CC BY
0УДК 628.14:004.41 Григорьевский Г., Ковалев Д. С.
Григорьевский Г.
Магистрант
Российский государственный аграрный университет -МСХА им. К.А. Тимирязева (г. Москва, Россия)
Ковалев Д.С.
Магистрант
Российский государственный аграрный университет -МСХА им. К.А. Тимирязева (г. Москва, Россия)
ОПТИМИЗАЦИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ОРОШЕНИЯ ГРУППЫ СПРИНКЛЕРНЫХ ОРОСИТЕЛЕЙ ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ
Аннотация: в данной статье рассмотрены ключевые аспекты орошения поверхностей, подверженных возгоранию, с применением групп спринклерных оросителей. Основное внимание уделяется определению характеристик орошения, таких как плотность распределения воды, время отклика системы, а также эффективности подавления пожара. Исследование проведено с использованием как экспериментальных методов, так и компьютерного моделирования.
Ключевые слова: системы водоснабжения, система пожаротушения, автоматические установки пожаротушения, спринклерные оросители, интенсивность орошения.
Введение: Спринклерные оросители являются одним из наиболее широко применяемых устройств для подавления пожаров в зданиях. Они обеспечивают локальное орошение водой, охлаждая зону возгорания и образуя
1624
водяной слой на поверхности горящего материала. Знание характеристик орошения, таких как плотность орошения, удельная скорость орошения и степень равномерности орошения, имеет решающее значение для проектирования и оценки эффективности спринклерных систем. В этой статье представлены методы определения этих характеристик для группы спринклерных оросителей при орошении поверхности возгорания.
Цель и задачи исследования: Целью настоящего исследования является определение характеристик орошения поверхности возгорания при использовании группы спринклерных оросителей. Это включает изучение эффективности систем в различных условиях и ситуациях, предоставление данных для оптимизации использования спринклерных оросителей в противопожарных системах.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие
задачи:
1) Анализ существующих систем спринклерного орошения
2) Определение плотности орошения
3) Изучение времени отклика
4) Оценка эффективности тушения
5) Разработка рекомендаций по оптимизации
Особенности тушения пожаров с использованием одного и группы спринклерных оросителей. В Российской Федерации применяется концепция тушения пожара одним спринклером: при возгорании в защищаемой зоне активируется только один спринклер, который должен обеспечить необходимую интенсивность орошения и погасить начальный пожар. Такой подход может вызывать трудности на практике, особенно при установке спринклерных систем для защиты больших территорий. На рисунках 1 и 2 представлены два возможных варианта размещения спринклеров на большой защищаемой площади.
1625
Рис. 1. Расположение оросителей без перекрытия зон орошения.
На рисунке 1 показаны участки, где отсутствует покрытие контролируемого пространства. В отличие от этого, на рисунке 2 (рис. 2) разбрызгиватели расположены плотнее, перекрывая неохраняемые зоны, что вызывает значительное перекрытие ирригационных зон. Это перекрытие требует большего количества ирригаторов и, соответственно, приводит к повышенному расходу огнетушащего вещества.
Рис. 2. Расположение оросителей с перекрытием зон орошения.
Кроме того, отсутствуют данные об испытаниях, устанавливающих, на каком расстоянии между разбрызгивателями достигается необходимая
1626
интенсивность орошения охраняемой территории. Все эти проблемы можно избежать, приняв европейскую концепцию пожаротушения.
Рис. 3. Схема испытания оросителя.
Одним из ключевых параметров разбрызгивателя является интенсивность полива, то есть расход воды в литрах в секунду на 1 м2 охраняемой территории. Этот параметр определяется экспериментально в зависимости от объёма и горючих свойств пожарной нагрузки. Рассмотрим эффективность использования воды для тушения пожара с одним ирригатором и с группой из четырёх ирригаторов. Например, при использовании разбрызгивателя с номинальным диаметром отверстия 10 мм.
Согласно требованиям СП 485.1311500.2020 , спринклер, установленный на высоте 2,5 м от земли, на охраняемой территории площадью 12 м2 при давлении 0,1 МПа должен обеспечивать интенсивность полива 0,056 л / (м2 ■ с). Определим объём воды Q, выходящей из этого распылителя при давлении Р = 0,1 МПа. Используя коэффициент производительности спринклера К, равный
0,35 л / (с (м) и по формуле (1) ,
1627
где P выражено в МПа, получаем Q = 1,39 л/с. Если эта вода равномерно распределяется на защищённой поверхности площадью 12 м2, интенсивность орошения составит 0,11 л / (м2 ■ с). Сопоставляя это число с интенсивностью орошения, требуемой СП 485.1311500.2020 (0,056 л / (м2 ■ с)), получаем, что только 48 % воды, израсходованной ирригатором, эффективно используется для тушения пожара, что указывает на низкую эффективность.
На рисунке 3 показано, что при орошении задействована четверть площади круга, который покрывает каждый ирригатор. Таким образом, четыре разбрызгивателя выливают на защищённый квадрат такое же количество воды, как и один разбрызгиватель. Посмотрим на таблицу 4 стандарта EN 12259-1 и оценим интенсивность полива четырьмя дождевателями с диаметром на выходе 10 мм. Разделив расход воды 50,6 л/мин из таблицы на 60, мы получим 0,8433 л/с. Если вода равномерно распределяется по площади 20,25 м2, удельная интенсивность полива составит 0,0417 л/м2-с. Табличное значение этого параметра (осаждение воды) также равно 0,0417 л/м2-с. Следовательно, эффективность расхода воды на тушение пожара согласно европейским стандартам достигает 1, так как обеспечивается более равномерное распределение воды по охраняемой территории за счёт частичного перекрытия зон орошения отдельных ирригаторов.
Вывод: Усовершенствование европейских методов тушения пожаров спринклерными системами, использующими более плотную установку оросителей (четыре единицы на площадь), требует разработки системы испытаний, соответствующей европейским стандартам.
Такая система обеспечит: Автоматическое тестирование различных типов оросителей. Определение интенсивности и равномерности распределения огнетушащего вещества по орошаемой площади.^ Создание ирригационных карт, отображающих не только среднюю, но и локальную интенсивность и равномерность орошения.
Внедрение оборудования для испытаний спринклеров в соответствии с европейскими стандартами потребует пересмотра российских нормативных
1628
документов в сфере пожарной безопасности (например, СП 485.1311500.2020), что приведет к повышению эффективности отечественных систем пожаротушения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Мишин А. М. Проектирование водяных и пенных автоматических установок пожаротушения. — М., 2002;
2. Горбачев А.Ф. Молодой учёный №23 июнь 2020 г;
3. СП 485.1311500.2020 Системы противопожарной защиты. Установки пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования
Grigoryevsky G., Kovalev D.S.
Grigorievsky G.
Russian State Agrarian University (Moscow, Russia)
Kovalev D.S.
Russian State Agrarian University (Moscow, Russia)
OPTIMIZATION OF CHARACTERISTICS IRRIGATION OF GROUP OF SPRINKLER SPRINKLERS FOR EFFECTIVE FIRE FIGHTING
Abstract: this article discusses the key aspects of irrigation of fire-prone surfaces using groups of sprinkler sprinklers. The focus is on determining irrigation characteristics such as water distribution density, system response time, and fire suppression efficiency. The study was conducted using both experimental methods and computer modeling.
Keywords: water supply systems, fire extinguishing system, extinguishing installations, sprinkler sprinklers, irrigation intensity.
1629
