История пожарной сигнализации кратко
Обновлено: 05.07.2024
Фактически обязанность поднимать тревогу при виде неконтролируемого огня впервые вменили традиционной дневной и ночной страже. Когда конкретно это произошло, никто точно не скажет. Но в Древней Греции и Римской империи меняющиеся каждые три часа стражники были обучены сигналам тревоги при обнаружении пожара. Гораздо позже в Дрездене стража за один час восемь раз обходила зону ответственности в городе, что было достаточно эффективным методом пожарного надзора. Типичным средством оповещения о пожаре в городе стал колокол, который не только поднимал тревогу, но и позволял передавать информацию о месте возгорания. Особым колокольным кодом можно было передать пожарной команде месторасположения пожара, а также его интенсивность.
Пожарный горн в венском музее
С проблемами ориентирования пожарных бригад на горящие дома в городах впервые столкнулись в Европе – сказывались большие площади столиц. В Риге, к примеру, о пожарах оповещали одновременным колокольным звоном сразу с четырех церквей, причем, направление на пожар обозначали условным числом ударов. А венские наблюдатели использовали для точности в качестве ориентиров кресты на башнях. Кроме того, в европейских столицах стали использовать оптику для визуального контроля городской территории. Сначала это были классические подзорные трубы, позже их заменили топоскопами, которые позволяли определять пожар даже в предместьях города.
Топоскоп пожарного из венского музея пожарной охраны
Но с высокой каланчи еще надо было оперативно доставить информацию пожарной команде о характере пожара и месте его появления. Для этой цели была изобретена пневматическая почта, аналог которой можно наблюдать в сети современных супермаркетов – по ним кассиры получают наличность. Появление такого способа коммуникации датируется 70-ми годами XVIII века и с тех пор он надолго стал стандартным оборудованием пожарных частей по всему свету. В маленьких городах получили распространения особые пожарные набатные колокола, которые изготавливали из амальгамы (сплавы ртути с различными металлами).
Русские набаты, используемые, помимо прочего, для поднятия пожарной тревоги
Сила звука такого колокола объяснялась тем, что диаметр раструба превышал высоту. Но гораздо громче оповещал все окрестности о пожаре специальный ревун, представляющий из себя железный цилиндр с поршнем, нагнетаемый воздух из которого под давлением попадал в рупор с пищалкой. Очевидцы упоминают, что слышно было такую сирену на удалении 7-8 км. Если же возгорание в городе было серьезным и требовались усилия нескольких пожарных расчетов из разных частей города, то в ход шла система условных знаков. К примеру, красный флаг днем или красный фонарь ночью обозначал сбор всех частей в определенном заранее месте, а белый флаг или зеленый фонарь требовал подкрепления.
Вариант механической пожарной сигнализации из Англии, середина 19 века
Дифференциальный извещатель фирмы "Сименс": а — общий вид; б — схема включения
По материалам издания: Абрамов В.А., Глуховенко Ю.М., Сметанин В.Ф. История пожарной охраны.
Обычно под потолком защищаемого помещения натягивали шнуры из горючих нитей с грузом на конце. При пожаре шнур перегорал, груз падал и включал пружинный привод колокола тревоги.
Пожарная сигнализация Siemens, 1851 г.
У первой пожарной сигнализации Сименса имелись свои слабые стороны. В случае паники, обычной при крупном пожаре, зачастую оказывалось невозможным гарантировать правильную эксплуатацию телеграфов. Поэтому Вернер фон Сименс вскоре разработал гораздо более простую в использовании сигнализацию: достаточно было просто потянуть за ручку, чтобы включить зуммер на центральной пожарной станции. Новое устройство представили в 1852 году.
Тушение пожара в Петербурге
В середине XIX века появилось новое техническое направление – пожарная сигнализация. Понимая, что своевременное обнаружение пожара во многом определяет успех пожаротушения, этот вид техники стремительно развивался. Первое устройство представляло собой груз, подвешенный на веревке, сгоравший при пожаре. При этом груз падал, вследствие чего приводился в действие тревожный колокол.
Вариант механической пожарной сигнализации из Англии, середина 19 века
Более совершенная механическая пожарная сигнализация представляла собой устройство, напоминающее будильник, молоточек которого стопорился шнуром. Шнур протягивался во все комнаты здания, вдоль потолков, через шкивы. Изготавливался шнур из плавкого или сгораемого материала. На конце шнура находился груз. При сгорании шнура, груз падал, рычаг сигнализатора освобождался, механическое устройство (будильник) издавало сигнал тревоги.
Уже к концу столетия механические сигнальные устройства сменили электрические различной конструкции. Устройства многих из них используются в тепловых извещателях и в настоящее время (например, биметаллические пластины и легкоплавкие вставки).
Рисунок автоматического пожарного извещателя из патента Аптона и Диббла, США, 1890 год
Джордж Эндрю Дарби запатентовал первые модели теплового и дымового пожарного извещателя в 1902 году в Бирмингеме, Англия.
В середине 20-х годов, швейцарский ученый Хайнрих Грайнхер разработал усилительную цепь и каскадный генератор, эти разработки легли в основу создания ионизирующей воздушной камеры. Процесс ионизации воздуха состоял в том, что газ пропускался сквозь решетку из проводников, на которые подавалось высокое напряжение.
Хайнрих Грайнхер
В конце 1930-х годов, другой швейцарский физик, Вальтер Йегер работал над датчиком для обнаружения отравляющих газов, основываясь на ранних работах Грайнхера. Он предполагал, что частицы газа, попадая в воздушную камеру датчика, будут связываться с ионизированными молекулами воздуха, вследствие чего будет изменяться сила электрического тока внутри извещателя.
К сожалению, он потерпел неудачу: небольшое количество отравляющего газа, концентрации которого было достаточно для того, чтобы нанести вред человеку, было недостаточно, чтобы изменить проводимость чувствительного элемента. Расстроенный, Йегер закурил сигарету и вскоре с удивлением обнаружил, что стрелка амперметра зафиксировала падение тока. Очевидно, частицы дыма, смогли сделать то, что не могли молекулы отравляющих газов. Эксперимент Йегера был открытием, проложившим путь для изобретения и развития современных ионизационных дымовых пожарных извещателей.
Однако должно было пройти еще тридцать лет развития ядерной химии и электроники, чтобы стало возможным изготовление дешевых чувствительных элементов. Вплоть до 60-х годов, когда повсеместно начали использоваться домашние пожарные извещатели, цена на эти устройства была довольно высока, и противопожарную защиту могли позволить себе только наиболее крупные компании и театры.
Журнал Modern Mechanics за февраль 1939 года пишет: “Сигнализация предупредит о пожаре в подвале. Установленное на потолок над бойлером, новое автоматическое устройство пожарной сигнализации, изобретенное Т. Е. Кэмпбеллом из Вилкинсбурга, Пенсильвания, обеспечит дополнительную противопожарную защиту для вашего дома. Если печь бойлера перегреется или пламя выйдет за пределы топки, извещатель включит звонок, когда температура превысит 145 градусов по Фаренгейту (63 градуса Цельсия). Устройство Кэмпбелла компактно и умещается в руке, однако оно достаточно надежно, чтобы выдержать тяжелые удары молотком без ущерба для работоспособности”.
Т. Е. Кэмпбелл со своим изобретением
Автоматический телефонный информатор для пожарной сигнализации. США, 1935 год
С помощью изотопа под названием Америций-241 (№ 95 в периодической таблице), они смогли разработать новую конструкцию ионизирующей камеры, без применения полей высокого напряжения, используемых в конструкции Грайнхера. В 1962 году комиссия по ядерной энергии США начала продажу Америция-241 по цене 1500 $ за грамм. Такого количества вещества было достаточно для изготовления примерно 4 миллионов дымовых пожарных извещателей.
Гленн Сиборг
Первый, по-настоящему доступный домашний пожарный извещатель был сконструирован Дуэйном Д. Перселлом в 1965 году и представлял собой отдельное устройство, питаемое от батарейки, легко устанавливаемое любым человеком. Массовое производство было налажено компанией Перселла, Statirol Corporation, в городе Лэйквуд, Колорадо. Первые извещатели изготавливались из стали и напоминали по форме осиное гнездо.
Дуэйн Перселл
Перезаряжаемая батарея извещателя была специально разработана компанией Gates Energy. Однако вскоре стала очевидной необходимость быстрой замены питающего элемента, вследствии чего, аккумулятор был заменен на две батарейки типа AA, а корпус извещателя стал пластиковым. Небольшая производственная линия Statirol Corporation производила примерно по 500 извещателей в день, пока патент не был продан компании Emerson Electric в 1980 году, которая смогла обеспечить широкую дистрибуцию вплоть до каждого дома в США.
Модель 710 ионизационного извещателя компании Statirol
Спринклерные и дренчерные установки водяного пожаротушения
Автоматические установки пенного пожаротушения
В 1902 г. русский инженер А.Г. Лоран предложил использовать пену для тушения пожаров. Эта пена была названа химической. А.Г. Лоран разработал пенный огнетушитель и стационарную установку пенного пожаротушения с подачей щелочного и кислотного растворов по трубам к месту пожара. Поиском более эффективного и удобного в применении пенного средства пожаротушения привели к получению более простой газомеханической пены, также предложенной А.Г. Лораном. Первая стационарная установка пенного пожаротушения была создана в конце 20-х годов инженерами Богословским и Холуевым. Установка состояла из двух емкостей с кислотным и щелочным растворами, из которых по трубопроводам растворы подавались под давление воздуха к пенным оросителям. Пенные оросители представляли собой спринклер с тепловым легкоплавким замком. Пена образовывалась в результате реакции между щелочным и кислотным растворами в объеме спринклера, а затем распределялась по защищаемой площади. Из-за сложности раздельного хранения компонентов под давлением газа и их химической агрессивности, а также из-за необходимости устройства двойного трубопровода предложенная установка не нашла широкого применения. Автоматические установки пенного пожаротушения начали разрабатываться во ВНИИПО в 1960-1963 гг. Их принципиальные схемы мало отличались от схем спринклерных и дренчерных установок водяного пожаротушения. Было дополнительно установлено дозирующее пенообразователь устройство и изменена конструкция пенного оросителя (генератора для образования пены).
Установки газового и аэрозольного пожаротушения
Установки парового пожаротушения
Установки порошкового пожаротушения
История развития технологий пожарных извещателей ведет свое начало с Древних Времен, но серьезный скачок в развитии случился в XIX веке. Именно в то время, люди смогли начать реализовывать все свои идеи в полной мере.
В статье мы рассмотрим развитие систем пожарной сигнализации для защиты как отдельных помещений, так и целого города.
Первые способы оповещения
Самые первые оповещения о пожарах были ручными — люди использовали трещотки, громко били палками, кричали, дули в горн или звонили в колокола. Это медленный, неэффективный способ, который существовал только в небольших городах с невысокими зданиями.
Скачок в развитии
Тревожный колокол
Со временем стали задумываться о внутренней сигнализации. Одной из первых моделей пожарных извещателей стал тревожный колокол.
Он был связан с грузом, который сгорал во время пожара и тем самым приводил механизм сигнализации в действие.
Не смотря на то, что по сравнению с каланчой колокол позволял обнаружить пожар быстрее, этого все равно было недостаточно.
Поэтому колокол усовершенствовали — вдоль потолков через все помещение протянули шнур, который сгорал при пожаре. Получился прототип современных линейных адресных сигнализаций.
Извещатели
Другой моделью был ручной извещатель, для вызова пожарных он использовал телеграфную связь. В сравнении с прошлыми устройствами, такая система была безотказна и точна. Она использовалась вплоть до 1890 года.
Ручной извещатель с телеграфной передачей сигнала
В то время Фрэнсис Роббинс Аптон и Фернандо Диббл запатентовали первый автоматический тепловой извещатель. В оригинальной конструкции были электрические батареи, колокольный купол, магнит в разомкнутой цепи и термостатическое устройство. Извещатель обнаруживает повышение температуры с помощью термостатического устройства. Затем контур между батареей и магнитом замыкается. А тревожный колокол сигнализирует о пожаре.
Рисунок из патента, поданного Аптоном и Дибблом
В середине 20-х годов XX века Вальтер Йегер работал над датчиком для обнаружения отравляющих газов. Но в результате неудачного эксперимента и одной выкуренной сигареты обнаружил, что его датчик реагирует на дым. Это открытие позволило к 40-м годам изобрести компактный дымовой извещатель, который умещался в руке, но мог выдержать удар молотка.
Первая система сигнализации
Первая установка с автоматическим оповещением пожарной службы
Автономные датчики
Перезаряжаемая батарея извещателя была специально разработана компанией Gates Energy. Однако вскоре стала очевидной необходимость быстрой замены питающего элемента, вследствии чего, аккумулятор был заменен на две батарейки типа AA, а корпус извещателя стал пластиковым. Небольшая производственная линия Statirol Corporation производила примерно по 500 извещателей в день, пока патент не был продан компании Emerson Electric в 1980 году, которая смогла обеспечить широкую дистрибуцию вплоть до каждого дома в США.
Современная сигнализация
Затем появились неадресные пороговые извещатели, которые и в настоящее время занимают до 90% российского рынка. Проблемой таких извещателей является отсутствие сигнала тревоги, как бы парадоксально это не звучало. Отсутствие сигнала тревоги означает, что пожара нет. Или что извещатель вышел из строя. Поэтому даже в маленьких помещениях устанавливают минимум две штуки извещателей этого типа — на случай выхода из строя одного из них.
Появление адресных извещателей позволило сократить количество линий связи на объекте за счет передачи информации от извещателя к приборной панели по одной адресной шине. Стоимость монтажа и обслуживания снизилась в разы, но сохранились недостатки пороговых систем.
Эти недостатки исправлены в адресно-аналоговых системах, которые не так часто срабатывают на сигаретный дым, но стоят дороже. ПКП таких систем также анализирует обстановку на объекте и может отслеживать распространение пожара. В небольших зданиях и помещениях такие функции излишни, но на крупных серьезных предприятиях могут быть полезны.
Заключение
Системы пожарной сигнализации быстро развивались и за 100 лет достигли огромного успеха. Тенденциями дальнейшего развития можно назвать попытки повышения точности и сокращения времени реагирования, а также переход на технологии интернета-вещей (IoT).
Читайте также: