CC BY
72
Пожарная автоматика
УДК 614.841
ПРОЕКТИРОВАНИЕ АГРЕГАТНЫХ УСТАНОВОК ПОЖАРОТУШЕНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТОНКОРАСПЫЛЕННОЙ ВОДЫ
С. Г. Цариченко, В. А. Былинкин
Федеральное Государственное Учреждение Всероссийский ордена "Знак Почета"научно-исследовательский институт противопожарной обороны МЧС России
А. Е. Гусев
Рассмотрены наиболее известные из представленных на российском рынке оросителей для тонкораспыленной воды и особенности проектирования агрегатных установок пожаротушения с их применением.
Спринклерные установки предназначены для тушения или локализации пожаров путем разбрызгивания воды через оросители. Тушение основано на резком охлаждении зоны горения, с которой взаимодействует крупнокапельная масса воды. Появившись более 150 лет назад, установки такого рода получили большое распространение в различных отраслях хозяйствования как надежное и эффективное средство ликвидации и локализации пожаров на промышленных предприятиях и объектах общественного назначения.
Традиционные спринклерные установки имеют один недостаток, обусловленный большим потоком воды, который недостаточно эффективно используется в целях тушения и, кроме того, воздействуя на материалы, ценности и оборудование, наносит ущерб.
Одним из способов повышения эффективности пожаротушения водой является использование тонкораспыленной воды (ТРВ). Эффективность тонкораспыленной воды обусловлена высокой удельной поверхностью мелких частиц, что повышает охлаждающий эффект за счет проникающего равномерного действия воды непосредственно на очаг горения и увеличение теплосъема. При этом значительно снижается вредное воздействие воды на окружающую среду.
Вместе с тем, для повышения эффективности воздействия воды необходимо с одновременным уменьшением диаметра капель повышать скорость их подачи, что увеличивает охлаждающий и изолирующий эффекты. Достичь этого результата возможно при использовании специальной конструкции распылителя.
На сегодняшний день из представленных на российском рынке устройств можно выделить оросители для тонкораспыленной воды таких фирм, как "ОРТЕС", "ОКШКЕЬ", ЗАО ПО "Спецавтоматика", ООО "ГорПожБезопасность" и др.
В научно-исследовательском институте низких температур при МАИ за последние несколько лет создан ряд спринклерных и дренчерных мелкодисперсных оросителей, предназначенных для тушения пожаров классов А и В в замкнутых и полузамкнутых объёмах. Разработанный тонкодисперсный спринклерный ороситель имеет ряд преимуществ по сравнению со стандартным спринклером. Обычный ороситель защищает от пожара площадь 12 м2 при интенсивности орошения 0,08 кг/с на 1 м2. Тонкодисперсный ороситель защищает площадь 22 м2 при давлении воды перед распылителем 0,8-1,0 МПа и интенсивности орошения 0,024 кг/с на 1 м2.
Дренчерные жидкостные тонкодисперсные оросители имеют:
— ороситель 1 — защищаемую площадь до 32м2 при интенсивности орошения 0,056 кг/с на м2 и среднем давлении воды перед ним 1,2-1,5 МПа (средний расход воды при этом составлял 1,63 кг/с);
— ороситель 2 — защищаемую площадь до 28м2 при интенсивности орошения 0,041 кг/с на м2 и среднем давлении воды перед ним 1,2-1,5 МПа (средний расход воды 1,071 кг/с).
Оросители предназначены для применения в составе автоматических установок пожаротушения, используемых для ликвидации очагов возгорания в начальной стадии их развития. Оросители подтвер-
Таблица 1.
№№ п/п Наименование параметра
1 Максимальная высота помещения, м
2 Площадь для расчета расхода воды, м2
3 Рабочее давление, МПа
4 Максимальное расстояние между спринклерными оросителями, м
АМ 25 5 9
0,70 - 1,72 3,0
5 Максимальное расстояние до стены, м
дили высокую эффективность подавления очагов возгорания в испытаниях по методике определения эффективности пожаротушения для модульных установок газового пожаротушения; о широком же применении их в агрегатных установках пожаротушения на данный момент сведений не имеется.
С февраля 2002 г. ООО "Пэрити" официально представляет на российском рынке финскую компанию "OPTEC International". Среди предлагаемых компанией систем обеспечения безопасности здания представлен и ороситель OPTEC для тонкораспыленной воды. Расход данного оросителя составляет порядка 8,1 л/мин. при давлении 2 бар; к-фактор оросителя — 5,7 л/мин.*бар; температура срабатывания спринклерного оросителя 680С. Время тушения одной модульной установкой составляет 2-6 мин. Для данного оросителя разработаны рекомендации по применению и проектированию.
Компанией "Огнеборец плюс" на российском рынке представлен ороситель для тонкораспыленной воды производства фирмы "GRINNEL" (Голландия) типа АМ 25. Способ получения тонкораспыленной воды при помощи данного оросителя основан на разбиении струи воды, поступающей из выходного отверстия на розетку. Данный ороситель имеет сертификат пожарной безопасности. Основные параметры оросителя приведены в табл. 1.
Способ получения тонкораспыленной воды, использованный в центробежном распылителе РЦ-180, разработанном ЗАО ПО "Спецавтоматика" (г. Бийск, Алтайский край), основан на закрутке (завихрении) потока с целью его дробления за счет центробежных сил.
Структура потока распыленных струй сформирована так, что внутренний факел имеет среднеарифметический диаметр капель не более 100 мкм, а внешний 250 мкм. За счет более крупных капель во внешнем факеле, а следовательно, и более высокой их скорости, создаются условия формирования скоростного потока тонкораспыленных струй в строго ограниченном пространстве и направлении, при этом без значительных потерь на рассеивание.
Данный ороситель рекомендуется применять в автоматических установках пожаротушения дрен-черного типа в закрытых помещениях. Автомати-
ческие установки пожаротушения с оросителями РЦ-180 могут проектироваться для защиты групп помещений 1, 2, 4.1, 4.2 в соответствии с Приложением 1 НПБ 88-2001, за исключением помещений, где обращаются горючие жидкости с температурой вспышки ниже 400С.
Кроме того, указанная система пожаротушения рекомендуется для защиты помещений по производству и розливу спиртов, закалочных ванн, кабельных потоков, к использованию в системах для создания завес.
Оросители РЦ-180 размещаются по вертикали от защищаемой поверхности на расстоянии не более 8 м или защищаемого технологического оборудования с учетом формы факела распыленной воды.
Минимальное рабочее давление — 0,6 МПа.
Спринклерный ороситель типа "АКВАМАС-ТЕР" (обозначение "АКВА") разработан ООО "Гор-ПожБезопасность" (группа компаний "ГорПожтех-ника", г. Москва). Данный распылитель имеет уменьшенный расход при высокодинамичном факеле распыленной струи. Среднеарифметический диаметр капель распыленной струи в диапазоне рабочего давления составляет 110-130 мкм. Меньшая площадь орошения распылителя (9 м2) по сравнению с традиционным оросителем (12 м2), использование малоинерционного чувствительного элемента в виде разрывной колбы 3 мм позволяют надежно контролировать защищаемую площадь.
Создание распылителя типа "АКВАМАСТЕР" позволило разработать новый подход к проектированию спринклерных систем с подачей тонкораспыленной воды, названных "АКВАМАСТЕР". Основные огнетушащие параметры системы "АК-ВАМАСТЕР" были подтверждены натурными огневыми испытаниями. Ороситель "АКВАМАС-ТЕР" имеет сертификат пожарной безопасности в соответствии с ТУ 4854-001-29349769-2002.
Данный ороситель рекомендуется проектировать для водозаполненных спринклерных установок пожаротушения в помещениях и производствах, относящихся к 1 и 2 группам в соответствии с НПБ 88-2001 (Приложение 1), пространств за фальшпотолками и фальшполами, а также в кабельных сооружениях и для тушения и охлаждения технологического оборудования.
ПОЖАРНАЯ АВТОМАТИКА
Таблица 2.
№№ п/п Наименование параметра Группа помещений
1 2
1 Интенсивность орошения, л/с.м-2, не менее 0,04 0,06
2 Площадь для расчета расхода воды, м2 90 180
3 Продолжительность работы спринклерных установок 20 30
4 Максимальное расстояние между спринклерными оросителями при высоте их установки от уровня пола до 6 м включительно "АКВАМАСТЕР" 3 3
5 Максимальное расстояние между спринклерными оросителями при высоте их установки выше 6 м от уровня пола "АКВАМАСТЕР" 2,5 2,5
6 Расстояние до стены:
- максимальное, м 1,5 1,5
- минимальное, м 0,4 0,4
Параметры установок пожаротушения с применением оросителей "АКВАМАСТЕР" определяются по табл. 2.
Оросители "АКВАМАСТЕР" устанавливаются головками вниз или горизонтально в зависимости от условий размещения горючей нагрузки.
Для защиты кабельных сооружений рекомендуется использовать оросители "АКВАМАСТЕР" дренчерного типа с аналогичными характеристиками как для 2 группы помещений в соответствии с табл. 2. Оросители должны размещаться с учетом формы факела распыленной струи, чтобы полностью обеспечивалось орошение кабельных потоков. Для защиты пространств за фальшпотолками и фальшполами рекомендуется использовать спринклерные оросители типа "АКВАМАСТЕР" с характеристиками как для 1 группы помещений в соответствии с табл. 2.
Спринклерные установки с применением оросителей "АКВАМАСТЕР" следует проектировать при высоте их расположения не более 8 м от уровня чистого пола, за исключением установок, предназначенных для защиты конструктивных элементов покрытий зданий и сооружений.
Количество спринклерных оросителей "АКВАМАСТЕР" в одной секции спринклерной установки не ограничивается. При этом для выдачи сигнала, уточняющего адрес загорания в здании, а также включения систем оповещения и дымоудаления, рекомендуется устанавливать на питающих трубопроводах специальные сигнализаторы потока жидкости с характеристиками, соответствующими параметрам оросителя "АКВАМАСТЕР".
Количество оросителей "АКВАМАСТЕР" на одной ветви распределительного трубопровода определяется гидравлическим расчетом.
В качестве автоматического водопитателя могут использоваться сосуды, заполненные водой (не менее 0,3 м2) и сжатым воздухом, а также подпитывающие насосы с промежуточной мембранной емкостью объемом не менее 40 л без резервирования.
Наряду с традиционной может применяться следующая схема насосной станции:
— пожарных насосов в помещении насосной станции должно быть не менее двух;
— насос первой ступени обеспечивает поддержание давления в узлах управления в пределах от 0,6 МПа до 1,2 МПа и расход воды не менее 2,5 л/с. При этом данный насос обеспечивает тушение на первой стадии до падения давления в системе ниже 0,5 МПа. Затем должен дополнительно включаться насос (насосы) второй (следующей) ступени, обеспечивающий расчетный расход воды и давление в спринклерной системе.
Проектирование спринклерных установок с применением оросителей типа "АКВАМАСТЕР" допускается при расчетном давлении от 0,5 МПа до 1,7 МПа включительно при условии использования соответствующей элементной базы и оборудования. При монтаже допускается применение стальных электросварных труб по ГОСТ 10704-91 с обязательной установкой фильтров на питающих трубопроводах.
В помещениях 1 группы с высотой потолков не более 4 м при проектировании спринклерной установки пожаротушения с применением оросителей "АКВАМАСТЕР" рекомендуется применение пожарных кранов ёу 20 мм с подсоединением устройства внутреннего пожаротушения с расходом не менее 0,8 л/с. от одного пожарного крана и углом раскрытия факела струи не более 350. В случае применения пожарных кранов с ёу 20 и расходом 0,8 л/с. количество струй увеличивается вдвое от нормативного. Диктующий напор принимается по наиболее удаленным пожарным кранам и должен быть не менее 0,6 МПа. Допускается размещение пожарных кранов ёу 20 мм в нишах без использования пожарных шкафов с обязательным хранением рукавов и стволов в специальных устройствах, предназначенных для их хранения в скатке (например, в чехлах), закрепленных в данной нише.
Также стоить отметить, что по просьбе руководства ООО "ГорПожБезопасность" в программу сертификационных испытаний оросителя "АКВА-МАСТЕР" был включен параметр проверки на огнетушащую эффективность. Время тушения модельного очага пожара класса "А" с горючей нагрузкой, эквивалентной 50 кг/ м2, составило не более 5 минут.
На сегодняшний день, для агрегатных установок пожаротушения различных объектов целесообразно применение только некоторых из описанных выше оросителей: "АКВАМАСТЕР" (Группа компаний ТОРПОЖТЕХНИКА", ООО "ГорПож-Безопасность"), "РЦ-180" (ЗАО ПО "Спецавтоматика") и распылитель фирмы "OPTEC International". Обуславливается это тем, что в действующих российских нормах не рассматриваются
требования к агрегатным установкам водяного пожаротушения тонкораспыленной водой. Для каждого подобного устройства, помимо наличия сертификата пожарной безопасности, должны быть разработаны и согласованы в установленном порядке Рекомендации по проектированию. И, конечно же, это зависит от параметра минимального рабочего давления. Чем меньше этот параметр, тем больше возможностей для использования в агрегатных установках пожаротушения существующей элементной базы с применением данных устройств. На данный момент таким требованиям отвечают только оросители "АКВАМАСТЕР", "РЦ-180" и распылитель фирмы "OPTEC International". Ороситель АМ-25 компании "GRINNEL", несмотря на наличие всех необходимых сертификатов, таких Рекомендаций не имеет.
