Безопасность работы спринклерной системы. Принцип работы спринклерной системы пожаротушения: схемы, конструкция Спринклеры пожаротушения

Основным элементом этой системы является спринклер – распыляющее устройство, использующее воду, находящуюся под большим давлением. Оно вмонтировано в систему трубопроводов и, как правило, размещается на потолке в тех помещениях, которые надо защитить от опасности пожара. Контролируется и управляется система посредством многочисленных датчиков, которые реагируют как на признаки задымления, так и на аномальное повышение температуры.

В случае опасности пожара сигналы о ней поступают от датчиков в блок управления, который и запускает работу спринклера. Но его запорный элемент может быть разрушен только под действием высокой температуры. В дежурном режиме входное отверстие спринклерного оросителя закрыто специальным клапаном-запором. Эти затворы могут быть разрушены не везде, а только в тех установках, которые подверглись действию высоких температур, что позволяет применять систему для тушения локальных очагов пожара, не заливая водой те помещения, где температура в норме. На первый взгляд это, конечно, очень удобно, но в некоторых скорость срабатывания спринклера может существенно отличаться от скорости распространения пожара, что является одним из самых существенных недостатков работы такой системы.

Эффективность работы спринклерной системы вполне сопоставима с тем, как работают системы порошкового пожаротушения.

Недостаток спринклерной системы пожаротушения

К плюсам спринклерной системы пожаротушения относится невысокая стоимость оборудования, установки и эксплуатации. Но к ее работе имеются нарекания, касающиеся инерции срабатывания. При низком уровне потолков (до 5-7 м) и значительном первичном повышении температуры спринклеры срабатывают оперативно. Однако в помещениях с высокими потолками и пожаром, первой стадией которого является низкотемпературное тление, характеризующееся незначительным выделением тепла, спринклеры просто не срабатывают вовремя, допуская развитие процесса до значительного повышения температуры, сопровождающегося и значительными разрушениями.

Сегодня на рынке систем противопожарной безопасности есть и другие устройства, использующие в своей работе дренчерный способ, в котором огнетушащая смесь сразу распыляется на значительной площади, заведомо большей, чем площадь начавшегося возгорания. В результате, системы, действующие по такому принципу, отличаются быстротой срабатывания и высокой эффективностью, гарантируя устранение пожарной опасности в самом зародыше. Но к недостаткам дренчерных систем можно отнести то, что ущерб от их работы, порою, сопоставим с уроном, нанесенным огнем.

В СНИПах, регламентирующих нормы и правила проектирования систем пожаротушения, не устанавливаются конкретные технические требования по проектированию и принципу действия подобных установок. Поэтому одни производители спринклерных систем пожаробезопасности работают в направлении снижения их тепловой инерционности, а другие пытаются найти компромиссное решение между спринклерной и дренчерной установками пожаротушения, сочетающее в себе преимущества каждой из них.

Современные спринклерные системы пожаротушения

Для снижения цены и облегчения монтажа, в современных спринклерных системах применяются пластиковые трубы, а для повышения эффективности – системы управляемого пожаротушения, в которых реализованы оптимальные алгоритмы функционирования на основе анализа характера пожара и его развития. Работа таких систем по-прежнему основывается на использовании спринклерных оросительных установок, но оснащенных возможностью принудительного пуска.

Для повышения эффективности в современных спринклерных системах пожаротушения целесообразно иметь возможность снятия запорного клапана с пролонгацией принудительного пуска до момента, когда это необходимо.

Инициирующее устройство для управляемого пуска может иметь различные конструктивные и технические воплощения, но его основным назначением является обеспечение локального разогрева запорного клапана для активации оросительной сплинклерной системы. Среди технических решений, которые уже нашли свое воплощение в спринклерных системах нового поколения, можно назвать электронагревательные контактные элементы: нити накаливания и резисторы, газовые генераторы и фотоустройства с высоким тепловыделением.

На рынке новейших систем пожаротушения, отличающихся высокой надежностью и эффективностью, которые можно устанавливать не только в общественных местах и промышленных зданиях, но и в квартирах или частных домах, представлены разработки как отечественных, так и зарубежных компаний. В предлагаемых ими спринклерных системах управляемого пуска используются электрорезисторы или газогенерирующие устройства, играющие роль инициаторов работы оросителя.

1. ВОДА И ВОДНЫЕ РАСТВОРЫ

Никто не усомнится, что вода - самое известное вещество для тушения огня. Противостоящая огню стихия обладает рядом преимуществ, таких как высокая удельная теплоемкость, скрытая теплота парообразования, химическая инертность к большинству веществ и материалов, доступность и низкая стоимость.

Однако, наравне с преимуществами воды следует учитывать так же и ее недостатки, а именно - низкая смачивающая способность, высокая электропроводность, недостаточная адгезия к объекту тушения, а также, что немаловажно, нанесение существенного вреда зданию.

Тушение огня из пожарного шланга прямой струей не является лучшим способом в борьбе с возгоранием, так как основной объем воды не участвует в процессе, происходит лишь охлаждение горючего, иногда можно добиться срыва пламени. Повысить эффективность тушения пламени можно распылив воду, однако при этом возрастут затраты на получение водяной пыли и ее доставку к очагу возгорания. В нашей стране струю воды в зависимости от среднеарифметического диаметра капель подразделяют на распыленную (диаметр капель более 150 мкм) и тонкораспыленную (менее 150 мкм).

Чем так эффективно распыление воды? При таком способе тушения происходит охлаждение горючего путем разбавления газов водяным паром, кроме того, тонкораспыленная струя с диаметром капель менее 100 мкм способна охлаждать и саму химическую зону реакции.

Для увеличения проникающей способности воды применяют так называемые растворы воды со смачивателями. Также применяются добавки:
- водорастворимых полимеров для повышения адгезии к горящему объекту ("вязкая вода");
- полиоксиэтилена для повышения пропускной способности трубопроводов ("скользкая вода", за рубежом "быстрая вода");
- неорганических солей для повышения эффективности тушения;
- антифризов и солей для уменьшения температуры замерзания воды.

Нельзя применять воду для тушения веществ, вступающих с ней в химические реакции, а так же токсичных, горючих и коррозийно-активных газов. Такими веществами являются многие металлы, металлоорганические соединения, карбиды и гидриды металлов, раскаленные уголь и железо. Таким образом, ни в коем случае не применяйте воду, а так же водные растворы с такими материалами:
- алюминийорганических соединений (реакция со взрывом);
- литийорганических соединений; азида свинца; карбидов щелочных металлов; гидридов ряда металлов - алюминия, магния, цинка; карбидов кальция, алюминия, бария (разложение с выделением горючих газов);
- гидросульфита натрия (самовозгорание);
- серной кислоты, термитов, хлорида титана (сильный экзотермический эффект);
- битума, перекиси натрия, жиров, масел, петролатума (усиление горения в результате выброса, разбрызгивания, вскипания).

А так же, нельзя использовать струи для тушения пыли, чтобы избежать образования взрывоопасной среды. Так же при тушении нефтепродуктов может произойти распространение, разбрызгивание горящего вещества.

2. СПРИНКЛЕРНЫЕ И ДРЕНЧЕРНЫЕ УСТАНОВКИ ПОЖАРОТУШЕНИЯ

2.1. Назначение и устройство установок

Установки водяного, пенного низкой кратности, а также водяного пожаротушения со смачивателем подразделяются на:

- Спринклерные установки используются для локального тушения пожара и охлаждения строительных конструкций. Обычно используются в помещениях, в которых возможно развитие пожара с выделением большого количества тепла.

- Дренчерные установки предназначаются для тушения пожара по всей заданной площади, а так же создают водяную завесу. Они орошают очаг возгорания в защищаемом помещении, получая сигнал от приборов обнаружения пожара, что позволяет устранить причину возгорания на ранних стадиях, быстрее, чем спринклерными системами.

Данные установки пожаротушения встречаются наиболее часто. Они используются для защиты складов, торговых центров, помещений производства горячих натуральных и синтетических смол, пластмасс, резиновых изделий, кабельных канатов и т.д. Современные термины и определения применительно к водяным АУП приведены в НПБ 88-2001.

Установка содержит водоисточник 14 (внешний водопровод), основной водопитетель (рабочий насос 15) и автоматический водопитатель 16. Последний представляет собой гидропневматический бак (гидропневмобак), который заполнен водой через трубопровод с задвижкой 11.
Для примера схема установки содержит две различные секции: водозаполненную секцию с узлом управления (УУ) 18 под давлением водопитателя 16 и воздушную секцию с УУ 7, трубопроводы питающий 2 и распределительный 1 которой заполнены сжатым воздухом. Воздух нагнетается компрессором 6 через обратный клапан 5 и клапан 4.

Спринклерная установка активируется автоматически при повышении температуры помещения до заданного уровня. Пожарным извещателем является тепловой замок спринклерного оросителя (спринклера). Наличие замка обеспечивает герметизацию выходного отверстия оросителя. В начале включаются спринклеры, находяжиеся над очагом возгорания, в результате чего падает давление в распределительном 1 и питающем 2 провода, срабатывает соответствующий УУ и вода из автоматического водопитателя 16 по подводящему трубопроводу 9 подается на тушение через открывшиеся спринклеры. Сигнал о пожаре вырабатывается сигнальным прибором 8 УУ. Прибор управления 12 при получении сигнала включает рабочий насос 15, а при его отказе резервный насос 13. При выходе насоса на заданный режим работы автоматический водопитатель 16 отключается с помощью обратного клапана 10.

Рассмотрим подробнее особенности дренчерной установки:

Она не содержит теплового замка, как спринклерная, поэтому снабжена дополнительными устройствами обнаружения пожара.

Автоматическое включение обеспечивает побудительный трубопровод 16, который заполнен водой под давлением вспомогательного водопитателя 23 (для неотапливаемых помещений вместо воды применяют сжатый воздух). Для примера в первой секции к трубопроводу 16 подключены побудительно-пусковые клапаны 6, которые в исходном состоянии закрыты с помощью троса с тепловыми замками 7. Во второй секции к аналогичному трубопроводу 16 подключены распределительные трубопроводы с спринклерными оросителями.

Выходные отверстия дренчерных оросителей открыты, поэтому питающий 11 и распределительные 9 трубопроводы заполнены атмосферным воздухом (сухо трубы). Подводящий трубопровод 17 заполнен водой под давлением вспомогательного водопитателя 23, который представляет собой гидропневмобак, заполненный водой и сжатым воздухом. Давление воздуха контролируется с помощью электроконтактного манометра 5. На данном избражении источником воды установки выбран открытый водоем 21, забор воды из которого осуществляется насосами 22 или 19 через трубопровод с фильтром 20.

УУ 13 дренчерной установки содержит гидравлический привод, а также сигнализатор давления 14 типа СДУ.

Автоматическое включение установки производится в результате срабатывания спринклерных оросителей 10 или разрушения тепловых замков 7, падает давление в побудительном трубопроводе 16 и узле гидропривода УУ 13. Клапан УУ 13 открывается под давлением воды в подводящем трубопроводе 17. Вода поступает к дренчерным оросителям и орошает помещение, защищаемое секцией установки.

Ручной пуск дренчерной установки производится с помощью шарового крана 15. Спринклерную установку нельзя включить автоматически, т.к. несанкционированная подача воды из систем пожаротушения приведет к нанесению большого ущерба защищаемому помещению при отсутствии пожара. Рассмотрим схему спринклерной установки, которая позволяет исключить подобные ложные срабатывания:

Установка содержит спринклерные оросители на распределительном трубопроводе 1, который в условиях эксплуатации заполнен сжатым воздухом до давления около 0,7 кгс/см2 с помощью компрессора 3. Давление воздуха контролирует сигнализатор 4, который установлен перед обратным клапаном 7 с дренажным вентилем 10.

УУ установки содержит клапан 8 с запорным органом мембранного типа, сигнализатор давления или потока жидкости 9, а также задвижку 15. В условиях эксплуатации клапан 8 закрыт давлением воды, которая поступает в пусковой трубопровод клапана 8 от водоисточника 16 через открытый вентиль 13 и дроссель 12. Пусковой трубопровод соединен с краном ручного пуска 11 и с дренажным клапаном 6, оборудованным электрическим приводом. Установка содержит также технические средства (ТС) автоматической пожарной сигнализации (АПС) - пожарные извещатели и приемно-контрольный прибор 2, а также пусковой прибор 5.

Трубопровод между клапанами 7 и 8 заполнен воздухом с давлением, близким к атмосферному, что обеспечивает работоспособность запорного клапана 8 (main valve).

Механические повреждения, которые могут вызвать нарушение герметичности распределительного трубопровода установки или теплового замка, не вызовут подачу воды, т.к. клапан 8 закрыт. При снижении давления в трубопроводе 1 до 0,35 кгс/см2 сигнализатор 4 вырабатывает тревожный сигнал о неисправности (разгерметизации) распределительного трубопровода 1 установки.

Ложное срабатывание АПС также не приведет к срабатыванию системы. Управляющий сигнал от АПС с помощью электропривода откроет дренажный клапан 6 на пусковом трубопроводе запорного клапана 8, в результате чего последний откроется. Вода поступит в распределительный трубопровод 1, где остановится перед закрытыми тепловыми замками спринклерных оросителей.

При проектировании АУВП, ТС АПС выбираются так, чтобы иннертность спринклерных оросителей была выше. Это делается для того. Чтобы при пожаре ТС АПС срабатывали раньше и открывали запорный клапан 8. Далее вода поступит в трубопровод 1 и заполнит его. Это значит, что к моменту срабатывания оросителя, вода уже находится перед ним.

Важно уточнить, что подача первого тревожного сигнала от АПС позволяет быстро устранить небольшие возгорания средствами первичного пожаротушения(такими, как огнетушители).

2.2. Состав технологической части спринклерных и дренчерных установок водяного пожаротушения

2.2.1. Источник водоснабжения

Источником водоснабжения системы является водопровод, пожарный резервуар или водоем.

2.2.2. Водопитатели
В соответствии с НПБ 88-2001 основной водопитатель обеспечивает работу установки пожаротушения с заданным давлением и расходом воды или водного раствора в течение расчетного времени.

Источник водоснабжения (водопровод, водоем и т.д.) может быть использован в качестве основного водопитателя, если он может обеспечить расчетный расход и давление воды в течение необходимого времени. До выхода в рабочий режим основного водопитателя давление в трубопроводе автоматически обеспечивается вспомогательным водопитателем . Как правило, это гидропневматический бак (гидропневмобак), который оборудуют поплавковыми и предохранительными клапанами, датчиками уровня, визуальными уровнемерами, трубопроводами для выпуска воды при тушении пожара, устройствами для создания необходимого давления воздуха.

Автоматический водопитатель обеспечивает давление в трубопроводе, необходимое для срабатывания узлов управления. Таким водопитателем могут быть водопроводы с необходимым гарантированным давлением, гидропневматический бак, жокей-насос.

2.2.3. Узел управления (УУ) - это сочетание трубопроводной арматуры с запорными и сигнальными устройствами и измерительными приборами. Предназначаются они для запуска противопожарной установки и контроля за ее работоспособностью, располагаются между подводящим и питающим трубопроводами установок.
Узлы управления обеспечивают:
- подачу воды (пенных растворов) на тушение пожаров;
- заполнение питающих и распределительных трубопроводов водой;
- слив воды из питающих и распределительных трубопроводов;
- компенсацию утечек из гидравлической системы АУП;
- проверку сигнализации об их срабатывании;
- сигнализацию при срабатывании сигнального клапана;
- измерение давления до и после узла управления.

Тепловой замок в составе спринклерного оросителя срабатывает при повышении температуры в помещении до заданного уровня.
Термочувствительным элементом здесь являются плавкие, либо взрывные элементы, как например стеклянные колбы. Также разрабатываются замки с упругим элементом « памяти формы».

Принцип действия замка с использованием плавкого элемента заключается в применении двух металлических пластин, спаянных легкоплавким припоем, который теряет прочность при повышении температуры, вследствие чего рычажная система выходит из равновесия, и открывает клапан оросителя.

Но использование плавкого элемента имеет ряд недостатков, таких как подверженность легкоплавкого элемента коррозии, вследствие чего он становится хрупким, а это может повлечь самопроизвольное срабатывание механизма (особенно в условиях вибрации).

Поэтому все чаще сейчас применяются оросители с использованием стеклянных колб. Они технологичны в изготовлении, стойки к внешним воздействиям, длительное действие температур, близких к номинальным никак не сказываются на их надежности, устойчивы к действию вибрации или резких колебаний давления в водопроводной сети.

Ниже представлена схема конструкции оросителя с взрывным элементом- колбой С.Д. Богословского:

1 - штуцер; 2 - дужки; 3 - розетка; 4 - прижимной винт; 5 - колпачок; 6 - термоколба; 7 - диафрагма

Термоколба есть ни что иное, как тонкостенная герметично закрытая ампула, внутри которой находится термочувствительная жидкость, например, метилкарбитол. Это вещество под действием высоких температур энергично расширяется, увеличивая давление в колбе, что приводит к ее взрыву.

В наши дни термоколбы являются самым популярным теплочувствительным элементом спринклерных оросителей. Чаще всего встречаются термоколбы фирм "Job GmbН" типа G8, G5, F5, F4, F3, F 2.5 и F1.5, "Day-Impex Lim" типа DI 817, DI 933, DI 937, DI 950, DI 984 и DI 941, Geissler типа G и "Norbert Job" типа Norbulb. Имеются сведения об освоении выпуска термоколб в России и фирмой "Grinnell" (США).

Зона I - это термоколбы типа Job G8 и Job G5 для работы в обычных условиях.
Зона II - это термоколбы типа F5 и F4 для оросителей, размещенных в нишах или скрытно.
Зона III - это термоколбы типа F3 для спринклерных оросителей в жилых помещениях, а также в оросителях с увеличенной площадью орошения; термоколбы F2.5; F2 и F1.5 - для оросителей, время срабатывания которых должно быть минимальным по условиям применения (например, в оросителях с тонкодисперсным распыливанием, с повышенной площадью орошения и оросителях, предназначенных для использования в установках предупреждения взрывов). Такие оросители, как правило, маркируют литерами FR (Fast Response).

Примечание: цифра после буквы F обычно соответствует диаметру термоколбы в мм.

Список документов, которые регламентируют требования, применение и методы испытаний оросителей
ГОСТ Р 51043-97
НПБ 87-2000
НПБ 88-2001
НПБ 68-98
Структура обозначения и маркировка оросителей в соответствии с ГОСТ Р 51043-97 приведена ниже.

Примечание: Для дренчерных оросителей поз. 6 и 7 не указывают.

Основные технические параметры оросителей общего назначения

Вид оросителя	Условный диаметр выходного отверстия, мм	Наружная присоединительная резьбаR	Минимальное рабочее давление перед оросителем, МПа	Защищаемая площадь, м2, не менее	Средняя интенсивность орошения, л/(с·м2), не менее
					0,020 (>0,028)
					0,04 (>0,056)
					0,05 (>0,070)

Примечания:
(текст) - редакция по проекту ГОСТ Р .
1. Указанные параметры (защищаемая площадь, средняя интенсивность орошения) приведены при установке оросителей на высоте 2,5 м от уровня пола.
2. Для оросителей монтажного расположения В, Н, У площадь, защищаемая одним оросителем, должна иметь форму круга, а для расположения Г, Гв, Гн, Гу - форму прямоугольника размером не менее 4х3 м.
3. Не ограничивается размер наружной присоединительной резьбы для оросителей, имеющих выходное отверстие, форма которого отличается от формы круга, и максимальный линейный размер, превышающий 15 мм, а также для оросителей, предназначенных для пневмо- и массопроводов, и оросителей специального назначения.

Защищаемая площадь орошения принимается равной площади, удельный расход и равномерность орошения которой не ниже установленной либо нормативной.

Наличие теплового замка накладывает на спринклерные оросители некоторые ограничения по времени и предельной температуры срабатывания.

Для оросителей устанавливаются следующие требования:
Номинальная температура срабатывания - температура, при которой происходит реагирование теплового замка, происходит подача воды. Установлена и указана в стандарте или технической документации для данного изделия
Номинальное время срабатывания - указанное в технической документации время срабатывания спринклерного оросителя
Условное время срабатывания - время с момента действия на спринклерный ороситель температуры, превышающей номинальную на 30 °С, до активации теплового замка.

Номинальная температура, условное время срабатывания и цветовая маркировка спринклерных оросителей по ГОСТ Р 51043-97 , НПБ 87-2000 и планируемому ГОСТ Р представлены в таблице:

Номинальная температура, условное время срабатывания и цветовая маркировка спринклерных оросителей

Температура, °С		Условное время срабатывания, с, не более	Маркировочный цвет жидкости в стеклянной термоколбе (разрывном термочувствительном элементе) или дужек оросителя (при плавком и упругом термочувствительном элементе)
номинальная срабатывания	предельное отклонение
			Оранжевый
			Фиолетовый
			Фиолетовый

Примечания:
1. При номинальной температуре срабатывания теплового замка от 57 по 72 °С дужки оросителей допускается не окрашивать.
2. При использовании в качестве термочувствительного элемента термоколбы дужки оросителя допускается не окрашивать.
3. "*" - только у оросителей с плавким термочувствительным элементом.
4. "#" - оросители как с плавким, так и разрывным термочувствительным элементом (термоколбой).
5. Не помеченные знаками "*" и "#" значения номинальной температуры срабатывания - термочувствительным элементом является термоколба.
6. В ГОСТ Р 51043-97 отсутствуют номиналы температур 74* и 100* °С.

Устранение пожаров с высокой интенсивностью тепловыделения. Оказалось, что обычные оросители, установленные на больших складах, например, пластмассовых материалов не справляются из-за того, что мощные тепловые потоки пожара уносят мелкие капли воды. С 60-х по 80-е года прошлого века в Европе для тушения таких пожаров применялись спринклерные оросители с отверстием 17/32”, а после 80-х перешли на использование оросителей со сверхбольшим отверстием (ELO), ESFR и "больших капель". Такие оросители способны производить капли воды, проникающие сквозь конвективный поток, возникающий в помещении склада при мощном пожаре. За пределами нашей страны спринклерные носители типа ELO применяются для защиты упакованной в картон пластмассы на высоте около 6 м (кроме воспламеняющихся аэрозолей).

Еще одним качеством оросителя ELO является то, что он способен функционировать при низком давлении воды в трубопроводе. Достаточное давление может быть обеспечено во многих водных источниках без применения насосов, что сказывается на стоимости оросителей.

Оросители типа ESFR рекомендованы для защиты различной продукции, в том числе упакованные в картон не вспененные пластмассовые материалы, складируемые на высоте до 10, 7 м при высоте помещения до 12,2 м. Такие качества системы, как быстрое реагирование на развитие огня и интенсивный поток воды, позволяет использовать меньшее количество оросителей, что положительно сказывается на уменьшении затраченной воды и нанесенного ущерба.

Для помещений, где технические конструкции нарушают интерьер помещения были разработаны следующие типы оросителей:
Углубленные - оросители, корпус или дужки которых частично скрываются в углублениях подвесного потолка или стеновой панели;
Потайные - оросители, в которых корпус дужки и частично термочувствительный элемент находятся в углублении подвесного потолка или стеновой панели;
Скрытые - оросители, закрывающиеся декоративной крышкой

Принцип действия таких оросителей изображен ниже. После срабатывания крышки розетка оросителя под собственным весом и воздействием струи воды из оросителя по двум направляющим опускается вниз на такое расстояние, чтобы углубление в потолке, в котором смонтирован ороситель, не влияло на характер распространения воды.

Чтобы не увеличивать время срабатывания АУП, температура плавления припоя декоративной крышки устанавливается ниже температуры срабатывания системы оросителя, поэтому в условиях пожара декоративный элемент не будет препятствовать поступлению теплового потока к тепловому замку оросителя.

Проектирование спринклерных и дренчерных установок водяного пожаротушения.

Детально особенности проектирования водопенных АУП расписаны в учебном пособии. В нем Вы найдете особенности создания спринклерных и дренчерных водопенных АУП, установки пожаротушения тонкораспыленной водой, АУП для сохранения высотных стеллажных складов, правила расчета АУП, примеры.

Так же в пособии изложены основные положения современной НТД для каждой области России. Подробному рассмотрению подвергается изложение правил разработки технического задания на проектирование, формулировка основных положений по согласованию и утверждению этого задания.

В учебном пособии также рассматриваются содержание и правила оформления рабочего проекта, включая пояснительную записку.

Чтобы упростить Вам задачу, мы приводим алгоритм проектирования классической установки водяного пожаротушения в упрощенном виде:

1. По данным НПБ 88-2001 необходимо установить группу помещения (производства или технологического процесса) в зависимости от его функционального назначения и пожарной нагрузки сгораемых материалов.

Выбирают ОТВ, для чего устанавливают эффективность тушения горючих материалов, сосредоточенных в защищаемых объектах, водой, водным или пенным раствором по данным НПБ 88-2001 (гл. 4). Проверяют совместимость материалов в защищаемом помещении с выбранным ОТВ - отсутствие возможных химических реакций с ОТВ, сопровождающихся взрывом, сильным экзотермическим эффектом, самовозгоранием и т.п.

2. С учетом пожарной опасности (скорость распространения пламени) выбирают вид установки пожаротушения - спринклерная, дренчерная или АУП тонкораспыленной (распыленной) водой.
Автоматическое включение дренчерных установок осуществляют по сигналам от установок пожарной сигнализации, побудительной системы с тепловыми замками или спринкленными оросителями, а также от датчиков технологического оборудования. Привод дренчерных установок может быть электрический, гидравлический, пневматический, механический или комбинированный.

3. Для спринклерной АУП в зависимости от температуры эксплуатации устанавливают тип установки - водозаполненная (5°С и выше) или воздушная. Заметим, что в НПБ 88-2001 применение водовоздушных АУП не предусмотрено.

4. По данным гл. 4 НПБ 88-2001 принимают интенсивность орошения и площадь, защищаемую одним оросителем, площадь для расчета расхода воды и расчетное время работы установки.
Если используется вода с добавкой смачивателя на основе пенообразователя общего назначения, то интенсивность орошения принимают в 1,5 раза меньше, чем для водяных АУП.

5. По паспортным данным оросителя с учетом коэффициента полезного использования расходуемой воды устанавливают давление, которое необходимо обеспечить у "диктующего" оросителя (наиболее удаленного или высоко расположенного), и расстояние между оросителями (с учетом гл. 4 НПБ 88-2001).

6. Расчетный расход воды для спринклерных систем определяют из условия одновременной работы всех спринклерных оросителей на защищаемой площади (см. табл. 1 гл. 4 НПБ 88-2001, ), с учетом КПД используемой воды и того факта, что расход оросителей, устанавливаемых вдоль распределительных труб, увеличивается по мере отдаления от "диктующего" оросителя.
Расход воды для дренчерных установок рассчитываются из условия одновременной работы всех дренчерных оросителей в защищаемом складском помещении (5, 6 и 7-я группы объекта защиты) . Площадь помещений 1, 2, 3 и 4-й групп для определения расхода воды и числа одновременно работающих секций находят в зависимости от технологических данных.

7. Для складских помещений (5, 6 и 7-я группы объекта защиты по НПБ 88-2001) интенсивность орошения зависит от высоты складирования материалов.
Для зоны приема, упаковки и отправки грузов в складских помещениях высотой от 10 до 20 м с высотным стеллажным хранением значения интенсивности и защищаемой площади для расчета расхода воды, раствора пенообразователя по группам 5, 6 и 7, приведенные в НПБ 88-2001, увеличивают из расчета 10 % на каждые 2 м высоты.
Общий расход воды на внутреннее пожаротушение высотных стеллажных складов принимают по наибольшему суммарному расходу в зоне стеллажного хранения или в зоне приема, упаковки, комплектации и отправки грузов.
При этом непременно учитывается, что объемно-планировочные и конструктивные решения складов должны соответствовать и СНиП 2.11.01-85, например, стеллажи оборудуют горизонтальными экранами и т.п.

8. Исходя из расчетного расхода воды и продолжительности тушения пожара вычисляют расчетное количество воды. Определяют вместимость пожарных резервуаров (водоемов), при этом учитывают возможность автоматического пополнения водой в течение всего времени тушения пожара.
Расчетное количество воды хранится в резервуарах различного назначения, если установлены устройства, которые предотвращают расход указанного объема воды на другие нужды.
Должно быть установлено не менее двух пожарных резервуаров. При этом необходимо учесть, что в каждом из них должно храниться не менее 50 % объема воды для пожаротушения, а подача воды в любую точку пожара обеспечивают из двух соседних резервуаров (водоемов).
При расчетном объеме воды до 1000 м3 допустимо хранить воду в одном резервуаре.
К пожарным резервуарам, водоемам и проемным колодцам должен быть создан свободный подъезд пожарных машин с облегченным усовершенствованным покрытием дорог. Места расположения пожарных резервуаров (водоемов) Вы найдете в ГОСТ 12.4.009-83 .

9. В соответствии с выбранным типом оросителя, его расходом, интенсивностью орошения и защищаемой им площадью разрабатывают планы размещения оросителей и вариант трассировки трубопроводной сети. Для наглядности изображают (необязательно в масштабе) аксонометрическую схему трубопроводной сети.
При этом важно учесть следующее:

9.1. В пределах одного защищаемого помещения должны размещаться однотипные оросители с одинаковым диаметром выходного отверстия.
Расстояние между спринклерными оросителями или тепловыми замками в побудительной системе определено НПБ 88-2001. В зависимости от группы помещения оно составляет 3 или 4 м. Исключения составляют лишь оросители под балочными перекрытиями с выступающими частями более 0,32 м (при классе пожарной опасности перекрытия (покрытия) К0 и К1) или 0,2 м (в остальных случаях). В таких ситуациях оросители устанавливаются между выпирающими частями перекрытия учитывая равномерное орошение пола.

Кроме этого необходимо установить дополнительные спринклерые оросители или дренчерные оросители с побудительной системой под преграды (технологические площадки, короба и т. п.) шириной или диаметром более 0,75 м, расположенные на высоте более 0,7 м от пола.

Наилучшие показатели по скорости действия были получены при размещении площади дужек оросителя перпендикулярно воздушному потоку; при ином размещении оросителя за счет экранирования термоколбы дужками от воздушного потока время срабатывания возрастает.

Оросители устанавливаются таким образом, чтобы вода из одного оросителя не задевала соседние. Минимальное расстояние между смежными оросителями под гладким перекрытием не должна превышать 1,5 м.

Расстояние между спринклерными оросителями и стенами (перегородками) не должно быть больше половины расстояния между оросителями и зависит от уклона покрытия, а также класса пожарной опасности стены или покрытия.
Расстояние от плоскости перекрытия (покрытия) до розетки спринклерного оросителя или теплового замка тросовой побудительной системы должно составлять 0,08…0,4 м, а до отражателя оросителя, установленного горизонтально относительно своей оси типа - 0,07…0,15 м.
Размещение оросителей для подвесных потолков - в соответствии с ТД на данный вид оросителя.

Дренчерные оросители располагаются с учетом их технических характеристик и карт орошения для обеспечения равномерности орошения защищаемой площади.
Спринклерные оросители в водозаполненных установках устанавливают розетками вверх или вниз, в воздушных - розетками только вверх. Оросители с горизонтальным расположением отражателя применяются в любой конфигурации спринклерной установки.

Если возникает опасность механического повреждения, оросители защищаются кожухами. Конструкция кожуха выбирается так, чтобы исключить уменьшение площади и интенсивности орошения ниже нормативных значений.
Особенности размещения оросителей для получения водяных завес подробно описаны в пособиях.

9.2. Трубопроводы проектируют из стальных труб: по ГОСТ 10704-91 - со сварными и фланцевыми соединениями, по ГОСТ 3262-75 - со сварными, фланцевыми, резьбовыми соединениями, а также по ГОСТ Р 51737-2001 - с разъемными трубопроводными муфтами только для водонаполненных спринклерных установок для труб диаметром не более 200 мм.

Подводящие трубопроводы разрешается проектировать тупиковыми, только в том случае, если конструкция содержит не более трех узлов управления и длина внешнего тупикового провода не более 200м. В других случаях подводящие трубопроводы создаются кольцевыми и разделяются на участки задвижками из расчета до 3х управления в участке.

Тупиковые и кольцевые питающие трубопроводы снабжают промывочными задвижками, затворами или кранами с диаметром условного прохода не менее 50 мм. Такие запорные устройства снабжают заглушками и устанавливают в конце тупикового трубопровода или в наиболее удаленном от узла управления месте - для кольцевых трубопроводов.

Задвижки или затворы, монтируемые на кольцевых трубопроводах, должны пропускать воду в обоих направлениях. Наличие и назначение запорной арматуры на питающих и распределительных трубопроводах регламентировано НПБ 88-2001.

На одной ветви распределительного трубопровода установок, как правило, следует устанавливать не более шести оросителей с диаметром выходного отверстия до 12 мм включительно и не более четырех оросителей с диаметром выходного отверстия более 12 мм.

В дренчерных АУП питающие и распределительные трубопроводы допускается заполнять водой или водным раствором до отметки наиболее низко расположенного оросителя в данной секции. При наличии специальных колпачков или заглушек на дренчерных оросителях трубопроводы могут быть заполнены полностью. Такие колпачки (заглушки) должны освобождать выходное отверстие оросителей под давлением воды (водного раствора) при срабатывании АУП.

Необходимо предусмотреть теплоизоляцию водозаполненных трубопроводов, проложенных в местах их возможного промерзания, например, над воротами или дверными проемами. При необходимости предусматривают дополнительные устройства для спуска воды.

В некоторых случаях возможно подключение к питающим трубопроводам внутренние пожарные краны с ручными стволами и дренчерные оросители с побудительной системой включения, а к питающим и распределительным трубопроводам - дренчерные завесы для орошения дверных и технологических проемов.
Как уже упоминалось ранее, проектирование трубопроводов из пластмассовых труб имеет ряд особенностей. Такие трубопроводы проектируют только для водозаполненных АУП по техническим условиям, разработанным для конкретного объекта и согласованным с ГУГПС МЧС России. Трубы должны пройти испытания в ФГУ ВНИИПО МЧС России.

Средний срок службы в установках пожаротушения пластмассового трубопровода должен составлять не менее 20 лет. Трубы устанавливаются только в помещениях категорий В, Г и Д, причем в установках наружного пожаротушения их использование запрещено. Установка пластмассовых труб предусматривается как открытая, так и скрытая (в пространстве фальшпотолков). Трубы прокладывают в помещениях с диапазоном температур от 5 до 50 °С, расстояния от трубопроводов до источников тепла ограничены. Внутрицеховые трубопроводы на стенах зданий располагают на 0,5 м выше или ниже оконных проемов.
Внутрицеховые трубопроводы из пластмассовых труб запрещено прокладывать транзитом через помещения, выполняющие административные, бытовые и хозяйственные функции, распределительные устройства, помещения электроустановок, щиты системы контроля и автоматики, вентиляционные камеры, тепловые пункты, лестничные клетки, коридоры и т. п.

На ветвях распределительных пластмассовых трубопроводов применяют спринклерные оросители с температурой срабатывания не более 68 °С. При этом в помещениях категорий В1 и В2 диаметр разрывных колб оросителей не превышает 3 мм, для помещений категорий В3 и В4 - 5 мм.

При открытом размещении спринклерных оросителей расстояние между ними не должно быть больше 3м, для настенных допустимое расстояние составляет- 2,5 м.

При скрытом размещении системы пластмассовый трубопровод скрывается потолочными панелями, огнестойкость которых составляет EL 15.
Рабочее давление в пластмассовом трубопроводе должно быть не менее 1,0 МПа.

9.3 Трубопроводная сеть должна быть поделена на секции пожаротушения - совокупность питающих и разделительных трубопроводов, на которых и размещаются оросители, присоединенные к общему для всех узлу управления (УУ).

Количество оросителей всех типов в одной секции спринклерной установки не должно превышать 800, а общая вместимость трубопроводов (только для воздушной спринклерной установки) - 3,0 м3. Вместимость трубопровода может быть увеличена до 4,0 м3 при использовании УУ с акселератором или эксгаустером.

Для исключения ложных сигналов о срабатывании применяют камеру задержки перед сигнализатором давления УУ спринклерной установки.

Для защиты нескольких помещений или этажей одной секцией спринклерной системы возможна установка сигнализаторов потока жидкости на питающих трубопроводах, за исключением кольцевых. В этом случае должна быть установлена запорная арматура, сведения о которой Вы найдете в НПБ 88-2001. Делается это для выдачи сигнала, уточняющего место возгорания и включения систем оповещения и дымоудаления.

Сигнализатор потока жидкости можно применить в качестве сигнального клапана в водозаполненной спринклерной установке, если за ним установлен обратный клапан.
Секция спринклерной установки с 12 и более пожарными кранами должна иметь два ввода.

10. Составление гидравлического расчета.

Основной задачей здесь является определение расхода воды на каждый ороситель и диаметр различных частей противопожарного трубопровода. Неправильный расчет распределительной сети АУП (недостаточный расход воды) часто становится причиной неэффективного пожаротушения.

В гидравлическом расчете необходимо решить 3 задачи:

а) определить давление на входе в противоположный водопровод (на оси выходного патрубка насоса или иного водопитателя), если заданы расчетный расход воды, схема трассировки трубопроводов, их длина и диаметр, а также тип арматуры. Первым делом следует определить потери давления при движении воды по трубопроводу при заданном расчетном ходе, а после определить марку насоса (или другого вида источника водоснабжения), способного обеспечить необходимый напор.

б) определить расход воды по заданному давлению в начале трубопровода. В данном случае расчет следует начать с определения гидравлического сопротивления каждого элемента трубопровода, вследствие чего, установить расчетный расход воды в зависимости от полученного давления в начале трубопровода.

в) определить диаметра трубопровода и других элементов защитной системы трубопроводов исходя из рассчитанного расхода воды и потерь давления вдоль длины трубопровода.

В пособиях НПБ 59-97, НПБ 67-98 подробно рассматриваются способы расчета необходимого давления в оросителе с установленной интенсивностью орошения. При этом нужно учесть, что при изменении давления перед оросителем площадь орошения может как увеличиться, уменьшиться или остаться неизменной.

Формула для вычисления необходимого давления в начале трубопровода после насоса для общего случая выглядит следующим образом:

где Рг - потери давления на горизонтальном участке трубопровода АБ;
Рв - потери давления на вертикальном участке трубопровода БД;


Ро - давление у "диктующего" оросителя;
Z - геометрическая высота "диктующего" оросителя над осью насоса.

1 - водопитатель;
2 - ороситель;
3 - узлы управления;
4 - подводящий трубопровод;
Рг - потери давления на горизонтальном участке трубопровода АБ;
Pв - потери давления на вертикальном участке трубопровода БД;
Рм - потери давления в местных сопротивлениях (фасонных деталях Б и Д);
Руу - местные сопротивления в узле управления (сигнальном клапане, задвижках, затворах);
Ро - давление у “диктующего” оросителя;
Z - геометрическая высота “диктующего” оросителя над осью насоса

Максимальное давление в трубопроводах установок водяного и пенного пожаротушения - не более 1,0МПа.
Гидравлические потери давления P в трубопроводах определяют по формуле:

где l - длина трубопровода, м; k - потери давления на единицу длины трубопровода (гидравлический уклон), Q - расход воды, л/с.

Гидравлический уклон определяют из выражения:

где А - удельное сопротивление, зависящее от диаметра и шероховатости стенок, x 106 м6/с2; Km - удельная характеристика трубопровода, м6/с2.

Как показывает опыт эксплуатации, характер изменения шероховатости труб зависит от состава воды, растворенного в ней воздуха, режима эксплуатации, срока службы и т. п.

Значение удельного сопротивления и удельная гидравлическая характеристика трубопроводов для труб различного диаметра приведены в НПБ 67-98 .

Расчетный расход воды (раствора пенообразователя) q, л/с, через ороситель (генератор пены):

где K - коэффициент производительности оросителя (генератора пены) в соответствии с ТД на изделие; Р - давление перед оросителем (генератором пены), МПа.

Коэффициент производительности К (в зарубежной литературе синоним коэффициента производительности-"К-фактор") является совокупным комплексом, зависящим от коэффициента расхода и площади выходного отверстия:

где K - коэффициент расхода; F - площадь выходного отверстия; q - ускорение свободного падения.

В практике гидравлического проектирования водяных и пенных АУП расчет коэффициента производительности обычно осуществляют из выражения:

где Q - расход воды или раствора через ороситель; Р - давление перед оросителем.
Зависимости между коэффициентами производительности выражаются следующим приближенным выражением:

Поэтому при гидравлических расчетах по НПБ 88-2001 значение коэффициента производительности в соответствии с международным и национальными стандартами необходимо принимать равным:

Однако необходимо учитывать, что не вся диспергируемая вода поступает непосредственно в защищаемую зону.

На рисунке изображена эпюра затрагивания оросителем площади помещения. На площади круга с радиусом Ri обеспечивается требуемое или нормативное значение интенсивности орошения, а на площадь круга радиусом Rорош распределяется все огнетушащее вещество, диспергируемое оросителем.
Взаимную расстановку оросителей можно представить двумя схемами: в шахматном или квадратном порядке

а - шахматный; б - квадратный

Размещение оросителей в шахматном порядке выгодно в тех случаях, когда линейные размеры подконтрольной зоны кратны радиусу Ri или остаток не более 0,5 Ri, и практически весь расход воды приходится на защищаемую зону.

В данном случае конфигурация расчетной площади имеет вид вписанного в окружность правильного шестиугольника, форма которого стремится к орошаемой системой площади круга. При таком расположении создается наиболее интенсивное орошение боковых сторон. НО при квадратном расположении оросителей увеличивается зона их взамодействия.

Согласно НПБ 88-2001 расстояние между оросителями зависит от групп защищаемых помещений и составляет для одних групп не более 4 м, для других - не более 3 м.

Реальны только 3 способа размещения оросителей на распределительном трубопроводе:

Симметричный (А)

Симметрично-закольцованный (В)

Несимметричный (Б)

На рисунке изображены схемы трех способов компоновки оросителей, рассмотрим их подробнее:

А - секция с симметричным расположением оросителей;
Б - секция с несимметричным расположением оросителей;
В - секция с закольцованным питающим трубопроводом;
I, II, III - рядки распределительного трубопровода;
а, b…јn, m - узловые расчетные точки

Для каждой секции пожаротушения находим самую удаленную и высоко расположенную защищаемую зону, гидравлический расчет будет проводиться именно для этой зоны. Давление P1 у «диктующего» оросителя 1, располагающегося дальше и выше других оросителей системы не должно быть ниже:

где q - расход через ороситель; К - коэффициент производительности; Рмин раб - минимальное допустимое давление для данного типа оросителя.

Расход первого оросителя 1 является расчетным значением Q1-2 на участке l1-2 между первым и вторым оросителем. Потери давления Р1-2 на участке l1-2 определяют по формуле:

где Кт - удельная характеристика трубопровода.

Следовательно, давление у оросителя 2:

Расход оросителя 2 составит:

Расчетный расход на участке между вторым оросителем и точкой "а", т. е. на участке "2-а" будет равен:

Диаметр трубопровода d, м, определяют по формуле:

где Q - расход воды, м3/с; ϑ - скорость движения воды, м/с.

Скорость движения воды в трубопроводах водяных и пенных АУП не должна превышать 10 м/с.
Диаметр трубопровода выражают в миллиметрах и увеличивают до ближайшего значения, указанного в НД.

По расходу воды Q2-а определяют потери напора на участке "2-а":

Напор в точке "а" равен

Отсюда получаем: для левой ветви 1 рядка секции А необходимо обеспечить расход Q2-а при давлении Ра. Правая ветвь рядка симметрична левой, поэтому расход для этой ветви тоже будет равен Q2-а, следовательно, и давлениев точке "а" будет равно Ра.

В итоге для 1 рядка имеем давление, равное Ра, и расход воды:

Рядок 2 рассчитывают по гидравлической характеристике:

где l - длина расчетного участка трубопровода, м.

Так как гидравлические характеристики рядков, выполненных конструктивно одинаково, равны, характеристику рядка II определяют по обобщенной характеристике расчетного участка трубопровода:

Расход воды из рядка 2 определяют по формуле:

Все следующие рядки рассчитываются аналогично расчету второго до получения результата расчетного расхода воды. Затем подсчитывают общий расход из условия расстановки необходимого количества оросителей, необходимых для защиты расчетной площади в том числе и в случае необходимости установки оросителей под технологическим оборудованием, вентиляционными коробами либо площадками, препятствующими орошению защищаемой площади.

Расчетную площадь принимают в зависимости от группы помещений по данным НПБ 88-2001.

Из-за того, что давление в каждом оросителе отличается (у самого отдаленного оросителя - минимальное давление), необходимо также учесть и различный расход воды из каждого оросителя при соответствующем КПД воды.

Поэтому расчетный расход АУП должен определяться по формуле:

где QАУП - расчетный расход АУП, л/с; qn - расход n-го оросителя, л/с; fn - коэффициент использования расхода при расчетном давлении у n-го оросителя; in - средняя интенсивность орошения n-м оросителем (не менее нормированной интенсивности орошения; Sn - нормативная площадь орошения каждым оросителем с нормированной интенсивностью.

Кольцевая сеть рассчитывается аналогично тупиковой сети, но при 50% расчетного расхода воды по каждому полукольцу.
От точки "m" до водопитателей вычисляют потери давления в трубах по длине и с учетом местных сопротивлений, в том числе в узлах управления (сигнальных клапанах, задвижках, затворах).

При примерных расчетах все местные сопротивления принимаются равными 20% от сопротивления сети трубопроводов.

Потери напора в УУ установок Руу (м) определяют по формуле:

где yY - коэффициент потерь давления в узле управления (принимается по ТД на узел управления в целом или на каждый сигнальный клапан, затвор или задвижку индивидуально); Q - расчетный расход воды или раствора пенообразователя через узел управления.

Расчет производится так, чтобы давление в УУ не было более 1 МПа.

Приблизительно диаметры распределительных рядков можно установить по числу установленных оросителей. В таблице ниже приведена зависимость между самыми распространенными диаметрами труб распределительных рядков, давлением и количеством установленных спринклерных оросителей.

Наиболее распространенной ошибкой при гидравлическом расчете распределительных и питающих трубопроводов является определение расхода Q по формуле:

где i и Fор - соответственно интенсивность и площадь орошения для расчета расхода, принимаемые по НПБ 88-2001.

Эта формула не может быть применена потому, что, как уже было указано выше, интенсивность в каждом оросителе отличается от остальных. Получается это из-за того, что в любых установках с большим количеством оросителей при одновременном их срабатывании возникают потери давления в системе трубопроводов. Из-за этого и расход, а также и интенсивность орошения каждой части системы различны. В итоге ороситель, располагающийся ближе к питательному трубопроводу, имеет большее давление, а следственно и больший расход воды. Указанную неравномерность орошения иллюстрирует гидравлический расчет рядков, которые состоят из последовательно расположенных оросителей.

d - диаметр, мм; l - длина трубо-провода, м; 1-14 - порядковые номера оросителей

Значения расхода и давления в рядках

Номер расчетной схемы рядков

Диаметр труб участков, мм

Давление, м

Расход оросителя л/с

Суммарный расход рядка, л/с

Равномерное орошение Qp6= 6q1

Неравномерное орошение Qф6 = qns

Примечания:
1. Первая расчетная схема состоит из оросителей с отверстиями диаметром 12 мм с удельной характеристикой 0,141 м6/с2; расстояние между оросителями 2,5 м.
2. Расчетные схемы рядков 2-5 представляют собой рядки из оросителей с отверстиями диаметром 12,7 мм с удельной характеристикой 0,154 м6/с2; расстояние между оросителями 3 м.
3. Через Р1 обозначено расчетное давление перед оросителем, а через
Р7 - расчетное давление в рядке.

Для расчетной схемы №1 расход воды q6 из шестого оросителя (расположенного около питательного трубопровода) в 1,75 раза больше, чем расход воды q1 из конечного оросителя. Если бы выполнялось условие равномерной работы всех оросителей системы, то общий расход воды Qp6 находился бы умножением расхода воды оросителя на количество оросителей в рядке: Qp6 = 0,65·6 = 3,9 л/с.

Если бы подача воды из оросителей была неравномерной, суммарный расход воды Qф6 , согласно приближенному табличному методу расчета, вычислялся бы путем последовательного сложения расходов; он составляет 5,5 л/с, что на 40 % выше Qp6 . Во второй расчетной схеме q6 в 3,14 раза больше q1 , а Qф6 в два с лишним раза превышает Qp6 .

Беспричинное увеличение расхода воды для оросителей, давление перед которыми выше, чем в остальных, приведет только лишь к увеличению потерь давления в питающем трубопроводе и, как следствие, к увеличению неравномерности орошения.

Диаметр трубопровода положительно сказывается как на уменьшении падения давления в сети, так и на расчетный расход воды. Если максимизировать расход воды водопитателя при неравномерной работе оросителей, сильно повысится стоимость строительных работ для водопитателя. этот фактор является решающим при определении стоимости работ.

Как можно добиться равномерного расхода воды, и, в итоге, равномерного орошения защищаемого помещения при давлениях, изменяющихся по длине трубопровода? Существуют несколько доступных вариантов: устройство диафрагм, применение оросителей с изменяющимся по длине трубопровода выходными отверстиями и т.п.

Однако, никто не отменял существующие нормы (НПБ 88-2001), которые не допускают размещения оросителей с разным выпускным отверстием в пределах одного защищаемого помещения.

Использование диафрагм документами не регламентируется, так как при их установке каждый ороситель и рядок имеют постоянный расход, расчет питающих трубопроводов, от диаметра которых зависят потери давления, числа оросителей в рядке расстояния между ними. Этот факт во многом упрощает гидравлический расчет секции пожаротушения.

Благодаря этому расчет сводится к определению зависимостей падения давления на участках секции от диаметров труб. При выборе диаметров трубопроводов на отдельных участках необходимо соблюдать условие, при котором потери давления на единицу длины мало отличаются от среднего гидравлического уклона:

где k - средний гидравлический уклон; ∑Р - потери давления в линии от водопитателя до "диктующего" оросителя, МПа; l - длина расчетных участков трубопроводов, м.

Данный расчет продемонстрируют, что установочная мощность насосных агрегатов, приходящаяся на преодоление потерь давления в секции при применении оросителей с одинаковым расходом, может быть уменьшена в 4,7 раза, а объем неприкосновенного запаса воды в гидропневмобаке вспомогательного водопитателя - в 2,1 раза. Уменьшение металлоемкости трубопроводов при этом составит 28 %.

Однако в учебном пособии оговаривается, что устанавливать перед оросителями диафрагмы разного диаметра - нецелесообразно. Причиной тому является тот факт, что в процессе эксплуатации АУП не исключается возможность перестановки диафрагм, что заметно снижает равномерность орошения.

Для внутреннего противопожарного раздельного водопровода по СНиП 2.04.01-85* и автоматических установок пожаротушения по НПБ 88-2001 разрешена установка одной группы насосов при условии обеспечения этой группой расхода Q, равного сумме потребности каждого водопровода:

где QВПВ QАУП - расходы, необходимые соответственно для внутреннего противопожарного водопровода и водопровода АУП.

В случае присоединения пожарных кранов к питающим трубопроводам суммарный расход определяют по формуле:

где QПК - допустимый расход из пожарных кранов (принимается по СНиП 2.04.01-85*, табл. 1-2).

Длительность работы внутренних пожарных кранов, которые имеют в своем составе ручные водяные или пенные пожарные стволы и присоединенные к питающим трубопроводам спринклерной установки, принимается равной времени ее работы.

Для ускорения и повышения точности гидравлических расчетов спринклерных и дренчерных АУП рекомендуется использовать вычислительную технику.

11. Выбирают насосную установку.

Что такое насосные установки? В системе орошения они выполняют функцию основного водопитателя и предназначаются для обеспечения водяных (и водопенных) АУП нужным давлением и расходом огнетушащего вещества.

Выделяют 2 типа насосных установок: основные и вспомогательные.

Вспомогательные используются в перманентном режиме, пока не требуется больших затрат воды (например, в спринклерных установках на период, пока срабатывают не более 2-3 оросителей). Если же пожар принимает больший масштаб, то запускаются основные насосные агрегаты (в НТД они часто упоминаются как основные пожарные насосы), которые и обеспечивают расход воды для всех оросителей. В дренчерных АУП используются, как правило, только основные пожарные насосные установки.
Насосные установки состоят из насосных агрегатов, шкафа управления и системы обвязки гидравлическим и электромеханическим оборудованием.

Насосный агрегат состоит из привода, соединенного через передаточную муфту с насосом (или блоком насосов), и фундаментной плиты (или основания). В АУП может быть установлено несколько рабочих насосных агрегатов, что влияет на требуемый расход воды. Но независимо от числа установленных агрегатов в насосной системе должен быть предусмотрен один резервный.

При использовании в АУП не более трех узлов управления насосные установки допускается проектировать с одним вводом и одним выходом, в остальных случаях - с двумя вводами и двумя выходами.
Принципиальная схема насосной установки с двумя насосами, одним вводом и одним выходом приведена на рис. 12; с двумя насосами, двумя вводами и двумя выходами - на рис. 13; с тремя насосами, двумя вводами и двумя выходами - на рис. 14.

Вне зависимости от числа насосных агрегатов схема насосной установки должна обеспечивать подачу воды в подающий трубопровод АУП от любого ввода путем переключения соответствующих задвижек или затворов:

Напрямую через обводную линию, минуя насосные агрегаты;
- от любого насосного агрегата;
- от любой совокупности насосных агрегатов.

До и после каждого насосного агрегата устанавливают задвижки. Это позволяет производить ремонтные и регламентные работы без нарушения работоспособности АУП. Чтобы предотвратить обратный переток воды через насосные агрегаты или обводную линию на выходе насосов устанавливают обратные клапаны, которые возможно устанавливать и за задвижкой. В таком случае при переустановке задвижки для ремонта не нужно будет соверщать слив воды из проводящего трубопровода.

Как правило, в АУП используют центробежные насосы.
Подходящий тип насоса подбирают по характеристикам Q-H, которые приведены в каталогах. При этом учитывают следующие данные: требуемые напор и подача (по результатам гидравлического расчета сети), габаритные размеры насоса и взаимная ориентация всасывающих и напорных патрубков (это определяет условия компоновки), масса насоса.

12. Размещение насосной установки насосной станции.

12.1. Размещаются насосные станции в обособленных помещениях с противопожарными перегородками и перекрытиями с пределом огнестойкости REI 45 по СНиП 21-01-97 на первом, цокольном или подвальном этажах, либо в отдельной пристройке к зданию. Необходимо обеспечить постоянную температуру воздуха от 5 до 35 °С и относительную влажность не более 80 % при 25 °С. Указанное помещение оборудуют рабочим и аварийным освещением по СНиП 23-05-95 и телефонной связью с помещением пожарного поста, у входа размещают световое табло "Насосная станция".

12.2. Насосную станцию следует относить:

По степени обеспеченности подачи воды - к 1-й категории согласно СНиП 2.04.02-84*. Количество всасывающих линий к насосной станции, независимо от числа и групп установленных насосов, должно быть не менее двух. Каждая всасывающая линия должна быть рассчитана на пропуск полного расчетного расхода воды;
- по надежности электроснабжения - к 1-й категории согласно ПУЭ (питание от двух независимых источников электроснабжения). При невозможности выполнить это требование допускается устанавливать (кроме подвальных помещений) резервные насосы с приводом от двигателей внутреннего сгорания.

Обычно насосные станции проектируются с управлением без постоянного обслуживающего персонала. Необходимо учесть местное управление при наличии автоматического или дистанционного.

Одновременно с включением пожарных насосов должны автоматически выключаться все насосы другого назначения, запитанные в данную магистраль и не входящие в АУП.

12.3. Размеры машинного зала насосной станции надлежит определять с учетом требований СНиП 2.04.02-84* (раздел 12). Учитывают требования к ширине проходов.

В целях уменьшить размеры насосной станции в плане возможна установка насосов с правым и левым вращением вала, причем рабочее колесо должно вращаться только в одном направлении.

12.4. Отметку оси насосов определяют, как правило, исходя из условий установки корпуса насосов под заливом:

В емкости (от верхнего уровня воды (определяемого от дна) пожарного объема при одном пожаре, среднего (при двух и более пожарах;
- в водозаборной скважине - от динамического уровня подземных вод при максимальном водоотборе;
- в водотоке или водоеме - от минимального уровня воды в них: при максимальной обеспеченности расчетных уровней воды в поверхностных источниках - 1 %, при минимальной - 97 %.

При этом необходимо учесть допустимую вакуумметрическую высоту всасывания (от расчетного минимального уровня воды) или требуемый заводом-изготовителем необходимый подпор со стороны всасывания, а также потери давления (напора) во всасывающем трубопроводе, температурные условия и барометрическое давление.

Чтобы получать воду из запасного резервуара необходимо монтировать насосы « под залив». При такой установке насосов выше уровня воды в резервуаре применяют устройства для заливки насосов или самовсасывающие насосы.

12.5. При использовании в АУП не более трех узлов управления насосные установки проектируются с одним вводом и одним выходом, в остальных случаях - с двумя вводами и двумя выходами.

В насосной станции возможно рспологать всасывающие и напорные коллекторы, в том случае, если это не повлечет увеличения пролета машинного зала.

Трубопроводы в насосных станциях, как правило, выполняют из стальных труб на сварке. Предусматривают непрерывный подъем всасывающего трубопровода к насосу с уклоном не менее 0,005.

Диаметры труб, фасонных частей арматуры принимаются на основе технико-экономического расчета, исходя из рекомендуемых скоростей движения воды, указанных в таблице ниже:

Диаметр труб, мм	Скорость движения воды, м/с, в трубопроводах насосных станций
	всасывающих	напорных
Св. 250 до 800

На напорной линии у каждого насоса необходим обратный клапан, задвижка и манометр, на всасывающей обратный клапан не нужен, а при работе насоса без подпора на всасывающей линии обходятся и без задвижки с манометром. Если давление в наружной сети водопровода менее 0,05 МПа, то перед насосной установкой размещают приемный резервуар, вместимость которого указана в разделе 13 СНиП 2.04.01-85*.

12.6. При аварийном отключении рабочего насосного агрегата должно быть предусмотрено автоматическое включение резервного агрегата, запитанного в данную магистраль.

Время запуска пожарных насосов не должно быть более 10 мин.

12.7. Для подключения установки пожаротушения к передвижной пожарной технике выводят наружу трубопроводы с патрубками, которые оборудуются соединительными головками (если подключено не менее двух пожарных автомобилей одновременно). Пропускная способность трубопровода должна обеспечивать наибольший расчетный расход в "диктующей" секции установки пожаротушения.

12.8. В заглубленных и полузаглубленных насосных станциях должны быть приняты меры против возможного затопления агрегатов при аварии в пределах машинного зала на самом крупном по производительности насосе (или на запорной арматуре, трубопроводе) следующими способами:
- расположения электродвигателей насосов на высоте не менее 0,5 м от пола машинного зала;
- самотечного выпуска аварийного количества воды в канализацию или на поверхность земли с установкой клапана или задвижки;
- откачки воды из приямка специальными или основными насосами производственного назначения.

Также необходимо принять меры по удалению излишков воды из машинного зала. Для этого полы и каналы в зале монтируются с уклоном к сборному приямку. На фундаментах под насосы предусматривают бортики, желобки и трубки для отвода воды; при невозможности самотечного отвода воды из приямка следует предусматривать дренажные насосы.

12.9. Насосные станции размером машинного зала 6-9 м и более оборудуют внутренним противопожарным водопроводом с расходом воды 2,5 л/с, а также другими первичными средствами пожаротушения.

13. Выбирают вспомогательный или автоматический водопитатель.

13.1. В спринклерных и дренчерных установках использует автоматический водопитатель, как правило сосуд (сосуды), заполненный водой (не менее 0,5 м3) и сжатым воздухом. В спринклерных установках с подсоединенными пожарными кранами для зданий высотой более 30 м объем воды или раствора пенообразователя увеличивают до 1 м3 или более.

Основная задача водопровода, установленного в качестве автоматического водопитателя, - обеспечить гарантированное давление численно равное расчетному или превышающее его, достаточное для срабатывания узлов управления.

Также можно применить подпитывающий насос (жокей-насос) в составе которого установлена не резервируемая промежуточная емкость, обычно мембранна, с объемом воды более 40л.

13.2. Объем воды вспомогательного водопитателя рассчитывают из условия обеспечения расхода, необходимого для дренчерной установки (всего количества оросителей) и/или спринклерной установки (на пять оросителей).

Необходимо предусмотреть вспомогательный водопитатель для каждой установки с пожарным насосом, запускаемыми вручную, который обеспечит работу установки с расчетными давлением и расходом воды (раствора пенообразователя) в течение 10 мин и более.

13.3. Гидравлические, пневматические и гидропневматические баки (сосудов, емкостей и т. п.) выбирают с учетом требований ПБ 03-576-03.

Баки следут устанавливать в помещениях со стенами, огнестойкость которых не менее REI 45, а расстояние от верха баков до потолка и стен, а также между соседними баками должно быть от 0,6м. Насосные станции нельзя размещать смежно с помещениями, где возможно большое скопление людей, такие как концертные залы, сцена, гардероб и т.д.

Гидропневматические баки располагают на технических этажах, а пневматические баки - и в неотапливаемых помещениях.

В зданиях, высота которых превышает 30м вспомогательный водопитатель размещают на верхних этажах технического назначения. Автоматический и вспомогательный водопитатели должны отключаться при включении основных насосов.

В учебном пособии подробно рассмотрены порядок разработки задания на проектирование (гл. 2), порядок разработки проекта (гл. 3), согласование и общие принципы экспертизы проектов АУП (гл. 5). На основании указанного пособия составлены следующие приложения:

Приложение 1. Перечень документации, представляемой организацией-разработчиком организации-заказчику. Состав проектно-сметной документации.
Приложение 2. Пример рабочего проекта автоматической спринклерной установки водяного пожаротушения.

2.4. МОНТАЖ, НАЛАДКА И ИСПЫТАНИЯ УСТАНОВОК ВОДЯНОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ

При выполнении монтажных работ следует соблюдать общие требования, приведенные в гл. 12.

2.4.1. Монтаж насосов и компрессоров производят в соответствии с рабочей документацией и ВСН 394-78

В первую очередь необходимо произвести входной контроль и составить акт. Затем удалить лишнюю смазку с агрегатов, подготовить фундамент, разметить и выровнять площадку для пластин под регулировочные винты. При выверке и креплении необходимо обеспечить совмещение в плане осей оборудования с осями фундамента.

Выверку насосов производят регулировочными винтами, предусмотренными в их опорных частях. Выверку компрессоров можно производить регулировочными винтами, инвентарными установочными домкратами, установочными гайками на фундаментных болтах или пакетами металлических прокладок.

Внимание! До окончательной затяжки винтов нельзя производить работы, которые могут изменить выверенное положение оборудования.

Компрессоры и насосные агрегаты, не имеющие общей фундаментной плиты, монтируют последовательно. Монтаж начинают с редуктора или машины большей массы. Выполняют центровку осей по полумуфтам, подключают маслопроводы и, после выверки и окончательного закрепления агрегата, трубопроводы.

Размещение запорной арматуры на всех всасывающих и напорных трубопроводах должно обеспечивать возможность замены или ремонта любого из насосов, обратных клапанов и основной запорной арматуры, а также проверки характеристики насосов.

2.4.2. Узлы управления поставляют в монтажную зону в собранном состоянии в соответствии с принятой в проекте схемой обвязки (рисунками).

Для узлов управления предусматривают функциональную схему обвязки, а на каждом направлении - табличка с указанием рабочих давлений, наименования и категории по взрывопожароопасности защищаемых помещений, типа и количества оросителей в каждой секции установки, положения (состояния) запорных элементов в дежурном режиме.

2.4.3. Монтаж и крепление трубопроводов и оборудования при их монтаже осуществляют в соответствии с СНиП 3.05.04-84, СНиП 3.05.05-84, ВСН 25.09.66-85 и ВСН 2661-01-91.

К стене трубопроводы прикрепляются держателями, но они не могут быть использованы как опоры для других конструкций. Расстояние между узлами крепления труб - до 4 м, исключение составляют трубы с условным проходом более 50 мм, для них шаг может быть увеличен до 6 м, при наличии двух независимых узлов крепления, вмонтированных в конструкции здания. А также пр прокладке трубопровода через гильзы и пазы.

Если стояки и отводы на распределительных трубопроводах превышают 1 м в длину, то их крепят дополнительными держателями. Расстояние от держателя до оросителя на стояке (отводе) составляет не менее 0,15 м.

Расстояние от держателя до последнего оросителя на распределительном трубопроводе для труб с диаметром условного прохода 25 мм и менее не превышает 0,9 м, с диаметром более 25 мм - 1,2 м.

Для воздушных спринклерных установок предусматривают уклон питающих и распределительных трубопроводов в сторону узла управления или спускных устройств: 0,01 - для труб с наружным диаметром менее 57 мм; 0,005 - для труб с наружным диаметром 57 мм и более.

Если трубопровод изготовлен из пластмассовых труб, то он должен пройти испытание при положительной температуре спустя 16 часов после сварки последнего соединения.

Не устанавливайте производственное и санитарно-техническое оборудование к питающему трубопроводу установки пожаротушения!

2.4.4. Монтаж оросителей на защищаемых объектах осуществляют в соответствии с проектом, НПБ 88-2001 и ТД на конкретный вид оросителя.

Стеклянные термоколбы очень хрупкие, поэтому требуют к себе деликатного отношения. Поврежденные термоколбы уже не могут эксплуатироваться, так как не могут выполнять свою прямую обязанность.

При монтаже оросителей рекомендуется плоскости дужек оросителя последовательно ориентировать вдоль распределительного трубопровода и, затем, перпендикулярно его направлению. На соседних рядках рекомендуется ориентировать плоскости дужек перпендикулярно друг к другу: если на одном рядке плоскость дужек ориентирована вдоль трубопровода, то на соседнем - поперек его направления. Руководствуясь данным правилом вы можете повысить равномерность орошения в защищаемом помещении.

Для ускоренного и качественного монтажа оросителей на трубопроводе используют различные приспособления: переходники, тройники, хомуты для подвески трубопроводов и т. п.

При закреплении трубопровода на месте при помощи хомутовых соединений необходимо просверлить несколько отверстий в нужных местах распределительного трубопровода, по которым установка будет центрироваться. Закрепляется трубопровод скобой либо двумя болтами. Ороситель вкручивается в отвод приспособления. Если необходимо использование тройников, то в этом случае Вам нужно будет заготовить трубы заданной длины, концы которых будут соединяться тройниками, затем плотно закрепить тройник на трубах при помощи болта. В этом случае ороситель устанавливается в отвод тройника. Если Вы остановили свой выбор на пластмассовых трубах, то для таких труб необходимы специальные хомутовые подвески:

1 - переходник цилиндрический; 2, 3 - переходники хомутовые; 4 - тройник

Рассмотрим подробнее хомуты, а также и особенности крепления трубопроводов. Для предотвращения механического повреждения оросителя, его обычно закрывают защитыми кожухами. НО! Имейте в виду, что кожух может нарушить равномерность орошения из-за того, что способен искажать распределение диспергируемой жидкости по защищаемой площади. Для того, чтобы избежать этого всегда требуйте у продавца сертификаты соответствия данного оросителя с прилагаемой конструкцией кожуха.

а - хомут для подвески металлического трубопровода;
б - хомут для подвески пластмассового трубопровода

Защитные ограждающие кожухи для оросителей

2.4.5. При высоте расположения устройств управления оборудованием, электроприводами и маховиков задвижек (затворов) более 1,4 м от пола устанавливаются дополнительные площадки и отмостки. Но высота от площадки до устройств управления не должно быть более 1м. Возможно производить уширение фундамента оборудования.

Не исключается расположение оборудования и арматуры под монтажной площадкой (или площадками обслуживания) при высоте от пола (или мостика) до низа выступающих конструкций не менее 1,8 м. При этом над оборудованием и арматурой выполняют съемное покрытие площадок или проемы.
Устройства пуска АУП должны быть защищены от случайных срабатываний.

Данные меры необходимы для того, чтобы максимально обезопасить устройства пуска АУП от непреднамеренного срабатывания.

2.4.6. После монтажа проводят индивидуальные испытания элементов установки пожаротушения: насосных агрегатов, компрессоров, емкостей (автоматических и вспомогательных водопитателей) и др.

Перед началом испытаний УУ из всех элементов установки удаляют воздух, затем заполняют их водой. В спринклерных установках открывают комбинированный кран (в воздушных и водовоздушных - вентиль), необходимо убедиться в срабатывании сигнального устройства. В дренчерных установках закрывают задвижку выше УУ, открывают кран ручного пуска на побудительном трубопроводе (включают кнопку пуска задвижки с электроприводом). Фиксируют срабатывание УУ (задвижки с электроприводом) и сигнального устройства. В процессе испытаний проверяется работа манометров.

Гидравлические испытания емкостей, работающих под давлением сжатого воздуха, проводят в соответствии с ТД на емкости и ПБ 03-576-03.

Обкатку насосов и компрессоров выполняют в соответствии с ТД и ВСН 394-78.

Методы испытаний установки при приемке ее в эксплуатацию приведены в ГОСТ Р 50680-94.

Сейчас, согласно НПБ 88-2001 (п. 4.39) возможно использование пробковых кранов в верхних точках сети трубопроводов спринклерных установок в качестве устройств для выпуска воздуха, а также в качестве крана под манометр для контроля оросителя с минимальным давлением.

Подобные устройства полезно прописывать в проекте на установку и применять при испытаниях УУ.

1 - штуцер; 2 - корпус; 3 - переключатель; 4 - крышка; 5 - рычаг; 6 - плунжер; 7 - мембрана

2.5. ЭКСПЛУАТАЦИОННОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ УСТАНОВОК ВОДЯНОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ

Контролируют исправность установки водяного пожаротушения осуществляет круглосуточная охрана территории здания. Доступ к насосной станции должен быть ограничен для посторонних лиц, комплекты ключей выдается оперативному и обслуживающему персоналу.

НЕЛЬЗЯ окрашивать оросители, необходимо защитить их от попадания краски в ходе косметического ремонта.

Такие внешние воздействия как вибрация, давление в трубороводе, а вследствие воздействие спорадических гидроударов из-за работы пожарных насосов серьезно сказываются на времени эксплуатации оросителей. Следствием может стать ослабление теплового замка спринклерного оросителя, а также их выпадение, если были нарушены условия монтажа.

Часто температура воды в трубопроводе выше средней, особенно это характерно для помещений, где по роду деятельности обусловлены повышенные температуры. Это может повлечь залипание запорного устройства в спринклерном оросителе из-за выпадения осадков в воде. Именно поэтому, даже если внешне устройство выглядит неповрежденным, необходимо проводить осмотр оборудования на наличие коррозии, залипания, чтобы не происходило ложных срабатываний и трагических ситуаций при отказе системы во время пожара.

При активации спринклерного оросителя очень важно, чтобы все части теплового замка вылетели без запоздания после разрушения. Данную функцию регулирует мембранная диафрагма и рычаги. Если при установке была нарушена технология, либо качество материалов оставляет желать лучшего, с течением времени возможно ослабление свойств пружинно-тарельчатой мембраны. К чему это приведет? Тепловой замок частично останется в оросителе и не даст клапану полноценно раскрыться, вода будет лишь сочиться небольшой струей, что не даст устройству в полной мере оросить защищаемую им площадь. Чтобы избежать подобных ситуаций, в спринклерном оросителе предусмотрена дугообразная пружина, чье усилие направлено перпендикулярно плоскости дужек. Это гарантирует полный выброс теплового замка.

Также при использовании необходимо исключить воздействие осветительной арматуры на оросители при ее перемещении во время ремонта. Устраняйте появившиеся зазоры между трубопроводом и электропроводкой.

При определении хода работ ТО и ППР следует:

Ежедневно проводить внешний осмотр узлов установки и контролировать уровень воды в резервуаре,

Еженедельно производить пробный пуск насосов с электро- или дизельным приводом на 10-30 мин от устройств дистанционного пуска без подачи воды,

1 раз в 6 месяцев сливать отстой из резервуара, а также убедиться в исправности дренажных устройств, обеспечивающих сток воды из защищаемого помещения (при их наличии).

Ежегодно проверять расходные характеристики насосов,

Ежегодно проворачивать дренажные вентили,

Ежегодно заменять воду в резервуаре и трубопроводах установки, проводить очистку резервуара, промывку и очистку трубопроводов.

Своевременно проводить гидравлические испытания трубопроводов и гидропневмобака.

Основные регламентные работы, которые проводят за рубежом в соответствии с NFPA 25, предусматривают детальную ежегодную проверку элементов УВП:
- оросителей (отсутствие заглушек, тип и ориентация оросителя в соответствии с проектом, отсутствие механических повреждений, коррозии, засорения выпускных отверстий дренчерных оросителей и т. п.);
- трубопроводов и фитингов (отсутствие механических повреждений, трещин на фитингах, нарушения лакокрасочного покрытия, изменения угла уклона трубопроводов, исправность дренажных устройств, герметизирующие прокладки должны быть подтянуты в зажимных узлах);
- кронштейнов (отсутствие механических повреждений, коррозии, надежность крепления трубопроводов к кронштейнам (узлам крепления) и кронштейнов к строительным конструкциям);
- узлов управления (положение вентилей и задвижек в соответствии с проектом и руководством по эксплуатации, работоспособность сигнальных устройств, прокладки должны быть подтянуты);
- обратных клапанов (правильность подключения).

3. УСТАНОВКИ ПОЖАРОТУШЕНИЯ ТОНКОРАСПЫЛЕННОЙ ВОДОЙ

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА.

Международные исследования доказали, что при уменьшении водяных капель резко возрастает эффективность тонкораспыленной воды.

К тонкораспыленной воде (ТРВ) относят струи капель с диаметром менее 0,15 мм.

Заметим, что ТРВ и его иностранное название "водяной туман" - не равнозначные понятия. Согласно NFPA 750 водяной туман по степени дисперсности делится на 3 класса. Самый "тонкий" водяной туман относится к классу 1 и содержит капли диаметром ~0,1…0,2 мм. Класс 2 объединяет струи воды с диаметром капель преимущественно 0,2…0,4 мм, класс 3 - до 1 мм. с помощью обычных спринклерных оросителей с малым диаметром выпускного отверстия при незначительном повышении давления воды.

Так для того, чтобы получить водяной туман первого класса, необходимо большое давление воды, либо установка специальных оросителей, тогда как получение дисперсности третьего класса достигается с помощью обычных спринклерных оросителей с малым диаметром выпускного отверстия при незначительном повышении давления воды.

Впервые водяной туман был установлен и применен на пассажирских паромах в 1940-х годах. Сейчас интерес к нему увеличился в связи с последними исследованиями, которые доказали, что водяной туман отлично справляется с обеспечением пожарной безопасности в тех помещениях, где ранее были использованы установки хладонового или углекислого пожаротушения.

В России первыми появились установки пожаротушения перегретой водой. Они были разработаны ВНИИПО в начале 1990-х гг. Струя перегретого пара быстро испарялась и превращалась в струю пара с температурой около 70 °С, которая переносила на значительное расстояние поток конденсированных мелкодисперсных капель.

Сейчас были разработаны модули пожаротушения тонкораспыленной водой и специальные распылители, принцип действия которых схож с предыдущими, но без применения перегретой воды. Доставка капель воды к очагу пожара обычно производится газом-вытеснителем из модуля.

3.1. Назначение и устройство установок

Согласно НПБ 88-2001 установки пожаротушения тонко распыленной водой (УПТРВ) применяют для поверхностного и локального по поверхности тушения очагов пожара классов А и В. Данные установки используются в помещениях категорий А, Б, В1-В3 а также в помещениях архивов музеев, офисных, торговых и складских помещениях, то есть в тех случаях, когда важно не нанести вред материальным ценностям огнезащитными растворами. Обычно такие установки представляют собой модульные конструкции.

Для тушения как обычных твердых материалов (пластмассы, древесина, текстиль и т.п.), так и более опасных материалов типа пенистой резины;

Горючих и легковоспламеняющихся жидкостей (в последнем случае применяют тонкий распыл воды);
- электрооборудования, например, трансформаторов, электрических выключателей, двигателей с вращающимся ротором и т.п.;

Пожаров газовых струй.

Мы уже упоминали, что применение водяного туман в разы повышает шансы на спасение людей из возгораемого помещения, упрощает эвакуацию. Очень эффективно применение водяного тумана при тушении пролива авиационного топлива, т.к. он заметно снижает тепловой поток.

Общие требования, применяемые в США к указанным установкам пожаротушения, приведены в стандарте NFPA 750, Standard on Water Mist Fire Protection Systems.

3.2. Для получения тонкораспыленной воды используют специальные оросители, которые называют распылителями.

Распылитель - ороситель, предназначенный для распыливания воды и водных растворов, средний диаметр капель которых в потоке менее 150 мкм, но не превышает 250 мкм.

Распылительные оросители устанавливают в установку при сравнительно небольшом давлении в трубопроводе. Если давление превышает 1МПа, то в качестве распылителей может быть использован простой розеточный распылитель.

Если диаметр розетки распылителя больше выходного отверстия, то розетку монтируют за пределами дужек, если диаметр небольшой, то - между дужек. Дробление струи может производиться также и на шарике. Для защиты от загрязнений выходное отверстие дренчерных распылителей закрывают защитным колпачком. Вода при подаче сбрасывает колпачок, но его потере препятствует гибкая связь с корпусом (проволочка или цепочка).

Конструкции распылителей: а - распылитель типа АМ 4; б - распылитель типа АМ 25;
1 - корпус; 2 - дужки; 3 - розетка; 4 - обтекатель; 5 - фильтр; 6 - выходное калиброванное отверстие (сопло); 7 - защитный колпачок; 8 - центрирующий колпачок; 9 - упругая мембрана; 10 - термоколба; 11 - регулировочный винт.

3.3. Как правило, УПТРВ представляют собой модульные конструкции. Модули для УПТРВ подлежат обязательной сертификации на соответствие требованиям НПБ 80-99.

Газ-вытеснитель, используемый в модульном оросителе - воздух или другие инертные газы (например углекислый газ или азот), а также пиротехнические газогенерирующие элементы, рекомендованные к применению в пожарной технике. В огнетушащее вещество не должно попадать никаких деталей газогенерирующих элементов, это должно предусматриваться конструкцией установки.

При этом газ-вытеснитель может содержаться как в одном баллоне с ОТВ (модули закачного типа), так и в отдельном баллоне с индивидуальным запорно-пусковым устройством (ЗПУ).

Принцип действия модульной УПТВ.

Как только в помещении регистрируется пожарной сигнализацией экстремальная температура, вырабатывается управляющий импульс. Он поступает на газогенератор или пиропатрон ЗПУ баллона, последний содержит газ-вытеснитель или ОТВ (для модулей закачного типа). В баллоне с ОТВ образуется газожидкостный поток. По сети трубопроводов он транспортируется к распылителям, через которые диспергируется в виде тонкодисперсной капельной среды в защищаемое помещение. Установка может быть приведена в действие вручную от пускового элемента (рукоятки, кнопки). Обычно модули комплектуют сигнализатором давления, который предназначен для передачи сигнала о срабатывании установки.

Для наглядности представляем Вам несколько модулей УПТРВ:

Общий вид модуля для установки пожаротушения тонкораспыленной водой МУПТВ "Тайфун" (НПО "Пламя")

Модуль установки пожаротушения тонкораспыленной водой МПВ (ЗАО "Московский экспериментальный завод "Спецавтоматика"):
а - общий вид; б - запорно-пусковое устройство

Основные технические характеристики отечественных модульных УПТРВ приведены в таблицах ниже:

Технические характеристики модульных установок пожаротушения тонкораспыленной водой МУПТВ "Тайфун".

Показатели	Значение показателя
	МУПТВ 60ГВ	МУПТВ 60ГВД
Огнетушащая способность, м2, не более: пожара класса А пожара класса B горючих жидкостейс температурой вспышки паров до 40 °С пожара класса В горючих жидкостейс температурой вспышки паров 40 °С и выше
Продолжительность действия, с
Средний расход огнетушащего вещества, кг/с
Масса, кг, и вид ОТВ: Вода питьевая по ГОСТ 2874 вода с добавками
Масса газа-вытеснителя (жидкая двуокись углерода по ГОСТ 8050), кг
Объем в баллоне под газ-вытеснитель, л
Вместимость модуля, л
Рабочее давление, МПа

Технические характеристики модульных установок пожаротушения тонкораспыленной водой МУПТВ НПФ "Безопасность"

Технические характеристики модульных установок пожаротушения тонкораспыленной водой МПВ

Большое внимание нормативных документов уделено способам снижения посторонних примесей в воде. По этой причине перед распылителями устанавливают фильтры, а для модулей, трубопроводов и распылителей УПТРВ предпринимаются антикоррозийные меры (трубопроводы выполнены из оцинкованной или нержавеющей стали). Эти меры крайне важны, т.к. проходные сечения распылителей УПТРВ невелики.

При использовании воды с добавками, выпадающими в осадок или образующими раздел фаз при длительном хранении, в установках предусматриваются устройства для их перемешивания.

Все методики для проверки орошаемой площади подробно изложены в ТУ и ТД для каждого изделия.

В соответствии с НПБ 80-99 огнетушащую эффективность применения модулей с комплектом распылителей проверяют при проведении огневых испытаний, где используют модельные очаги пожара:
- класса В , цилиндрические противни с внутренним диаметром 180 мм и высотой 70 мм, горючая жидкость - н-гептан или бензин А-76 в количестве 630 мл. Время свободного горения горючей жидкости 1 мин;

- класса А , штабели из пяти рядов брусков, сложенных в виде колодца, образующих в горизонтальном сечении квадрат и скрепленных между собой. В каждый ряд укладывают по три бруска, имеющие в поперечном сечении квадрат размером 39 мм и длину 150 мм. Средний брусок укладывают по центру параллельно боковым граням. Штабель размещают на двух стальных уголках, установленных на бетонных блоках или жестких металлических опорах таким образом, чтобы расстояние от основания штабеля до пола составляло 100 мм. Под штабелем устанавливают металлический противень размером (150х150) мм с бензином для поджога древесины. Время свободного горения около 6 минут.

3.4. Проектирование УПТРВ выполняют в соответствии с гл.6 НПБ 88-2001. Согласно изм. № 1 к НПБ 88-2001 "расчет и проектирование установок производят на основе нормативно-технической документации предприятия-изготовителя установок, согласованной в установленном порядке".
Исполнение УПТРВ должно соответствовать требованиям НПБ 80-99. Размещение распылителей, схема их подключения к трубопроводной разводке, максимальная длина и диаметр условного прохода трубопровода, высота его размещения, класс пожара и защищаемая площадь и другая необходимая информация обычно указана в ТД изготовителя.

3.5. Монтаж УПТРВ производится в соответствии с проектом и монтажными схемами изготовителя.

Соблюдайте пространственную ориентацию, указанную в проекте и ТД во время монтажа распылителей. Схемы монтажа распылителей АМ 4 и АМ 25 на трубопроводе представлены ниже:

Для того, чтобы изделие прослужило долго, необходимо своевременно проводить необходимые ремонтные работы и Т.О., приведенные в ТД изготовителя. Особенно внимательно следует соблюдать расписание мероприятий по защите распылителей от засорения как внешними (грязь, интенсивная запыленность, строительный мусор при ремонте и т.п) , так и внутренними (ржавчина, монтажные уплотнительные элементы, частицы осадка из воды при ее хранении и т.п.) элементами.

4. ВНУТРЕННИЙ ПРОТИВОПОЖАРНЫЙ ВОДОПРОВОД

ВПВ используется для доставки воды к пожарному крану помещения и, как правило, включён в систему внутреннего водопровода здания.

Требования к ВПВ определены СНиП 2.04.01-85 и ГОСТ 12.4.009-83. Проектирование трубопроводов, прокладываемых вне зданий для подачи воды на наружное пожаротушение, следует выполнять в соответствии со СНиП 2.04.02-84. Требования к ВПВ определены СНиП 2.04.01-85 и ГОСТ 12.4.009-83. Проектирование трубопроводов, прокладываемых вне зданий для подачи воды на наружное пожаротушение, следует выполнять в соответствии со СНиП 2.04.02-84. Общие вопросы применения ВПВ рассмотрены в работе.

Перечень жилых, общественных, вспомогательных, производственных и складских зданий, которые оборудуются ВПВ представлен в СНиП 2.04.01-85. Определяется минимальный необходимый расход воды на пожаротушение и число одновременно работающих струй. На расход влияют высота здания и огнестойкость строительных конструкций.

Если ВПВ не может обеспечить необходимый напор воды, необходима установка насосов, повышающих давление, а около пожарного крана устанавливается кнопка запуска насосов.

Минимальный диаметр питающего трубопровода спринклерной установки, к которому может быть подключен пожарный кран - 65мм. Размещают краны согласно СНиП 2.04.01-85. Внутренние пожарные краны не нуждаются в кнопке дистанционного пуска пожарных насосов.

Методика гидравлического расчета ВПВ приведена в СНиП 2.04.01-85. При этом расход воды на пользование душами и поливку территории не учитывается, скорость движения воды в трубопроводах не должна превышать 3 м/с (кроме установок водяного пожаротушения, где допускается скорость воды 10 м/с).

Расход воды, л/с	Скорость движения воды, м/с, при диаметре труб, мм

Гидростатический напор не должен превышать:

В системе объединенного хозяйственно-противопожарного водопровода на отметке наиболее низкого расположения санитарно-технического прибора - 60 м;
- в системе раздельного противопожарного водопровода на отметке наиболее низко расположенного пожарного крана - 90 м.

Если давление перед пожарным краном превышает 40 м вод. ст., то между краном и соединительной головкой устанавливают диафрагму, которая снижает избыточный напор. Напор в пожарном кране должен быть достаточным для создания струи, затрагивающей самые отдаленные и высокие части помещения в любое время суток. Радиус и высота струй также регламентируются.

Время работы пожарных кранов следует принимать 3 ч, при подаче воды от водонапорных баков здания - 10 мин.

Внутренние пожарные краны устанавливаются, как правило, у входа, на площадках лестничных клеток, в коридоре. Главное - место должно быть доступным, а кран не должен препятствовать эвакуации людей при пожаре.

Пожарные краны размещаются в настенных ящичках на высоте 1,35. В шкафчике предусматриваются отверстия для проветривания и осмотра содержимого без вскрытия.

Каждый кран должен быть снабжен пожарным рукавом одинакового с ним диаметра длиной 10, 15 или 20 м и пожарным стволом. Рукав должен быть уложен в двойную скатку или "гармошку" и присоединен к крану. Порядок содержания и обслуживания пожарных рукавов должен соответствовать "Инструкции по эксплуатации и ремонту пожарных рукавов", утвержденной ГУПО МВД СССР.

Осмотр пожарных кранов и их проверка на работоспособность посредством пуска воды проводятся не реже 1 раза в 6 месяцев. Результаты проверки фиксируются в журнале.

Внешнее оформление пожарных шкафчиков должно включать красный сигнальный цвет. Шкафчики должны быть опломбированы.

Одними из самых простых, остроумных и эффективных типов автоматических систем тушения пожара являются спринклерные системы пожаротушения. В основе конструкции лежит применение окончательных элементов водопроводной системы, которые способны самостоятельно открываться при достижении температуры в помещении определенного порогового значения.

История возникновения и применения спринклеров достигает начала 19 века, а их широкое применение в различных модификациях продолжается и сейчас. Эффективность и живучесть подобных систем определяется тем, что в них отсутствуют сложные элементы обратной связи или автоматические устройства, базирующиеся на полупроводниковых, компьютерных или иных схемах повышенной сложности.

Всем известно – чем проще система, тем она надежней. Принцип работы спринклерной системы пожаротушения не изменяется со времен ее изобретения. Конечно, применяются новые элементы, материалы, более точно рассчитывается эффективность применения, они становятся более мощными, уменьшается инерционность срабатывания, но основополагающие принципы остаются неизменными. В этом заключается суть всех великих изобретений – их можно только усовершенствовать, но внести принципиальные изменения очень сложно.

Водяное спринклерное пожаротушение, изначально придуманное как сеть труб, постоянно заполненных водой под определенным давлением. Система наконечников, закрытых колпаками из материала, который легко разрушается при повышении температуры, является основным средством тушения. Когда в помещении возникает пожар, они расплавляются или разрушаются от нагревания, и вода из трубопроводов распыляется на очаг.
Все последующие усовершенствования, главным образом, касались конструкции наконечников и их запирающих замков. Современное состояние описывается самим названием – спринклер. Это разбрызгиватель, который распыляет воду под давлением.

Современная спринклерная система пожаротушения, что это такое?

Применяемые в настоящее время спринклерные установки пожаротушения отличаются от классических многими деталями, повышающими не только эфффективность и надежность применения, но и срок их использования. Как и в начале века, главным веществом для тушения пожара является обыкновенная вода из городского или локального водопровода. Ее давление в пластиковых или стальных трубах поддерживается на постоянном уровне с помощью системы обратных клапанов. В случае неполадок в системе магистральных водопроводов или их временного отключения давление в спринклерной системе сохраняется на необходимом уровне для первоначального срабатывания. Преимущества системы:

• Работа в автоматическом режиме;
• Отсутствие электропитания;
• Отсутствие сложных схем обратной связи;
• Постоянная готовность к работе;
• Длительный срок эксплуатации.

Когда один из распылителей начнет распылять воду, давление падает и включается резервный насос автономного водоснабжения, который является обязательной частью современных систем пожаротушения спринклерного типа. Устройство классического распылителя тоже подвергалось изменениям на протяжении десятилетий эксплуатации. До сих пор самым эффективным считается распылитель, где вода запирается клапаном, который удерживается в закрытом состоянии легкоплавкой внешней вставкой.
Вставка расположена с внешней стороны, чтобы исключить охлаждающее действие воды из водовода, которое может повысить инерционность срабатывания системы.

Современные распылители рассчитаны на эффективную работу в пределах 12 м² обслуживаемой площади. При этом может сработать один или несколько соседних устройств, которые не приводят к значительному падению давления в системе. Этим обеспечивается необходимая длительность работы спринклерной системы автоматического пожаротушения, что повышает ее эффективность. Недостатки системы:

1. Инерционность срабатывания;
2. Зависимость от работы сети водоснабжения;
3. Противопоказания к тушению электропроводки;
4. Зависимость от температуры воздуха.

Для результативности пожаротушения с помощью спринклерных систем имеет и тот факт, что водой тушиться не только сам очаг пожара, но и смачиваются окружающие поверхности и предметы, что значительно уменьшает риск их возгорания.

Автоматическое спринклерное пожаротушение работает без участия человека, но является частью единой системы противопожарной безопасности. Датчики давления срабатывают при падении давления в питающих трубопроводах и подают сигнал тревоги на центральные пульты противопожарных систем сигнализации. Первичное тушение пожара является начальной частью ликвидации возгорания.

Сухие спринклерные системы тушения огня

Применение спринклерных систем классического вида ограничивается использованием воды в качестве рабочего вещества. При отрицательных температурах она может замерзнуть и не только парализовать работу системы в целом, но и разрушить ее подводящие трубы, которые должны находиться в наполненном состоянии практически постоянно. Применение химических составов для понижения точки замерзания не слишком оправдано, вследствие возможности появления осадочных компонентов, засоряющих устройства, вплоть до потери работоспособности.

Но выход был найден и тут - сухая спринклерная система пожаротушения. Сухой она называется потому, что в режиме ожидания подводные трубопроводы заполнены не водой, а сжатым воздухом. Во многом это стало возможным, когда стальные трубы начали заменяться пластиковыми, способными не только выдерживать значительное давление, но и не подвергаться коррозии при взаимодействии с кислородом воздуха.

Работа сухой спринклерной системы тоже базируется на применении основополагающих законов физики. При срабатывании одного из спринклеров, то есть, когда одна из легкоплавких перегородок или вставок разрушится,- сжатый воздух выйдет через клапан и в трубе возникнет необходимое разрежение, несколько превышающее обыкновенное атмосферное давление. Это приведет к срабатыванию клапанов водяной системы, которая находится в теплом помещении или под землей и не подвержена замерзанию.

Вода из этой системы заполняет трубы и разбрызгивается на распылителе срабатывания. Современные системы снабжены устройствами ускоренной продувки сети. При срабатывании одного спринклера на стравливание давления остальные тоже открываются, и давление в трубопроводах падает практически мгновенно.

Вследствие сложности и постоянной готовности системы к работе проектирование и обслуживание спринклерной системы пожаротушения проводится только организациями, которые имеют необходимые лицензии для проведения работ подобного рода. Спринклерные системы являются сертифицированными объектами пожарного назначения, и все их параметры строго регламентируются соответствующими ГОСТами и СНиПами.

Дренчерные системы пожаротушения

Вариантом спринклерных систем являются дренчерные системы пожаротушения, хотя большинство специалистов считает их самостоятельной системой пожаротушения. Трубопроводы монтируются по тем же схемам, что и в спринклерных сетях. Но главное отличие спринклерной и дренчерной систем пожаротушения состоит в способе возбуждения. Распылители дренчерных систем приводятся в действие с помощью сигнала от центрального пульта или пожарного извещателя, а не от срабатывания теплового замка. Во многих случаях это уменьшает инертность срабатывания системы и повышает ее эффективность.

Применяются дренчерные системы на объектах любого типа и назначения. Отличие может состоять только в состоянии трубопроводов. Сухие системы применяются на неотапливаемых объектах или любых других точках, где исключена возможность взрыва или внезапного интенсивного возгорания. Во всех остальных случаях устанавливаются водонаполненные дренчерные установки.

Особым видом водопроводных противопожарных систем являются спринклерные и дренчерные установки.

Спринклерные установки предназначены для автоматического тушения возникшего пожара с одновременной подачей сигнала тревоги. Как наиболее надежные их применяют в помещениях повышенной пожарной опасности.

Рис. 131. Схема спринклерной установки

Спринклерная установка (рис. 131 ) состоит из следующих основных элементов: спринклерных головок; сети труб; контрольно-сигнальных клапанов, водопитателей.

Спринклерные головки - специальные насадки (рис. 132 ) - ввертывают в трубы на расстоянии около 3-4 м одна от другой. Отверстия спринклеров закрыты стеклянными клапанами 5, удерживаемыми замком из медных или латунных пластинок 6-8. Последние спаяны легкоплавким сплавом (припоем) с температурой плавления 72, 93, 141 и 182°. При повышении температуры, вызываемой пожаром, припой распаивается и замок 6-8 падает, открывая при этом отверстие спринклера. Вода, вытекающая под напором через отверстие, разбрызгивается при помощи розетки 3.

Рис. 132. Спринклерная головка:

1 - бронзовый корпус; 2 -рама; 3- розетка; 4 - афрагма; 5 - стеклянный клапан; б-8 - замок; медная шайба

На магистрали спринклерной сети имеется контрольно-сигнальный клапан, который при движении через него воды дает сигнал о пожаре.

Спринклерная сеть состоит из следующих трубопроводов: магистрального (питательного), подводящего воду от водопитателя к контрольно-сигнальному клапану;

подводящего трубопровода и соединяющего питательные трубопроводы с водоисточником; распределительных трубопроводов, на которых устанавливают спринклеры.

Все трубопроводы монтируют из стальных труб с конической резьбой, с уклоном в сторону стояков от 0,01 до 0,005 в зависимости от диаметров.

Различают следующие спринклерные системы:

водяные, т. е. заполненные водой, применяемые в помещениях, в которых гарантируется в течение года температура воздуха выше +4°;

воздушные, заполненные сжатым воздухом; их устраивают в неотапливаемых помещениях, где температура постоянно или временно бывает ниже 0°;

воздушно-водяные (переменные), которые при положительных температурах заполнены водой, а зимой, при отрицательных температурах, - только воздухом.

Диаметры трубопроводов спринклерных установок определяют расчетом; для предварительных подсчетов рекомендуется подбирать эти диаметры по табл. 19.

Таблица 19

Диаметры трубопроводов спринклерной сети

Контрольно-сигнальный клапан (рис. 133 ) служит для подачи воды в спринклерную сеть через главную задвижку 1 с одновременной сигнализацией о пожаре при помощи водяной турбины 2 и колокола 3. Как только открывается хотя бы один спринклер в помещении, давление в сети над контрольным клапаном 4 падает. Более высокое давление воды снизу выводит тарельчатый клапан 5 из равновесия, приподнимает его; поступающая снизу вода попадает к водяной турбине по трубопроводу 6.

Рис. 133. Контрольно-сигнальный клапан:

а - общая схема; б - деталь водяной турбины

Площадь пола, защищаемая одним спринклером, в помещениях с повышенной пожарной опасностью не должна превышать 9 м2, в остальных случаях - 12м2.

Спринклерные установки в зданиях разделяют на секции, обслуживаемые отдельными контрольно-сигнальными клапанами. В одной -секции спринклерной установки должно быть не более 800 спринклеров с учетом диаметра контрольно-сигнального клапана.

В качестве основного водопитателя спринклерных установок могут быть следующие сооружения: городские и промышленные водопроводы; естественные и искусственные водохранилища; системы каптажа грунтовых вод и артезианские скважины.

В качестве автоматического водопитателя можно применять водонапорные баки, пневматические установки, хозяйственно-противопожарные или производственные водопроводы, обеспечивающие в любое время подачу расчетного количества воды под необходимым напором. Для определения расчетных расходов воды на тушение пожаров следует учитывать одновременное действие пожарных кранов со спринклерными или дренчерными установками.

Емкость воздушно-водяных баков пневматических установок и водонапорных баков при автоматическом включении насосов должна быть равна 3 м3 при расчетном расходе воды на внутреннее тушение пожара до 35 л/сек и 6 м3 при расходе воды >35 л/сек.

Нормы расхода воды на спринклерные установки необходимо принимать следующие:

а) при автоматическом включении пожарных насосов в течение 1 ч с момента возникновения пожара от основного водопитателя (хозяйственно-противопожарные или производственные водопроводы, запасные резервуары) в зданиях категорий А, Б, В при объеме здания: до 100 тыс. м3- 30 л/сек; при объеме от 100 тыс. до 200 тыс. м3 - 35 л/сек; от 200 тыс. до 300 тыс. м3 - 40 л/сек; более 300 тыс. м3 - 50 л/сек.

В остальных зданиях, подлежащих оборудованию спринклерными установками, расход воды определяют гидравлическим расчетом, но не более 30 л/сек;

б) при ручном включении пожарных насосов во всех зданиях, подлежащих оборудованию спринклерными установками, расход воды принимают в течение первых 10 мин от автоматического водопитателя (водонапорные баки, пневматические установки, хозяйственно-противопожарные и производственные водопроводы, обеспечивающие потребный расход и напор) в количестве 10 л/сек и в течение последующего часа от основного водопитателя расход воды принимается в соответствии с указанием п. «а»;

в) при питании спринклеров непосредственно от наружной сети без установки пожарных насосов расход воды на спринклерные установки принимают в течение 1 ч с момента возникновения пожара в соответствии с указанием п. «а».

Гидравлический расчет спринклерных водопроводов производят на два случая питания сети: от автоматического водопитателя и от основного водопитателя.

Дренчерные (автоматические) установки предназначены для орошения вертикальных плоскостей или для создания водяных завес для защиты от огня отдельных частей зданий или помещений.

Дренчер представляет собой обыкновенный открытый спринклер без диафрагмы, клапана и замка. Изготовляют дренчеры лопаточного или розеточного типа с диаметром выходного отверстия 12,7; 10 и 8 мм. Расстояние между дренчерами, предназначенными для орошения площадей, не должно превышать 3 ж, а между дренчерами и стенами или перегородками - 1,5 л.

Расстояние между дренчерами, предназначенными для орошения вертикальных плоскостей или для создания водяных завес, определяется из расчета расхода воды не менее 0,5 л/сек на 1 м ширины орошаемой плоскости или проема.

Дренчерные установки применяют в гаражах для изоляции стоянки автомашин, в театрах для орошения занавеса, отделяющего сцену от зрительного зала, а также в некоторых промышленных зданиях. В случае угрозы переброски огня при пожаре включается дренчерная установка, и вода, выливаясь через открытые дренчеры, образует водяную завесу, защищающую здание от распространения огня.

Автоматическое включение дренчерных установок обеспечивается следующими побудительными устройствами: тросовыми системами с легкоплавкими замками, гидравлическими или пневматическими системами, электрическими системами с датчиками.

Диаметры питательных и распределительных труб определяют расчетом.

расчетный напор у наиболее удаленного и высоко расположенного спринклера или дренчера (обычно принимаемый 5 м);

разность геодезических (геометрических) отметок между наиболее высоко расположенным спринклером или дренчером и водопитателем, м;

суммарные потери напора в трубопроводах спринклерной или дренчерной системы, м;

потери напора в контрольно-сигнальном клапане (клапан группового действия), м.

Вода является эффективным, дешевым и общедоступным огнетушащим веществом. Поэтому установки автоматического пожаротушения на основе воды получили широкое распространение.

В этой статье будут описаны спринклерные, дренчерные и мелкодисперсные системы автоматического пожаротушения. Также рассмотрим принцип действия, область применения, особенности функционирования, достоинства и недостатки каждого типа.

СПРИНКЛЕРНАЯ УСТАНОВКА ПОЖАРОТУШЕНИЯ

Спринклерная установка автоматического пожаротушения разрабатывается таким образом, чтобы обеспечить срабатывание распылителей (оросителей) расположенных в непосредственной близости от очага возгорания. Таким образом, минимизируется вред, наносимый интерьеру помещения от огнетушащего вещества – воды.

Принцип действия.

Изначально, срабатывание спринклерной системы пожаротушения являлось энергонезависимым процессом. Тепловой замок спринклерного распылителя разрушался под действием температуры и вода из системы начинает поступать к очагу возгорания.

Специальный датчик улавливал падение давления в системе трубопроводов и включал насосное оборудование, падающее воду из резервуара и/или из магистрального водопровода. Такая система имела высокую инерционность срабатывания, так как достижение пороговой температуры в помещении означало, что пожар вступил в свою активную стадию.

На данный момент современные спринклерные установки интегрируются с системами адресной пожарной сигнализации . Они активируются по команде приемно-контрольного устройства, осуществляющего контроль нескольких параметров:

• задымление;
• температура;
• изучение,

как по пороговым значениям, так и в динамике изменения.

При этом спринклерные оросители комплектуются устройствами принудительного пуска.

Область применения.

Спринклерные автоматические установки водяного пожаротушения используются в помещениях температурой не ниже +5°С. Они применяются для контроля локальных зон на объектах с повышенной огне- и взрывоопасностью.

Нормативные документы, в частности Постановление Правительства РФ № 390 от 25.04.2012 г и Федеральный закон ФЗ № 123-ФЗ от 22.07.2008 г, регламентируют установку автоматических систем пожаротушения в различных зданиях и сооружениях производственного, коммерческого, социального или жилого типа.

Согласно этим нормативам монтаж спринклерной установки рекомендуется производить на следующих объектах:

1. Крытые автостоянки надземного или подземного типа, имеющие более одного этажа;
2. Любые строения высотой фасада более 30 м, кроме сооружений, относящихся к Д и Г категории пожароопасности;
3. Каркасные строения с несущими металлическими конструкциями и горючим утеплителем между ними. Площадью не менее 800 м 2 для общественных зданий и 1200 м 2 для административно-бытовых;
4. Коммерческие торговые здания общей площадью надземной части сооружения более 3500 м 2 и подвала более 200 м 2 . За исключением площадок, где производится реализация или складирование негорючих материалов;
5. Сооружения развлекательного назначения: концертные залы, кинотеатры, театры и т.п. с количеством посадочных мест более 800;
6. Складские помещения с высотой стеллажей 5,5 м и более;
7. Все коммерческие здания осуществляющие торговлю легковоспламеняющимися материалами и горючими веществами. За исключением предприятий розничной торговли с максимальным объемом в фасовки 20 л.

Особенности функционирования.

Существует общепринятая градация срабатывания тепловых замков спринклерных распылителей:

• 79 0 С;
• 93 0 С;
• 141 0 С;
• 182 0 С.

При этом, согласно нормативам, максимальный период времени воздействия пороговой температуры до разрушения теплового замка для первых двух категорий составляет 300 сек., а для третьей и четвертой 600 сек.

Достоинства и недостатки.

Из преимуществ спринклерных автоматических установок пожаротушения можно отметить следующие:

1. Срабатывание осуществляется только в зоне воздействия пороговой температуры. Другие помещения, находящиеся под контролем системы не подвергаются воздействию воды;
2. Спринклерная установка постоянно готова к работе. Срабатывание и начало процесса пожаротушения осуществляется даже при полном отключении электричества;
3. Приемлемая стоимость монтажа и обслуживания.

Существует ряд недостатков, которые в той или иной степени ликвидируются внедрением новых технических решений:

1. Высокая инерционность срабатывания (применяются спринклеры с принудительной активацией, а сама установка контролируется оборудованием пожарной сигнализации);
2. Спринклеры являются одноразовыми устройствами, которые необходимо заменить после срабатывания (некоторые модели насадок имеют возможность замены только термозамков);
3. Невозможно использовать водонаполненную установку в помещениях или на уличных площадках, где температура опускается ниже уровня замерзания (применяются воздухонаполненные спринклерные установки).

ВОЗДУХОНАПОЛНЕННАЯ УСТАНОВКА

Для использования спринклерных установок в условиях низких (отрицательных) температур применяется следующее техническое решение:

Трубопровод, расположенный в проблемных зонах, заполняется не водой, а газом. Специальная система обратных клапанов удерживает необходимое давление рабочей среды в трубах.

При срабатывании одного из оросителей происходит разгерметизация трубопровода, давление газа резко падает, клапана открываются и через них к месту возгорания поступает огнетушащее вещество.

Для повышения эффективности пожаротушение в трубопровод закачивается азот. Таким образом, происходит вытеснение кислорода и снижение интенсивности горения.

Попытки использовать для наполнения труб антифриз не являются оптимальными. Получившееся незамерзающее огнетушащее вещество имеет высокую стоимость. Кроме того модифицирующие добавки после многократного воздействия отрицательной температуры имеют тенденцию выпадать в осадок и могут закупорить сливное отверстие оросителя.

ДРЕНЧЕРНАЯ УСТАНОВКА ПОЖАРОТУШЕНИЯ

Дренчерные установки автоматического пожаротушения используется не только для ликвидации очага возгорания, но и для формирования водяных завес, препятствующих распространению по территории объекта огня и продуктов горения. Дренчерный ороситель отличается от спринклерных отсутствием теплового замка.

Принцип действия.

Дренчерная система автоматического пожаротушения активируется по внешней команде. Различают два способа активации:

1. Электрический сигнал от системы пожарной сигнализации.

2. Механические приспособления (на данный момент используются довольно редко). Существует два типа:

Тросовая - легкоплавкий тепловой замок соединён с металлическим тросом, блокирующим клапан побудительного трубопровода. При расплавлении замка трос обрывается и клапан открывается.

Гидравлическая или пневматическая (принцип действия схож с сухой спринклерной установкой) давление воды или сжатого газа в контрольном трубопроводе удерживается тепловым замком. При его разрушении давление падает, активируя жокейные насосы, наполняющий основной трубопровод.

Область применения.

Дренчерные установки водяного пожаротушения применяются на объектах с высоким уровнем взрывоопасности как внутри помещений, так и на открытых площадках.

Чаще всего это:

• предприятия по деревообработке и целлюлозно-бумажные комбинаты;
• производство бытовой и промышленной химии;
• производство лакокрасочных материалов;
• предприятия с отрицательным температурным режимом производственных процессов.

Особенности работы.

Дренчерные системы отличаются большим расходом воды. Согласно нормативам он составляет 0,1-0,3 л/сек/м 2 .

Кроме того необходимо наличие двух источников водоснабжения:

1. Емкость расчетного объема, откуда экстренно поставляется вода, для максимально интенсивного пожаротушения сразу после поступления сигнала об обнаружении очага возгорания. Длительность использования до 10 мин.

2. Магистральный трубопровод большого диаметра для непрерывной подачи воды при длительном тушении. Время подачи воды без снижения расчетного давления не менее часа.

Дренчерные распылители устанавливаются в контролируемом помещении с шагом 3 м, расстояние до межкомнатных простенков и капитальных стен должно составлять 1,5 м.

В зависимости от конструктивных особенностей водяного рассекателя различают два типа дренчеров:

• лопаточные (диаметр выходного отверстия 12 мм) - используются для распределения воды по площадям;
• розеточные (диаметр выходного отверстия 10/12/16 мм) - применяются в водяных завесах.

Для каждой водяной завесы необходимо предусмотреть отдельное запорное устройство: вентиль, клапан или клинкет.

Многие дренчерные системы комплектуются дополнительным дозатором для пенообразования. Таким образом, в качестве огнетушащего вещества может использоваться пена высокой кратности, что значительно повышает эффективность пожаротушения отдельных типов материалов.

Достоинства и недостатки.

Несомненными преимуществами дренчерных систем автоматического пожаротушения являются:

• подача огнетушащего вещества одновременно на большую площадь, что эффективно локализирует пламя;
• быстрый монтаж и простое обслуживание оборудования;
• низкая инерционность срабатывания;
• блокировка продуктов горения (гарь, токсичные испарения, высокая температура) в помещениях, где изначально возник пожар.

Фактически, главным недостатком является высокая интенсивность подачи огнетушащего вещества, которое влечет за собой перерасход воды или пены, а также значительные затраты на восстановление помещения.

МОДУЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ ТУШЕНИЯ ТОНКОРАСПЫЛЕННОЙ ВОДОЙ

Модульные системы пожаротушения тонкораспыленной водой являются сравнительно новыми, высокоэффективными установками. Они осуществляют воздействие на очаг возгорания водными частицами размером 100-200 микрон.

На данный момент они являются дорогостоящими, что сдерживает их быстрое распространение. В состав рабочего модуля выходит несколько баллонов: с инертным газом (как правило, азот) и водой (для повышения эффективности ликвидации пламени смешивается со специальным ингибиторами).

Принцип действия.

Срабатывание установки автоматического пожаротушения тонкораспыленной водой происходит по команде системы пожарной сигнализации.

После активации открывается запорная заслонка баллона с газом и через шланг высокого давления азот поступает в баллон наполненный водой. Образуется газожидкостная смесь, вытесняемая поступающим газом в трубопровод к месту возникновение очагов возгорания.

Область использования.

Допускается применение для тушения электроустановок (производственного оборудования) с напряжением до 1000 В. Рекомендуется применять в помещениях, где возможно возникновение значительных финансовых потерь от воздействия воды на материальные ценности. Также используется для тушения и легковоспламеняющихся и горючих газов.

Особенности применения.

Различают два типа модулей тушения тонкораспыленной водой:

Высокого давления.

Формирование водогазовой огнетушащей смеси производится механическим способом.

Низкого давления.

Кроме воды в огнетушащей смеси присутствуют различные ингибиторы горения, которые добавляются в ёмкость смешивание из отдельного баллона.

Достоинства:

• высокая эффективность при тушении электроустановок, жидкостей и газов;
• щадящее воздействие на материальные ценности;
• низкий расход огнетушащего вещества;
• небольшие габариты главного модуля, высокая скорость монтажа.

Недостатки:

• необходимость систематического технического обслуживания и контроль давления в баллонах;
• ограниченное количество огнетушащего вещества, может оказаться недостаточным при пожар на большой площади.

Выбор типа установки водяного автоматического пожаротушения зависит от специфики эксплуатации объекта.

Чаще всего дренчерные системы используется вне помещений и для предотвращения возгорания на больших площадях типа открытых складских площадок.

Спринклерные системы применяются для ликвидации локализированных очагов возгорания.

Модули тушения мелкодисперсной водой имеют высокую стоимость в пересчете на их производительность. Их рекомендуется ограниченно применять при тушении различного оборудования и электроустановок с напряжением до 1000 В.

© 2012-2019 г. Все права защищены.

Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов