Вода для автоматической системы пожаротушения

Автоматические системы водяного пожаротушения. Ответы на вопросы

Л. М. Мешман, канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник ФГБУ ВНИИПО МЧС России

В данном материале приведены ответы на вопросы проектировщиков, связанные с особенностью проектирования и эффективностью функционирования автоматических систем пожаротушения.

Подскажите, пожалуйста, в случае, когда делается гидравлический расчет АУП, совмещенной с внутренним противопожарным водопроводом (ВПВ), нужно ли в точке подсоединения кранов прибавлять дополнительно давление, необходимое у пожарного крана? К примеру, в точке N давление 0,26 МПа, к ней подключается спаренный ПК (по табл. 3 СП 10.13130.2009 Р = 0,1 МПа), надо ли суммировать: 0,26 + 2 × 0,1 = 0,46?

При гидравлическом расчете АУП, совмещенной с внутренним противопожарным водопроводом (ВПВ), в обязательном порядке необходимо учитывать расход пожарных кранов (ПК).

Как правило, проектировщики определяют общий расход по формуле:

Например, расчетный расход Q_АУП составляет 10 л/с, а при табличном значении количества пожарных кранов для расчета расхода воды – 2 шт. С расходом каждого пожарного ствола 2,5 л/с расход ВПВ принимают 5 л/с. Отсюда Q_общ принимается равным 15 л/с, что совершенно неправильно.

Какие ошибки здесь допущены? Как должен учитываться расход ПК и правильно рассчитываться Q_общ?

Недопустимо определять расход ВПВ как Q_ВПВ = 2,5 × 2 = 5 л/с. Расчет общего расхода ВПВ, не совмещенного с АУП, начинается с определения расхода диктующего прожарного крана в зависимости от высоты помещения, диаметра пожарного запорного клапана пожарного крана (а следовательно, и диаметра пожарного рукава), длины пожарного рукава и диаметра выходного отверстия ручного пожарного ствола (см., например, табл. 3 СП 10.13130.2009).

При ВПВ, совмещенном с АУП, целесообразно найти точку на питающем трубопроводе с давлением близким, но не менее давления, которое требуется, чтобы обеспечить данный расход при выбранных выходном диаметре пожарного ствола, номинальном диаметре пожарного запорного клапана ПК и длине пожарного рукава (подсоединение ПК к распределительному трубопроводу не допускается вследствие того, что его диаметр, как правило, менее DN 50).

Если точка соединения трубопровода пожарного крана выбирается произвольно (в зависимости от геометрического места расположения пожарного крана в помещении), то с учетом требуемого расхода воды для ПК, который можно принять по табл. 3 СП 10.13130.2009, уточняется давление в точке соединения трубопровода ПК к питающему трубопроводу АУП (с учетом потерь давления по длине трубопровода, местных потерь и пьезометрической разницы высот между питающим трубопроводом АУП и ПК). Давление в этой точке, рассчитанное по гидравлической схеме АУП, должно быть не менее, чем давление в этой точке, рассчитанное для ПК, причем с учетом этой разницы в давлениях корректируется расход ПК и, соответственно, общий расход в этой точке.

Если давление в точке соединения трубопровода пожарного крана к питающему трубопроводу АУП, рассчитанное по расходу ПК, больше, чем рассчитанное по гидравлической схеме АУП, то должно быть скорректировано давление диктующего оросителя (в сторону увеличения), чтобы в точке соединения трубопроводов наблюдалось примерное равенство расчетных давлений.

Аналогичным образом определяется точка соединения к питающему трубопроводу АУП трубопровода второго ПК, и определяется суммарный расход Q_общ.

Таким образом, в точке соединения питающего трубопровода АУП с трубопроводом ПК складываются не давления, а расход АУП и расход ПК.

Максимальный радиус действия спринклерного оросителя примерно 2 м (площадь 12 м 2 ). Максимальное расстояние между спринклерными оросителями 4 м. Между кругами орошения образуются области с непонятной интенсивностью орошения. Как определить, обеспечивается ли в этих областях хотя бы 50 %-ная интенсивность (по НПБ 87–2000). Или нужно сокращать расстояние до 2,8 м между оросителями, чтобы этих областей не было?

Согласно ГОСТ Р 51043.2002 (вступивший в действие взамен НПБ 87–2000) круговая площадь орошения должна быть не меньше 12 м 2 (радиус ≈ 2 м), и интенсивность орошения должна соответствовать нормативной в зависимости от группы помещений по СП5.13130.2009. Но, естественно, что орошение не ограничивается орошением толькоплощади в пределах S₁₂ = 12 м 2 . Истинная площадь орошения составляет S ≈ (1,3–1,7) S₁₂, т. е. существенно превышает нормативное значение защищаемой площади.

В зависимости от типа оросителя интенсивность орошения на этой дополнительной площади от каждого оросителя составляет (0,2–0,7) I (от нормативного значения интенсивности орошения I). Поэтому в центральной зоне между четырьмя оросителями, как правило, интенсивность орошения превышает 50 % от нормативного значения, а иногда может быть и выше этого значения (подробную информацию можно получить из учебно-методического пособия (Мешман Л. И. и др. Автоматические водяные и пенные установки пожаротушения. Проектирование. М.: ВНИИПО, 2009. – 572 с.) или из учебно-методического пособия (Мешман Л. М. и др. Оросители водяных и пенных автоматических установок пожаротушения. М.: ВНИИПО, 2002. – 315 с.).

Поэтому при расстоянии между оросителями 4 м, площадь, защищаемая каждым оросителем, условно принимается S = 16 м 2 . Например, если расчетная площадь АУП для 1-й группы помещений – 60 м 2 , то минимальное расчетное количество оросителей составит 4 шт. (60 м 2 : 16 м 2 ≈ 4 шт.); соответственно, для 2-й группы помещений – 8 шт. (120 м 2 : 16 м 2 ≈ 8 шт.).

Распределительный трубопровод установки пожаротушения проложен с уклоном 0,005 под плоским перекрытием. Согласно СП5.13130.2009 от колбы оросителя до перекрытия 0,08–0,30 м и, таким образом, независимо от уклона основной магистрали все оросители должны быть расположены в этом интервале. Значит, для установки первого оросителя нужна врезка длиной 100 мм, а для последнего – 600 мм, чтобы они были в линию?

Уклон трубопроводов АУП предусматривается для обеспечения в случае необходимости эвакуации из них воды. Расстояние от центра колбы оросителя до плоскости перекрытия должно быть в пределах от 0,08 до 0,30 м. В исключительных случаях допускается увеличить это расстояние до 0,40 м. Если при уклоне и определенной длине трубопровода расстояние от центра колбы оросителя до плоскости перекрытия превысит 0,40 м, то необходимо в этом месте (в нижней точке) оборудовать дренажный кран для слива воды и поднять трубу вверх таким образом, чтобы расстояние от центра видимой части колбы до перекрытия составило не менее 0,08 м, а далее этот новый участок трубы должен быть проложен с требуемым уклоном.

По желанию заказчика распределительная сеть спринклерной установки на базе системы двойной активации в помещениях кроссовых и серверных не должна быть заполнена водой. Помещения находятся в действующем бизнес-центре и занимают четыре этажа. На каждом этаже ориентировочно по два помещения такого назначения. Вода будет направлена в систему только при условии одновременного срабатывания дымового пожарного извещателя и спринклерного оросителя. Срабатывание только одного оборудования без одновременного срабатывания другого не позволит воде попасть внутрь трубопроводной сети АУП кроссовых и серверных. Возможно ли предусмотреть подобную схему?

Предложенные установки рассмотренны в п. 5.6 СП 5.13130.2009.

В зависимости от требований к быстродействию и исключению ложных срабатываний используют следующие виды спринклерно-дренчерных АУП-СД:

• водозаполненные АУП-СВД;
• воздушные АУП-СВзД.

Выбор вида спринклерно-дренчерных АУП-СД обусловлен минимизацией ущерба от последствий ложных или несанкционированных срабатываний АУП:

— водозаполненных АУП-СВД – для помещений, где требуется повышенное быстродействие АУП и допустимы незначительные проливы ОТВ в случае повреждения или ложного срабатывания спринклерных оросителей, – в дежурном режиме питающие и распределительные трубопроводы заполнены водой, а подача ОТВ в защищаемую зону осуществляется только при срабатывании автоматического пожарного извещателя и спринклерного оросителя, включенных по логической схеме «И»;

— воздушных АУП-СВзД (1) – для помещений с положительными и отрицательными температурами, где нежелательны проливы ОТВ в случае повреждения или ложного срабатывания спринклерных оросителей, – в дежурном режиме питающие и распределительные трубопроводы заполнены воздухом под давлением. Заполнение этих трубопроводов огнетушащим веществом происходит только при срабатывании автоматического пожарного извещателя, а подача ОТВ в защищаемую зону осуществляется только при срабатывании автоматического пожарного извещателя и спринклерного оросителя, включенных по логической схеме «И»;

— воздушных АУП-СВзД (2) – для помещений с положительными и отрицательными температурами, где требуется исключить подачу ОТВ в систему трубопроводов из-за ложных срабатываний автоматических пожарных извещателей, а также проливы ОТВ из-за повреждения или ложного срабатывания спринклерных оросителей, – в дежурном режиме питающие и распределительные трубопроводы заполнены воздухом под давлением. Заполнение этих трубопроводов огнетушащим веществом и подача ОТВ в защищаемую зону происходят только при срабатывании автоматического пожарного извещателя и спринклерного оросителя, включенных по логической схеме «И».

Следует учитывать, что для защиты кроссовых и серверных, как правило, используются газовые АУП.

Требуется запроектировать спринклерную установку пожаротушения склада 6-й группы (с высотой складирования до 11 м, высота здания 14 м), на который не распространяется п. 1.3 СП 5.13130. Анализ информации на форумах, позволяет сделать вывод, что можно использовать либо оросители повышенной производительности (ESFR/СОБР), выполняя расчет, руководствуясь их СТУ, либо оросители ТРВ. Что целесообразнее в данном случае?

Проектирование высокостеллажных складов должно осуществляться по СП 241.13130.2015, либо по ВНПБ 40–16 «Автоматические установки водяного пожаротушения «АУП-Гефест». Проектирование. СТО 420541.004», или по СТО 7.3–02–2011 «Установки водяного пожаротушения тонкораспыленной водой с применением распылителей «Бриз ® ». Руководство по проектированию».

Использование спринклерных распылителей тонкораспыленной воды по сравнению со спринклерными оросителями ESFR/СОБР позволяет резко сократить расход воды, однако АУП, оснащенные распылителями, менее эффективны при тушении пожаров в помещениях групп 6 и 7 по СП 5.13130.2009. Окончательный выбор в качестве оросителей ESFR/СОБР или распылителей тонкораспыленной воды определяется технико-экономическим обоснованием, наличием на объекте также соответствующих АУП, квалификацией обслуживающего персонала и т. п.

Имеется холодный высокостеллажный склад. Применяются оросители СОБР. Однако из-за того, что диаметры труб получаются большими, общий объем воздушной секции тоже большой – около 25 м 3 . Возможно ли запроектировать АУП со следующим алгоритмом работы: предусмотреть дренчерный узел управления. Перед узлом управления трубопроводы АУП заполнены водой, после него – воздух без давления. При срабатывании пожарных извещателей ПС узел управления открывается, вода заполняет трубопроводы. Если срабатывание не ложное – при разрушении термочувствительной колбы спринклерного оросителя начинается орошение. У такой схемы следующие преимущества:

• не нужны компрессоры (сейчас для каждой секции нужен свой компрессор, а редакция СП 5 с одним компрессором еще не принята);
• не нужны эксгаузтеры. Соответственно, уменьшается стоимость АУП, нет необходимости предусматривать автоматику для управления ими;
• требование заполнения водой трубопроводной системы за 180 с тоже упрощается. Чувствительность пожарного извещателя выше, и в момент вскрытия термочувствительной колбы трубопроводы будут заполнены полностью или частично.

В то же время в определении воздушно-дренчерных АУП по СП5 присутствует фраза «воздуховоды заполнены воздухом под давлением».

Получается, формально нельзя запроектировать систему без воздушного давления?

Требования нормативных документов не должны препятствовать техническому прогрессу. Если появляются прогрессивные проектные решения, то они могут быть согласованы для применения согласно установленным процедурам.

Использовать дренчерную АУП со спринклерными оросителями вместо воздушной спринклерной АУП вполне возможно, но при этом необходимо корректно определить все плюсы использования данного варианта. Во-первых, потребуется установка пожарной сигнализации с многочисленными пожарными извещателями, которые должны обслуживать специалисты более высокой квалификации. Во-вторых, в трубопроводной системе остается 25 м 3 воздуха. В зависимости от конфигурации распределительной сети и места расположения сработавшего спринклерного оросителя выпуск воздуха через него может произойти через значительное время (более 3 мин – все зависит от сложности распределительной сети АУП и места расположения оросителя).

Как вариант, можно предложить использование дренчерной АУП со спринклерными оросителями и небольшим избыточным давлением в питающих и распределительных трубопроводах. Преимущество по сравнению с рекомендуемой схемой – отсутствие установки пожарной сигнализации с многочисленными пожарными извещателями, недостаток – некоторое снижение быстродействия подачи воды на защищаемый объект. Однако если АУП разбить на несколько независимых секций, то можно добиться существенного быстродействия (см., например, заявку на изобретение: Мешман Л. М. и др. Способ повышения быстродействия спринклерной воздушной установки пожаротушения (варианты) и устройство для его реализации (варианты). МПК A62C 35/00, дата подачи 05.2017).

Как еще один вариант, можно предложить использование дренчерной АУП с использованием спринклерных оросителей с контролем пуска или оросителей, оснащенных устройством контроля пуска и принудительного пуска (см., например, Мешман Л. М. и др. Способ управления воздушной установкой пожаротушения и устройство для его реализации: пат. RU № 2 610 816, A62C 35/00. Опубл. 15.02.2017. Бюл. № 5).

Источник

Автоматическое водяное пожаротушение

Водяное пожаротушение на сегодняшний день остается самым популярным и востребованным способом борьбы с внезапным возгоранием. Принцип действия – снижение уровня температуры за счет значительной теплоемкости воды.

Автоматическая установка водяного пожаротушения одно из наиболее распространенных устройств, пользующееся заслуженным доверием потребителей.

Такое оборудование устанавливают в местах массового скопления людей:

1. офисы и жилые помещения;
2. учебные аудитории;
3. производственные цеха;
4. общественные приемные;
5. публичные места.

Популярность и востребованность, которой пользуются системы автоматического водяного пожаротушения основаны на низкой стоимости воды, как средства для тушения огня, и ее отличительных качествах.

Особенности воды, как средства тушения

Автоматическое водяное пожаротушение является самым распространенным средством ликвидации возгораний и отличается высокой эффективностью благодаря использованию в системе воды, которая отличается:

• доступностью;
• низкой стоимостью;
• значительной скрытой теплотой испарения;
• высокой теплоемкостью.

Не менее важным качеством воды можно назвать и химическую инертность по отношению к большей части легковоспламеняющихся материалов. Чтобы добиться повышения эффективности воды, разработаны и созданы специальные вспенивающие добавки, повышающие смачивающую способность и адгезию к объекту тушения.

Область применения

Существуют и определенные недостатки, которые не позволяют использовать водяное пожаротушение на объектах, оснащенных большим количеством электрооборудования. Это в первую очередь высокий уровень электропроводности среды и возможность порчи имущества из-за протекания. В соответствии с названными особенностями монтаж систем водяного пожаротушения возможен в таких помещениях:

1. бизнес-центры;
2. торговые залы;
3. общественные приемные;
4. спортивные комплексы;
5. склады;
6. стоянки;
7. гаражи;
8. больницы;
9. детские дошкольные учреждения;
10. учебные аудитории;
11. офисы крупных компаний.

Не используется система водяного пожаротушения при ликвидации возгорания горючих жидкостей и электрических установок. Осложняет использование оборудование невозможность применить чистую воды при отрицательных температурах окружающей среды. Но для решения этой проблемы созданы разнообразные антифризные добавки.

Преимущества таких систем

Проектирование водяного пожаротушения осуществляется с учетом особенностей помещения и материалов, которые подвержены возгоранию. Водой тушится непосредственно огонь или горящее вещество.

Популярность и востребованность автоматических систем водяного пожаротушения основано на низкой стоимости самой воды, возможности быстро и качественно осуществить сборку оборудования, а также на множестве модификаций систем и настроек.

Для повышения результативности в воду можно вводить различные добавки, позволяющие применять установку в самых сложных ситуациях.

Установки водяного пожаротушения отличаются:

• высокой экономичностью;
• удобством и простотой эксплуатации;
• доступной стоимостью;
• простотой монтажа.

Главная отличительная черта этого оборудования – универсальность. Автоматическую систему водяного пожаротушения можно использовать как в пределах отдельного помещения, так и локально во всем здании.

Виды водяного пожаротушения

Различая по типу оросителей водяное пожаротушение ГОСТ Р 50680-94 определяет установки:

Спринклерные

Эти системы отличаются наличием в конструкции замка, чувствительного к изменениям температуры окружающей среды. Этот замок установлен на технологическом отверстии, предназначенном для поступления воды, и необходим для блокировки поступления жидкости из системы, в которую она закачана предварительно и находится под довольно высоким давлением.

Главным преимуществом этого оборудования является локальное тушение. Распылитель срабатывает только в той зоне, где порог разрешенной температуры окружающей среды был сильно превышен. Чтобы избежать подтопления и порчи имущества, компании предпочитают устанавливать спринклеры воздушные.

Дренчерные

Системы предназначены для обеспечения подачи воды по всей территории помещения сразу после поступления сигнала и срабатывания датчиков. В момент поступления сигнала происходит включение насосов и в трубы системы подается вода. Такая система не принадлежит к числу полностью автоматизированных.

Включения может осуществляться после срабатывания датчиков или вручную. С помощью такого оборудование можно создать полноценную завесу, препятствующую распространению огня. Наравне с водой в такой системе в качестве огнетушащего состава может быть использована как вода, так и пена.

Организуя водяное пожаротушение, оборудование, предназначенное для монтажа системы, собирают из многочисленных комплектующих, среди которых:

1. насосы и распределительные установки;
2. оросители и резервуары;
3. распределительные трубопроводы и пульты управления;
4. гидроаккумуляторы и оповещатели;
5. дозаторы и побудительные устройства.

Установка водяного пожаротушения предусматривает сборку множества разнообразных узлов и деталей, оросители – один из самых важных компонентов системы. Тип этого устройства зависит от вида системы. Оросители могут быть спринклерными или дренчерными. Однако не менее популярны оросители, предназначенные для тонкого распыления. Они обеспечивают создание плотной водяной завесы, препятствующей распространению огня.

Как происходит проектирование?

Создавая водяное пожаротушение, нормы и правила необходимо соблюдать неукоснительно.

Все нормативная документация содержится в:

• СП 5.13130. 2009 «Системы противопожарной защиты».
• НПБ 88-01 «Установки пожаротушения и сигнализации».
• СНиП 2.04.09-84 «Пожарная автоматика зданий и сооружений».

Существует определенный алгоритм, в соответствии с которым осуществляется расчет АУП. Первым делом требуется определить какой тип смеси для тушения пламени будет использован в созданной системе. Второй этап – выбор системы пожаротушения (спринклерная или дренчерная). Строго в соответствии с существующими нормативами устанавливают интенсивность, с которой будет осуществляться подача воды и тушение.

Следующий этап – определение наиболее удаленного оросителя и в соответствии с полученными данными выбор оптимального рабочего давления в системе. Отталкиваясь от типа выбранного оросителя, выбирают диаметр и трассировку труб системы.

Выполняют гидравлический расчет и получают данные о гидравлической мощности насосов. В тот момент, когда проектируется водяное пожаротушение, смета имеет огромное значение. В ней учитывают все финансовые расходы, объем предстоящих работ, необходимое количество материалов и величина трудовых и временных затрат.

Прежде чем начнется монтаж, автоматическая установка водяного пожаротушения должна быть с особой тщательностью проверена на наличие всех узлов и деталей, соответствие параметров отдельных комплектующих. Проектирование осуществляется при наличии полных данных о ближайших источниках воды, оросителях и трубопроводах. В ходе работы над проектом необходимо:

1. Обосновать выбор типа оборудования.
2. Получить полную характеристику источника водоснабжения.
3. Уточнить размеры площади помещения и интенсивность подачи воды.
4. Рассчитать и провести анализ данных о величине объема источника воды и возможную продолжительность процесса пожаротушения.
5. Разработать точную схему установки оросителей и оповещателей.

Существуют определенные ограничения, при использовании пластиковых труб для сборки системы. В соответствии с особенностями материала, использованного для изготовления труб водопровода, в акте отражаются возможные ограничения по их эксплуатации. Только после этого можно приступать к выполнению гидравлического расчета и монтажу конструкции.

Особенности монтажа

Обеспечивая водяное пожаротушение, монтаж осуществляют в строгом порядке и в соответствии с существующими нормами и правилами. В первую очередь подготавливают площадку и заливают фундамент.

В соответствии с разметкой последовательно монтируют насосы и компрессорное оборудование:

• В первую очередь устанавливается редуктор.
• Далее выполняют центровку осей и подключают маслопроводы.
• Окончательная фиксация оборудования и монтаж трубопровода.
• Расстояние между точками фиксации труб не должно превышать 4 м.
• Установка распылителей проводится в соответствии с требованиями технической документации, созданной для устройств того или иного типа.

Завершающий этап монтажа – испытание системы на функциональность. Монтаж водяного пожаротушения осуществляется в строгом соответствии с указанными в проектировочной документации техническими характеристиками оборудования и особенностями здания.

Важны не только размеры и площадь строения. Нужно принять во внимание сведения о горючести материалов, использованных при строительстве здания.

Заключение

Выполнение всех работ стоит доверить высококвалифицированным профессионалам, которые смогут обеспечить качественное выполнение монтажа, безопасность здания и находящихся в нем людей.

Видео: Спринклерная система

Источник