Применение спринклерных установок пожаротушения

На протяжении тысячеле­тий единственным союз­ником человека в борьбе с пожарами была вода. Ведь имен­но ее уникальные физико-хими­ческие свойства позволяли эффективно укрощать огонь, вышед­ший из-под контроля. К сожале­нию, ее стихийное проявление в виде дождя далеко не всегда приходилось на момент борьбы с огнем. Поэто­му во все времена основной зада­чей, которая решалась в борьбе с огненной стихией, являлась проблема своевременной достав­ки необходимого количества воды для подавления очага возгорания. Самым значительным событи­ем в истории развития пожарной техники стал разработанный в 1770 году К.Д. Фроловым проект стационарной установки водяного пожаротушения обогатительной фабрики Змеиногорского рудника. Такой подход к организации по­жарной защиты объекта явился логическим завершением в непре­рывной борьбе за сокращение времени доставки и разворачива­ния средств борьбы с пожаром. То есть в случае возникновения возгорания на этом объекте средства доставки огнетушащего вещества уже находились на месте и были готовы к борьбе со стихией.
Это решение столь разительно отличалось от идеологии пожарной защиты того времени, что не было оценено по достоинству и долгие годы пролежало под сукном. Толь­ко в 1806 году в Англии была соз­дана аналогичная установка.

В 1864 году произошло еще од­но эпохальное событие: англича­нин Стюарт Гаррисон оснастил стационарную установку пожаро­тушения спринклерным оросите­лем. Таким образом, была создана первая автоматическая установка пожаротушения (АУПТ). Другими словами, вопросы по доставке во­ды решались автоматически и без участия человека.
Конструкция этой установки оказалась столь проста и надежна, что до сих пор в основе своей не претерпела значительных измене­ний. Система пожаротушения со­стояла из трубопровода, заполнен­ного водой, находящейся под дав­лением. В распределительных вет­вях этого трубопровода устанавли­вались спринклерные оросители.

Основным отличием спринклерных оросителей является тот факт, что в нормальном состоя­нии они не пропускают воду. При повышении температуры в поме­щении термочувствительный эле­мент, который не допускает выхо­да воды из оросителя, разрушает­ся, и вода при помощи розетки равномерно распределяется по за­щищаемой площади.

Простота и надежность способст­вовали широкому распростране­нию спринклерных систем пожа­ротушения. С момента изобрете­ния в мире было установлено более 700 млн. штук спринклерных оро­сителей, но интенсивность их использования в различных ре­гионах не равномерна, чем выше уровень жизни, тем боль­ше средств готовы тратить члены общества на обеспечение своей безопас­ности, в том числе и пожарной.
Эта тенденция находит свое отражение в нормативных актах, которые устанавливают обяза­тельные требования по оснаще­нию тех или иных объектов авто­матическими установками пожа­ротушения (табл. 1).В основе та­ких документов (в России это НПБ-110) лежат предполагаемые в случае пожара риски: опасность для жизни людей и величина воз­можного ущерба для имущества.

Сравнительный анализ данных, изложенных в табл. 1. позволяет утверждать, что требования, уста­новленные в НПБ-110. вполне со­ответствуют уровню стандартов ведущих европейских государств. Тем не менее, по количеству ежегодно устанавливаемых спринклерных оросителей Россия значи­тельно отстает от других стран. Отчасти это можно объяснить низ­ким уровнем активности на строи­тельном рынке в конце прошлого столетия. Однако основные причи­ны нужно искать в другой области. В большинстве национальных стандартов европейских стран прямо указывается вид автомати­ческой установки пожаротуше­ния, который необходимо приме­нять для зашиты помещений с возможным пребыванием лю­дей. Речь идет о водяной спринклерной АУПТ. В то же время по российским нормам вил АУПТ выбирает проектировщик. Делает он это под непосредственным влиянием заказчика, и поэтому чаще всего решающим аргумен­том становится стоимость систе­мы. В результате проектное реше­ние часто основывается на деше­вых порошковых средствах пожа­ротушения.

Некоторые аспекты проектирования и работы АУПТ

АУПТ должна быть спроекти­рована таким образом, чтобы не только гарантировать своевремен­ное тушение очага возгорания, но и обеспечивать безопасность находящихся в помещении людей.
Рассмотрим, например, ограни­чения, которые устанавливает НПБ-88 для проектирования уста­новок газового и порошкового по­жаротушения в части, касающейся обеспечения безопасности людей:

НПБ-88 п. 8.4. В помещениях с массовым пребыванием людей (театры, торговые комплексы и др.) установки должны выпол­няться в соответствии с требо­ваниями ГОСТ 12.3.046 и требова­ниями радела 11 (п. 11.1-11.4. 11.11-11.16) настоящего документа.
HПБ-88 п. 8.33. Установка 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.

Таким образом, прежде чем приступить к тушению пожара, в помещении не должно остаться ни одного человека. Во-первых, чтобы избежать вредного воздей­ствия самого ОТВ. Во-вторых, в этом помещении одновременно с кондиционерами будет отключе­на и система дымоудаления со все­ми вытекающими последствиями.

НПБ-88 п. 11.11. Кроме общих требований аппаратура управле­ния автоматическими установка­ми газового и порошкового пожа­ротушения должна обеспечивать:
г) отключение автоматическо­го и дистанционного пуска уста­новки с индикацией отключенного состояния при открывании дверей в защищаемое помещение.
НПБ-88 п. 11.13. На дверях в за­щищаемые помещения необходимо предусматривать устройства, вы­дающие сигнал на отключение ав­томатического пуска установки при их открывании.
Устройства восстановления автоматического пуска, защищен­ные от несанкционированного дос­тупа, при необходимости могут устанавливаться у входа в защи­щаемое помещение.

Это значит, что, как только в помещение торгового комплек­са, оборудованного установкой такого типа, войдет первый посетитель, автоматический запуск системы должен отключиться. Это требование является логиче­ским продолжением п. 8.33. То есть запуск такой системы, как автоматический (от автоматиче­ской пожарной сигнализации (АПС)), так и дистанционный (в случае принятия решения де­журным персоналом), возможен только после полной эвакуации людей и обязательном закрытии всех дверей, оснащенных устрой­ствами отключения автоматиче­ского пуска.

Следовательно, даже если уда­стся произвести своевременную эвакуацию людей и закрыть все двери (при этом не берем в рас­чет, что в случае взрыва двери мо­гут быть перекошены и вообще не закрываться), то ликвидация оча­га возгорания произойдет с суще­ственной задержкой.

Если провести мониторинг ре­жимов работы системы пожароту­шения на объектах такого рода, окажется, что большую часть вре­мени режим автоматического пус­ка АУПТ отключен. Если порош­ковые АУПТ установлены в тор­говых центрах с круглосуточным графиком работы, этот режим во­обще не должен включаться.
Можно ли считать выполнен­ными требования НПБ-110 для объекта, оснащенного автомати­ческой системой пожаротушения, постоянно находящейся в режиме отключенного автоматического пуска, вопрос философский. Од­нако в случае пожара посетителям подобных заведений будет не до философии.

Все вышеперечисленные рас­суждения применимы также к га­зовым и аэрозольным системам тушения. Указанных проблем можно избежать при использова­нии спринклерной водяной АУПТ.
Единственным огнетушашим ве­ществом, не оказывающим нега­тивного влияния на здоровье чело­века, является вода. Поэтому, сог­ласно НПБ-88 п. 11.5 (к) только для водяных АУГТТ, можно не пре­дусматривать задержку запуска сис­темы на время, необходимое для эвакуации людей из помещения.
Из-за особенностей конструк­ции отключение автоматического пуска в таких системах не преду­сматривается. Поэтому спринклерная водяная система тушения всегда находится в автоматиче­ском режиме и готова к действию в любую минуту. Кроме того, если оснастить систему автоматическим водопитателем, размещен­ным в верх­ней части защищаемой зоны, ус­тановка способна затушить не­большой пожар даже в случае от­ключения электричества.

Площадь, защищаемая одним слринклерным оросителем, не превышает 12 м², что обеспечи­вает высокую точность при ту­шении очага возгорания. При этом спринклерный ороситель реагирует на тепловой фактор пожара, что позволяет избежать ложных срабатываний системы в случае незначительных задым­лений.
Конструкция спринклерного оросителя совершенствовалась на протяжении многих десятилетий и достигла уровня, когда несанк­ционированное вскрытие из-за технической неисправности оро­сителя исключено.
Простота спринклерной АУПТ делает ее легкой в обслуживании и поддержании в работоспособ­ном состоянии. Любая неисправ­ность такой системы быстро обнаруживается: достаточно конт­ролировать давление воды в пи­тающем трубопроводе.

Однако наличие противопо­жарных водяных систем на объек­те не всегда означает наличие АУПТ. Так, например, в одном из торговых комплексов за водяную АУПТ выдавалась дренчерная секция водяной завесы, в то вре­мя как водяная завеса всегда выполняет функции лишь противо­пожарной и противодымной пре­грады и к АУПТ прямого отноше­ния не имеет.

Направления развития систем пожаротушения с применением спринклерных установок

В настоящее время интенсивное развитие средств пожаротушения происходит во всех направлениях. Разрабатываются новые огнетушащие вещества, совершенству­ются технологии тушения. Вся эта работа, направленная на повыше­ние эффективности тушения и снижение ущерба от последст­вий воздействия огнетушащего вещества, не обошла и сектор спринклсрных АУПТ.

Разработана и широко внедряется технология тушения тонкораспыленной водой. Вода с каплями диаметром менее 150 мкм позволяет полнее исполь­зовать ее физико-химический потенциал. При этом необходимое количество воды при пожароту­шении может быть уменьшено в несколько раз. Для получения тонкораспыленной воды необхо­димо использовать специальный ороситель и обеспечить мини­мальное рабочее давление в рас­пределительном трубопроводе.

Так как спринклерный ороси­тель наделен не только функциями тушения, но и обнаружения возго­рания, непрерывно ведется работа над снижением его тепловой инер­ционности. При уменьшении диа­метра термочувствительного эле­мента достигается наибольший эффект. В качестве примера в табл. 2 приведены данные срав­нительных испытаний элементов различного диаметра при воздей­ствии воздуха со скоростью 2,5 м/с и температурой 135 °С.

Сегодня широко распростране­ны спринклеры с термочувстви­тельным элементом диаметром 5 мм. Тем не менее, все чаше ис­пользуются колбы диаметром 3 мм. особенно в оросителях тон­кораспыленной воды и ESFR (оро­сители для тушения стеллажей). Снижение тепловой инерцион­ности оросителя позволяет начать тушение пожара на более ранней стадии и тем самым существенно уменьшить ущерб от огня.

В заключение необходимо заме­тить, что для обеспечения пожар­ной безопасности не достаточно одной, пусть даже самой совер­шенной системы автоматического пожаротушения. Только полный спектр противопожарных меро­приятий, включая автоматическую пожарную сигнализацию, системы дымоудаления и подпора воздуха, оповещения и управления эвакуа­цией может в достаточной мере га­рантировать безопасность людей, находящихся в здании.

Виктор ПАХОМОВ,
главный инженер ЗАО «ПО "Спецавтоматика"