История систем пожаротушения и сигнализации: от деревянных колотушек до современных автоматических устройств

В этой статье мы рассмотрим историю борьбы человека с самым страшным врагом – пожаром. Как говорили в народе, "пожар хуже вора: вор берет часть, пожар берет все". А хуже всего то, что огонь забирает не только материальные ценности, но и человеческие жизни.

В 2019 г. в России на пожарах погибло 8507 человек (в том числе 405 детей), 9474 получили травмы. И это сейчас, при современной технике пожаротушения и сигнализации. Во времена деревянных городов жертв было намного больше. Из средств пожаротушения имелись только ведра да багры, поэтому ущерб от пожара одним домом не ограничивался, выгорали целые кварталы. Поскольку случайные пожары (не поджоги) считались божьим наказанием, их особо не тушили. Но виновных в поджогах жестоко наказывали.

Истоки пожарного дела на Руси

Первый противопожарный акт регулятора на Руси был издан в 1434 г. московским князем Василием Темным. В нем были перечислены правила обращения с открытым огнем в быту и на производстве.

Больший вклад в борьбу с пожарами внес Иван III. В 1472 г. он издал указ о обязательных правилах, регламентирующий использование в домах свечей, печей, лучин и т.д. Этот указ также предписывал кузнецам, оружейникам, гончарам и другим мастерам, использующим открытый огонь, размещать свои мастерские вдали от жилых строений. По распоряжениям Ивана III в 1493 г. в Москве были сооружены противопожарные рвы и 200-метровая противопожарная зона от стен Кремля, для чего разбирались все сгораемые строения, даже церкви.

В 1504 г. в Москве была организована пожарно-сторожевая служба, предназначенная для охраны города от пожаров и воров. Город был поделен на участки, группой сторожей участка руководил "решетчатый приказчик". Службу возглавляли "объезжие головы". Они же и руководили городскими жителями при ликвидации пожаров.

Деятельность Ивана III продолжил и Иван IV, более известный как Иван Грозный. В 1547 г. и в 1582 г. он издал противопожарные режимные указы и организовал противопожарную службу, возложив ее на стрелецкое войско. Боролись с огнем стрельцы так: тушили пожар водой, которую доставляли всеми подручными средствами, разбирали соседние строения, чтобы пожар не перекинулся на весь квартал, растягивали мокрые шкуры, препятствующие продвижению огня.

Во времена деревянных городов случайные пожары (не поджоги) считались божьим наказанием

Появление профессиональных пожарных команд

В 1620 г. первым царем династии Романовых Михаилом была создана "пожарная станция" – первая на Руси профессиональная пожарная команда. Для конного обоза команды в Европе были приобретены ручные пожарные насосы. Все 120 пожарных получали казенное жалование.

Реформы Петра I коснулись и пожарного дела. Руководство противопожарными мероприятиями поручалось полицмейстеру столицы. Борьбой с огнем занимались воинские соединения, а также простые жители, которым это было вменено в обязанность. В столицах создали пожарные конторы (потом названные пожарными экспедициями), возглавляемые брандмайором. Москва была поделена на 20 частей, в каждой из них действовала пожарная команда, возглавляемая брандмейстером. Находилась пожарная команда в "съезжем доме", где располагался полностью снаряженный конный пожарный обоз.
В 1804 г. москвичи были окончательно освобождены от пожарной повинности и тушением пожаров начали заниматься профессионалы.

Пожарной службой Москвы руководил брандмайор, 11 подразделений, возглавляемые брандмейстерами, были обеспечены всем необходимым – ручными пожарными насосами, пожарными рукавами и лестницами. Это позволяло ликвидировать пожары в пределах горящего здания.

Конный пожарный обоз петровских времен

Пожарная охрана комплектовалась из солдат, негодных к строевой службе. Численность московской пожарной охраны составляла 1602 человека. Позже, в 1853 г., по образцу Москвы были созданы пожарные службы в 460 городах страны. Пожарные части содержались за счет местных бюджетов, личный состав пополнялся военным ведомством.

В 1857 г. регламент службы пожарных был законодательно оформлен пожарным уставом, который объединил все нормативы пожарной безопасности государства.

Таким образом, в России была заложена основа противопожарного дела. В дальнейшем появились новые пожарные машины с длинными гидравлическими лестницами, пожарные насосы, огнезащитные костюмы и другое оборудование. Но все это было бы незначимо без профессионализма и героизма огнеборцев.

Поэтому им обидно слышать, как многие люди называют их пожарниками. Прежде чем перейти к истории систем оповещения и пожарной сигнализации, объясню, что эти слова значат. Пожарные (или, как они себя называют, тушилы) – это герои, которые ликвидируют пожары, идут в огонь, спасая людей. Пожарники – это разновидность нищих, которые побирались на ярмарках, рассказывая народу, что у них "все сгорело и Христа ради…". Некоторые для правдоподобия обжигали оглобли возов: дескать, только сани успели из огня вытащить. В народе их так и называли – "горелые оглобли". Были и настоящие пострадавшие от пожара, которых называли погорельцами. А фальшивых – как раз пожарниками.

История пожарной сигнализации

Противопожарную защиту можно разделить на несколько этапов:

1. Противопожарная профилактика. Меры предупреждения пожаров были прописаны еще в указах русских князей, впоследствии они неоднократно дополнялись. И все эти правила "написаны кровью". Если бы люди их выполняли, то остальные этапы и не понадобились бы. Но увы!
2. Обнаружение возгорания. Чем раньше это будет сделано, тем меньше будет потерь от огня.
3. Оповещение пожарных частей. Эвакуация людей.
4. Ликвидация пожара.

Оповещение

Поначалу роль оповещателя выполняли церковные колокола. Они били в набат, призывая горожан собираться и сообща тушить пожар. В маленьких поселениях, где не было колоколен, эту роль выполняла деревянная колотушка с бубенчиками. С развитием городов и появлением пожарных команд стали использоваться специальные башни – пожарные каланчи. На каланчах постоянно дежурил часовой. Завидев огонь, дернув веревку со звонком, он подавал тревогу пожарным и поднимал шары, по которым определяли, в какой части города пожар. Если площадь возгорания была слишком велика, то поднимался еще и красный флаг, что означало сбор всех частей.

С увеличением этажности городов каланчи утратили свое значение, а для вызова пожарных частей стал использоваться телеграф. В 1851 г. на площадях городов и в местах пребывания большого количества людей устанавливались аппараты пожарной связи. С их помощью телеграфист передавал сообщения, используя азбуку Морзе.

Поскольку аппараты были дорогие, громоздкие и для работы с ними требовались специально обученные люди, уже в 1852 г. их начали заменять на пожарные извещатели, которые передавали сигнал тревоги на пульт пожарной охраны простым перемещением внешней рукоятки. При этом на аппарате центральной станции на ленте появились отверстия, по которым определялся номер извещателя, а по номеру – и место пожара. В то же время на уличном приборе раздавался звонок, означавший, что вызов принят. Эти аппараты устанавливали на видных местах на расстоянии 110–170 м и окрашивали в красный цвет. В России подобные системы начали применяться 1858 г., одновременно с вводом в эксплуатацию городского телеграфа.

Приборы пожарной сигнализации

Поскольку люди часто замечали возгорание слишком поздно, что приводило к большим потерям от огня, возникла потребность в создании автоматических оповещателей. В 1846 г. в Англии было изобретено первое такое устройство. Оно представляло собой гирю, подвешенную на протянутой через комнату веревке. При пожаре веревка перегорала, гиря падала на петарду, которая с грохотом взрывалась, оповещая людей об опасности. Позже петарду заменили группой контактов, которые, замкнувшись, включали колокола пожарной сигнализации. Впоследствии механические системы были заменены электрическими, где для изменения состояния контактов использовались физические процессы, происходящие в жидкостях и металлах при нагревании. К примеру, в 1867 г. было изобретено устройство – сосуд с жидкостью, который закрывался пробкой со стержнем. Сверху на него крепили цилиндр с системой контактов. При нагревании жидкость закипала и выталкивала пробку наверх. При этом стержень замыкал контакты, включая сигнал тревоги.

В 1899 г. появились устройства, основанные на видоизменении размера биметаллических пластин при нагревании. Основой прибора был пожарный контакт, представляющий собой массивную цинковую раму и закрепленную на ней пластинку из того же металла. Если температура изменялась плавно, удлинение как рамы, так и пластинки было одинаковым, при этом прибор не выдавал тревогу. При резком повышении температуры пластинка расширялась. Но так как ее концы были закреплены на массивной раме, то пластинка изгибалась и замыкала контакты тревожной цепи. Позже на пластинку установили лимб с делениями и винтом, который регулировал температуру срабатывания датчика.

Наибольшее распространение в автоматических системах пожарной сигнализации получили тепловые и дымовые пожарные извещатели. Открытие, положившее начало созданию ионизационных дымовых датчиков, произошло, как это иногда бывает в науке, случайно. В 1938 г. швейцарский физик Вальтер Йегер пытался создать датчик отравляющих газов. Но концентрация отравляющих веществ уже достигала смертельного уровня, а прибор ничего не показывал. С горя он закурил и вдруг заметил, что стрелка амперметра отклонилась.

Переход на автоматические устройства

Первым автоматическим пожарным датчиком, который стал массово применяться в СССР с 1960 г., был тепловой пожарный сигнализатор ДТЛ. Он срабатывал при повышении температуры свыше 72 °С. Извещатель состоял из двух пружинистых пластин, соединенных припоем. При повышении температуры выше критической припой плавился и цепь размыкалась.

В 1984 г. был создан его модернизированный вариант – извещатель ИП104-1. Он работал по тому же принципу, но обладал значительно меньшей инерционностью.

Главным недостатком пожарных извещателей выпуска 1960–1970 гг. было то, что они работали только с одними типами приемно-контрольного оборудования, которые в момент появления первых дымовых пожарных извещателей безнадежно устарели. Поэтому в 1980-х гг. был разработан единый комплекс технических средств пожарной сигнализации со стандартными параметрами взаимодействия устройств, входящих в систему.

Новое поколение пожарных извещателей

На смену устаревшим пожарным извещателям АТИМ, АТП, ДТЛ, ДИ-1, КИ-1, РИД-1, ИДФ-1, ИДФ-1М, ПОСТ-1 и приемно-контрольному оборудованию СКПУ-1, СДПУ-1, ППКУ-1М, ТОЛЮ/100, РУОП-1 были введены в эксплуатацию новые модели пожарных извещателей и приемно-контрольных приборов с намного лучшими эксплуатационными показателями долговечности и экономичности, выполненные на современной элементной базе широкого применения. Это были:

• радиоизотопный дымовой пожарный извещатель РИД-6М;
• фотоэлектрический дымовой извещателДИП-1, ДИП-2 и ДИП-3;
• световой пожарный извещатель ультрафиолетового излучения пламени ИП329-2 "Аметист";
• взрывозащищенный тепловой пожарный извещатель ИП-103;
• тепловой магнитоконтактный пожарный извещатель многократного действия ИП 105-2/1 (ИТМ);
• ручной пожарный извещатель ИПР;
• максимально-дифференциальный извещатель ИП101-2;
• приемно-контрольные приборы ППС-3, ППК-2, РУПИ-1, ППКУ-1М-01 и "Сигнал-42".

Отличительной особенностью новых дымовых пожарных извещателей РИД-6М, ДИП-2 и ДИП-3 было наличие в их конструкции встроенного кнопочного имитатора для проверки исправности. Проверку можно было производить нажатием кнопки, которая имитировала наличие дыма в рабочей зоне извещателя.

Электрическое питание извещателей ДИП-2, ДИП-3 и РИД-6М подключалось к двухпроводному шлейфу пожарной сигнализации, что значительно увеличивало их надежность, а также уменьшало расходы на монтаж и эксплуатацию.

Таблица. Сравнение систем пожарных сигнализаций

Тогда же был разработан и запущен в серию первый советский многоразовый пожарный извещатель нового типа – термомагнитный пожарный датчик ИП 105-2/1. Переключаемым элементом прибора был магнитоуправляемый геркон, объединенный с термочувствительной магнитной системой.

Новое поколение созданных пожарных извещателей было унифицировано по основным параметрам интерфейса со многими применявшимся в то время пожарными приемно-контрольными приборами. При разработке комплекса учитывалась потребность обеспечить противопожарную защиту в помещениях, где высота потолков превышала 12 м, а также в помещениях большой длины, например в кабельных коллекторах. Разработанные в середине 1980-х гг. два типа линейных дымовых оптоэлектронных приборов серии ИДПЛ позволили решить эту задачу. Полная герметизация прибора давала возможность использовать его в агрессивных средах.

"Автоматические установки пожаротушения: современное состояние и факторы развития" читать статью >>>

В 1990-х гг. были начаты работы по созданию аспирационных извещателей. Принцип их работы заключается в засасывании воздуха из контролируемого помещения и доставке его к газоанализатору. Газоанализатор выявлял вещества, образующиеся при горении, и включал тревогу. Это позволило обнаруживать пожар на ранних стадиях в местах, где применение извещателей других типов малоэффективно.

В дальнейшем средства пожарной сигнализации продолжили свое развитие. На смену аналоговым извещателям пришли цифровые адресные датчики. Стало возможно использовать большее количество приборов на одном шлейфе, точно знать место сработки датчика и заменить лучевую систему соединения извещателей на кольцевую, что повысило надежность системы.

Схема установки газового пожаротушения

Все большее распространение получают беспроводные комплексы, которые более удобны в монтаже и эксплуатации.

Контрольная панель обладает многими функциями:

• обнаружение пожара;
• обработка и протоколирование информации;
• формирование управляющих сигналов тревоги;
• формирование команды на включение автоматических установок пожаротушения и дымоудаления, систем оповещения о пожаре, технологического, электротехнического и другого инженерного оборудования объектов.

Автоматические системы пожаротушения

Перейдем к автоматическим системам пожаротушения. В прошлом с момента обнаружения пожара до прибытия пожарной команды проходило некоторое время, за которое огонь успевал нанести немалый ущерб. Поэтому встал вопрос о создании автоматической системы, которая могла бы ликвидировать возгорание без участия человека. И вот в 1874 г. американские инженеры придумали оросительное устройство, которое назвали спринклер (от англ. "брызгать"). Через семь лет француз Пьер Ориоль изобрел свой ороситель. Для разбрызгивания воды он использовал сетчатый распылитель. В том же году американец Фридерик Гриннель применил отражатель, нагнетающий воду во все стороны.

Первые спринклерные установки представляли собой водопроводные трубы с установленными на них спринклерными головками. Главной частью устройств были несколько тонких металлических пластинок, спаянных при помощи легкоплавкого металла с заданной температурой плавления. При возгорании металл плавился и на огонь начинала разбрызгиваться вода. Разбрызгивание выключалось после закрытия крана системы водоснабжения.

Для открытия спринклера конструкторы применяли разные способы. В 1882 г. поляк Ф. Баром из Варшавы сконструировал устройство, в котором раскрытие спринклеров производилось при помощи электрического тока. Сигнал на клапаны поступал от датчика – провода, покрытого изолирующей массой. Во время пожара масса плавилась и концы проволок замыкались между собой. В тот же момент происходило открытие клапана спринклера и подавался сигнал тревоги.

В августе 1882 г. бельгиец В. Ванкербергер предложил датчик, чувствительным элементом которого служила пластинка из набора металлов с различными коэффициентами расширения. В результате увеличения температуры внутри помещения пластинка приводила в движение механическую тягу, при помощи которой происходило открытие крана системы паропровода, и активировался звонок.

В дальнейшем системы пожаротушения стали запускаться как автоматически повышении температуры, так и по сигналу с центральной панели управления. Но водяное пожаротушение подходило не во всех случаях, например при тушении резервуаров с горючими жидкостями или электроустановок оно не применялось.

Газовое пожаротушение

Благодаря тому, что в 1823 г. Фарадей сумел получить сжиженную двуокись углерода СО2, стало возможным использовать газ в системах пожаротушения.

В СССР первые установки газового пожаротушения (УГП) появились в середине 1930-х гг. на флоте. Первая автоматическая УГП была установлена 1939 г. для защиты турбогенератора ТЭЦ.

Эффективная УГП должна обеспечить выполнение основных требований:

• своевременное выявление возгорания;
• запуск не сразу, а после эвакуации людей;
• создание требуемой концентрации огнетушащего вещества для результативного тушения возгорания.

Когда люди наконец забудут о пожарах?

Как видно из вышеизложенного, за прошедшие века пожарное дело сильно продвинулось вперед. Появились современные средства пожаротушения, сигнализации и оповещения. Но "кони все скачут и скачут, а избы горят и горят". Беда в том, что человек все такой же безалаберный и наплевательски относится к правилам пожарной безопасности. И только когда из систем предупреждения пожаров будет максимально исключен человеческий фактор, возможно люди наконец забудут о пожарах.

Редакция советует

В статье собран уникальный материал об истории развития систем пожарной сигнализации и пожаротушения. На современном отечественном рынке в этой нише успешно функционирует и развивается компания ТЕКО, которая разрабатывает и производит охранно-пожарную технику, в том числе объектовые и межобъектовые радиоканальные системы, извещатели, средства светового и звукового оповещения. АСПТ "Спецавтоматика" также профессионально занимается внедрением систем пожарной безопасности на различных объектах гражданского, промышленного и специального назначения с 1991 г.
Научно-производственная организация "Пожарная автоматика сервис" специализируется в области интегрированных систем
пожарной сигнализации и газового пожаротушения.

Опубликовано в журнале "Системы безопасности" №4/2020

Больше статей >>