Виды и принципы работы установок водяного пожаротушения

Виды и принципы работы установок водяного пожаротушения

Пожаротушение водой – это популярный метод борьбы с возгораниями. Автоматический комплекс ликвидации возгорания с водным ресурсом представляет собой дешевое и безопасное оборудование. Вода, в отличии от других огнетушащих веществ, безопасна для здоровья человека и окружающей среды.

Оборудование этого вида устанавливается в зданиях производственного и бытового типа:

• в учебных и медицинских учреждениях;
• в жилых и офисных помещениях;
• в спортивных и развлекательных комплексах;
• на производственных предприятиях;
• на крытых стоянках и в гаражах.

Схема работы автоматической установки пожаротушения водой

Системы водяного пожаротушения оснащены специальными датчиками, которые анализируют показатели задымления, повышения температуры в помещении, уровень свечения. Если хотя бы один из этих параметров начинает превышать пороговые значения, то активируется специальный клапан и вода начинает поступать в специальный трубопровод.

Трубопровод водного комплекса тушения делится на секции. Отдельные модули отвечают за несколько помещений сразу. Иногда секции также оснащаются изолированными управляющими элементами. Необходимое давление жидкости поддерживается насосным агрегатом.

Оросители, которые за 10 лет ни разу не сработали, заменяются. Причем демонтируется комплекс целиком. Это же справедливо и для систем с вышедшими из строя элементами.

Перечень элементов автоматической установки водяного пожаротушения:

• насосные агрегаты (основной, резервный, подпитки);
• распределительные трубопроводы;
• оросители;
• побудительные системы;
• узлы управления;
• запорная арматура;
• резервуары;
• оповещатели;
• побудительные устройства;
• дозаторы и другие.

Классификация средств водяного тушения

Устройства автоматических средств ликвидации огня водой различаются в зависимости от используемого оборудования и способа подачи ОТВ к очагу возгорания. Выделяют следующие системы:

• спринклерные;
• дренчерные;
• модульные.

Оросители с тонким распылением также часто используются. Они создают плотную завесу воды вокруг объекта тушения.

Спринклерные установки подразделяются на:

• водозаполненные;
• воздушные;
• водовоздушные.

Установки этого типа тушат очаги в деревянных конструкциях и строениях, склонных к возгоранию.

Дренчерные комплексы по виду привода делятся на:

• электрические;
• гидравлические;
• пневматические;
• механические;
• комбинированные.

Эти установки ликвидируют пожар на всей площади.

Инерционность срабатывания одинакова для всех видов огнетушащих комплексов. Временной диапазон срабатывания составляет от 3 секунд до 3 минут.

Спринклеры

Спринклерная система пожаротушения помещений – это стационарный комплекс магистралей, трубопроводов и оросителей (спринклеров). Особенностью конструкции является наличие теплового замка. Это стеклянная колба с реагентом или плавкой вставкой, которая чувствительна к изменению температуры. При срабатывании замка открывается отверстие для выхода воды. Узел управления считывает снижение давления жидкости и включает насосы.

Кроме названных элементов, задействуются также:

• сигнализация и комплекс оповещения;
• дымозащита;
• регулировка эвакуации.

Температурный диапазоны, в котором срабатывают спринклеры, – от 57 до 182 °C. При этом показатель инерционности у моделей для более низких температур – до 300 секунд, для более высоких – до 600 секунд.

Плюсы и минусы спринклерной системы водяного пожаротушения

Базовое преимущество спринклерного водяного оборудования – локальное тушение пожаров. Распылитель сработает только в зоне превышения разрешенной температуры.

Имеются и другие преимущества:

1. Точность. Тепловые замки быстро и безошибочно находят источники пламени.
2. Безопасность. Огнетушащим ресурсом выступает вода или пена на водной основе. Эти вещества не вредят человеку и окружающей обстановке.
3. Несложное обслуживание. Заправка огнетушащего вещества не требуется. Ремонт не требует больших ресурсных затрат.
4. Дешевизна. Расходы на эксплуатацию меньше по сравнению с другими видами систем.
5. Автономность и автоматическая работа.
6. Нет дополнительных требований по герметизации помещения. Система не зависит ни от размера объекта, ни от числа людей.
7. Возможность расширения или модификации.
8. Срок службы от 10 лет.

Несмотря на широкий список помещений, в которых применимы спринклерные системы пожаротушения, этот параметр все-таки ограничен. Так, нельзя установить спринклеры в помещениях с электроникой, на заправочных станциях, бензиновых складах. Не стоит этого делать в помещениях архивов и с предметами культурной ценности. Также ограничено использование в помещениях с прогревом воздуха, на производствах с высокими температурами или, наоборот, – в помещениях без отопления. Существует риск ложной активации теплового замка либо замерзания воды.

Среди других недостатков:

• датчики и тепловые замки нельзя использовать после срабатывания системы;
• инерционность спринклеров составляет до 5-10 минут;
• ряд признаков: дым, открытый огонь – не влияет на срабатывание комплекса такого типа, система реагирует только на температуру;
• конструкция тепловых замков осложняет остановку рабочего процесса, приводит к риску ложного срабатывания и механических повреждений.

Дренчеры

Дренчерная и спринклерная системы внешне похожи. Тем не менее, дренчеры не зависят от работы теплового замка и готовы сработать ежесекундно. Установка дренчерного типа запускается с помощью пульта управления. Для этого необходим сигнал пожарных извещателей. Эти датчики фиксируют признаки возгорания. Среди них: огонь, дым, повышение температуры, скорость этого изменения.

Принципы работы дренчерной системы

Дренчерная система сильнее, чем спринклерная, ограничивает распространение огня. Дренчер – универсальное оборудование, единственное и обязательное для помещений с большими площадями.

Конструкция дренчерной системы представляет собой открытые распылители, которые срабатывают автоматически при включении сигнализации либо же благодаря человеку. Сам дренчер спроектирован как оросительная головка.

АУПТ этого вида срабатывает по определенному алгоритму:

1. Датчики обнаруживают очаг возгорания.
2. Сигнал поступает на пульт.
3. Сравнение температуры с нормой показывает необходимость активации комплекса тушения. При необходимости включается насосная станция, открывается клапан, система заполняется водой.
4. Вода с огнетушащими составами поступает в трубопровод и распыляется через дренчеры над очагом возгорания.

В состав комплекса входят следующие компоненты:

• баки с пенообразователем и самим веществом;
• дозаторы;
• дренаж для слива воды и пены.

Плюсы и минусы дренчеров

Дренчерные установки пожаротушения обладают рядом достоинств:

1. Тушение пожара сразу во всем помещении.
2. Обильное орошение.
3. Ресурсом тушения может выступать не только вода, но и пена.
4. Многоразовость использования.
5. Легкий процесс монтажа.
6. Возможность установки для защиты локаций с повышенным риском пожара.
7. Способность работать с вертикальными поверхностями: противопожарные занавесы в театрах, технологические аппараты и резервуары с нефтепродуктами.

Однако, нельзя забывать и о минусах. У дренчерного комплекса их не так много – расход воды и необходимость высушивания помещения после тушения.

Отличия спринклерного и дренчерного пожаротушения

Хотя системы, описанные выше, похожи по структуре, принцип работы отличается. Как уже упоминалось, спринклерный узел имеет термодатчик и необходим скорее для первичного тушения очага возгорания. Поэтому дренчерные установки считаются более совершенными.

Первые зависят от температурных изменений. Вторые запускаются автоматически или вручную. При этом спринклеры не работают при минусовых показателях, требуют времени на обработку сигнала. Дренчеры же срабатывают при температуре ниже 0 °C, так как вода подается после сигнала с пульта и происходит это сразу же.

Установки пожаротушения тонкораспыленной водой

Тип оросителя не влияет на пожаротушение с тонким распылением воды. Такие установки работают и с дренчерами, и со спринклерами. Главное отличие – это поверхностное тушение возгорания. Оно обеспечивается благодаря проникающей способности каплям воды.

К плюсам пожаротушения тонкораспыленной водой относится ряд факторов:

1. Простота и дешевизна. Этот вид тушения используется в модульных установках. Поэтому такие комплексы не так сложны и затратны в производстве, при проектировании, в установке и эксплуатации, как другие.
2. Универсальность. Из-за скорости тушения установки с тонкораспыленной водой подходят объектам с ограниченным запасом воды и с дорогим имуществом. Кроме того, такие комплексы справляются с воспламенениями следующих веществ: парафин, спирт, бензин.

Указанные свойства иллюстрируют возможность использования модульных установок пожаротушения тонкораспыленной водой в магазинах, торговых центрах, автостоянках и паркингах, автосервисах, кафе и ресторанах.

Нормы проектирования и требования к установкам водяного пожаротушения

СП 485.1311500.2020 – это документ с нормативами проектирования установок тушения пожаров. Так как пожаротушащие комплексы устанавливаются на объектах с большими площадями, существует конкретный алгоритм расчета автоматической установки пожаротушения:

1. Определение типа смесителя. Этот агрегат используется для тушения огня в установке.
2. Выбор самого комплекса: спринклерная или дренчерная основа.
3. Совместив результаты первого и второго шага, вычисляется интенсивность, с которой вода будет подаваться в комплекс тушения.
4. Определение самого дальнего оросителя. Это влияет на параметры рабочего давления в системе. Кроме знаний об оросителе, потребуется информация о диаметре и трассировке труб.
5. Проведение гидравлических расчетов. Далее рассчитываются характеристики гидравлической мощности оборудования. Данные параметры влияют на смету со сведениями обо всех финансовых расходах, величине затрат трудовых ресурсов и времени по установке агрегатов.
6. При получении составляющих автоматической системы пожаротушения детали и узлы проходят проверку. Определяется соответствие отдельных деталей.
7. Монтаж и искусственная проверка работы запчастей и элементов установки.

При работе над проектом также учитываются следующие факты:

• характеристика источника водяного снабжения;
• точные размеры и площадь помещения;
• сведения об объеме источника и времени тушения;
• схема монтажа оповещателей и оросителей.

В зависимости от типа оросителя меняются условия установки. Так, к спринклерной системе пожаротушения применяются следующие требования:

• трубопроводы состоят из стальных шовных труб с цинковым покрытием изнутри и снаружи, допускается использование огнестойкого негорючего пластика;
• трубы крепятся к потолку специальными подвесными хомутами;
• крепления хомутов находятся на расстоянии не более 1,5 метров;
• трубы соединяются сваркой, установочными муфтами, опрессовочными фитингами;
• радиус распределения капель относится к расстоянию между спринклерами, как 1:2;
• подразумевается наличие отдельного оборудования для электрических составляющих комплекса тушения, аккумуляторов резервного электроснабжения, насосного оборудования и запорной арматуры;
• дублирующий пульт управления располагается отдельно от основной части установки;
• рабочее давление в установке должно поддерживаться на уровне до 1 МПа.

При монтаже дренчерной системы орошения соблюдаются следующие принципы:

• расстояние между комплексом и стеной: не менее 1,5 метров;
• дистанция между разбрызгивателями должна составлять до 3 метров;
• расстояние между побудительными установками: 40 сантиметров.

Так как описанные процессы – сложная работа, необходима консультация со специалистом. Устанавливать оборудование должна сертифицированная бригада.

Преимущества и недостатки водяных систем пожаротушения

Итак, к преимуществам водяных комплексов пожаротушения относятся:

• простая эксплуатация;
• быстрое срабатывание;
• универсальность монтажа;
• низкая цена;
• доступность;
• повышенная теплоемкость;
• химическая инертность к большинству легковоспламеняемых материалов;
• безопасность для человека и среды.

Недостатков у таких комплексов относительно немного. Среди них:

• высокая электропроводность (особенно при применении воды с добавками);
• вероятность возникновения ущерба объекту защиты;
• ограничения использования в помещениях с электроникой.

Система водяного пожаротушения

Система водяного пожаротушения является одной из наиболее востребованных разновидностей автоматического комплекса ликвидации очага возгорания. Подобные комплексы разрабатываются и устанавливаются с целью оперативного реагирования на возможные очаги появления пожара и их ликвидации. В общем случае системы тушения пожара заменяют дежурную бригаду пожарников и при этом постоянно находящиеся в режиме мониторинга ЧС.

Назначение системы водяного пожаротушения

Комплексы тушения пожара могут быть смонтированы в зданиях любого назначения как производственных, так и бытовых. Как правило, подобные системы находят свое применение на автомобильных парковках, расположенных внутри здания, кроссовых и серверных помещениях, промышленных зданиях, в которых риск возгорания является актуальной проблемой. К таким помещениям относятся промышленные производства, склады, архивы.

Основное назначение комплекса пожаротушения – минимизация очага возникновения пожара и его оперативная ликвидация. При этом особое значение придается безопасности человека. Кроме того, качественные системы должны обеспечивать сохранность имущества организации. При сравнении автоматических и ручных комплексов тушения пожара, а также модулей сигнализации, преимущества первых систем очевидны. Только применение автоматических комплексов позволяет минимизировать риски возгорания большой площади здания, обеспечить безопасность сотрудников и сохранность имущества.

Как и во многих других системах жизнеобеспечения, в комплексах пожаротушения действуют свои правила и регламентирующие документы, соблюдение которых обязательно при выполнении установки, эксплуатации и обслуживании систем. Любые технические мероприятия с элементами комплекса должны осуществляться специально подготовленными сотрудниками, обладающими необходимыми доступами и сертификатами. При этом обслуживающая организация предоставляет гарантию на установленный комплекс.

Классификация систем водяного пожаротушения

Основное разделение противопожарных комплексов выполняется по веществу, с помощью которого происходит тушение пожара. В соответствии с таким способом, выделяют четыре основных вида комплексов:

1. Водяная установка;
2. Порошковая установка;
3. Газовая установка;
4. Аэрозольная установка.

Каждая система имеет свои преимущества и недостатки. Область использования комплексов разного типа также отличается. Поэтому следует рассмотреть каждую категорию противопожарных установок более подробно.

Принцип действия систем водяного пожаротушения

Комплексы водяного тушения пожара бывают двух типов: спринклерные и дренчерные. Установки первого типа разработаны для оперативного тушения очагов возгорания в деревянных конструкциях и подобных быстровозгораемых строениях. Установки второго типа предназначены для ликвидации пожара на всей площади предприятия. Спринклерный комплекс представляет собой трубопровод, оснащенный специальными оросителями. Сама труба заполняется водой, пенной смесью либо воздухом. Любое вещество находится в трубопроводе под высоким давлением.

В некоторых случаях устанавливают спринклерные комплексы комбинированного типа. В этом случае подводящий водовод содержит жидкость, а распределительная система – воздухом при температуре ниже пяти градусов и водой при более высокой температуре. Ороситель либо спринклер надежно защищен от срабатывания специальным тепловым замком. Данное устройство выполнено в виде колбы, которая теряет свою герметичность при резком повышении температуры, то есть при наличии очага возгорания.

При возникновении пожара, вода начинает выходить из трубопровода, благодаря чему давление понижается, и система управления активирует специальный клапан. По мере понижения давления запускается насосная станция пожаротушения, подающая воду в трубопровод. Таким образом, вода поступает к локальному очагу возгорания до полной его ликвидации. При функционировании спринклерных комплексов задействованы следующие дополнительные системы:

1. Сигнализация, срабатывающая при возникновении пожара;
2. Комплекс оповещения о пожаре;
3. Дымозащита;
4. Регулировка процесса эвакуации;
5. Информирование об очагах возникновения пожара.

Если оросители не сработали на протяжении десяти лет, то их необходимо заменить на всем комплекс. То же самое относится и к вышедшим из строя элементам. На стадии разработки комплекса, трубопровод разделяют на секции. Каждый такой модуль отвечает за пожаротушение нескольких помещений и может оснащаться изолированным управляющим модулем. Требуемое давление в водоводах обеспечивает насосный агрегат.

Дренчерные системы водяного пожаротушения

Комплексы дренчерного типа не имеют в своем составе тепловых замков, тем они и отличаются от комплексов спринклерного типа. Потребление воды в подобных комплексах гораздо выше в связи с тем, что все оросители систем активируются одновременно.
Как правило, в дренчерных комплексах могут использоваться несколько типов оросителей:

1. Струйные, в которых вода подается за счет повышенного давления.
2. Газодинамические двухфазные элементы.
3. Модули, обеспечивающие подачу воды путем ударного взаимодействия дефлекторов.

На стадии разработки комплекса конструкторы должны принимать во внимание комплектацию дренчера, необходимый уровень давления, интервалы между оросителями и их число, мощность насосных агрегатов, производительность водоводов и размер накопителя.
Основные задачи, для реализации которых монтируются подобные комплексы, можно разделить на несколько типов:

1. Локализация очага возникновения пожара.
2. Разбивка контролируемых участков на сектора и предотвращение перехода локального возгорания в глобальное.
3. Предотвращение распространения продуктов возгорания.
4. Снижение температуры узлов и элементов помещения до необходимой температуры.

На сегодняшний день пользуются спросом системы тушения пожара, основанные на технологии мельчайшего разделения воды. Диаметр фракции водяной пыли зачастую равен 150 микронам. Такая технология позволяет значительно сократить расход воды в три раза. Такой эффект возможен за счет образования водяного тумана, который эффективно препятствует распространению пожара. Рост продаж подобных комплексов говорит об их эффективности.

Порошковые системы пожаротушения

Как следует из названия комплекса, основным компонентом системы пожаротушения является порошковая смесь мелкой фракции. В соответствии с принятыми в РФ стандартами, подобные комплексы устанавливаются в помещения административного и общественного назначения. Кроме того, электрические подстанции, промышленные здания и склады оснащаются автоматическими комплексами порошкового пожаротушения.

Газовая система пожаротушения

Тушение очагов возгорания осуществляется сжатым либо сжиженным газовым составом, сконцентрированным в специальных установках. В качестве газовой смеси применяются такие вещества, как аргонит либо инерген. В состав любой смеси для пожаротушения входят элементы, присутствующие в атмосфере. Поэтому установки, содержащие азот, гелий, аргон либо углерод абсолютно безопасны для окружающей среды.
Технология работы газовых комплексов основана на вытеснении из очага пожара кислорода и замещении его газом. Такой принцип действия основан на свойстве пламени не затухать при содержании кислорода в воздушном пространстве в диапазоне от 12 до 15 процентов. Если сжатый газ замещает кислород, то пламя постепенно затухает.

При установке подобных комплексов необходимо учитывать состояние людей, находящихся в комнате. Пониженное содержание кислорода может негативно сказаться на их здоровье. Поэтому использование газовых комплексов возможно только при одновременной эвакуации персонала предприятия. В качестве сжиженной смеси, используемой для тушения возгорания, применяется углекислый газ и фтористые синтетические смеси. К ним относятся шестифтористая сера и хладоны озонобезопасные и озоноразрушающие. Безопасные смеси могут использоваться при нахождении человека в помещении, а разрушающие только при эвакуации сотрудников.
Как правило, газовые комплексы устанавливают для обеспечения пожаробезопасности силовых установок, запитанных от электрической подстанции.

Прочие системы пожаротушения

Наименее часто встречаются комплексы пожаротушения, использующие пену либо аэрозоли. Хотя пена и является достаточно эффективным средством для борьбы с возгораниями, в ее состав входят вредные компоненты, из-за чего подобные комплексы используются редко.
Аэрозольные установки по принципу действия аналогичны порошковым системам с той лишь разницей, что фракции вещества имеют меньшие размеры.

Требования к установке систем водяного пожаротушения и прочих комплексов

На территории РФ приняты в действие меры противопожарной безопасности, которые предусматривают монтаж комплексов борьбы с очагами возгорания в следующих помещениях:

1. Серверные помещения, машинные залы, центры обработки данных. К этой же группе относятся помещения, в которых происходит содержание и обработка данных и музейных экспонатов.
2. Автопарковки подземного варианта размещения либо открытые стоянки, расположенные на нескольких этажах.
3. Постройки малой этажности, собранные из металлических деталей и утепленные горючими материалами. При этом обязательна установка комплекса пожаротушения в общественные здания с размером более 800 квадратных метров, а также административных площадей размером не менее 1200 квадратных метров.
4. Помещения, ориентированные на хранение продукции и имеющие класс «В» по степени опасности. При этом помещение не может быть выше одного этажа и имеет стеллажи не выше 5,5 метра.
5. Торговые комплексы, осуществляющие реализацию горючих смесей, при наличии в продаже емкостей размером более 20 литров.
6. Высотные здания с более чем 30-метровой высотой. К этой категории не относятся постройки жилого назначения, а также производственные помещения класса «Г» и «Д».
7. Торговые комплексы, площадь подземной части которых превышает 200 квадратных метров либо аналогичный размер наземной постройки более 3,5 тысяч квадратных метров. Исключением являются предприятия, реализующие негорючие материалы.
8. Залы для проведения выставок, состоящие из двух и более этажей либо имеющие размер более тысячи квадратных метров.
9. Концертные комплексы с количеством посадочных мест не менее 800.

Преимущества и недостатки систем пожаротушения

Как уже упоминалось выше, часть противопожарных комплексов имеет в составе вещества, негативно влияющие на организм человека. Например, хлор и бром нарушают работу органов дыхания, газовые установки вытесняют кислород из помещения, в результате чего человек теряет сознание. Некоторые компоненты комплексов воздействуют на дыхание и зрение человека.

Наиболее эффективным методом устранения пожара является водяная система, абсолютно безопасная для человека. Тем не менее, такой комплекс нуждается в повышенном расходе воды, что влечет неминуемый рост затрат. Кроме того, применение воды может вывести аппаратуру и имущество из строя. В связи с этим при выборе автоматического комплекса пожаротушения следует внимательно рассмотреть другие варианты систем.

Установка газового комплекса позволяет получить следующие преимущества:

1. Отсутствие коррозии техники и конструкций;
2. Проветривание комнаты удаляет все негативные следы тушения пожара;
3. Широкий диапазон рабочих температур.

Наряду с положительными моментами, существуют и отрицательные. Газовые установки весьма опасны для человека. Но, так как технология не стоит на месте, в настоящее время появились современные материалы, не влияющие на здоровье людей.

Источник https://ifex3000.ru/blog/ustanovki-vodyanogo-pozharotusheniya/

Источник https://admiral-omsk.ru/sistema-vodyanogo-pozharotusheniya