Аспирационные извещатели по ГОСТ Р 53325-2012 и по ГОСТ 34698-2020

На фоне широкомасштабных обсуждений Изменения №1 к СП 484.1311500.2020 как-то незаметно прошло введен в действие с 1 июля 2023 г. стандарта ГОСТ 34698-2020 «Извещатели пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний». Однако этот ГОСТ кардинальным образом изменил методы определения классов аспирационных дымовых извещателей как по чувствительности, так и по времени транспортировки!

Введение

Извещатели пожарные дымовые аспирационные (ИПДА) давно уже перестали быть экзотикой, по СП 484.1311500.2020 «Системы пожарной сигнализации и автоматизация систем противопожарной защиты. Нормы и правила проектирования» п. 6.6.21 «Аспирационные дымовые ИП рекомендуются для контроля больших открытых пространств и высоких помещений: атриумы, производственные цеха, складские помещения, торговые залы, пассажирские терминалы, спортивные залы и стадионы, цирки, экспозиционные залы музеев, галерей и т.п. Для защиты помещений с большой концентрацией электронной техники (серверные, АТС, центры обработки данных и т.п.) рекомендуется применять аспирационные дымовые ИП не ниже класса A».

В СП 541.1325800.2024 «Здания и сооружения центров обработки данных. Правила проектирования» п. 8.3.4 «Систему пожарной сигнализации следует проектировать с дымовыми пожарными извещателями либо комбинированными или мультикритериальными пожарными извещателями, реагирующими на дым… Для минимизации возможного ущерба дополнительно допускается устанавливать аспирационную систему раннего обнаружения пожара».

Аспирационный извещатель состоит из системы труб с воздухозаборными отверстиями и блока обработки (рис. 1), в котором установлен датчик дыма, датчик воздушного потока и аспиратор (вентилятор). Обеспечивается отбор проб воздуха из защищаемого помещения (зоны) и транспортировка их в блок обработки.

Рис. 1. Конструкция аспирационного дымового извещателя

На многих объектах они стали незаменимы, так, например, по СП 484.1311500.2020 п.6.6.23 только применение аспирационных дымовых извещателей допускается для контроля высокостеллажных складов, с расположением воздухозаборных отверстий в два уровня: аспирационного извещателя класса А или В под ярусами стеллажей и аспирационного извещателя класса А под перекрытием. Практически все объекты с газовым пожаротушением оборудуются аспирационными извещателями класса А, для обнаружения признаков пожароопасной ситуации задолго до пуска газа.

С 1 июля 2023 г в качестве национального стандарта Российской Федерации введен в действие межгосударственный стандарт ГОСТ 34698-2020 «Извещатели пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний». Чем он отличается от предыдущего ГОСТ Р 53325-2012 в части аспирационных извещателей?

Классы ИПДА

По ГОСТ Р 53325-2012 аспирационные извещатели подразделяются на три класса чувствительности: А, В и С. По п. 4.10.1.2 ИПДА высокой чувствительности, класса А должны срабатывать при удельной оптической плотности дыма в одном отверстии менее 0,035 дБ/м, ИПДА повышенной чувствительности, класса В - в интервале от 0,035 до 0,088 дБ/м, ИПДА стандартной чувствительности, класса С - в интервале от 0,088 до 0,200 дБ/м, с учетом разбавления чистым воздухом через остальные отверстия.

Кроме того, по п. 4.10.1.3 ИПДА класса А должны обеспечивать время транспортировки проб воздуха от максимально удаленного воздухозаборного отверстия до блока обработки не более 60 с, ИПДА класса В – не более 90 с и ИПДА класса С – не более 120 с (Таблица 1).

Требования по чувствительности использовались при расчете числа отверстий и порога срабатывания аспирационного извещателя по программам производителей. Например, для обеспечения требования по чувствительности для ИПДА класса С при наличии 12 воздухозаборных отверстий порог должен быть не более 4,5 %/м : 12 = 0,375 %/м. А с учетом возможного разбаланса отверстий по чувствительности порог должен быть порядка 0,3 %/м  или 0,013 дБ/м. Очевидно один ИПДА, в зависимости от запрограммированного порога срабатывания и от числа отверстий по чувствительности может соответствовать различным классам.

В ГОСТ 34698-2020 требования для ИПДА классов А, В и С по чувствительности и по времени транспортировки отсутствуют, пункты п.п. 4.10.1.2, 4.10.1.2 исключены. Подтверждение заявленному классу ИПДА по чувствительности и по времени транспортировки производится на огневых испытаниях.

Испытания в дымовом канале по ГОСТ Р 53325-2012

На стенде «Дымовой канал» (Приложение Д) проводят измерение чувствительности ИПДА, аналогично испытаниям точечных дымовых оптико-электронные извещателей. Труба ИПАДА с одним воздухозаборным отверстием располагается в дымовом канале, через остальные воздухозаборные отверстия в трубе поступает чистый воздух. Пояснений по числу «остальных» отверстий в методике испытаний нет!

В дымовом канале, который выполнен в виде кольцевой аэродинамической трубы (рис. 2) создается воздушный поток и повышается концентрация дыма (аэрозоля) со скоростью от 0,015 до 0,1 дБ/м·мин. При срабатывании ИПДА фиксируют значение удельной оптической плотности среды в дымовом канале. При испытаниях используется дым от тления хлопчатобумажного фитиля, так же допускается использование генератора аэрозоля, использующего в качестве материала дымообразования парафиновое масло, со средним диаметром частиц аэрозоля от 0,5 до 1,0 мкм и показателем преломления частиц (1,4±0,1).

Соответствие класса ИПДА по чувствительности контролируется при определении повторяемости на первом, втором и третьем образце и при определении стабильности на первом образце. По п. 4.10.2.3 на стенде «Дымовой канал» определяют значения удельной оптической плотности, при которой срабатывал каждый ИПДА, эти значения должны соответствовать требованиям заявленного класса чувствительности А, В или С, при этом отношение максимального значения удельной оптической плотности m_max, при которой сработал ИПДА, к минимальному значению m_min не должно быть более 1,6.

По п. 4.10.2.4 на стенде «Дымовой канал» определяют стабильность работы одного (первого) ИПДА. С промежутками времени не менее одного часа, шесть раз определяют значения удельной оптической плотности, при которых срабатывал ИПДА. Эти все шесть значений должны соответствовать требованиям заявленного класса чувствительности, при этом отношение максимального значения удельной оптической плотности m_max, при которой сработал ИПДА, к минимальному значению m_min не должно быть более 1,3.

Рис. 2. Стенд «Дымовой канал»

Испытания в дымовом канале по ГОСТ 34698-2020

Изменилась методика измерения чувствительности ИПДА на стенде «Дымовой канал». Введено Приложение К «Испытательное оборудование для определения значения порога срабатывания чувствительного(ых) к дыму элемента(ов) извещателя пожарного дымового аспирационного». Показана конструкция устройства для разбавления дыма чистым воздухом при использовании дополнительной трубы с 10 отверстиями (рис. 3). Указано, что скорость нарастания оптической плотности среды должна быть «достаточно медленной, равной 0,015 – 0,025 дБ/м·мин», т.е. максимально допустимая скорость нарастания оптической плотности среды снижена в 4 раза. Это обеспечивает более точное определение порогов срабатывания ИПДА.

Рис. 3. Дымовой канал с устройством разбавления дыма чистым воздухом

По ГОСТ 34698-2020 в дымовом канале проводятся испытания только на повторяемость порогов срабатывания трех ИПДА и на стабильность срабатывания одного ИПДА с теми же допусками 1,6 и 1,3 раз как ранее. Проверки соответствия ИПДА классам по чувствительности в дымовом канале нет.

Огневые испытания по ГОСТ Р 53325-2012

Аспирационные дымовые извещатели проходят огневые испытания по тестовым очагам в соответствии с заданным классом чувствительности. Аспирационный извещатель класса С должен обнаруживать те же тестовые очаги, что и точечные дымовые извещатели: ТП-2 (тление древесины), ТП-3 (тление со свечением хлопка), ТП-4 (горение полимерных материалов) и ТП-5 (горение легковоспламеняющейся жидкости с выделением дыма). Аспирационный извещатель класса В должен обнаруживать тестовые очаги меньших размеров: ТП-2Б, ТП-3Б и ТП-5Б.  Аспирационный извещатель класса А должен обнаруживать тестовые очаги минимальных размеров: ТП-2А, ТП-3А, ТП-5А (Таблица 2). В Таблице 3 для сравнения приведены размеры тестовых очагов для аспирационных извещателей различных классов.

В качестве примера, на рис.  4 показаны тестовые очаги ТП-2 в виде десяти брусков бука размерами 75 х 25 х 20 мм на плитке мощностью 1,5 кВт, ТП-2Б – шесть брусков и ТП-2А – три бруска с включенным устройством циркуляции воздуха. При испытаниях ИПДА класса С по очагу ТП-2 максимальная удельная плотность дыма равна 2 дБ/м, ИПДА класса В по очагу ТП-2Б – равна 0,15 дБ/м, ИПДА класса А по очагу ТП-2А – равна 0,05 дБ/м.

Рис. 4. Тестовые очаги тление дерева
а) ТП-2, б) ТП-2Б, в) ТП-2А

Огневые испытания проводятся в помещении размером 10 х 7 м, высотой 4 м. Тестовый очаг располагается в центре помещения на полу. Измеритель удельной оптической плотности дыма и одно воздухозаборное отверстие в трубе ИПДА установлены на расстоянии 3 м от центра под потолком (рис. 5) Устройство циркуляции воздуха (показано пунктиром) в виде короба квадратного сечения с встроенным в него вентилятором находится на расстоянии 1 м от очага и на средине помещения по высоте, т.е. на высоте 2 м от пола. При его включении дым от очага распределяется по всему объему помещения, соответственно концентрация дыма под перекрытием значительно снижается.

Рис. 5. План помещения для проведения огневых испытаний

По ГОСТ Р 53325-2012 одно воздухозаборное отверстие должно находиться в помещении для проведения огневых испытаний (рис. 5), второе отверстие и блок обработки ИПДА располагаются в операторской. Таким образом разбавление дыма происходит только в два раза! Соответственно даже ИПДА с порогом срабатывания 0,02 дБ/м (0,46 %/м) пройдет испытания по тестовому очагу ТП-2А для аспирационных извещателей высокой чувствительности класса А. Кроме того, минимальная длина трубы не определена, следовательно, время транспортировки практически не учитывается при испытаниях.

Огневые испытания по ГОСТ 34698-2020

Конфигурация аспирационного извещателя по длине труб и по количестве отверстий при проведении огневых испытаний должна быть максимально приближена к используемой на объектах. По ГОСТ 34698-2020 огневые испытания следует проводить с воздушным трубопроводом максимальной длины для данного класса ИПДА с установленными дополнительными компонентами в худшем сочетании. По п. 10.1.4 время транспортирования проб воздуха должно обеспечивать соответствие ИПДА его классу при огневых испытаниях. Таким образом, чувствительность данного класса ИПДА и максимальное время транспортировки теперь определяется максимальной удельной плотностью и продолжительностью развития тестовых очагов.

В таблицах 4, 5 и 6 приведены параметры тестовых очагов пожаров ИПДА класса С, класса В и класса А соответственно. Сравнивая с данными Таблицы 1, легко заметить, что без учета времени транспортировки допустимо снизить чувствительность ИПДА класса С примерно в 8 раз. Требования по чувствительности ИПДА класса В и класса А изменяются незначительно: в 1,7 раз и в 1,4 раза. Так же можно отметить, что очаги для испытаний ИПДА классов А и В развиваются медленнее по сравнению с очагами ИПДА класса С. Значит ли это, что теперь ИПДА класса С должны иметь минимальное время транспортировки? Не совсем так, скорей всего ИПДА класса А, В и С должны иметь примерно одинаковое максимально допустимое время транспортировки проб воздуха, которое определяется параметрами тестового очага пожара ТП-4.

Тестовый очаг ТП-4 состоит из трех матов из пенополиуретана плотностью 20 кг/м³, размером 500 х 500 мм, толщиной 20 мм каждый, уложенные один на другой (рис. 6). Этот тестовый очаг должны обнаруживать все ИПДА независимо от класса. Размер тестового очага ТП-4 не сокращается при испытаниях ИПДА классов А и В. Можно предположить, что меньшие размеры этого тестового очага не позволяют обеспечить стабильное его развитие во времени.

Рис. 6. Тестовый очаг ТП-4 - горение пенополиуретана

Отличительной особенностью тестового очага ТП-4 является его медленное развитие в первые 40 – 80 с и далее быстрое повышение оптической плотности. Весь тест проходит за 140 – 180 с (рис. 7а).  При испытаниях аспирационного извещателя с временем транспортировки 120 с к концу испытаний до блока обработки дойдет дым с удельной оптической плотностью близкой к нулю (рис. 7б), так что высока вероятность отрицательного результата теста при любой чувствительности ИПДА.

Рис. 7. Тестовый очаг ТП-4 горение пенополиуретана
а) время транспортировки 0 с; б) 120 с; в) 60 с

Если аспирационный извещатель имеет время транспортировки 60 с, то теоретически к концу испытаний до блока обработки дойдет дым с удельной оптической плотностью 0,66 дБ/м (14,1 %/м) при медленном развитии очага (рис. 7в). Однако при медленном развитии очага в начале испытаний и быстрым развитии в дальнейшем (красная линия на рис. 7), то к времени окончания теста на 140 с оптическая плотность дыма в блок обработки также будет близко к нулю.  Причем, данные расчеты не учитывают изменений оптической плотности дыма при движении по трубе. Дым по трубе движется с разной скоростью, максимальная скорость по центру трубы, а вблизи стенок скорость близка к нулю. Соответственно весь забранный дым при движении по трубе «растягивается», что приводит к значительному снижению удельной плотности дыма в блоке обработки. Так же надо учитывать, что при открытом горении пенополиуретана образуются частицы дыма минимальных размеров, которые значительно хуже обнаруживаются детекторами инфракрасного диапазона.

Контроль параметров воздушного потока

Изменилась методика контроля параметров воздушного потока, проходящего через ИПДА. По ГОСТ Р 53325-2012 п. 4.10.2.5 для проверки обнаружения снижения воздушного потока «закрывают не менее 50 % дымовсасывающих отверстий» без определения каких именно отверстий и в какой именно трубе. В ГОСТ 34698-2020 п. 10.2.8.2 для испытаний определен трубопровод с воздухозаборными отверстиями, используемый при огневых испытаниях ИПДА и закрывают 50 % воздухозаборных отверстий, максимально удаленных от блока обработки.

По ГОСТ Р 53325-2012 п. 4.10.2.5 для проверки обнаружения повышения воздушного потока «производят имитацию разлома воздушного трубопровода…  на максимально удаленном от блока обработки фрагменте трубопровода». Т.е. при проверке снимается заглушка или обратный клапан в конце трубы. По ГОСТ 34698-2020 п. 10.2.8.2 имитацию разлома воздушного трубопровода производят приблизительно в середине трубопровода, в месте расположения ближайшего к блоку обработки воздухозаборного отверстия, которое было закрыто при испытании на снижение воздушного потока.

Таким образом, испытания аспирационных дымовых пожарных извещателей по ГОСТ 34698-2020 максимально приближены к реальным условиям по конфигурации труб и по числу отверстий в трубах. Для прохождения огневых испытаний, в отличии от требований по ГОСТ Р 53325-2012, ИПДА должны обеспечивать время транспортировки не более 60 с не зависимо от класса аспирационного извещателя.

Игорь Неплохов, Технический директор ООО «Пожтехника», к.т.н.

Опубликовано в журнале «ТЗ» №5, 2025.