Беспроводные (радиоканальные) системы противопожарной защиты

Высокая скорость и простота монтажа объясняет присутствие на рынке значительного количества радиоканальных систем, имеющих в своем составе беспроводные пожарные извещатели. Но есть одно большое но: пожарная радиосистема должна иметь сертификат пожарной безопасности и соответствовать всем требованиям действующей нормативной базы, а значит – «Технического регламента о требованиях пожарной безопасности».

Только в мае 2009 г. в нормативных документах радиоканал наравне с проводными средствами стал одним из вариантов организации линий связи в системах пожарной сигнализации, оповещения и автоматики. Действительно, в условиях распространения опасных факторов пожара профессиональные беспроводные адресно-аналоговые системы с двухсторонним протоколом обмена по надежности и живучести значительно превосходят проводные системы противопожарной защиты. Ведь отныне время функционирования всех технических средств пожарной автоматики должно быть не меньше времени, необходимого для полной эвакуации всех людей в безопасное место.

Требования к радиоканальным линии связи
Для практической реализации требований Технического регламента в качестве подзаконных актов введены национальные стандарты и своды правил. В частности, с 1 мая вступил в действие ГОСТ Р 53325 «Техника пожарная. Технические средства пожарной автоматики. Общие технические требования. Методы испытаний», в котором в п. 7.1.13 прописаны нормативные требования к радиоканальным системам:
«ППКП и ППУ, а также иные технические средства противопожарной защиты, взаимосвязь с которыми осуществляется по радиоканальным линиям связи, должны быть адресными и обеспечивать между собой двухсторонний обмен данными. Достоверность передачи информации по радиоканальным линиям связи должна быть обеспечена техническими решениями, определяемыми производителями систем. В качестве данных технических решений могут быть предусмотрены возможности перехода на резервные частотные каналы, использование специальных протоколов обмена и иные способы повышения достоверности и надежности системы связи. При отсутствии связи с любым компонентом радиоканальной системы в течение определенного времени (но не более 300 с) ППКП и/или ППУ должны индицировать информацию о возникшей неисправности».
Разберемся по порядку: беспроводные системы должны быть адресными – это очевидное требование, так как в противном случае невозможно будет определить, от каких извещателей поступают сигналы.
Требование организации двухстороннего обмена данными также абсолютно необходимо – сигналы от двух одновременно сработавших извещателей при одностороннем обмене в принципе не могут быть приняты и обработаны на одной радиочастоте. Один извещатель создает помеху другому, даже если сигналы от них будут многократно дублироваться. Невозможно разобрать, что именно кричат двое одновременно орущих. А если на объекте сотни извещателей. Так же должны поступать тестовые сигналы, причем с такой частотой, чтобы в течение 300 с можно было принять решение о возникшей неисправности в радиоканале на любом участке системы. При одностороннем протоколе эти часто передаваемые тестовые сигналы будут просто мешать приему сигналов о пожаре.
Наличие функции квитирования (отправки квитанции о получении информации) является нормой для адресных, в том числе радиоканальных, систем, что и подтверждает п. 7.2.1.2 в) Технического регламента: в адресных системах должен быть предусмотрен «двухсторонний обмен данными по адресной линии связи с другими техническими средствами пожарной сигнализации, обеспечивающий подтверждение корректного обмена информацией».
По поводу использования резервных радиочастот, специальных протоколов обмена и других способов повышения достоверности и надежности систем можно сказать одно – чем больше принято мер для устойчивой работы системы, тем больше она соответствует основному принципу Технического регламента – максимальное повышение живучести и надежности систем противопожарной защиты.
Стоит отметить такую особенность некоторых беспроводных систем, как возможность организации динамической маршрутизации при передаче пакетов данных при выходе из строя отдельных участков основных маршрутов. Это очень важное решение из компьютерных сетей логично перешло в беспроводные системы пожарной автоматики. В радиальных шлейфах динамическую маршрутизацию организовать невозможно. В адресных системах при использовании кольцевых линий могут быть организованы два резервных маршрута доставки сигналов – в этом случае одно повреждение этой линии не приводит к отказу системы. А в беспроводных системах количество резервных маршрутов доставки сигналов может достигать пяти и даже десяти.

Наведенные помехи и ложные срабатывания
Какими еще помимо пожаростойкости преимуществами, связанными с линиями связи, обладают беспроводные системы? Прежде всего это отсутствие самих проводных линий как основного источника ложных сигналов о пожаре. Более 70% ложных тревог вызваны наведенными помехами на сигнальные провода от силовых проводов и кабелей. Именно эти помехи в виде электродвижущей силы (ЭДС), наведенной на линии связи, влияют как на входные и выходные каскады извещателей, так и на входные цепи приемно-контрольных приборов и приборов управления. И влияние это тем больше, чем длиннее линии и чем меньше принято мер по защите от наведенных ЭДС как в извещателях, так и в приборах. В адресных, в том числе адресно-аналоговых, системах пожарной сигнализации по сравнению с радиально-узловыми пороговыми структурами это влияние намного ниже (благодаря протоколу обмена данными и более высокой амплитуде передаваемых импульсов), а в беспроводных системах вообще сведено до нуля.
Обратим также внимание читателей на такой параметр, как степень жесткости по устойчивости к электромагнитным колебаниям. Там, где проводные системы едва обеспечивают II степень, современные беспроводные – с легкостью III–IV степени. Антенны намного короче проводных линий связи, соответственно, и устойчивость к электромагнитным помехам значительно выше.

Рис1: Величина импульса помехи пропорциональна длине (L) провода/антенны, подключенной к извещателю

Таким образом, по сравнению с проводными профессиональные радиоканальные системы являются более живучими и более защищенными от наведенных электромагнитных помех (не выдают ложных тревог), что делает их применение технически оправданным.

Монтаж: быстро и просто
А зачастую движущей силой растущей популярности радиоканальных систем на практике является банальная простота и быстрота установки оборудования на объекте, тем более если уже сделан ремонт и прокладка проводов сопряжена с определенными трудностями. Итак, во-первых, это почти 10-кратное сокращение объема монтажных – самых неквалифицированных – работ.
Во-вторых, существенно снижаются затраты на расходные материалы.
В-третьих, в большей части помещений достаточно установить всего один адресно-аналоговый пожарный радиоизвещатель, монтаж которого требует всего несколько минут (рис. 2).

Рис. 2 Установка одного радиоканального пожарного извещателя занимает несколько минут

В-четвертых, это качественно другой уровень трудоемкости работ. Попытаемся, например, представить, насколько сложно прокладывать линии связи по потолку на высоте 5–6 м – уже не в одиночку, а вдвоем и не с лестницы, а с лесов. Первый проход – пластиковые дюбели, второй – кабельные каналы, третий – провода и кабели, четвертый – крышки кабельных каналов. С радиоканальными системами таких проблем не возникает.
В-пятых, нет необходимости проводить дополнительную ревизию и перекоммутацию уже смонтированных линий связи из-за ошибок, допущенных при проектировании или монтаже. А ведь при традиционном процессе пусконаладочных работ эта цифра может достигать 20% – частая причина разногласий между проектировщиками, монтажниками и наладчиками.
Отдельно необходимо отметить также простоту проведения регламентных работ – у профессиональных радиоканальных систем в процессе эксплуатации есть серьезные резервы для полноценного обслуживания даже при тех скудных бюджетах, которые выделяются на эти цели.
Адресно-аналоговые пожарные дымовые радиоизвещатели чистить можно по мере необходимости. Двухсторонний протокол позволяет оперативно контролировать текущую запыленность дымовых камер извещателей и составить список только тех, которые подлежат обязательной очистке.
Зачастую через пару-тройку месяцев после сдачи объекта в эксплуатацию требуется изменить конфигурацию системы сигнализации, например, часть помещений второго этажа решено перестроить. При использовании беспроводной системы проблем не возникнет – радиоизвещатели можно быстро снять, а потом также легко повесить, пока будут заносить мебель. Если не хватит имеющихся радиоустройств – есть возможность купить и добавить.

Выводы
Профессиональные радиоканальные системы позволяют в полной мере с минимальными затратами реализовать требования, предъявляемые к системам противопожарной защиты. Однако радиоканал радиоканалу рознь. Еще раз обратим внимание читателей, что речь идет об оборудовании, от надежности которого зависят жизни и здоровье людей, а также ценное имущество предприятий. Беспроводная система пожарной сигнализации и оповещения соответствует целям и задачам новой нормативной базы лишь в том случае, если в ней реализованы все рассмотренные выше функции, перечисленные в п. 7.1.13 ГОСТ Р 53325–2009.

СТРЕЛЕЦ® («Аргус-Спектр», Россия)
Внутриобъектовая радиосистема охранно-пожарной и адресно-аналоговой пожарной сигнализации и оповещения СТРЕЛЕЦ®.
Соответствует положениям ФЗ-123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности». Имеет двухсторонний протокол «Аргус-Диалог»® (между всеми радиоустройствами), динамическую маршрутизацию доставки сигналов, 10 радиочастотных каналов в диапазонах 433 и 868 МГц.
Выбор резервного канала (свободного от помех) осуществляется автоматически.
Программируемый период передачи контрольных сигналов составляет от 12 секунд до 2 минут. Криптографическая защита сигналов: с механизмом двухсторонней динамической аутентификации RCX®.
Емкость системы:
16 радиорасширителей
16 маршрутизаторов
512 радиоизвещателей и технологических детекторов
256 радиоканальных исполнительных устройств и устройств управления;
Дальность связи (в открытой видимости):
600 м: в переделах микросоты
1000 м: между микросотами;
Продолжительность работы радиоизвещателей – 5 лет (основная батарея) плюс 2 месяца (резервная батарея). Диапазон рабочих температур: -30…+55 0С.
Система имеет встроенный сканер радиоэфира с графическим интерфейсом, беспроводную подсистему речевого оповещения («Орфей-Р»).
Систему можно интегрировать с проводными системами охранно-пожарной сигнализации, контроля доступа, видеонаблюдения и др. Передача информации с объекта по всем каналам связи: GSM, Ethernet, радиоканал, коммутируемые телефонные линии, занятые абонентские линии.

Радиоканальная приемно-контрольная панель пожарной сигнализации SRC3000 (Detectomat, Германия)
SRC3000 работает с дымовыми, тепловыми и ручными пожарными извещателями Detectomat. Она осуществляет контроль, мониторинг, тестирование и управление подключенных извещателей по радиоканалу, имеет сервисный и инспекционный режимы. SRC3000 имеет также 4 встроенных релейных контакта, дружественный пульт управления с LCD-дисплеем. Рабочая частота панели занимает полосу 433 МГц, к которой подключается до 100 радиоканальных извещателей. Увеличение дальности связи с извещателями осуществляется за счет радиоканальных повторителей. Двухсторонний радиоконтроль состояния извещателей и тревог.
6 тревожных зон с индивидуальной идентификацией тревожного извещателя. Напряжение питания – 230 В.

Беспроводная система пожарной сигнализации IQ8Wireless (Esser by Honeywell)
Емкость системы – 123 радиодатчика на шлейф, 738 на КП, макс. 22878. Частота передачи – 433 МГц и 868 МГц. Число радиоканалов: 20 в диапазоне 433 МГц и 5 в диапазоне 868 МГц (с автоматическим переключением). Мощность передатчиков не более 10 мВт.
Рабочая дальность для радиообмена между радиоинтерфейсом и датчиком в условиях прямой видимости составляет до 300 м. Система имеет защиту от коллизий при одновременной работе большого числа устройств, а также защиту от вмешательства и саботажа.
Обнаружение помех и заблокированных частот производится автоматически. Имеется возможность комбинирования проводных и беспроводных компонентов. Вид беспроводных компонентов: адресные, обычные – совместимы как с радиоинтерфейсами, так и с проводным шлейфом, в том числе извещатели – со встроенными сиренами, строб-лампами и речевыми функциями.
Источник питания: 4 литиевые батареи форм-фактора АА. Ориентировочный срок службы батарей – до 5 лет.
Сигнал о необходимости замены батарей подается автоматически. Программирование системы производится по месту установки, централизованно через радиоканал.