Автоматические системы пожаротушения

Автоматические системы пожаротушения служат для быстрого реагирования на признаки возгорания и предотвращения пожара. Их можно сравнить с пожарной командой, постоянно находящейся на объекте.

Автоматические системы пожаротушения могут быть установлены практически в любом помещении. Наиболее актуальными местами размещения подобных систем являются большие стоянки закрытого типа, серверные комнаты, производственные помещения, где существует возможность возгорания в ходе процесса производства, архивы документов и т. д.

Целью применения автоматических установок пожаротушения является локализация и тушение очагов возгорания, сохранение жизней людей и животных, а также недвижимого и движимого имущества. Использование подобных средств является наиболее эффективным методом борьбы с пожарами. В отличие от ручных средств пожаротушения и систем сигнализации, они создают все необходимые условия для результативной и оперативной локализации пожаров с минимальным риском для здоровья и жизни.

Необходимо помнить, что при монтаже автоматических систем пожаротушения, их наладке и сервисном обслу­живании нужно строго соблюдать ряд правил и требований действующих нормативных документов. Чтобы быть уверенным в надежности системы все работы должны производиться квалифицированными специалистами организации, которая предоставит гарантию на спроектированную и поставленную систему пожаротушения.

1Классификация автоматических систем пожаротушения.

Обычно системы автоматического тушения классифицируют по применяемому огнетушащему веществу. По этому основанию выделяют следующие типы установок:

  • водяные;
  • порошковые;
  • газовые;
  • пенные;
  • аэрозольные.

Рассмотрим основные виды систем автоматического пожаротушения более подробно:
1. Водяные установки.
Водяные установки бывают спринклерные и дренчерные. Спринклерные установки предназначены для локального тушения очагов пожара в быстровозгораемых помещениях, например, деревянных, а дренчерные — для тушения пожара сразу на всей территории объекта.

В спринклерных системах тушения ороситель (спринклер) монтируется в трубопровод, заполненный водой, специальной пеной (если в помещении температура выше 5°С) или воздухом (если в помещении температура ниже 5°С). При этом огнетушащее вещество постоянно находится под давлением. Существуют комбинированные спринклерные системы, в которых подводящий трубопровод заполнен водой, а питающий и распределительный — могут заполняться воздухом или водой в зависимости от сезона. Ороситель закрыт тепловым замком, который представляет собой специальную колбу, рассчитанную на разгерметизацию при достижении определенной температуры окружающей среды.

После разгерметизации спринклера давление в трубопроводе становится меньше, благодаря чему открывается специальный клапан в узле управления. После этого вода устремляется к детектору, который фиксирует срабатывание и подает командный сигнал на включение насоса. Спринклерные системы пожаротушения служат для локального обнаружения и ликвидации очагов возгораний со срабатыванием противопожарной сигнализации, специальных систем оповещения, защиты от дыма, управления эвакуацией и предоставлением информации о местах возгорания. Срок эксплуатации не сработавших оросителей составляет десять лет, сработавшие или поврежденные спринклеры подлежат полной замене. Во время проектирования трубопроводной сети ее делят на секции. Каждая из таких секций может обслуживать одно или сразу несколько помещений, а также может иметь отдельный узел управления противопожарной системой. За рабочее давление в трубопроводе отвечает автоматический насос.

Дренчерные автоматические системы пожаротушения (дренчерные завесы) отличаются от спринклерных тем, что в них отсутствуют тепловые замки. Также они отличаются большим расходом воды и возможностью одновременного срабатывания всех оросителей. Сопла оросителей бывают различных видов: струйными с высоким давлением, двухфазными газодинамическими, с распылением жидкости с помощью ударения с дефлекторами или путем взаимодействия струй. При проектировании дренчерных завес учитываются: тип дренчера, предполагаемый напор, расстояние между оросителями и их количество, мощность насосов, диаметр трубопровода, объем резервуаров с жидкостью, высота установки дренчеров. Дренчерные завесы решают следующие задачи:

  • локализация пожара;
  • разбиение площадей на контролируемые секторы и недопущение распространения возгораний, а также вредных продуктов горения за пределы сектора;
  • охлаждение технологического оборудования до приемлемых температур.

В последнее время широкое применение получили автоматические системы пожаротушения, использующие тонкораспыленную воду. Размер капель после распыления может достигать 150 микрон. Преимущество такой технологии состоит в более эффективном расходовании воды. В случае тушения возгораний при помощи обычных установок только третья часть от общего объема воды используется для ликвидации огня. Технология тушения мелкодисперсной водой создает водяной туман, устраняющий возгорание. Такая технология позволяет ликвидировать пожары с высокой степенью эффективности при рациональном расходе воды.

2. Порошковые установки.
Принцип действия таких устройств основан на тушении возгорания при помощи подачи в очаги пожара мелкодисперсного порошкового состава. Согласно действующим нормам пожарной безопасности, все общественные и административные здания, технологические помещения и электроустановки, а также складские и производственные помещения должны быть оборудованы автоматическими порошковыми установками.
3. Газовые установки.
Предназначение газовых установок пожаротушения состоит в обнаружении очагов возгорания и подачи особого огнетушащего газа. В них применяются действующие составы в виде сжиженных или сжатых газов.

К сжатым огнетушащим смесям относят, к примеру, Аргонит и Инерген. В основу всех составов входят природные газы, которые уже присутствуют в воздухе, например, азот, диоксид углерода, гелий, аргон, поэтому их использование не причиняет вреда атмосфере. Способ тушения такими газовыми смесями основан на замещении кислорода. Известно, что процесс горения поддерживается только при содержании кислорода в воздухе не менее 12-15%. При выбросе сжиженных или сжатых газов количество кислорода падает ниже вышеуказанных цифр, что приводит к угасанию пламени. Необходимо учитывать, что резкое снижение уровня кислорода внутри помещения, в котором присутствуют люди, может привести к головокружению или даже обмороку, следовательно, при применении таких огнетушащих смесей обычно необходимо проведение эвакуации.

К сжиженным газам, применяемым в целях пожаротушения, относятся: углекислый газ, смеси и синтезированные газы на основе фтора, например, хладоны, FM-200, шестифтористая сера, Novec 1230. Хладоны делятся на озонобезопасные и озоноразрушающие. Одни из них могут применяться без эвакуации, а другие – только в помещениях при отсутствии людей.
Газовые установки больше всего подходят для обеспечения безопасной работы электрооборудования, находящегося под электрическим напряжением.

4. Иные виды установок.
Реже применяются пенные и аэрозольные установки пожаротушения. Пена, к примеру, довольно эффективна, но использоваться может не везде из-за содержания вредных веществ, которые обычно входят в ее состав. Тушение очагов возгораний аэрозолями имеет очень схожие черты с методом порошкового тушения, но характеризуется более мелким выбросом частиц.


2Случаи, в которых установка автоматических систем пожаротушения обязательна.

В соответствии с действующими нормами пожарной безопасности, вышеуказанными системами в обязательном порядке должны быть оснащены:
дата-центры, серверные комнаты, ЦОД – центры обработки данных, а также иные помещения, предназначенные для хранения и обработки
информации и музейных ценностей;
подземные автомобильные стоянки закрытого типа; надземные стоянки, имеющие более одного этажа;
одноэтажные здания, построенные из легких металлических конструкций с применением горючих утеплителей: общественного назначения – площадью свыше 800 м2, административно-бытового назначения – площадью свыше 1200 м2;
складские здания категории пожарной опасности «В», в которых осуществляется хранение на стеллажах высотой 5,5 метров и более, или имеющие более одного этажа;
здания по торговле легковоспламеняющимися, а также горючими жидкостями и материалами, кроме торгующих фасовками объемом до 20 литров;
здания, имеющие высоту более 30 метров (кроме производственных зданий, входящих в категории пожарной опасности «Г» и «Д», а также жилых зданий);
здания предприятий торговли (кроме тех, которые занимаются торговлей и складированием изделий, произведенных из негорючих материалов): свыше 200 м2 – в цокольном или подвальном этажах, более 3500 м2 – в наземной части здания;
все одноэтажные выставочные залы площадью свыше 1000 м2, а также выше двух этажей;
киноконцертные и концертные залы вместимостью более 800 мест;
другие здания и сооружения согласно нормам пожарной безопасности.

Достоинства и недостатки автоматического пожаротушения.

Не все вещества, используемые для пожаротушения, безопасны для человеческого организма: одни содержат в своем составе хлор и бром, которые негативно воздействуют на внутренние органы; другие резко понижают степень содержания кислорода в воздухе, что может вызвать удушье и привести к потере сознания; третьи раздражают дыхательную и зрительную системы организма.
Ликвидация пожаров при помощи воды — один из наиболее эффективных и безопасных методов для большинства всех случаев. Однако такой способ борьбы с возгораниями требует больших затрат на воду, необходимую для тушения пожара. Нужно строительство капитальных инженерных сооружений для бесперебойной подачи воды. К тому же вода при тушении может причинить серьезный материальный ущерб.

Среди преимуществ газовых установок стоит отметить следующие:
тушение пожаров с их помощью не приводит к коррозии оборудования;
последствия их применения легко ликвидируются с помощью стандартного проветривания помещения;
они не боятся повышения температуры и не замерзают.
Наряду с вышеуказанными преимуществами, недостатком некоторых газов является их довольно высокая опасность для человека. Однако в последнее время учеными разработаны совершенно безопасные газообразные вещества, к примеру, Novec 1230. Кроме безопасности для человеческого здоровья, неоспоримым преимуществом этого вещества является его безвредность для атмосферы. Novec 1230 совершенно безопасен для озонового слоя, не содержит хлора и брома, его молекулы полностью распадаются под воздействием ультрафиолетового излучения примерно за пять дней. К тому же он не опасен для любого имущества. Это вещество сертифицировано, включая соответствие правилам и нормам пожарной безопасности, санитарно-эпидемиологическим нормативам, и может применяться на всей территории России. Автоматическая система пожаротушения, использующая Novec 1230, способна быстро ликвидировать пожары различных классов сложности. Применение порошковых систем для тушения пожаров абсолютно безвредно для человеческого организма. Порошок очень удобен в использовании и стоит совсем немного. Он не наносит вреда помещению и имуществу, но имеет небольшой срок хранения.

Дренчерная система пожаротушения

Дренчер (от англ. drench – орошать) – ороситель открытого типа, монтируемый на трубопроводах систем водного и пенного пожаротушения. В зависимости от расположения он может быть горизонтальный или вертикальный. Диаметр посадочной резьбы определяется исходя из предполагаемого расхода воды.

Дренчерная система пожаротушения представляет собой автоматическую систему тушения очагов возгорания и их локализации. Её главной особенностью является отсутствие легкоплавких тепловых замков, хотя в зависимости от типа побудительной системы возможны и комбинированные варианты.

Назначение и функции.
Главное назначение дренчерной системы – борьба с очагами возгорания и препятствие распространению огня. Такие установки находят широкое применение на объектах с повышенным уровнем пожарной опасности и взрывоопасности (целлюлозное, лесоперерабатывающее производство, изготовление промышленной химии, лакокрасочных составов и проч.) и на объектах с отрицательным температурным режимом. Последнее обусловлено тем фактом, что при распределительной схеме подачи воды, она начинает поступать в водопровод только при получении соответствующего сигнала. В неактивном состоянии вода в трубопроводе отсутствует.

Основным отличием дренчерной системы является то, что она предназначена для тушения очагов возгорания на большой площади, в отличие от сприклерной системы, которая призвана главным образом локализировать источник возгорания. Срабатывание дренчерной установки происходит при подаче сигнала о возгорании, что позволяет оперативно предотвратить пожар ещё на начальной стадии. Актуальность использования данной системы на объектах повышенной пожарной опасности также продиктована её способностью создавать водные завесы. С их помощью помещение, в котором произошло возгорание, изолируется посредством завесы воды, что препятствует дальнейшему распространению огня. В зависимости от конструкции и мощности самой системы такая завеса может длительное время удерживать внутри горящего помещения не только непосредственно огонь, но различные продукты горения (дым, токсичные пары, тепловое излечение и проч.). В силу этого элементы дренчерной установки в большинстве случаев монтируются не только в самих помещениях, но и во входных и въездных проёмах.

3Конструктивные элементы дренчерной системы.

Принципиальным отличием дренечерной системы от спринклерной является наличие дренчерных оросителей, посредством которых осуществляется подача воды в помещение, где возник очаг возгорания.

Все дренчерные системы делятся на 2 основных вида:

  • системы автоматического управления;
  • системы ручного управления.
Системы автоматического управления оснащаются клапаном группового действия. Он монтируется на трубопроводе, соединенным с основными источниками водного питания, и располагается выше задвижки. Клапан соединяется непосредственно с дренчерной системой и сетью побудительных водопроводов. В зависимости от температурного режима, преобладающего на том или ином объекте, побудительные водопроводы могу заполняться водой или сжатым газом. Активизация дренчерной системы в автоматическом режиме может происходить двумя способами:
  • посредством КГД (клапанов группового действия);
  • посредством задвижек (клинкетов) и электроприводных вентилей.

Первый способ характерен для тросовой, гидравлической и пневматической установок побудительных водопроводов. Второй – для электрических систем. О том, что собой представляют указанные установки речь пойдёт несколько позже. Дренчерная установка имеет два источника водопитания: один, предназначенный для интенсивного тушения возгорания в течение первых 10 минут, второй – для последующего тушения в течение 1 часа. В зависимости от степени пожарной опасности на объекте различают 2 типа дренчерных систем:

  • заливные (взрывоопасное производство);
  • сухотрубные (невзрывоопасное производство).
Заливные системы предусматривают установку дренчеров розетками вверх, а сухотрубные – вверх или вниз. Каждый сектор или водная завеса оснащается отдельным клапаном группового действия, клинкетом или вентилем управления. По конструктивному строению дренчеры делятся на 2 вида:
  • лопаточные дренчеры используют в диафрагме (диаметр выходного отверстия составляет 12 мм);
  • розеточные дренчеры применяют для организации водной завесы (диаметр входного отверстия может быть 10 мм, 12 мм, 16 мм).
Один дренчер рассчитан на площадь в 9 м. Расстояние между самими дренчерами должно составлять 3 м., а между дренчерами и стеной – 1,5 м. При орошении вертикальных плоскостей или организации водных завес расстояние между дренчерами рассчитывается исходя из количества расхода воды 0,5 л/с:1 м. ширины поверхности или проёма.

Принцип работы дренчерной системы.

Подача воды в дренчеры пожарной системы тушения происходит из распределительного водопровода, связанного с насосной станцией. Сам распределительный водопровод производится из стальных труб (диаметр может быть различным), которые соединяются во фланцах путём сварки. При определении диаметра трубопровода оптимальным способом является взятие за основу скорость движения воды. В подводящих и питательных водопроводах она составляет не больше 3-х м/с, а в распределительных – не больше 10 м/с. Необходимость насосной станции продиктована отсутствием требуемого давления в основном водопроводе. В её конструкцию входит узел управления, сам водяной насос, контрольно-измерительное оборудование, посредством которого происходит регулировка подачи воды (манометры, датчики давления) и системы обеспечивающие электроснабжение с функцией автоматического включения резерва.

Побудительная установка, посредством которой происходит подача воды, может быть следующих видов:

  • Электрическая установка (пожарная сигнализация) активизирует подачу воды при возникновении возгорания, путём отправки сигнала на узел управления насосной станции.
  • Тросовая установка применяется в дренчерных системах, функционирование которых происходит на объектах со стабильным положительным температурным режимом круглогодично. Она представляет собой трос с легкоплавким тепловым замком, монтируемый в подпотолочном пространстве объекта. Этот трос соединяется с клапаном, который находится на водонаполненном побудительном водопроводе. Под воздействием высоких температур тепловой замок плавится, а трос рвётся, открывая клапан водопровода. В результате из последнего вода направляется к узлу управления наносной станцией, что приводит в действие насосы или электрическую задвижку. Таким образом, посредством распределительного водопровода вода начинает поступать к дренчерам. Горизонтальное расстояние между легкоплавкими замками тросовой установки на взрывоопасных объектах не должно быть больше 2,5 м, а на невзрывоопасных – не более 3-х м.
  • Гидравлическая установка предусматривает размещение на побудительном водопроводе оросителя с тепловым замком, иными словами сплинкер. Под воздействием высоких температур замок открывается, что провоцирует падение давления в побудительном водопроводе. Узел управление на подобное падение реагирует как на сигнал о возникновении очага возгорания и активизирует подачу воды в распределительный водопровод. Использование такой установки возможно аналогично тросовой только на объектах со стабильным круглогодичным положительным температурным режимом. Гидравлический расчёт производится на основе условия параллельного действия всех дренчеров расчётного сектора или водной завесы при функционировании, как от автоматического источника водного питания, так и от основного.
  • Пневматическая установка функционирует таким же образом, что и гидравлическая. Принципиальным отличием является использование в качестве рабочего вещества в побудительном трубопроводе сжатого газа. В виду последнего применение такой установки возможно на объектах с отрицательным температурным режимом. Все побудительные элементы (спринклеры, электродатчики и проч.) должны устанавливаться на расстоянии от перекрытия не превышающем 0,4 м. Элементы запорной арматуры, а равно и фланцевых соединений не допускается размещать на питательных и распределительных трубопроводах. Расход воды, предусмотренный на осуществление мер пожарной безопасности, производится по специально установленным нормам. На 1 кв. м площади пола объекта предполагается использование 0,1 л/с воды. Для объектов, где главным горючим материалом являются резиносодержащие и каучуковые материалы (киноплёнка, целлулоид и др.) данный показатель увеличен: на 1 кв. м предусмотрено использование 0,3 л/с воды.