Системы автоматического пожаротушения

Участившиеся в последнее время крупные пожары с человеческими жертвами и значительными материальными потерями заставляют нас обратить особое внимание на качество мер предупреждения и тушения пожаров.

Надежная и эффективная противопожарная защита объектов различного назначения невозможна без применения автоматических установок пожаротушения различного назначения.

Под установкой пожаротушения понимается совокупность стационарных технических средств для тушения пожара за счет выпуска огнетушащих веществ. Прямое предназначение систем пожаротушения — предотвращение, ограничение развития, тушение пожара, защита от пожара людей и материальных ценностей. Оптимальным решением для вышеперечисленных задач является применение системы автоматического пожаротушения. В отличие от систем ручного пожаротушения и систем, которые находятся под управлением оператора, данные системы приводятся в действие пожарной автоматикой по показаниям пожарных извещателей, что обеспечивает оперативное тушение очага возгорания без участия человека.

Применение установок автоматического пожаротушения в зависимости от функционального назначения, объемно-планировочных решений зданий и сооружений предписывается руководящими документами в области пожарной безопасности.

Как правило, наиболее эффективным и экономически целесообразным является применение на объекте автоматических установок пожаротушения, одновременно выполняющих функций пожарной сигнализации.

Автоматические системы пожаротушения обеспечивают:

• круглосуточный контроль температуры или присутствие задымленности (в зависимости от применяемых пожарных извещателей) в охраняемом помещении;
• выдачу сигнала на включение системы оповещения и управления эвакуацией;
• выдача сигналов «внимание», «пожар» на пульт пожарной охраны автоматическое закрытие огнесдерживающих клапанов и дверей;
• автоматическое включение систем дымоудаления; автоматическую подачу огнетушащего вещества (ОВ).

По типу применяемого огнетушащего вещества установки пожаротушения делятся на:

• водяные и пенные установки пожаротушения;
• установки газового пожаротушения;
• установки порошкового пожаротушения;
• установки аэрозольного пожаротушения.

Водяные и пенные установки пожаротушения.

Вода — одно из самых распространенных веществ, используемых для тушения возгораний. По типу оросителей, установки водяного и пенного пожаротушения подразделяются на спринклерные и дренчерные. Дренчер представляет себе обычный ороситель направленного действия. Отличие же конструкции спринклера состоит в том, что он содержит стеклянную колбу, препятствующую выходу огнетушащего вещества и содержащую особую спиртовую смесь. При нагреве колбы до определенного предела, она разрушается за счет расширения спиртовой смеси и открывает доступ воде или пене к месту возгорания. Кроме того, спринклерные установки могут подразделяться по типу заполнения питающих и распределительных трубопроводов на водозаполненные, воздушные и водовоздушные. Применение воздушных и водовоздушных систем обусловлено возможной пониженной температурой в месте прокладки трубопроводов и предотвращением образования льда внутри них.

Пенные установки пожаротушения с применением пены низкой и средней кратности отличаются от водяных наличием пенообразователя, подключаемого к трубопроводной системе.

Существует несколько типов пенообразователей:

• насосы-дозаторы, обеспечивающие подачу пенообразователя в трубопровод;
• автоматические дозаторы с трубой Вентури и диафрагменно-плунжерным регулятором (при увеличении расхода воды возрастает перепад давления в трубе Вентури, регулятор обеспечивает подачу дополнительного количества пенообразователя);
• пеносмесители эжекторного типа;
• баки-дозаторы, использующие перепад давления, создаваемого трубой Вентури.

К преимуществам водяных установок пожаротушения можно отнести безопасность для людей, наличие неограниченного запаса огнетушащего вещества (в случае соответствующего подключения системы к внешним водопроводным сетям). Здесь однако присутствуют некоторые ограничения: водоснабжение установок пожаротушения должно осуществляться по I категории надежност. Это означает, что ввод в насосную станцию должен осуществляться от двух независимых источников, либо, в случае невозможности организации такого ввода, необходимо предусматривать резервуар для хранения запаса огнетушащего вещества (воды) на полное время работы установки.

Основной недостаток водяных и пенных систем — громоздкость конструкций и оборудования, необходимость проведения сварочных работ при монтаже трубопроводов, а также проектирования и монтаж повысительной насосной станции, в случае отсутствия необходимого давления на вводе установки. Однако при применении на больших объектах, как многофункциональные центры и гипермаркеты, а также в зданиях с постоянным пребыванием большого количества людей, этот тип пожаротушения становится практически безальтернативным.

Установки пожаротушения тонкораспыленной водой 

Этот вид установок находится отдельно в общей классификации. Он имеет все преимущества тушения возгораний обычной водой, однако лишен некоторых недостатков. При срабатывании обычного спринклерного оросителя, диаметр образуемых капель составляет 0,4-2,0 мм и довольно значительную массу. Вода быстро падает на поверхность пола защищаемого помещения и только 30% объема идет собственно на тушение возгорания. Отсюда большой расход воды — минимум 0.08 л/с на один квадратный метр площади. В случае тонкораспыленной воды, диаметр образуемых капель не более 100 мкм или 0,1 мм. Капли медленно опускаются на поверхность, образуя так называемый «водяной туман». При этом максимальный объем воды эффективно тратится на охлаждение конструкций и тушения возгорания. Расход в этом случае не превышает 0.03 л/с на квадратный метр площади, а скорость тушения значительно возрастает. Таким образом, понизив почти в 3 раза расход воды на пожаротушение, мы можем избежать монтажа дорогостоящего насосного оборудования, занизить диаметры питающий и распределительных трубопроводов и избежать неприятных последствий от применения большого количества воды — коррозии, порчи оборудования и материальных ценностей.

По типу исполнения, установки пожаротушения тонкораспыленной водой подразделяются на модульные и централизованные (агрегатные). В небольших отдельных помещениях целесообразно использовать модульную систему, включающую в себя в общем случае сосуд с огнетушащим веществом (вода со специальными добавками), баллон с рабочим газом для формирования газожидкостной смеси и распределительный трубопровод с насадками-оросителями. Агрегатные установки применяются для защиты помещений площадью более 1000 м2. В установках этого типа каждая секция пожаротушения включает в себя несколько модулей (до 10 штук), в которых отсутствуют пусковые баллоны с рабочим газом. Рабочий газ поступает к модулям через распределительные устройства от стандартных батарей углекислотного пожаротушения.

К преимуществам можно отнести также независимость установки от источников электроснабжения, поскольку работает она полностью на гидравлическом принципе.

Но как всегда, есть и недостатки. Хотя удельная стоимость системы существенно ниже аналогичных газовых установок, но, тем не менее, превышает цену порошковых. Кроме того, использование тонкораспыленной воды на больших площадях (склады хранения, торговые залы гипермаркетов) не представляется экономически целесообразным.

Проектирование таких установок также сопряжено с некоторыми трудностями. По причине отсутствия полноценной регулирующей нормативной документации, нормативные параметры подачи тонкораспыленной воды и методика расчета установок принимаются по техническим условиям, разрабатываемым для каждого конкретного объекта и согласованным с МЧС.

Газовые установки пожаротушения

Обычно применяются для тушения в том случае, когда применение порошка, воды или пены может вывести из строя находящееся в зоне возгорания оборудование.

Основное преимущество таких систем — полное отсутствие побочных факторов влияния на материальные ценности: при условии наличия правильно спроектированной системы вентиляции, остатки огнетушащего вещества выводятся из зоны возгорания довольно быстро. Принцип действия установок газового пожаротушения основан на снижении концентрации кислорода за счет поступления в зону реакции негорючего газа. При этом в случае сжиженных газов, их выпуск из баллона сопровождается снижением температуры, что ведет к уменьшению температуры и в зоне реакции. В отличие от остальных систем, установки газового пожаротушения не замерзают и не боятся жары. Они работают в интервале температур: от −40° до +50°C.

К недостаткам системы относится частая токсичность применяемых огнетушащих газов, а следовательно, обязательное условие предварительной эвакуации людей из зоны тушения и комплектация объекта средствами индивидуальной защиты (самоспасательные наборы, противогазы). Также установки в обязательном порядке комплектуются оборудованием, которое блокирует включение пожаротушения при наличии открытых дверей, при этом следует предусматривать специально оборудованные проемы, используемые для сброса избыточного давления в защищаемом помещении при подаче газового огнетушащего вещества. Ну и основной недостаток — очень высокая цена. Для защиты небольшого объема (площади) требуется значительный запас газа, хранящегося в баллонах или изотермических резервуарах.

Основная область применения установок газового пожаротушения — защита сравнительно небольших помещений с высокой степенью герметичности и присутствием дорогостоящего высокотехнологичного оборудования или материальных ценностей, подверженных коррозии от других огнетушащих веществ.

Порошковые установки пожаротушения 

По типу хранения огнетушащего вещества, порошковые установки подразделяются на модульные и централизованные. Широкое использование систем порошкового пожаротушения именно модульного типа обусловлено рядом неоспоримых преимуществ. Конструкция модулей, представляющих собой в основном, сосуды различной формы с огнетушащим порошком и газогенерирующего элемента, позволяет устанавливать их в любом месте. Такие системы могут применяться в закрытых пространствах — кабельных сооружениях, за фальш-конструкциями, шкафах и стойках с оборудованием и так далее. При достижении газогенерирующей смеси температуры срабатывания, внутри модуля начинается интенсивное выделение газа-вытеснителя. При этом оболочка модуля открывается, либо порошок под давлением подается через насадок. Аналогичным образом происходит срабатывание модуля при подаче электрического сигнала (в случае систем с электрическим пуском). При выделении, порошок образует пылевоздушную смесь, которая медленно оседает вниз, ограничивая доступ кислорода к очагу возгорания и тем самым блокируя его. К преимуществам таких систем также относится возможность тушения практически всех типов возгорания, включая электрооборудование под напряжением. Исключение составляют материалы, способные к горению без доступа кислорода. И наконец, стоимость защиты помещений порошковым пожаротушением, пожалуй, наиболее низкая из всех применимых вариантов.

Однако существуют у порошка и недостатки. В основном это опасность для людей, так как порошок, при попадании в большом количество в дыхательные пути, может вызвать удушье, а при срабатывании модулей не исключена полная потеря видимости. Поэтому применение таких установок в общественных зданиях и помещениях с постоянным пребыванием персонала ограничено. 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.

Установки аэрозольного пожаротушения

В качестве огнетушащего вещества используют тонкодисперсный порошок. Аэрозольные системы тушения пожара используют одинаковый принцип формирования аэрозоля, основанный на процессе сжигания некоторых твердых химических составов. В результате сжигания этих веществ образуется струя горячей смеси газов и твердых микрочастиц, которые заполняют объем и гасят пламя. Поэтому, по понятным причинам, такие системы нельзя применять в помещениях взрывоопасных категорий. 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 заключение отметим, что, согласно нормативной документации, тип установки пожаротушения, способ тушения и огнетушащее вещество для каждого конкретного объекта определяется лицензированной организацией-проектировщиком с учетом пожарной опасности и физико-химических свойств производимых, хранимых и применяемых веществ и материалов, а также особенностей защищаемого оборудования и строительных конструкций. Кроме того, нельзя принять окончательное решение о выборе системы пожаротушения без учета стоимости монтажа пожарной автоматики — электрических систем, управляющих пожаротушением. Остро стоит вопрос интеграции систем пожарной безопасности с инженерными системами зданий и помещений: вентиляцией, дымоудалением, системой контроля и управления доступом, лифтовым хозяйством и электроснабжением. Ну в завершении, нельзя сбрасывать со счетов стоимость и трудоемкость технического обслуживания и регламентных работ, величина которых зачастую сравнима с величиной затрат на монтаж всей системы. Пожаротушение это сложная система безопасности.