Основные этапы проектирования СОУЭ

03 Сентябрь 2019

В современном технократическом обществе все больше внимание стало уделяться системам оповещения людей. Системы оповещения широко применяются в различных сферах человеческой деятельности: системы оповещения о пожаре в сфере защиты зданий и сооружений, системы оповещения о чрезвычайных ситуациях, в сфере гражданской обороны, командно-поисковые системы в сфере промышленности, системы связи в сфере транспорта и безопасности в городе. (Системы оповещения и управления эвакуацией проектируются на основании Федерального закона №123-ФЗ СП 3.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Требования пожарной безопасности ») Основное назначение системы оповещения – оповещение людей о той или иной угрозе, донесение до них информации, касающейся их личной безопасности, в случае каких-либо экстренных ситуаций: пожаров, техногенных катастроф, террористических угроз. Системы оповещения являются обязательной составляющей практически любой системы безопасности, в которой являются конечным исполнительным элементом, посредником между техническими средствами и человеком. Система оповещения – это конечное устройство в сложном механизме обеспечения безопасности человека. Отсутствие своевременной информации в случае возникновения пожара или чрезвычайных ситуаций может стать причиной больших человеческих жертв, поэтому все принимаемые в последнее время нормативные акты в области безопасности обязательно включают в себя требования по оснащению зданий, сооружений и территорий с массовым пребыванием людей системами оповещения. В последние годы системам оповещения стало уделяться более серьезное внимание. Стимулом к этому послужило бурное развитие российского рынка и, прежде всего, в области пожарной безопасности. Кроме того, началось активное внедрение систем оповещения в местах подверженных воздействию (природного) стихийного, техногенного характера . В рамках реализации программы гражданской обороны населения строятся системы оповещения на различных уровнях: локальные (ЛСО), централизованные (ЦСО), федеральные (ФСО). С недавнего времени разворачивается программа «Безопасный город», в которой система оповещения призвана решать все те же задачи, связанные с информированием людей о той или иной угрозе.

В быстро развивающемся социуме с постоянно растущей инфраструктурой одной из наиболее актуальных является задача интеграции различных систем. Интеграция подразумевает объединение различных систем как на протокольном – верхнем уровне, требующем применения современных цифровых технологий, так и на контактном – нижнем уровне, требующем базовых надежных решений. При решении любых глобальных задач очень важно правильно выбрать базис – точку опоры, с одной стороны, и строительный материал, кирпичики, из которых можно будет строить, с другой. Так, например, для успешного проектирования и построения глобальной межуровневой системы оповещения с координированным централизованным управлением, можно обратиться к опыту проектирования и построения систем оповещения и управления эвакуацией СОУЭ. Причина такого выбора заключается в том, что СОУЭ имеют повсеместное применение. Тем не менее, даже в такой, весьма распространенной на сегодняшний день области ощущается нехватка учебных материалов, методических руководств, что и послужило причиной написания данной серии статей.

1. Введение

На основании федерального законодательства ФЗ-123, свода правил СП 3-13130-2009, здания и сооружения, в которых находятся люди, должны быть защищены системами оповещения и управления эвакуацией СОУЭ. В данном своде приведены требования пожарной безопасности к звуковому и речевому оповещению и управлению эвакуацией людей.

Определение СОУЭ: Система оповещения и управления эвакуацией людей (СОУЭ) – комплекс организационных мероприятий и технических средств, предназначенный для своевременного сообщения людям информации о возникновении пожара, необходимости эвакуироваться, путях и очередности эвакуации.

Здания и сооружения, в которых необходимо установить СОУЭ, мы будем называть защищаемыми или проектируемыми.

СОУЭ должна проектироваться в целях обеспечения безопасной эвакуации людей при пожаре.

В процессе проектирования СОУЭ решаются следующие основные задачи, рис.1:

Рис. 1 - Основные задачи, решаемые в процессе проектирования СОУЭ

Задачи в части организационных мероприятий:

оценка защищаемого здания;
определение количества зон;
разработка путей и планов эвакуации людей;
разработка организационных эвакуационных мероприятий;
определение типа СОУЭ.

Задачи в части организации технических средств:

расчет мощности нагрузки;
определение количества линий оповещения;
электроакустический расчет;
выбор технических средств и построение СОУЭ;
расчет времени резервирования;
дополнительные расчеты;
выпуск проектно-конструкторской документации.

2. Оценка защищаемого здания

В процессе оценки проектируемого здания решаются следующие основные задачи:

определение нормативного показателя (типа здания); на данном этапе осуществляется определение количества пожарных зон;
разработка путей и планов эвакуации людей; на данном этапе осуществляется расчет времени эвакуации людей из каждой пожарной зоны;
разработка организационных и эвакуационных мероприятий;
разработка объемно-планировочных решений, выпуск проектной документации.

Определение нормативного показателя

Все защищаемые здания и сооружения, в зависимости от значения нормативного показателя, делятся на 5 типов. Нормативный показатель отражает специфику защищаемого здания, его конструктивные и функциональные особенности (рис.2).

Рис. 2 - Классификация СОУЭ людей в зданиях

Конструктивные особенности:

количество и площадь этажей;
количество, площадь, тип, размещение помещений (секций, коридоров, открытых площадок);
учет дополнительных условий (например, освещение в подвале).

Функциональные особенности:

специфика здания в зависимости от категории защищаемого контингента (детские сады, больницы и т.д.);
количество людей, постоянно или временно присутствующих в здании (пожарной зоне);
категория зданий по взрыво- и пожаробезопасности.

Определение количества пожарных зон

Зона пожарного оповещения является одним из наиважнейших понятий при проектировании СОУЭ и тесно связана со значением нормативного показателя.

Зона пожарного оповещения – часть здания, где проводится одновременное и одинаковое по способу оповещение людей о пожаре.

В зависимости от нормативного показателя все защищаемые здания и сооружения классифицируются по 5-ти типам. Начиная с 3-го типа, здания делят на пожарные зоны. Зональное деление позволяет:

повысить гибкость управления. Повышение гибкости управления достигается комбинацией функций автоматического и полуавтоматического и ручного оповещения;
осуществить централизованный (дистанционный) контроль и автоматическое управление исполнительными устройствами СОУЭ – оповещателями, световыми указателями.
реализовать сложный алгоритм оповещения - планомерную, последовательную эвакуацию людей отдельно из каждой пожарной зоны. Сложный алгоритм, состоящий из сценариев эвакуации, предваряется расчетами, в которых определяются пути и время эвакуации людей. Данные мероприятия позволяют оптимизировать процесс эвакуации, минимизировать столпотворение и вероятность возникновения паники;
использовать дополнительные средства оповещения – средств обратной связи зон пожарного оповещения с дежурным оператором.

Назначение и количество пожарных зон определяются на начальном этапе проектирования и отражается в объемно-планировочных решениях. Сведения, содержащие количество, размеры, удаление и разброс пожарных зон, называются экспликацией по зонам и в существенной мере влияют на выбор технических средств и состав СОУЭ.

3. Электроакустический расчет

Электроакустический расчет является наиважнейшей частью организационных мероприятий, выполняемых на начальном этапе проектирования СОУЭ. В Приложении 1 указаны требования пожарной безопасности к звуковому и речевому оповещению и управлению эвакуацией людей.

Основная цель электроакустического расчета состоит в обеспечении следующего требования:

Количество звуковых и речевых пожарных оповещателей (громкоговорителей), их параметры и расстановка должны обеспечивать надлежащий уровень звука во всех местах постоянного или временного пребывания людей.

В процессе электроакустического расчета оцениваются параметры помещения, рассчитываются уровни звукового давления в расчетных точках, выбираются типы и параметры оповещателей, определяются схемы их расстановки. Параметры оповещателей определяют мощности нагрузки и, как следствие, состав и параметры технических средств СОУЭ. Грамотный электроакустический расчет позволяет оптимизировать выбор технических средств СОУЭ и обеспечить решение основной задачи – своевременного информирования людей, находящихся в защищаемом здании.

Особенности электроакустического, акустического расчета, выбора и расстановки оповещателей будут подробно рассматриваться в следующих главах.

4. Классификация СОУЭ

Примерная классификация СОУЭ, соответствующая существующим нормативам, представлена на рис. 3:

Рис. 3 - Классификация СОУЭ

СОУЭ можно классифицировать:

По типам;
По способу оповещения;
По способу управления;
По дополнительным возможностям.

Классификация СОУЭ по типам

Системы оповещения и управления эвакуацией наряду со зданиями и сооружениями, в которых они проектируется, классифицируются по 5-ти типам. Каждому типу соответствует характеристика, определяемая нормативными требованиями (рис. 4).

Рис. 4 - Характеристики СОУЭ ("+" требуется; "*" допускается; "-" не требуется)

Укажем наиболее характерные отличительные особенности каждого из типов.

Для любого, в том числе первого типа СОУЭ должна быть приоритетной – включаться автоматически от командного сигнала, формируемого автоматической установкой пожарной сигнализации или пожаротушения, блокируя при этом менее важные функции.

СОУЭ 1-го типа

СОУЭ 1-го типа обеспечивают оповещение людей о пожаре в (одном) помещении, где возник пожар и, если необходимо, в смежных помещениях. Для 1-го и 2-го типа характерен звуковой способ оповещения (сирена, тональный сигнал), в некоторых случаях, например, при повышенном уровне шума используется комбинация звукового и светового способов. СОУЭ 1-го типа предназначены для оповещения персонала и небольшого количества людей, хорошо знакомых с путями эвакуации.

СОУЭ 2-го типа

Обеспечивают звуковое оповещение людей в здании, включение световых табло ”Выход”, а при необходимости включение указателей направления движения к эвакуационным выходам. Сигналы оповещения передаются ответственным лицом во все помещения здания, где находятся люди. Данный тип предназначен для многоэтажных зданий, с числом эвакуирующихся не более 50 человек на один выход.

СОУЭ 3-го типа

В данном типе реализуется позонное, речевое оповещения о пожаре. Речевое оповещение может осуществляться как в отдельную зону, так и во все зоны одновременно. Места нахождения персонала могут организовываться в отдельные зоны. Управление СОУЭ осуществляется дежурным оператором с диспетчерского поста. Диспетчерский пост и места нахождения персонала должны оповещаться в первую очередь. Данный тип предназначен для зданий с числом эвакуирующихся более 50 человек на один выход (лестничную клетку).

СОУЭ 4-го типа

Проектируются в зданиях с одновременным нахождением 1000 и более человек, с протяженными эвакуационными путями, что требует раздельного управления потоками людей. В СОУЭ данного типа должна обеспечиваться обратная связь зон пожарного оповещения с помещением пожарного поста-диспетчерской, реализована возможность организации нескольких вариантов эвакуации из каждой зоны оповещения:

Вариант организации эвакуации из каждой зоны пожарного оповещения – один из возможных сценариев движения людей к эвакуационным выходам, зависящий от места возникновения пожара, схемы распространения опасных факторов пожара, объемно-планировочных и конструктивных решений здания.

СОУЭ 5-го типа

Реализуется возможность координированного управления всеми пожарными системами здания с единого пульта, находящегося на пожарном посту диспетчерской или другого специального помещения, отвечающего требованиям пожарной безопасности, предъявляемым к указанным помещениям.

При окончательном определении типа СОУЭ не следует исключать и перспектив, при которых может понадобиться реализация дополнительных возможностей.

Классификация СОУЭ по способу оповещения

В зависимости от типа, а также дополнительных требований в СОУЭ реализуются четыре способа оповещения: световой, звуковой, речевой, комбинированный.

Световой способ оповещения реализуется следующими средствами:

световыми мигающими оповещателями;
световыми оповещателями Выход;
эвакуационными знаками пожарной безопасности, указывающими направление движения;
световыми оповещателями с изменяющимся смысловым значением, указывающими направление движения людей.

Световой способ оповещения реализуется при помощи световых указателей, которые можно разделить на: статические – включенные постоянно и динамические – включаемые от СОУЭ при возникновении пожара. Динамические указатели являются дополнительным высоко-информационным средством в процессе эвакуации.

Звуковой способ оповещения реализуется при помощи сирен, тональных (однотонных, многотонных) сигналов и др.

Речевой способ оповещения характеризуется возможностью передачи специальных текстов, при этом:

Информация, передаваемая системами оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей, должна соответствовать информации, содержащейся в разработанных и размещенных на каждом этаже зданий планах эвакуации людей.

Комбинированный способ оповещения реализуется комбинацией вышеуказанных способов и используется на объектах со сложной спецификой, например, наличием зон с повышенным уровнем шума.

Классификация СОУЭ по способу управления

СОУЭ могут управляться тремя способами: ручным, автоматическим и полуавтоматическим.

Ручное и полуавтоматическое управление носит допустимый характер и используется в следующих случаях:

Дистанционное, ручное и местное включение СОУЭ допускается использовать, если в соответствии с нормативными документами по пожарной безопасности для данного вида зданий не требуется оснащение автоматическими установками пожаротушения и (или) автоматической пожарной сигнализацией. … Выбор вида управления определяется организацией-проектировщиком в зависимости от функционального назначения, конструктивных и объемно-планировочных решений здания и исходя из условия обеспечения безопасной эвакуации людей при пожаре.

Полуавтоматическое управление: приведение в действие системы оповещения и управления эвакуацией людей диспетчером (оператором) при получении командного сигнала от автоматических установок пожарной сигнализации или пожаротушения.

Автоматическое управление является основным рекомендованным способом управления СОУЭ, позволяет обойтись без участия человека (оператора) и решить задачу только техническими средствами. Данная возможность не исключает присутствие технического персонала, осуществляющего функцию контроля и управления в непредвиденных ситуациях.

Автоматическое управление: приведение в действие системы оповещения и управления эвакуацией людей командным сигналом от автоматических установок пожарной сигнализации или пожаротушения.

СОУЭ можно классифицировать дополнительно, например, по принципу функционирования. По принципу функционирования СОУЭ является централизованной (в отличии от локальной) системой.

Централизованная система – система с возможностью централизованного (по месту расположения) управления.

Управление СОУЭ должно осуществляться из помещения пожарного поста, диспетчерской или другого специального помещения, отвечающего требованиям пожарной безопасности, предъявляемым к указанным помещениям.

Централизованные системы строятся как многозонные системы, имеющие вышеуказанный ряд преимуществ и реализующие следующие основные функции:

дистанционное управление: трансляция служебных или экстренных сообщений, передача командных (управляющих) импульсов;
дистанционный контроль (мониторинг) технических средств СОУЭ расположенных в конкретных (удаленных) зонах.

По требованию заказчика к СОУЭ могут предъявляться дополнительные требования, определяемые сложностью объекта, на котором она устанавливается и классом решаемых задач, например, многоканальная звуковая трансляция.

5. Расчет нагрузки, определение количества линий оповещения

После оценки здания, определения количества зон, электроакустического расчета, в процессе которого определяются характеристики и расположение звуковых оповещателей, подсчитывается их количество, рассчитывается нагрузка линии, определяется их количество и суммарная нагрузка всей системы.

Суммарная мощность нагрузки, складывается из суммы мощностей отдельных звуковых оповещателей (громкоговорителей):

Если громкоговорители имеют одинаковую мощность, то суммарная нагрузка:

Количество линии громкоговорителей формируются в зависимости от двух факторов, предваряемых электроакустическими расчетами:

Конструктивных особенностей защищаемого здания:
- планов (экспликации помещений) защищаемого здания;
- количества и расположения коммуникаций (т.н. закладных).
возможностей технических средств СОУЭ, определяемых допустимую нагрузку линии:
- параметров используемого кабеля;
- характеристик технических средств СОУЭ.

На данном этапе определяется суммарная нагрузка линий:

Полная экспликация системы, включающая количество и мощность нагрузки линий (иногда говорят – нагрузка по зонам), является очень удобной и полезной при выборе технических средств СОУЭ, например, при формировании технико-коммерческого предложения.

Суммарная нагрузка всей системы:

В СОУЭ 3-5 типов в качестве технических средств широко используются трансляционные усилители, для правильного выбора которых желательно предусмотреть 25% запас по мощности – так называемый "проектировочный запас" в связи с которым мощность усилителей СОУЭ должна выбираться из соотношения:

Рассчитав суммарную нагрузку, можно приступить к выбору и построению системы оповещения - технических средств СОУЭ.

6. Построение СОУЭ

На рис. 5 изображен вариант централизованной СОУЭ с возможностью речевой, многозонной трансляции с автоматическим управлением, контролем линий и системой обратной связи.

Рис. 5 - Реализация технических средств СОУЭ

Командный сигнал от автоматической установки пожарной сигнализации (АУПС) поступает на блок контроля и управления, который в свою очередь активирует источник речевых сообщений. Звуковой сигнал с блока речевых сообщений по высокому приоритету поступает в систему звукоусиления и далее через автоматически управляемую систему коммутации в соответствующую линию, нагруженную речевыми оповещателями, знаками эвакуации.

В нижней части рис.5 изображена система обратной связи, являющаяся дополнительным высокоэффективным и надежным средством (звуковым каналом) связывающим пожарную зону с постом-диспетчерской. Системы обратной связи строятся как дуплексные (двух канальные) системы, к которым применяются те же самые требования, что и к СОУЭ, например, требованию к автоматическому контролю соединительных линий.

Радиоканальные соединительные линии, а также соединительные линии в СОУЭ с речевым оповещением должны быть обеспечены, кроме того, системой автоматического контроля их работоспособности.

Подключение речевых оповещателей к блокам коммутации осуществляется (контролируемыми) соединительными линиями:

Cоединительные линии: Проводные и непроводные линии связи, обеспечивающие соединение между средствами пожарной автоматики.

К соединительным линиям, а также любым другим соединительным кабелям и проводам предъявляются следующие требования:

Кабели, провода СОУЭ и способы их прокладки должны обеспечивать работоспособность соединительных линий в условиях пожара в течение времени, необходимого для полной эвакуации людей в безопасную зону.

При необходимости в СОУЭ могут использоваться, дополнительные элементы управления – эвакуационные знаки пожарной безопасности.

Эвакуационные знаки пожарной безопасности: Знаки пожарной безопасности, в том числе световые пожарные оповещатели, предназначенные для регулирования поведения людей при пожаре в целях обеспечения их безопасной эвакуации.

Вопросы, посвященные выбору технических средств, построению систем оповещения, расчету времени резервирования СОУЭ, электроакустическому расчету, расчету потерь на проводах, будут рассмотрены в последующих главах.

Приложение 1 - Требования пожарной безопасности к звуковому и речевому оповещению и управлению эвакуацией людей

Звуковые сигналы СОУЭ должны обеспечивать общий уровень звука (уровень звука постоянного шума вместе со всеми сигналами, производимыми оповещателями) не менее 75 дБА на расстоянии 3 м от оповещателя, но не более 120 дБА в любой точке защищаемого помещения.
Звуковые сигналы СОУЭ должны обеспечивать уровень звука не менее чем на 15 дБА выше допустимого уровня звука постоянного шума в защищаемом помещении. Измерение уровня звука должно проводиться на расстоянии 1,5 м от уровня пола.
В спальных помещениях звуковые сигналы СОУЭ должны иметь уровень звука не менее чем на 15 дБА выше уровня звука постоянного шума в защищаемом помещении, но не менее 70 дБА. Измерения должны проводиться на уровне головы спящего человека.
Настенные звуковые и речевые оповещатели должны располагаться таким образом, чтобы их верхняя часть была на расстоянии не менее 2,3 м от уровня пола, но расстояние от потолка до верхней части оповещателя должно быть не менее 150 мм.
В защищаемых помещениях, где люди находятся в шумозащитном снаряжении, а также в защищаемых помещениях с уровнем звука шума более 95 дБА, звуковые оповещатели должны комбинироваться со световыми оповещателями. Допускается использование световых мигающих оповещателей.
Речевые оповещатели должны воспроизводить нормально слышимые частоты в диапазоне от 200 до 5000 Гц. Уровень звука информации от речевых оповещателей должен соответствовать нормам настоящего свода правил применительно к звуковым пожарным оповещателям.
Установка громкоговорителей и других речевых оповещателей в защищаемых помещениях должна исключать концентрацию и неравномерное распределение отраженного звука.
Количество звуковых и речевых пожарных оповещателей, их расстановка и мощность должны обеспечивать уровень звука во всех местах постоянного или временного пребывания людей в соответствии с нормами настоящего свода правил.

Информация и фото с http://www.escortpro.ru/page/article/article90.htm