Автоматика пожаротушения и вентиляции

Автоматика управления реализуется в электротехнической части систем пожаротушения и противодымной вентиляции, включает в себя устройства включения и мониторинга технологических элементов (модулей, вентиляторов, клапанов) для обеспечения выполнения данными системами своих основных функций.

1Автоматика установок пожаротушения

Применение установок пожаротушения позволяет предотвращать распространение пожара в защищённом помещении, а также минимизировать вероятный ущерб, который может быть нанесён материальным ценностям огнём, продуктами горения и последствиями борьбы с пожаром.

Существует несколько видов классификации автоматических установок пожаротушения: по виду огнетушащего вещества (вода, газ, порошок, аэрозоль), по способу тушения (по объёму или по поверхности), по способу организации (модульные или централизованные), по способу управления (автономные или комплексные) и пр. Наиболее часто встречающиеся типы установок это:

  • Газовые модульные и централизованные установки;
  • Порошковые установки;
  • Водяные централизованные установки.

2Газовые установки

В качестве огнетушащего вещества в газовых установках применяется сжиженный или сжатый газ, который хранится в специальных изотермических ёмкостях или баллонах под давлением. Физический принцип тушения в таких установках основан на вытеснении кислорода более тяжёлым газом, не поддерживающим горение. В этом случае тушение происходит либо локально по объёму, либо по всему объёму помещения. Как правило, такой способ тушения применяется для защиты помещений определённых категорий, имеющих достаточную степень герметичности и, самое главное, с ограниченным пребыванием людей. Работа газовой установки в автоматическом режиме должна исключать возможность выпуска огнетушащего вещества в случае присутствия людей в помещении, при этом работа самой установки в тревожном режиме должна сопровождаться звуковой и световой сигнализацией, принуждающей людей покинуть помещение.

Ввиду этих требований установка, как сложный технический комплекс средств, должна обеспечивать выполнение следующих функций:

  • Контроль автоматических пожарных извещателей;
  • Управление запуском противопожарных модулей;
  • Управление звуковыми и световыми оповещателями;
  • Контроль исправности газовых модулей;
  • Контроль закрытий дверных проемов;
  • Реализация режимов автоматического дистанционного и местного запуска установки;
  • Блокировка автоматического или дистанционного запуска при наличии людей.

В случае модульных установок, приборы управления и баллоны с газом могут находиться в самом помещении, при этом ёмкость баллона определяется исходя из объёма помещения и степени его негерметичности. То есть, если из помещения, которое оборудуется установкой пожаротушения, возможны какие-либо утечки огнетушащего вещества, при выборе ёмкости баллона их необходимо предусмотреть. Ёмкость баллона должна эти утечки компенсировать. Если установка защищает несколько помещений, как правило, делается централизованная газовая станция. Обычно такая станция занимает отдельное помещение, в которое сводятся все трубопроводы от защищаемых помещений, и в котором установлена батарея газовых баллонов либо одна единая ёмкость с сжатым или сжиженным газом. В этом случае количество огнетушащего газа нормируется либо по количеству баллонов (в случае газовой батареи), либо по времени подачи огнетушащего газа (в случае общей ёмкости), которое должно обеспечить тушение пожара в определённом помещении. Недостатками газового тушения являются высокая стоимость огнетушащего газа и опасность для здоровья человека, но главное его достоинство – полное отсутствие материального ущерба предметам и оборудованию, находящимся в помещении. Для ликвидации последствий тушения достаточно проветрить помещение, например, с помощью специальных установок.

Пример реализации небольшой автономной установки газового пожаротушения показан на рис. ниже. Помещение имеет подвесной потолок и фальшпол, образующие скрытые объёмы, которые оборудованы самостоятельными шлейфами сигнализации. Функции контроля пожарных извещателей, управления оповещателями, контроля исправности газового баллона и функции управления тушением выполняет прибор «С2000-АСПТ». Датчик состояния двери позволяет блокировать запуск при входе/выходе из помещения; считыватель предназначен для дистанционного включения или выключения режима автоматики, а кнопка ручного пуска позволяет дистанционно активировать режим запуска установки.

Автономная установка газового пожаротушения

3Установки порошкового тушения

Широко распостранённой категорией установок являются установки порошкового тушения. Эти установки также могут использоваться для локального или централизованного тушения и могут использоваться в помещениях с присутствием людей, так как применяемый в них порошок не токсичен и не может причинить прямого вреда здоровью человека. Физический принцип тушения заключается в образовании порошкового облака, которое накрывает определённую площадь защищаемого помещения. При этом частицы порошка охлаждают поверхность, а газообразные продукты его термического разложения разбавляют горючую среду, препятствуя развитию пожара. Кроме того, образование порошкового облака в узких проходах или каналах имеет определённый огнезадерживающий эффект. В централизованных (или агрегатных) установках порошок хранится в общей ёмкости, а количество порошка, подаваемого в общий коллектор, определяется площадью помещения. В локальных (или модульных) установках огнетушащий порошок хранится в специальных модулях, имеющих в составе устройство запуска (как правило, электрический пиропатрон), и баллон со сжатым газом, который в случае активации распыляет порошок, образуя облако. Количество порошковых модулей и их тип определяется площадью и особенностями защищаемого помещения, а также способом их крепления.

Достоинствами порошковых установок перед газовыми являются более низкая стоимость, меньшее время восстановления и относительная безопасность для людей. Недостатком – достаточно высокая трудоёмкость уборки порошка после срабатывания установки.

Пример реализации локальной установки порошкового тушения показан на рисунке ниже. В качестве приёмно-контрольного прибора и прибора управления установкой используется прибор «С2000-АСПТ». Для запуска порошковых модулей применён контрольно-пусковой блок «С2000-КПБ», осуществляющий контроль исправности пусковых цепей в дежурном режиме и активацию модуля в случае тушения. Прибор «С2000-КПБ» управляется прибором «С2000-АСПТ» по интерфейсу RS-485.

Автономная установка порошкового пожаротушения

4Установки водяного пожаротушения

Исторически сложилось так, что системы автоматического водяного пожаротушения получили наиболее широкое распространение. Вода – наиболее дешёвое и безопасное огнетушащее вещество, позволяющее эффективно защищать объекты, для которых характерно большое скопление людей: торговые центры, офисные помещения, гостиницы. Вода, как огнетушащее вещество, не представляет непосредственной опасности для человека и других живых существ. Системы водяного пожаротушения применяются также для защиты открытых (негерметичных) объектов: многоуровневые автостоянки, гаражи, боксы, где системы газового и порошкового пожаротушения оказываются малоэффективны.

Принцип действия воды, как огнетушащего вещества, заключается в охлаждении и изоляции, за счёт образования пара, от атмосферного кислорода поверхности на месте возгорания, вследствие чего процесс горения прекращается. Тушение, в этом случае, происходит по поверхности защищаемого помещения. К физическим ограничениям, которые накладывает вода в качестве огнетушащего вещества, можно отнести следующие: невозможность использования такой установки при низких (ниже нуля) температурах, а также для тушения электроустановок.

Системы водяного пожаротушения, так же как и газового, могут подавать огнетушащее вещество локально к месту возгорания (спринклерная секция), или производить тушение общей площади защищаемого пространства (дренчерная секция).

Спринклеры вскрываются локально, при срабатывании температурного замка, над местом возможного возгорания. Дренчерные секции состоят из набора открытых оросителей. Подача огнетушащего вещества в них осуществляется при открытии общего электромагнитного клапана, управляемого приёмно-контрольным прибором системы пожарной сигнализации. В шлейфы такого приёмно-контрольного прибора подключаются пожарные извещатели, при срабатывании которых формируется команда управления клапаном.

Одним из перспективных направлений водяного пожаротушения являются установки тушения тонкораспылённой водой. Установки пожаротушения тонкораспылённой водой объединили в себе достоинства газового и водяного пожаротушения одновременно. К основным достоинствам можно отнести малый расход огнетушащего вещества, менее существенные затраты (поскольку вода достаточно дешевле газа), отсутствие вреда здоровью людей.Помимо ограничений, связанных с электропроводностью и замерзанием воды при отрицательных температурах, к недостаткам систем водяного пожаротушения можно отнести потенциально высокий ущерб материальным ценностям и высокие трудозатраты при ликвидации последствий срабатывания установки.На рисунке ниже представлена система водяного пожаротушения, реализованная на базе прибора «Поток-3Н».

Главным узлом системы автоматического водяного пожаротушения является насосная станция. Внутри станции устанавливается необходимая запорная арматура (электрозадвижка), насосы (основной пожарный, резервный, насос компенсации утечек), шкафы управления насосами и приводами, дополнительное оборудование. Прибор «Поток-3Н» имеет набор входов (контролируемых цепей), которые предназначены для подключения датчиков (электро-контактных манометров, датчиков потока), сигнальных цепей электрозадвижек и пусковых устройств. Прибор позволяет осуществлять запуск системы водяного пожаротушения по нескольким условиям: падение давления воды в системе, сработка кнопки запуска, дистанционные команды управления (при работе в составе системы). При возникновении одного из условий запуска, прибор подаёт сигналы управления на шкаф управления насосом – ШКП (шкаф контрольно-пусковой). В случае блокировки автоматического включения, шкаф обеспечивает возможность местного или ручного управления агрегатами. Так же ШКП позволяет отключать все виды управления. К прибору «Поток-3Н» возможно подключить до 20 дополнительных абонентов (приборов «С2000-4») по внутреннему RS-485 (2) интерфейсу, которые можно использовать для управления дополнительным технологическим оборудованием.

Рассмотренная система водяного пожаротушения может применяться как в жилых, так и в нежилых помещениях. Спринклерные секции могут применяться для защиты открытых помещений (автостоянки, торговые комплексы), в местах, где не имеется возможности установить дымовые пожарные извещатели (высокая запылённость) или нецелесообразно применять тушение по всей площади (из-за её величины). Дренчерные секции или завесы могут применяться для защиты относительно небольших площадей, или помещений, где огонь может распространяться скоротечно.

5Система водяного пожаротушения

6Централизованные системы управления пожаротушением

Зачастую на объекте присутствует не одна, а несколько зон пожаротушения. Причём в каждой зоне могут использоваться различные установки пожаротушения. Когда необходимо объединить несколько таких направлений и вывести функцию контроля и управления оборудованием на пост охраны, можно использовать пульт контроля и управления «С2000М», а также блоки индикации и управления пожаротушением. Блок «С2000-ПТ» используется для совместной работы с «С2000-АСПТ» и может осуществлять управление и отображать до 10 направление пожаротушения. Блок «Поток-БКИ» предназначен для совместной работы с «Поток-3Н», позволяет отобразить состояние насосной станции, четырех насосов и управлять системой пожаротушения. На объекте может быть установлено несколько блоков «Поток-БКИ», например, один в насосной и один в диспетчерской.

Рассмотрим несколько примеров централизованных систем.

Централизованная система автоматического пожаротушения с модульными установками

Система строится следующим образом. Приборы пожаротушения, отвечающие за защиту каждого направления, объединяются интерфейсом RS-485 с приборами, размещёнными на посту охраны (пульт, блок индикации). Каждому направлению пожаротушения в базе данных пульта «С2000М» ставится в соответствие один раздел, текущая информация о каждом разделе транслируется пультом блоку «С2000-ПТ» и отображается на индикаторах блока. При необходимости нажатием кнопок «Тушение» и «Автоматика» блока можно запустить команды на включение/выключение режима автоматического запуска или запуск/сброс пожаротушения по каждому из направлений. Стоит иметь в виду, что все команды по дистанционному управлению аппаратурой пожаротушения формируются только пультом «С2000М», а блок «С2000-ПТ» является все лишь инструментом, позволяющим их инициировать.

При необходимости, на посту охраны можно реализовать обобщённое оповещение о пожаре и сигнализацию о режиме состояния автоматического запуска. Для этого каждому разделу (направлению пожаротушения) можно назначить управление одним (или несколькими) выходами блока «С2000-КПБ», в соответствии с имеющимися тактиками управления. Стоит отметить, что такое построение системы предполагает два уровня управления. Первый уровень - управление установками автоматического пожаротушения по месту возгорания обеспечивает прибор «С2000-АСПТ», второй уровень - дистанционный контроль и управление каждым направлением обеспечивает пульт «C2000М». При такой конфигурации системы, даже если в ходе пожара возникнет неисправность линии интерфейса, весь набор необходимых мер по тушению пожара будет выполнен , без участия сетевого контроллера.

Централизованная система автоматического пожаротушения с газовой батареей

Пример построения более сложной системы пожаротушения, с основной и резервной газовыми батареями, показан на рисунке ниже. Разводка трубопровода, подающего огнетушащее вещество от газовой батареи по направлениям пожаротушения, предполагает наличие запорного клапана на отводе в каждое направление. Там же устанавливается сигнализатор давления (СДУ), он же датчик выхода огнетушащего вещества. Система строится аналогично предыдущей, однако в данном случае функции управления пожарной автоматикой делятся между прибором «С2000-АСПТ» и пультом «С2000М». Работает система следующим образом: при возникновении условий, разрешающих включение установки газового пожаротушения, прибор «С2000-АСПТ» формирует сообщение «запуск» и открывает запорный клапан, включенный в его пусковую цепь. Пульт «С2000М», получив сообщение о запуске по определенному направлению, включает выходы блока «С2000-КПБ», которые открывают заданное количество баллонов в установке. Огнетушащий газ поступает в общий трубопровод и выходит через открытый клапан в горящее помещение. Как только давление газа на вводе трубопровода в помещение достигнет заданной величины, сработает сигнализатор давления, прибор «С2000-АСПТ» отправит пульту «С2000М» сообщение о тушении по данному направлению, а на блоке «С2000-ПТ» включится индикатор «Тушение».

Если прибор «С2000-АСПТ» не зафиксировал срабатывание сигнализатора давления в течение заданного времени после открытия запорного клапана, пульт «С2000М» получит сообщение «Неудачный запуск» по данному направлению. Получив такое сообщение, пульт включит выходы блока «С2000-КПБ», отвечающие за открытие баллонов резервной газовой батареи. Таким образом, будет реализована функция управления резервированной центральной установкой газового пожаротушения. У прибора «С2000-КПБ» имеется возможность контроля шлейфов массы и давления огнетушащего вещества (контроль пуска). Стоит обратить внимание на то, что при обычно основная и газовая батареи, использующиеся в системе, одного типа. Поэтому контролируется либо масса огнетушащего вещества, либо давление.

Централизованная система водяного пожаротушения

Логика работы системы такова. Приёмно-контрольные приборы объединены общим информационным RS-485 интерфейсом с прибором «Поток-3Н». Также на посту охраны размещён блок индикации «Поток-БКИ» для визуального отображения состояния насосной станции и пожарных разделов. В конфигурации пульта «С2000М» созданы специальные сценарии управления, позволяющие выполнить запуск тушения при обнаружения пожара приёмно-контрольными приборами.Также в некоторых случаях требуется осуществлять запуск автоматической установки пожаротушения от адресно-аналоговых извещателей. Например, если на объекте уже смонтирована автоматическая пожарная сигнализация, то устанавливать дополнительно извещатели, которые будут контролироваться установкой пожаротушения, нет смысла. В таких случаях приборы, к которым подключены извещатели АПС, приборы управления тушением и, при необходимости, вспомогательные приборы,объединяются RS-485 интерфейсом под управлением пульта «С2000М». В пульте «С2000М» формируются разделы, куда добавляются извещатели АПС, а также создаются специальные сценарии управления. Каждому направлению тушения ставится в соответствие сработка соответствующего раздела. Пример такой схемы приведён ниже.

Система тушения с использованием адресно-аналоговой пожарной сигнализации