Необходимость проектирования автоматических установок пожаротушения определяется на основании требований НПБ 110, соответствующих СНиП, отраслевых перечней объектов или по требованию заказчика.
Тип автоматической установки пожаротушения, способ тушения, вид огнетушащих средств, тип оборудования установок пожарной автоматики (пожарные извещатели, приемно-контрольные приборы и приборов управления) определяются проектировщиком. Автоматические установки пожаротушения и пожарной сигнализации должны соответствовать требованиям НПБ 88-2001*, ГОСТ 12.3.046, ГОСТ 15150, ПУЭ и других нормативных документов, действующих в этой области.
При выборе типа АУПТ и АУПС следует учитывать:
— категорию объекта по пожарной опасности;
— физико-химические свойства и показатели пожарной опасности пожарной нагрузки на объекте;
— физико-химические и огнетушащие свойства огнетушащих веществ (ОТВ), возможности и условия их применения;
— конструктивные и объёмно-планировочные характеристики защищаемых зданий, помещений и сооружений;
— стоимость материальных ценностей на защищаемом объекте;
— особенности технологического процесса.
— возможные типы АУПТ в зависимости от применяемых огнетушащих веществ (ОТВ) и быстродействия установок;
— капитальные вложения и текущие затраты на АУПТ.
Типы установок пожаротушения:
-Спринклерные;
— Дренчерные;
— Установки пенного пожаротушения;
— Установки пожаротушения тонкораспыленной водой;
— Установки газового пожаротушения;
— Установки порошкового пожаротушения;
— Установки аэрозольного пожаротушения;
Спринклерные установки пожаротушения предназначены для тушения пожара или охлаждения строительных конструкций. Бывают водозаполненные и воздушные.
Водозаполненные системы используют для помещений с минимальной температурой воздуха 5 градусов и выше. Спринклер имеет тепловой замок, который при расчетной температуре расплавляется и происходит истечения воды из спринклера. При этом давление в распределительном трубопроводе падает, что приводит к срабатыванию контрольно сигнальному устройству и автоматическому запуску пожарного насоса. При не выходе в работу рабочего насоса, автоматически запускается резервный насос.
Воздушные спринклерные системы устанавливают для неотапливаемых помещений с минимальной температурой воздуха ниже 5 градусов. Принцип работы аналогичен водозаполненной системе, только из питающего распределительного трубопровода истекает воздух.
Основные особенности проектирования спринкленого пожаротушения согласно НПБ 88-2001* п.4.10-4.19:
Спринклерные установки следует проектировать для помещений высотой не более 20 м, за исключением установок, предназначенных для защиты конструктивных элементов покрытий зданий и сооружений. В последнем случае параметры установок для помещений высотой более 20 м следует принимать по 1-й группе помещений (см. таблицу 1 НПБ 88-2001*).
Для одной секции спринклерной установки следует принимать не более 800 спринклерных оросителей всех типов. При этом общая емкость трубопроводов каждой секции воздушных установок должна составлять не более 3,0 м3.
Каждая секция спринклерной установки должна иметь самостоятельный узел управления.
При защите нескольких помещений, этажей здания одной спринклерной секцией для выдачи сигнала, уточняющего адрес загорания, а также включения систем оповещения и противодымной защиты допускается устанавливать на питающих трубопроводах (кроме кольцевого трубопровода) сигнализаторы потока жидкости. Перед сигнализатором потока жидкости допускается устанавливать запорную арматуру.
В зданиях с балочными перекрытиями класса пожарной опасности К0 и К1 с выступающими частями высотой более 0,32 м, а в остальных случаях — более 0,2 м, спринклерные оросители следует устанавливать между балками, ребрами плит и другими выступающими элементами перекрытия с учетом обеспечения равномерности орошения пола.
Расстояние от розетки спринклерного оросителя до плоскости перекрытия (покрытия) должно быть от 0,08 до 0,4 м.
Расстояние от отражателя спринклерного оросителя, устанавливаемого горизонтально относительно своей оси, до плоскости перекрытия должно быть от 0,07 до 0,15 м.
Допускается скрытая установка оросителей или в углублении подвесных потолков.
В зданиях с односкатными и двухскатными покрытиями, имеющими уклон более 1/3, расстояние по горизонтали от спринклерных оросителей до стен и от спринклерных оросителей до конька покрытия должно быть не более 1,5 м — при покрытиях с классом пожарной опасности К0 и не более 0,8 м — в остальных случаях.
В местах, где имеется опасность механического повреждения, спринклерные оросители должны быть защищены специальными защитными решетками.
Спринклерные оросители водозаполненных установок необходимо устанавливать вертикально розетками вверх, вниз или горизонтально, в воздушных установках — вертикально розетками вверх или горизонтально.
Спринклерные оросители установок следует устанавливать в помещениях или в оборудовании с учетом температуры окружающей среды и их температуры срабатывания ( при температуре окружающей среды до 38 градусов – температура срабатывания спринклера 57 градусов).
В пределах одного защищаемого помещения следует устанавливать спринклерные оросители с выпускным отверстием одного диаметра.
Расстояние между спринклерными оросителями и стенами (перегородками) с классом пожарной опасности К1 не должно превышать половины расстояния между спринклерными оросителями, указанными в таблице 1 НПБ 88 -2001*.
Расстояние между спринклерными оросителями и стенами (перегородками) с ненормируемым классом пожарной опасности не должно превышать 1,2 м.
Расстояние между спринклерными оросителями установок водяного пожаротушения, устанавливаемыми под гладкими перекрытиями (покрытиями), должно быть не менее 1,5м.
Недостатки:
— невозможно обнаружить и тушение пожара на ранних стадиях развития
— большой объем работ по восстановлению исходного состояния
Достоинства:
— простота системы;
— автоматическое срабатывание установки;
— безопасно для людей.
Дренчерные установки пожаротушения не содержат тепловых замков, но содержат устройства обнаружения пожара для запуска системы АПТ.
Запуск дренчерного пожаротушения может быть электрический, гидравлический, пневматический, механический и комбинированный.
Согласно НПБ 88-2001*, п.4.20- 4.26:
Автоматическое включение дренчерных установок следует осуществлять по сигналам от одного из видов технических средств: побудительных систем; установок пожарной сигнализации или датчиков технологического оборудования.
Побудительный трубопровод дренчерных установок, следует устанавливать на высоте относительно клапана не более 1/4 постоянного напора (в метрах) в подводящем трубопроводе или в соответствии с технической документацией на клапан, используемый в узле управления.
Для нескольких функционально связанных дренчерных завес допускается предусматривать один узел управления. Включение дренчерных завес следует осуществлять автоматически или вручную (дистанционно или по месту).
Расстояние между оросителями дренчерных завес следует определять из расчета расхода воды или раствора пенообразователя 1,0 л/с на 1 м ширины проема.
Расстояние от теплового замка побудительной системы до плоскости перекрытия (покрытия) должно быть от 0,08 до 0,4 м.
Заполнение помещения пеной при объемном пенном пожаротушении следует предусматривать до высоты, превышающей самую высокую точку защищаемого оборудования не менее чем на 1 м.
При определении общего объема защищаемого помещения объем оборудования, находящегося в помещении, не следует вычитать из защищаемого объема помещения.
Установки пенного пожаротушения используются преимущественно для тушения легко воспламеняющихся жидкостей и горючих жидкостей в резервуарах, горючих веществ и нефтепродуктов.
Дренчерные установки пенного АПТ применяются для защиты локальных зон зданий, электроаппаратов, трансформаторов.
Спринклерные и дренчерные установки водяного и пенного пожаротушения имеют достаточно близкое назначение и устройство. Особенность пенных установок АПТ – наличие резервуара с пенообразователем и дозирующих устройств, применение пенных оросителей или генераторов.
Недостатки водяного и пенного пожаротушения:
-зависимость от источников водоснабжения;
— сложность тушения помещений с электроустановками;
— сложность технического обслуживания;
— большой ущерб защищаемому зданию.
Установки пожаротушения тонкораспыленной водой:
Установки пожаротушения тонкораспыленной водой применяются для поверхностного и локального по поверхности тушения очагов пожара классов А, В. Исполнение установок должно соответствовать требованиям НПБ 80-99.
К тонкораспыленной воде относятся струи капель с диаметром менее 0,1 мм.
Принцип действия оросителей заключается в равномерном распылении воды по защищаемой площади и объему путем создания тонкодисперсионного потока. Это позволяет использовать оросители данных установок для защиты библиотек, фондохранилищ и других объектов, где ущерб от полива воды, наносимый традиционными установками, не менее значителен, чем ущерб от пожара.
Основной механизм тушения тонкораспыленной водой заключается в охлаждении горючего за счет высокой удельной теплоемкости, разбавления паров горючего водяным паром.
Для модульных установок в качестве газа-вытеснителя применяются воздух, инертные газы, СО2, N2. Сжиженные газы, применяемые в качестве вытеснителей огнетушащего вещества, не должны ухудшать параметры работы установки.
Запрещается применение газогенерирующих элементов в качестве вытеснителей огнетушащего вещества при защите культурных ценностей.
Трубопроводы установок должны быть выполнены из оцинкованной или нержавеющей стали.
Расчет и проектирование установок производится на основе нормативно-технической документации предприятия-изготовителя установок.
Установки газового пожаротушения: применяются для ликвидации пожаров А, В, С и электрооборудования.
При этом установки не должны применяться для тушении пожаров:
— волокнистых, сыпучих, пористых и других горючих материалов, склонных к самовозгоранию и тлению внутри объема вещества (древесные опилки, хлопок, травяная мука и др.);
— химических веществ и их смесей, полимерных материалов, склонных к тлению и горению без доступа воздуха;
— гидридов металлов и пирофорных веществ;
— порошков металлов (натрий, калий, магний, титан и др.).
Установки подразделяются:
— по способ тушения: объемное тушение, локальное по объему;
— по способу хранения газового огнетушщего вещества: централизованные, модульные;
— по способу включения от пускового импульса: с электрическим, пневматическим, механичесим пусками или их комбинацией.
Технологическая часть установок содержит сосуды с ГОТВ, трубопровода и насадки. Кроме того, в состав технологической части установок могут входить побидительные системы.
Порошковое пожаротушение:
Установки порошкового пожаротушения применяются для локализации и ликвидации пожаров классов А, В, С и электрооборудования (электроустановок под напряжением).
Установки могут применяться для локализации или тушения пожара на защищаемой площади, локального тушения на части площади или объема, тушения всего защищаемого объема.
В помещениях с массовым пребыванием людей (театры, торговые комплексы и др.) установки должны выполняться в соответствии с требованиями ГОСТ 12.3.046 и требованиями раздела 11 НПБ 88-2011*.
Установки не обеспечивают полного прекращения горения и не должны применяться для тушении пожаров:
— горючих материалов, склонных с самовозгоранию и тлению внутри объема вещества (древесные опилки, хлопок, травяная мука, бумага и др.);
— химических веществ и их смесей, пирофорных и полимерных материалов, склонных к тлению и горению без доступа воздуха.
В зависимости от конструкции модуля порошкового пожаротушения установка могут быть с распределительным трубопроводом или без него.
По способу хранения вытесняющего газа в модуле (емкости) установки подразделяются на закачные, с газогенерирующим элементом, с баллоном сжатого или сжиженного газа.
Помещения, оборудованные установками порошкового пожаротушения, должны быть оснащены указателями о наличии в них установок.
Установка порошкового пожаротушения должна обеспечивать задержку выпуска порошка на время, необходимое для эвакуации людей из защищаемого помещения, отключение вентиляции (кондиционирования и т. п.), закрытие заслонок (противопожарных клапанов и т. д.), но не менее 10 с от момента включения в помещении устройств оповещения об эвакуации.
Аэрозольное пожаротушение:
Автоматические установки аэрозольного пожаротушения применяются для тушения (ликвидации) пожаров подкласса А2 и класса В объемным способом.
При этом допускается наличие в указанных помещениях горючих материалов, горение которых относится к пожарам подкласса А1, в количествах, тушение пожара которых может быть осуществлено штатными ручными средствами.
Допускается применение установок для защиты кабельных сооружений (полуэтажи, коллекторы, шахты) объемом до 3000 м3 и высотой не более 10 м, при условии отсутствия в электросетях защищаемого сооружения устройств автоматического повторного включения.
Применение установок для тушения пожаров в помещениях с кабелями, электроустановками и электрооборудованием, находящимися под напряжением, допускается при условии, если значение напряжения не превышает предельно допустимого, указанного в технической документации на конкретный тип генератора огнетушащего аэрозоля (ГОА).
Установки объемного аэрозольного пожаротушения не обеспечивают полного прекращения горения (ликвидации пожара) и не должны применяться для тушения:
— волокнистых, сыпучих, пористых и других горючих материалов, склонных к самовозгоранию и (или) тлению внутри слоя (объема) вещества (древесные опилки, хлопок, травяная мука и др.);
— химических веществ и их смесей, полимерных материалов, склонных к тлению и горению без доступа воздуха;
— гидридов металлов и пирофорных веществ;
— порошков металлов (магний, титан, цирконий и др.).
Запрещается применение установок:
— в помещениях, которые не могут быть покинуты людьми до начала работы генераторов;
— в помещениях с большим количеством людей (50 человек и более);
-в помещениях зданий и сооружений III и ниже степени огнестойкости установок с использованием генераторов огнетушащего аэрозоля, имеющих температуру более 400 °С за пределами зоны, отстоящей на 150 мм от внешней поверхности генератора.
Заключение: Выбор типа АУПТ и типа ОТВ заключается в подборе конкретного типа АУПТ и проверке обеспечения сохранности жизни и здоровья людей при данном типе АУПТ.
ОТВ выбираем в соответствии с НПБ 88-2001*. В зависимости от выбранного ОТВ и способа пожаротушения, выбираем тип АУПТ (установки водяного, пенного, газового, порошкового или аэрозольного пожаротушения. Для водопенных АУПТ дополнительно выбираем вариант АУПТ: спринклерная или дренчерная.
Выбор типа АУПТ производится в соответствии с показателями пожарной опасности и физико-химических свойств производимых, хранимых и применяемых в помещении веществ и материалов. Так же необходимо определить максимально-допустимое время выхода АУПТ на рабочий режим.
Необходимо выполнить расчет, связанный с обеспечением жизни и здоровья людей, который выполняется по приложению 2 ГОСТ 12.1.004, путем сравнения времени, необходимого для эвакуации из данной зоны людей и времени, не позднее которого нужно подать ОТВ.
К примеру, если для тушения возникшего пожара нужно подать ГОТВ в помещение не позднее чем через 30 секунд, а люди из этого помещения за этот промежуток времени эвакуированы быть не могут, то такой вариант организации пожаротушения не пригоден.
Наиболее безопасное ОТВ для людей – вода. Если это большие площади без возможности разделения их противопожарными перегородками, то очень эффективным средством, дополняющим спринклерную установку, является дренчерные завесы, которые отсекают дальнейшее распространение огня. Это позволяет компенсировать большую инерционность спринклерного пожаротушения. Но большое количество воды не во всех объектах можно применять (порча материальных ценностей). Часто бывает, что на объекте проектирования не хватает воды или вообще нет. Тогда нужно думать о возможности применения тонкораспыленной воды.
Огнетушащие порошки экологически безапасны, применяемые в них соединения используются в качестве удобрений или технических моющих средств, но в момент их выпуска, люди могут потерять ориентацию в пространстве, а так же взвесь порошка может легко попасть в незащищенные органы дыхания, что может иметь крайне негативные последствия.
Так же при проектировании АУПТ необходимо учитывать устройство пожарной автоматики (управление системой дымоудаления, вентиляцией и эвакуацией людей, лифтами).
При написании статьи была использована следующая литература: НПБ 88-2001*, А.Тропин «Задачи и проблемы выбора. Системы пожаротушения», ФГУ ВНИИПО МЧС России «Средства пожарной автоматики. Область применения. Выбор типа» Рекомендации.