1.4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.4. Классификация ППКП

 

При установке пожарной сигнализации в офисном центре будет использован ППК «СИГНАЛ – 20» (рис. 1.5).

Его основные характеристики:

20 шлейфов сигнализации  со всеми видами охранных и  пожарных извещателей.

Программирование типа ШС:

- охранные;

- охранные с контролем блокировочного контакта извещателя;

- пожарные с распознаванием короткого замыкания и обрыва;

Повышенная помехоустойчивость за счет селекции входного сигнала по длительности и фильтрации наводок 50 Гц.

Напряжение в каждом шлейфе сигнализации 24 В.

Повышенная защищенность шлейфов от саботажа и ложных срабатываний.

Использование режимов  «Без права снятия с охраны», «Тихая тревога».

Использование режима «Групповое взятие/снятие» для управления группой шлейфов от одного переключателя.

Контроль прохождения  извещений на центральный пульт  с помощью индикаторов ПЦН.

Программирование параметров конфигурации прибора под конкретный объект эксплуатации с пульта «С – 2000» или ПЭВМ.

 

Рис. 1.5. Приемно-контрольный прибор «СИГНАЛ-20»

Таблица 1.5

Технические характеристики ППК «СИГНАЛ-20»

 

Управление	пятью релейными выходами: три реле ПЦН 28 В / 2 А  или 80 В / 0,1 мА два реле для управления внешними световыми и звуковыми оповещателями 28 В / 2 А
Напряжение питания	от 10,2 до 28 В
Ток потребления в дежурном режиме – не более:	200 мА при питании 24 В  400 мА при питании 12 В
Количество токопотребляющих датчиков, подключаемых к одному шлейфу зависит от типов датчиков	"Окно" - 40 шт. "Фотон-8" - 1 шт. "Волна-5" - 1 шт. "ДИП-3М"- до 16 шт. "ДИП-У" - до 20 шт. "ИП212-3СУ" – до 16шт.
Рабочий диапазон температур	от минус 30 до +50 °С
Габаритные размеры	355 х 160 х 35 мм

Блок резервного питания.

Блок резервного питания применяется для обеспечения резервным питанием систем охранно-пожарной сигнализации, систем видеонаблюдения, систем связи и т.д. постоянным напряжением 12 В и током нагрузки до 3,5 А при отключении электропитания (рис. 1.6).

 

Рис. 1.6. Блок резервного питания «РИП-24В исп.02»

 

Особенности:

- непрерывный режим работы блока питания;

- блок резервного питания РИП-24В исп.02 имеет автоматический переход на резервное питание от АКБ при отключении сети;

- ограничение разряда батареи и отключение нагрузки в режиме «резерв»;

- блок резервного питания имеет индикаторы «выход», «сеть»;

- защита аккумулятора при разряде батареи до напряжения 10,5-11,0 В отключает нагрузку (при появлении сети начинается заряд АКБ до напряжения 13,5-14,0 В);

- имеется защита от неправильного подключения клемм АКБ.

 

 

Таблица 1.6

Технические характеристики БРП «РИП-24В исп.02»

Модель	Скат-1200
Напряжение питающей сети, В	187-250
Постоянное выходное напряжение в  режиме "основной", В	11,4-12,6
Постоянное выходное напряжение в  режиме "резерв", В	9,0-12,6
Номинальный ток нагрузки, А	3
Максимальный ток нагрузки при  заряженной АКБ не более, А	3,5
Макс. ток нагрузки кратковременно (5 сек.) не более, А	4,0
Величина напряжения пульсаций  (от пика до пика) при номинальном токе нагрузки не более, мВ	30
Величина напряжения на батарее, при котором происходит автоматическое отключение нагрузки, В	20-27
Размеры, мм	340x240x95
Масса (без батареи)	3,8
Рекомендуемая емкость батареи, А/ч	2 бат. по 7 А/ч
Тип батареи	Г
Рабочая температура	-10 -+40
Производитель	ПО "Бастион"