CC BY
24
ТУШЕНИЕ ПОЖАРОВ
f Ли
Канд. техн. наук, директор Специального конструкторского бюро, ОАО "Тензор"
В. А. Пушкин
УДК 614.844
ПРИМЕНЕНИЕ АВТОНОМНЫХ УСТАНОВОК ГАЗОВОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ ДЛЯ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЫ ПРИБОРНЫХ ШКАФОВ
Представлено описание, характеристики и преимущества автономных установок газового пожаротушения АУП 01Ф с применением технологии "Fire trace". Рекомендовано использование данных установок для тушения возгораний в серверных стойках, приборных шкафах и иных ограниченных объемах.
Российский и зарубежный опыт обеспечения пожарной безопасности помещений с электронным и электротехническим оборудованием достаточно ясно свидетельствует о том, что наиболее эффективным и надежным средством противопожарной защиты в данном случае являются автоматические установки газового пожаротушения. Для противопожарной защиты указанных помещений, как правило, применяются установки объемного газового пожаротушения. При этом независимо от масштаба и места возникновения горения, газовое огнетушащее вещество (ГОТВ) подается во весь объем помещения. Основным недостатком такого пожаротушения является его неэкономичность, что обусловлено, в первую очередь, высокой стоимостью применяемых огнетушащих веществ (хла-донов). В случае, когда основная пожарная нагрузка помещения сосредоточена в приборных шкафах, а объем помещения, в котором они установлены, во много раз превышает объемы самих шкафов, с экономической точки зрения более целесообразно обеспечивать тушение непосредственно в объеме приборного шкафа (или ином локальном объеме), где произошло загорание. В этом случае подачу ГОТВ в объем приборного шкафа можно производить сразу после обнаружения в нем загорания и не формировать задержку пуска, как это требуется при его подаче в объем помещения. Кроме того, даже при наличии в защищаемом помещении персонала установки, обеспечивающие тушение непосредственно в шкафах, могут работать в автоматическом режиме.
В настоящее время такой подход к обеспечению противопожарной защиты находит все большее применение. В частности, за рубежом для тушения приборных шкафов и иных ограниченных объемов используются автономные установки газового пожаротушения, состоящие из баллона с запорным устройством (модуля) и подключенной к нему трубки типа "Fire trace". Принцип работы данных установок заключается в следующем.
В нормальном состоянии система "модуль -трубка "Fire trace" находится под избыточным давлением ГОТВ и газа вытеснителя (азота). Трубка "Fire trace", изготовленная из сополимера специального состава, прокладывается в защищаемом объеме в местах возможного возникновения загораний и повышения температуры при пожаре. Модуль с запасом ГОТВ может быть размещен либо в защищаемом объеме, либо в непосредственной близости от него. При локальном нагреве трубки "Fire trace" до температуры 110-120°С стенка трубки в месте нагрева размягчается и в ней вскрывается отверстие диаметром 4-6 мм, через которое ГОТВ поступает на очаг пожара и в защищаемый объем. При воздействии открытого пламени на трубку "Fire trace" время ее вскрытия составляет 5-6 с.
Рассматриваемые установки могут применяться независимо от наличия средств автоматической пожарной сигнализации и источников электроснабжения.
Аналогичные установки производят и у нас в стране. В частности, Приборный завод "Тензор" выпускает три модификации установок с применени-
ем технологии "Fire trace": АУП 01Ф-01, АУП 01Ф-2 и АУП 01Ф-03. Установки рассчитаны на использование в качестве огнетушащего вещества хладона 227еа и при срабатывании обеспечивают его выпуск за время, не превышающее 10 с (рис. 1).
В состав установки АУП 01Ф-01 входит баллон объемом 2 л с запорным устройством (ЗУ) и сифонной трубкой (модуль) и подключенная к ЗУ через кран трубка "Fire trace", которая одновременно является устройством обнаружения пожара и доставки огнетушащего вещества к очагу загорания и в защищаемый объем. ЗУ в зависимости от исполнения имеет один или два перекрываемых крана для подключения трубок "Fire trace". Для контроля срабатывания установка имеет в своем составе сигнализатор давления. Подача ГОТВ из установки в защищаемый объем происходит через отверстие, образующееся в трубке при ее разрушении.
Основные технические характеристики установки АУП 01Ф-01 приведены в табл. 1.
Рис. 1. Общий вид установки АУП 01Ф-01
Таблица 1. Основные технические характеристики АУП 01Ф-01
Установка АУП 01Ф-02 (рис. 2), аналогична АУП 01Ф-01, но имеет в своем составе расположенные на конце трубки "Fire trace" распылители (до двух) с электромагнитными клапанами и дымовые пожарные извещатели. Электромагнитные клапаны подключены к прибору контроля и управления типа ППКП-01Ф, обеспечивающему выдачу управляющего сигнала на них при срабатывании пожарных извещателей, размещаемых в защищаемом объеме. При локальном нагреве трубки "Fire trace" до температуры 110-120°С установка срабатывает аналогично установке АУП 01Ф-01. В случае обнаружения возгорания пожарными извещате-лями до вскрытия трубки "Fire trace" установка срабатывает по управляющему сигналу, подаваемому на электромагнитные клапаны от прибора управления. Если для защиты объема требуется применение нескольких модулей, алгоритмом работы прибора контроля и управления, помимо выдачи команд на открытие электромагнитных клапанов распылителей по срабатыванию пожарных извещателей, предусмотрена выдача управляющих команд на электромагнитные клапаны распылителей всех модулей по получению сигнала от сигнализаторов давления в одном из них. Время выхода 95%-ного ГОТВ по массе при срабатывании электромагнитных клапанов составляет не более 10 с.
Рис. 2. Общий вид установки АУП 01Ф-02
Наименование характеристик Значение
Время выхода 95%-ного ГОТВ по массе, с, не более 10
Общая длина трубки "Fire trace", м, не более 10
Внутренний диаметр трубки "Fire trace", мм 4
Степень защиты по ГОСТ 14252-80 IP54
Допустимый диапазон температур окружающей среды в процессе эксплуатации установки, °С От -20 до +50
Таблица 2. Характеристики электрического импульса для срабатывания электромагнитного клапана
Характеристика Значение
Напряжение питания электро- 24 + 3
магнитного клапана, В
Ток в пусковой цепи электро- 0,4-1,5
магнитного клапана, А
Характеристики электрического импульса, необходимые для срабатывания электромагнитного клапана, приведены в табл. 2.
Установка АУП 01Ф-03 в отличие от вышеуказанных модификаций имеет баллон объемом 5 л и запорно-пусковое устройство (ЗПУ), к которому подключен распределительный трубопровод с распылителями. В данной модификации установки подключенная к ЗПУ трубка "Fire trace" выполняет функцию пожарного извещателя и управляющего прибора. При падении давления в трубке "Fire trace" происходит срабатывание ЗПУ модуля и ГОТВ подается в защищаемый объем через трубопровод с распылителями. АУП 01Ф-03 комплектуется устройством дистанционного пуска с электромагнитным клапаном либо ручного пуска, которое устанавливается в конце трубки "Fire trace". Управление устройствами дистанционного пуска с электромагнитным клапаном осуществляется от прибора контроля и управления аналогично установке в исполнении АУП 01Ф-02.
До последнего времени основным препятствием, ограничивающим широкое применение данных установок, являлось несовершенство современной российской нормативной базы.
В частности, согласно НПБ 88-2001* "Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования" максимальное значение параметра негерметичности объема, защищаемого установками газового пожаротушения с применением хладонов, не должно превышать 0,044 м-1. Однако значительное количество эксплуатируемых шкафов имеет параметр негерметичности, превышающий указанную величину.
Между тем результаты натурных огневых испытаний установок АУП 01Ф, проведенных Приборным заводом "Тензор", однозначно показывают, что при увеличении массы огнетушащего вещества в установке в 1,2 раза относительно значения, рассчитанного по методике, изложенной в НПБ 88-2001*, надежное тушение пожара в шкафах с параметром негерметичности до 0,5 м-1 обеспечивается.
В табл. 3 в качестве примера приведены результаты огневых испытаний автономной установки АУП 01Ф-01 в составе реальных приборных шкафов. Эксперименты проводились на двух приборных шкафах размером 1400x750x550 мм. Негерметичность шкафов равнялась 0,07 и 0,45 м-1 соответственно. Отверстия, составляющие негерметичность, были размещены в верхней и нижней частях каждого шкафа. Для тушения использовался хладон 227еа. Исходя из конструктивных особенностей шкафов, трубка "Fire trace" прокладывалась вдоль их боковых стенок и под верхней крышкой.
Таблица 3. Результаты огневых испытаний
Параметр негерметичности,
0,07
Масса Продолжи-
ГОТВ тельность, с
в моду- * **
ле, кг Т1 Т2
1,2
80 6,0
Результат опыта
Трубка "Fire trace" вскрылась в месте ее прокладки вдоль боковой стенки шкафа.
Тушение модельных очагов на всех уровнях произошло примерно на 5 с.
0,45 1,6 200 7,9
Трубка "Fire trace" вскрылась в месте ее прокладки под верхней крышкой шкафа после начала горения конструкционных материалов.
Время тушения конструкционных материалов и модельных очагов на всех по высоте уровнях совпало с окончанием подачи ГОТВ.
* т1 — время от момента зажигания модельных очагов
до срабатывания установки.
** т2 — продолжительность подачи ГОТВ.
При проведении опытов модельные очаги размещались на различных по высоте уровнях шкафа в местах, наиболее удаленных от места прокладки трубки "Fire trace".
Как видно из результатов, приведенных в табл. 3, даже при наихудшем варианте размещения модельных очагов относительно трубки "Fire trace" установка обеспечивает локализацию и тушение пожара в пределах шкафа. При этом инерционность срабатывания установки АУП 01Ф-01, а следовательно, и возможный материальный ущерб от пожара зависят от положения трубки относительно места возникновения загорания и параметра негерметичности защищаемого объема. Поэтому для уменьшения времени от возникновения загорания до срабатывания установки прокладку трубки "Fire trace" внутри защищаемого шкафа следует производить с учетом наиболее вероятных мест возникновения пожара и путей его распространения. При монтаже трубки "Fire trace" расстояние по вертикали между ее горизонтальными участками рекомендуется выдерживать в пределах 1,0-1,5 м. С точки зрения минимизации ущерба от пожара для защиты приборных шкафов, имеющих высокий параметр негерметичности, применение установок АУП 01Ф-02 и АУП 01Ф-03 предпочтительнее.
м
Таблица 4. Объемы приборных шкафов, защищаемые установкой АУП 01Ф-01
Параметр негерметичности приборного шкафа, м-1 0,05 0,1 03 0,5
Объем, защищаемый установкой АУП 01Ф-01, м3 2,2 1,65 0,7 0,45
Результаты огневых испытаний установок АУП 01Ф продемонстрировали не только возможность их использования для защиты объемов с параметром негерметичности, превышающим предельное значение, установленное НПБ 88-2001*, но и позволили определить область применения их модификаций.
Установки АУП 01Ф-01 рекомендуются для защиты шкафов, когда требуемое для тушения количество огнетушащего вещества может быть размещено в одном модуле. Защищаемые установкой АУП 01Ф-01 объемы приборных шкафов в зависимости от их негерметичности приведены в табл. 4.
Примеры монтажа установок АУП внутри и снаружи приборного шкафа показаны на рис. 3.
Для защиты шкафов большого объема, когда требуемое для тушения количество огнетушащего вещества превышает содержащееся в одном модуле, рекомендуется применение нескольких установок АУП 01Ф-02 или АУП 01Ф-03.
В случае использования для защиты объема нескольких модулей АУП 01Ф-02 алгоритм работы установки должен предусматривать выдачу управляющего сигнала на электромагнитные клапаны распылителей всех модулей при срабатывании пожарных извещателей либо вскрытии трубки "Fire trace" любого из них (по срабатыванию его сигнализатора давления). При этом модули допускается не объединять в единый коллектор.
В случае применения АУП 01Ф-03 с устройством дистанционного пуска алгоритм запуска должен предусматривать выдачу управляющего сигнала на включение всех устройств дистанционного пуска при срабатывании пожарных извещателей или сигнализатора давления в любом их модулей. При использовании АУП 01Ф-03 без устройств дистанционного пуска объемы трубок "Fire trace" всех модулей должны быть объединены в единый коллектор.
К настоящему времени ВНИИПО МЧС РФ на основании выполненных ранее работ и результатов испытаний, проведенных Приборным заводом "Тензор", разработаны рекомендации по применению установок АУП 01Ф для защиты приборных
Рис. 3. Пример монтажа установки внутри (а) и снаружи (б) приборного шкафа
шкафов с параметром негерметичности до 0,5 м-1 и шкафов с принудительной вентиляцией (" Рекомендации по противопожарной защите приборных шкафов автономной установкой газового пожаротушения АУП 01Ф с трубкой "Fire trace". — М.: ВНИИПО, 2005.).
Поступила в редакцию 30.07.06.
