CC BY
0УДК 614.84
Тарасова Н.Б.
Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России им. героя РФ генерала армии Е.Н. Зиничева (г. Санкт-Петербург, Россия)
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ПРОТИВОПОЖАРНЫХ СИСТЕМ НА СКЛАДАХ
КОНТЕЙНЕРНОГО ТИПА: МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ
Аннотация: в статье рассматривается эффективность применения современных противопожарных систем на складах контейнерного типа, с акцентом на их влияние на минимизацию рисков пожара и защиту имущества. В работе приведены основные характеристики противопожарных систем, таких как спринклерные, газовые и пенные установки, а также системы обнаружения и сигнализации. Особое внимание уделено моделированию процессов распространения огня и анализу работы противопожарных систем в условиях реальных пожаров на контейнерных складах. В результате моделирования выявлены ключевые факторы, влияющие на эффективность различных противопожарных решений, и предложены рекомендации по их оптимизации для повышения безопасности складов контейнерного типа.
Ключевые слова: противопожарные системы, контейнерные склады, моделирование пожара, спринклерные системы, газовое пожаротушение, пенные системы, системы обнаружения, пожарная безопасность.
Склады контейнерного типа представляют собой сложные объекты хранения, которые часто используются для размещения различных типов грузов, включая горючие и взрывоопасные материалы. Повышенная плотность компоновки контейнеров, ограниченное пространство и конструктивные особенности этих складов создают значительные риски при возникновении пожара. Эффективность противопожарных систем на таких объектах напрямую влияет на безопасность персонала, защиту имущества и предотвращение
экологических катастроф. В статье рассматриваются современные противопожарные системы, их применение на контейнерных складах, а также использование моделирования для оценки эффективности данных систем в условиях пожара.
Контейнерные склады характеризуются высокой плотностью хранения, что затрудняет доступ к отдельным контейнерам в случае чрезвычайной ситуации. Кроме того, металлические контейнеры обладают высокой теплопроводностью, что способствует быстрому распространению тепла и огня. Ключевыми вызовами для противопожарных систем на таких объектах являются:
— Скорость распространения огня: высокие температуры могут ускорить разрушение контейнеров, особенно при хранении горючих и опасных материалов.
— Ограниченная доступность: контейнеры, расположенные в нескольких уровнях, создают трудности для пожарных команд при тушении пожаров.
— Продукты горения: накопление токсичных газов и дыма внутри помещений затрудняет эвакуацию и может вызвать дополнительные опасности для окружающих объектов.
Эти факторы определяют необходимость применения современных и высокоэффективных противопожарных систем, адаптированных для условий контейнерного хранения.
Современные противопожарные системы включают в себя активные и пассивные элементы защиты, которые должны обеспечивать быстрое обнаружение и локализацию пожара, а также минимизацию последствий [3].
Автоматические системы пожаротушения играют ключевую роль в защите контейнерных складов. Среди наиболее распространенных систем можно выделить: спринклерные системы, газовые системы пожаротушения, пенные системы пожаротушения.
Одна из наиболее популярных систем автоматического пожаротушения, которая эффективно срабатывает при локализации очагов возгорания это спринклерная система пожаротушения. В зависимости от типа хранения на складе спринклеры могут быть оборудованы как для тушения водой, так и для применения специальных пенных составов. Газовые системы пожаротушения применяются для объектов с хранением взрывоопасных и химически активных веществ. Газовые составы, такие как инертные газы или диоксид углерода, предотвращают горение, снижая концентрацию кислорода в зоне пожара. Пенные системы пожаротушения используются для тушения пожаров, связанных с горючими жидкостями и химическими веществами. Пена эффективно подавляет горение за счет образования плотного слоя, изолирующего огонь от источников кислорода.
Эффективная работа противопожарных систем зависит от быстроты обнаружения очага возгорания. Для этого на контейнерных складах применяются противопожарные сигнализации и системы обнаружения, о которых речь идет ниже [6].
Дымовые и тепловые датчики срабатывают при обнаружении повышения температуры или появления дыма, передавая сигнал тревоги на центральную панель управления. Дымовые датчики являются одним из самых распространенных типов противопожарных датчиков. Они реагируют на наличие дыма в воздухе, который появляется при горении материалов. Существует несколько типов дымовых датчиков: ионизационные дымовые датчики срабатывают при наличии мелких частиц дыма, характерных для быстрых огней, таких как пожары с высокими температурами. Эти датчики особенно эффективны для обнаружения быстрого возгорания горючих материалов. Оптические (фотоэлектрические) дымовые датчики реагируют на более крупные частицы дыма, что характерно для тлеющих пожаров, например, в случае медленного горения текстильных или бумажных материалов. Они могут быть эффективны при обнаружении пожаров на складах, где хранятся материалы, склонные к тлению [3].
Тепловые датчики реагируют на изменения температуры в охраняемой зоне. Они могут быть полезны на контейнерных складах, особенно в тех случаях, когда возгорание может не сопровождаться значительным количеством дыма на начальных стадиях, но вызывает быстрый рост температуры. Фиксированные тепловые датчики срабатывают при достижении заранее установленного порога температуры, например, 57°С или 70°С. Дифференциальные тепловые датчики реагируют на быстрые изменения температуры (например, когда температура поднимается на 8-10°С за одну минуту). Это делает их полезными для раннего обнаружения пожаров, при которых температура резко повышается, например, в случае горения химически активных веществ.
Комбинированные датчики используют несколько типов сенсоров, таких как дымовые и тепловые, что повышает точность обнаружения пожара. Такие устройства уменьшают вероятность ложных срабатываний и обеспечивают более надежное распознавание реальных возгораний. Их применение оправдано на контейнерных складах с различными типами грузов, включая химически активные материалы.
Современные системы видеонаблюдения оснащены функциями искусственного интеллекта и машинного обучения, что позволяет анализировать видеопоток в реальном времени и автоматически обнаруживать признаки пожара, такие как появление пламени или задымление.
Аспирационные системы представляют собой высокочувствительные системы обнаружения пожара, которые постоянно забирают воздух из охраняемой зоны и анализируют его на наличие продуктов горения. Эти системы особенно полезны для контейнерных складов, так как они могут выявить самые ранние признаки пожара, прежде чем огонь и дым станут заметны.
Особенности аспирационных систем заключается в следующем: могут обнаруживать даже малые концентрации дыма или продуктов горения, что позволяет предотвратить развитие пожара на начальных стадиях.
Эффективны в условиях складов с высокой плотностью контейнеров, где дым может накапливаться в труднодоступных местах.
Пассивная защита включает использование огнезащитных материалов и конструкций, которые предотвращают распространение огня:
— Огнестойкие перегородки и двери применяются для изоляции зон хранения на складе. Эти конструкции препятствуют распространению огня и защищают важные зоны объекта.
— Огнезащитные покрытия для контейнеров специальные покрытия на контейнерах снижают вероятность возгорания и повышают огнестойкость металлоконструкций.
Для оценки эффективности противопожарных систем на контейнерных складах широко используется моделирование пожаров. Применение программных комплексов, таких как Fire Dynamics Simulator (FDS), позволяет смоделировать развитие пожара, оценить работу систем пожаротушения и предсказать последствия для конкретного объекта [5].
Использование численных методов и CFD (Computational Fluid Dynamics) позволяет моделировать поведение огня с учетом особенностей контейнерных складов. В моделях учитываются:
• Скорость распространения огня: моделирование позволяет оценить, как быстро огонь распространится по складу, в зависимости от материалов хранения и наличия огнезащитных барьеров.
• Влияние систем пожаротушения: моделирование работы спринклеров, газовых или пенных систем дает возможность оценить, насколько эффективно они сработают в условиях конкретного склада.
Прогнозирование распространения токсичных продуктов горения важно для оценки безопасности персонала и разработки планов эвакуации. Модели позволяют учитывать распространение дыма, газа и тепловой энергии в помещении, а также оценить необходимость установки дополнительных вентиляционных систем или защитных барьеров.
Результаты моделирования показывают, что при плотной компоновке контейнеров особенно важно устанавливать системы автоматического пожаротушения, работающие на ранней стадии пожара. Спринклерные системы с подачей пены или воды оказываются наиболее эффективными при хранении горючих материалов. При этом газовые системы лучше всего подходят для защиты зон с химическими веществами или взрывоопасными материалами.
Также важным элементом является оптимизация расположения противопожарных датчиков и систем сигнализации, чтобы минимизировать задержки между обнаружением пожара и его тушением.
Применение современных противопожарных систем на складах контейнерного типа значительно снижает риски, связанные с пожарами. Использование моделирования для оценки их эффективности позволяет оптимизировать системы пожаротушения и снизить ущерб в случае возгорания. Внедрение комплексных решений, включающих как активные, так и пассивные средства защиты, является ключевым фактором в обеспечении безопасности контейнерных складов и минимизации последствий пожаров.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. ГОСТ Р 12.3.047-98. Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнезащиты. Основные требования. — М.: Стандартинформ, 1998;
2. СП 5.13130.2009. Системы противопожарной защиты. Установки автоматического пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования. — М.: Минрегион России, 2009;
3. Левин, Б.А. Пожарная безопасность и способы борьбы с пожарами. — М.: Научное издательство «Юрайт», 2015;
4. Николаев, А.В., Сафронов, В.А. Пожарная безопасность складских объектов: практическое руководство. — СПб.: Политех-пресс, 2020;
5. Евсеев, А.П. Моделирование динамики пожара в складских помещениях. — Вестник пожарной безопасности, 2022, №4, с. 32-45;
6. Тарасов, И.В. Противопожарная безопасность контейнерных складов: современные решения. — Журнал «Пожарная безопасность сегодня», 2023, №2, с. 14-22
Tarasova N.B.
St. Petersburg University State Fire Service EMERCOM of Russia
named after E.N. Zinichev (St. Petersburg, Russia)
EFFECTIVENESS OF MODERN FIRE PROTECTION SYSTEMS IN CONTAINER-TYPE WAREHOUSES: MODELING AND ANALYSIS
Abstract: article examines the effectiveness of modern fire protection systems in containertype warehouses, with an emphasis on their impact on minimizing fire risks and protecting property. The paper presents the main characteristics of fire protection systems such as sprinkler, gas and foam installations, as well as detection and alarm systems. Special attention is paid to modeling the processes of fire propagation and analyzing the operation of fire protection systems in conditions of real fires in container warehouses. As a result of the simulation, key factors affecting the effectiveness of various fire protection solutions have been identified and recommendations for their optimization have been proposed to improve the safety of container-type warehouses.
Keywords: protection systems, container warehouses, fire modeling, sprinkler systems, gas fire extinguishing, foam systems, detection systems, fire safety.
