СТИЛЕТ ГРУПП
Автоматические системы пожаротушения
Автоматическая система пожаротушения (АСПТ) - это комплекс технических средств, для локализации пожара за счет выпуска огнетушащего вещества. АСПТ предназначена для защиты людей и материальных ценностей путем предотвращения, ограничения развития и тушения пожара. АСПТ обеспечивает постоянный контроль температуры (наличия задымленности) в охраняемом помещении, выдачу сигнала «Тревога», включение звуковых и световых оповещателей, закрытие огнезадерживающих клапанов, включение системы дымоудаления на путях эвакуации людей, подачу огнетушащего вещества (ОТВ), оповещение о факте подачи ОТВ.
АСПТ состоят из следующих основных частей:
- технологической;
- электротехнической.
Технологическая часть АСПТ содержит сосуды с огнетушащим веществом, трубопроводы, спринклеры, дренчеры и т.д. Технологическая часть АСПТ является основой всех систем пожаротушения и предназначена для хранения и выпуска в защищаемое помещение огнетушащих составов для тушения пожаров. Количество распылителей, длины и сечение трубопроводов, требуемое количество огнетушащего вещества определяются специальными расчётами, выполняемые согласно требованиями государственных норм. В качестве огнетушащего вещества в установках пожаротушения используются инертные газы, хладон, углекислый газ, вода, пена низкой, средней, высокой кратности, огнетушащие порошки и аэрозоли.
Электротехническая часть АСПТ состоит из приборов, совмещающих функции прибора приемно-контрольного пожарного (ППКП) и прибора управления пожарного. ППКП предназначен, для приема информации от пожарных извещателей, датчиков ручного пуска, датчиков блокировки пуска, преобразования и оценки этой информации, формирования сигналов оповещения при возникновении пожара или неисправности, дальнейшей передачи сигналов и выдачи команд на другие устройства, а также управления установками порошкового, аэрозольного, газового пожаротушения и системами дымоудаления.
АСПТ подразделяются по используемому огнетушащему веществу:
- газовое пожаротушение (СО2, аргон, азот, хладоны);
- порошковое пожаротушение (порошки специального химического состава);
- аэрозольные системы пожаротушения (подобны порошкам, но частицы на порядок меньше по размерам);
- водяное пожаротушение (вода);
- пенное пожаротушение и водо-пенное пожаротушение (вода с пенообразователями);
- системы тонкораспыленной воды (ТРВ).
АСПТ проектируются индивидуально для каждого объекта. Для того, что бы помочь разобраться при выборе АСПТ с учетом достоинств и недостатков, а также ограничения применения установок пожаротушения, предлагается краткий обзор по каждому из типов АСПТ.
Газовое пожаротушение
Принцип работы систем газового пожаротушения заключается в снижении уровня концентрации кислорода за счет вытеснения его негорючим газом в месте возгорания. Пуск установок газового пожаротушения осуществляется электрическим, пневматическим, пневмоэлектрическим, механическим (тросовым) или электромеханическим способами.
По типу применяемого оборудования различают установки с централизованным и децентрализованным хранением огнетушащего вещества.
В емкостях установок газового пожаротушения с централизованным хранением основного объема ОТВ должен быть предусмотрен 100% резервный запас ОТВ. В установках газового пожаротушения с децентрализованным хранением ОТВ следует, как правило, использовать емкости одинаковой вместимости.
По методу тушения системы газового пожаротушения подразделяются на установки: объемного пожаротушения; локального пожаротушения по объему и локального пожаротушения по площади.
При объемном пожаротушении ОТВ подается в помещение с помощью распылителей. Количество распылителей на одной ветви, как правило, не должно превышать шести. Установки объемного пожаротушения допускается применять для защиты помещений, имеющих площадь постоянно открытых проемов не более 10% от суммарной площади ограждающих строительных конструкций. Автоматические установки объемного пожаротушения для защиты помещений, в которых могут находиться люди, должны иметь устройства отключения автоматического пуска.
В установках объемного пожаротушения применяются следующие ОТВ:
1. сжиженные газы:
- двуокись углерода (СО2);
- хладон 114В2 (тетрафтордибромэтан C2F4Br2);
- хладон 125 (С2F5Н);
- хладон 227еа (С3F7Н).
2. сжатые газы
- азот (N2);
- инерген:
азот – 52%;
аргон – 40%;
двуокись углерода – 8%.
Для тушения возгораний отдельно стоящих станков, агрегатов или другого оборудования, а также в тех случаях, когда применение установок объемного пожаротушения технически невозможно или экономически нецелесообразно применяются установки локального пожаротушения. В качестве ОТВ применяются двуокись углерода, хладон 114В2.
Преимуществом использования установок газового пожаротушения является то, что они способны потушить пожар в любой точке объема защищаемого помещения, при этом тушение очага загорания не наносит ущерб помещению, находящемуся в нём оборудованию и материальным ценностям. Применяемые при тушении пожара газы являются экологически чистыми и не наносят вреда окружающей среде. Газ не электропроводен, а значит, может использоваться для тушения высоковольтного оборудования, находящегося под напряжением. Газовое пожаротушение, в отличие от водяного, пенного, аэрозольного и порошкового, не вызывает коррозии защищаемого оборудования, а последствия его применения легко устранимы путем простого проветривания. В отличие от остальных систем, установки газового пожаротушения не замерзают и не боятся жары. Они работают в интервале температур от -40 до +50°C.
Несмотря на высокую эффективность, установки газового пожаротушения имеют ограниченную область применения. Прежде всего, это связано с относительно высокой ценой установок по сравнению с альтернативными технологиями. Кроме того, для эффективного тушения пожара газовыми ОТВ требуется помещение с достаточно высоким параметром герметичности, что не всегда возможно. Тушение пожара с помощью газовых ОТВ в некоторых помещениях нежелательно из-за того, что концентрация кислорода в нем может понизиться до недопустимого для дыхания уровня. Хотя в большинстве случаев это не представляет проблемы, ввиду того, что тушение происходит всего за несколько секунд и сразу после ликвидации очага пожара происходит вентилирование помещение с подачей в него воздуха извне. Не рекомендуется также использовать установки автоматического газового пожаротушения в случаях возможного горения без доступа кислорода, сопровождающихся тлением, например, на складах хранения древесины, хлопка и травяной муки.
Порошковое пожаротушение
Принцип действия порошкового пожаротушения заключается в подаче в зону горения мелкодисперсного порошкового состава. Пуск установок порошкового пожаротушения осуществляется электрическим, пневматическим, гидравлическим, механическим или комбинированным способами. В качестве рабочего газа используются сжатый воздух, азот газообразный, двуокись углерода.
Системы порошкового пожаротушения по способу тушения подразделяются на установки:
- пожаротушения объемным способом;
- пожаротушения поверхностным способом;
- локального пожаротушения объемным способом;
- локального пожаротушения поверхностным способом.
Установки пожаротушения объемным способом предназначены для создания среды, не поддерживающей горение во всем объеме защищаемого помещения. Могут применяться только для защиты объектов, представляющих собой замкнутое пространство, причем степень негерметичности защищаемого помещения перед срабатыванием установки не должна превышать 15%. При этом, если степень негерметичности помещения больше чем 1%, должно предусматриваться дополнительное количество ОТВ, рассчитываемое по дополнительной методике. Двери в помещения, подлежащие противопожарной защите, должны быть самозакрывающимися. Вентиляция в этих помещениях должна отключаться до начала истекания ОТВ при срабатывании установки.
По конструктивному исполнению установки пожаротушения объемным способом являются, как правило, установками с распределительной сетью трубопроводов, на которых устанавливаются распылители, или установками на основе модулей порошкового пожаротушения с запорно-распылительными устройствами, установленными непосредственно на резервуарах. Конструкция распределительной сети должна обеспечивать равномерное распределение подаваемого ОТВ между распылителями, которые в ней установлены.
Установки локального пожаротушения применяются в тех случаях, когда технически невозможно или экономически нецелесообразно применять установки пожаротушения объемным способом. Установки локального пожаротушения объемным способом, как правило, следует применять при расчетном локальном защищаемом объеме менее 200м3 и высоте защищаемого технологического оборудования менее 3м. Для защиты помещений объемом более 1000м3, как правило, применяются установки пожаротушения поверхностным способом, локального пожаротушения объемным или поверхностным способами.
Основным преимуществам установок порошкового пожаротушения является возможность работы, как в автоматическом, так и автономном режимах; широкий диапазон рабочих температур; простота в инсталляции. Их применение рекомендуется в необслуживаемых или мало обслуживаемых помещениях, где располагается энергетическое оборудования (трансформаторные подстанции, электрощитовые), гаражах, складах.
Порошок, при попадании в большом количестве в дыхательные пути, может вызвать удушье, а при срабатывании модулей не исключена полная потеря видимости. Это накладывает ограничения на объекты применения этих систем и предъявляет повышенные требования к их надежности и защите от ложного срабатывания. При долгом нахождении внутри модулей, мелкий порошок имеет свойство слеживаться, поэтому срок хранения модулей ограничен. Также вызывает некоторые затруднения удаление мелкодисперсного порошка после срабатывания установки.
Аэрозольное пожаротушение
Аэрозольный способ тушения объединяет в себе элементы способов тушения пожаров огнетушащими порошками и инертными газами. Принцип работы систем аэрозольного пожаротушения заключается в формировании аэрозоля, основанный на процессе сжигания некоторых твердых химических составов, в результате чего образуется струя горячей смеси газов и твердых микрочастиц, которые, заполняя объем, гасят пламя. Высокотемпературная струя выделяемого вещества представляет известную опасность для людей и предметов, находящихся в непосредственной близости от установки. Именно поэтому одним из основных показателей качества установки является низкая температура струи. При этом он свободен от их главных недостатков: слеживаемости порошков; возможной утечки газов, наличия громоздких сосудов и трубопроводов. В качестве огнетушащего вещества используют тонкодисперсный порошок, который образуется в результате горения аэрозолеобразующего состава.
Установки аэрозольного пожаротушения применяются для ликвидации пожаров подкласса А2 (горение твердых веществ, которое не сопровождается тлением), класса В (горение жидких веществ) и локализации пожара подкласса А1. Использование для защиты кабельных сооружений (полуэтажи, коллекторы, шахты и т.п.) допускается при отсутствии в электросети защищаемого сооружения устройств автоматического повторного включения или его блокировки системой пожаротушения.
Установки аэрозольного пожаротушения не обеспечивают полного прекращения горения и, как правило, не применяются для тушения: волокнистых, сыпучих, пористых и других горючих материалов, способных к самовозгоранию и/или внутреннему тлению (шерсть, травяная мука и т.п.); щелочных и щелочно-земельных металлов; химических веществ и их соединений, полимерных металлов, которые способны тлеть и гореть без доступа кислорода; оборудования и трубопроводов с горючими жидкостями и газами, которые находятся под давлением (если отсутствует автоматическая блокировка подачи жидкостей и газов в оборудование либо трубопроводы); гидратов металлов и пирофорных веществ; порошков металлов и химически активных металлов (магний, титан, цирконий и т.п.).
Из-за повышения температуры, давления газовой среды и резкого уменьшения видимости люди должны заблаговременно, еще до включения генератора аэрозоля, покинуть помещение. Впрочем, сам по себе аэрозоль вредного воздействия на кожу человека и его одежду не оказывает, а его огнетушащая способность велика.
В то же время аэрозоли имеют ряд неоспоримых преимуществ:
- отсутствие токсичных и экологически опасных продуктов выделения, которые образуются при применении химически активных галоидоуглеводородов;
- высокая проникающая способность аэрозоля и отсутствие быстрого оседания взвеси в сравнении с обычным порошком, низкая стоимость генераторов огнетушащего аэрозоля.
Водяное пожаротушение
Установки водяного пожаротушения применяются для ликвидации пожаров поверхностным способом на различных объектах и представляют собой универсальное средство тушения для мест постоянного пребывания людей. Установки водяного пожаротушения подразделятся на спринклерные и дренчерные.
Спринклерные установки предназначены для локального тушения пожаров.
В зависимости от температуры воздуха в помещениях спринклерные установки подразделяются на водонаполненные и воздушные. Водонаполненные используются в помещениях с минимальной температурой воздуха 5°С и выше. Воздушные установки используются в неотапливаемых помещениях зданий с минимальной температурой воздуха ниже 5°С.
Спринклер – оросительная насадка, устанавливаемая на трубопроводах установок водяного пожаротушения. Снабжена тепловым замком-клапаном, закрытым легкоплавким припоем. При повышении температуры выше пороговой легкоплавкие замки расплавляются, открывая отверстие в диафрагме, тем самым обеспечивая подачу огнетушащего состава на очаг загорания. При загорании спринклерные установки пожаротушения приступают к тушению в той зоне, где температура окружающей среды равна температуре расплавления легкоплавкого замка спринклера. Площадь поверхности, орошаемая одним спринклером составляет 9-12м2.
Спринклерные установки следует проектировать для помещений высотой не более 20м. В складских помещениях со стационарными стеллажами с высотой складирования продукции от 5,5 до 25м следует предусматривать установку спринклерных оросителей в зоне высокостеллажного хранения продукции под перекрытием (покрытием), под экранами во внутристеллажном пространстве, а также под перекрытием (покрытием) в зонах приемки, упаковки и отправки продукции. Допускается скрытая установка оросителей или в углублении подвесного потолка. Для подачи воды или воды со смачивателем следует применять оросители спринклерные с вогнутой розеткой (установка розеткой вверх), с плоской розеткой (установка розеткой вниз) и настенные оросители. В местах, где имеется опасность механического повреждения, спринклерные оросители должны быть защищены.
Дренчерные установки предназначены для тушения пожаров по всей расчетной площади, а также для создания «водяных завес», позволяющие отсечь очаг пожара от остальных помещений.
Дренчер – оросительная насадка открытого типа, устанавливаемая на трубопроводах установок водяного пожаротушения. В отличие от спринклерной установки дренчерная в дежурном режиме находится в сухом состоянии. Запуск может осуществляться в автоматическом и ручном режимах. Автоматическое включение дренчерных установок происходит от побудительной системы с легкоплавкими замками или спринклерными оросителями, от автоматических пожарных извещателей, и от технологических датчиков. Такая система может находиться и эксплуатироваться при температуре ниже нуля. Для защиты дверных и технологических проемов допускается присоединять дренчерные завесы к питающим и распределительным трубопроводам спринклерных установок. Дренчерные установки применяются для защиты особо пожаро- и взрывоопасных объектов, на которых огонь распространяется с высокой скоростью, как правило это помещения или целые объекты по производству или хранению легковоспламеняющихся материалов, окрасочные камеры, гидростанции или атомные станции.
Установки водяного пожаротушения достаточно эффективны, не наносят вреда окружающей среде, не требуют герметичности помещения и не представляют угрозы для людей находящихся в помещении. Основным недостатком водяного пожаротушения является ущерб, иногда сопоставимый с последствиями пожара.
Пенное пожаротушение
Принцип действия пенного пожаротушения заключается в подаче в зону горения специальной пены – раствора воды с пенообразователем. Пена – дисперсная система, состоящая из газонаполненных пузырьков, образованных из жидкого концентрата. Установки пенного пожаротушения отличаются от водяных наличием пеногенераторов. Также как и установки водяного пожаротушения, пенные установки подразделяются на спринклерные и дренчерные. Спринклерные установки предназначены для тушения помещений в локальных зонах и отдельных установок. Дренчерные для защиты расчетной площади, установок и резервуаров с горючей жидкостью. Один из основных показателей огнетушащих свойства пены ее кратность – отношение объема пены к объему ее жидкой фазы.
Установки по кратности пены подразделяются:
- установки пожаротушения пеной низкой кратности (от 5 до 20);
- установки пожаротушения пеной средней кратности (свыше 20, но не более 200);
- установки пожаротушения пеной высокой кратности (свыше 200).
Пена покрывает поверхность топлива, подавляя пламя, т.к. она легче любой воспламеняющейся жидкости. Из-за воды, содержащейся в пенообразователе, топливо охлаждается до температуры, при которой реакция горения не поддерживается. Пенный покров предотвращает выделение горючих испарений, которые могут смешаться с воздухом. Благодаря всем этим свойствам пенные установки нашли свое применение в химической и нефтеперерабатывающей промышленности при тушении легковоспламеняющихся жидкостей.
Пожаротушение тонкораспыленной водой
Принцип действия пожаротушения тонкораспыленной водой (ТРВ) заключается в равномерном распылении воды по защищаемой площади и объёму путем создания тонкодисперсионного потока с размером капель не более 100мкм. За счет тонкого распыления воды тушение пожара фактически осуществляется водяным туманом. За счет повышения охлаждающего эффекта воды происходит снижение концентрации кислорода в защищаемом помещения. Установки ТРВ подразделяются на спринклерные и дренчерные. По методу тушения системы ТРВ подразделяются на установки объемного пожаротушения и локального пожаротушения по площади.
Установки пожаротушения ТРВ в сравнении с установками водяного и пенного пожаротушения имеют ряд преимуществ:
- расход воды значительно меньше (5-10 раз), чем при остальных методах пожаротушения;
- минимальный ущерб от воды, использовавшейся для тушения;
- высокая огнетушащая способность;
- тушение пожаров классов А, В, Е;
- высокая дымоосаждающая способность;
- высокая степень использования огнетушащего вещества в процессе тушения позволяет значительно снизить время работы установки пожаротушения (для пожаров класса А - до 45 секунд, для пожаров класса В - до 45 секунд);
- экологическая чистота.
Системы пожаротушения на основе ТРВ на сегодняшний день являются наиболее перспективными из всех перечисленных выше систем. Данные установки имеют ограниченное применение только при тушении возгораний веществ, горение которых происходит без доступа кислорода воздуха, а также тушения металлов (лёгких, щелочных и т.п.).
Проекты по системам пожаротушения разрабатываются на основе оборудования ведущих компаний, таких как Siemens, MINIMAX, Danfoss, Bosch, ГК «Эпотос», СКБ «Электронмаш», МНПФ «Гамма», НПП «Меридиан», Харьковский Механический Завод и другие.