Системы автоматического пожаротушения (АПТ)

Система автоматического пожаротушения (АПТ) – это совокупность стационарных технических средств для тушения пожара за счет выпуска огнетушащего вещества.

Основные задачи системы АПТ – обнаружение, локализация и тушение очага возгорания на ранней стадии.

Локализация или тушение пожара происходит при взаимодействии выпускаемого в зону пожара огнетушащего вещества, в качестве которого, как правило, используют обычную или тонкораспыленную воду, пену, газ, порошок или специальные аэрозоли. Системы автоматического пожаротушения приводятся в действие пожарной автоматикой и обеспечивают оперативное тушение очага возгорания без участия человека. Системы пожаротушения бывают с ручным пуском, автоматического срабатывания и управляемые оператором.

Наиболее эффективны системы автоматического пожаротушения, которые осуществляют:

• постоянный контроль температуры (или наличия дыма) в охраняемом помещении;
• контроль целостности цепей управления, оповещения, питания;
• выдачу сигнала «Тревога» на пульт централизованного наблюдения;
• включение звуковых и световых оповещателей;
• закрытие огнезадерживающих клапанов;
• включение системы дымоудаления на путях эвакуации людей;
• подачу огнетушащего вещества (ОВ);
• оповещение о факте подачи ОВ.

Необходимость оборудования зданий, помещений или сооружений системами пожаротушения определяется в соответствии с Приложением «А» СП 5.13130.2009 «Свод правил. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования».

В обязательном порядке системами автоматического пожаротушения оборудуются серверные комнаты, архивы и другие помещения для хранения и обработки информации, автостоянки закрытого типа (подземные и надземные при 2-х этажах и выше), а также складские помещения, торговые залы, ремонтные мастерские и другие производственные и непроизводственные помещения, в зависимости от занимаемой ими площади и характера хранимых материалов.

1. Типы и виды систем пожаротушения

• Спринклерные;
• Дренчерные;
• Тушение тонкораспыленной водой;
• Газовые;
• Аэрозольные;
• Пенные;
• Порошковые модульные.

Водяные и пенные системы пожаротушения подразделяются на спринклерные, дренчерные, спринклерно-дренчерные, установки пожаротушения тонкораспыленной водой и роботизированные.

Вид системы пожаротушения и тип огнетушащего вещества определяется для объекта защиты исходя из его характеристик (площадь, объем, этажность, функциональное назначение и т. д.), вероятности возникновения пожара того или иного типа и технических условий (например, наличия требуемого расхода воды для нужд пожаротушения от Водоканала, температурного режима на объекте).

Установки водяного пожаротушения распространены наиболее часто. Они применяются для защиты объектов различного назначения: гостиниц, торговых центров, помещений гидроэлектростанций, современных высотных зданий и других объектов. К основным достоинствам таких систем можно отнести доступность и экологическую чистоту. Использование новейших систем тушения с тонкораспыленной водой в разы сокращает количество воды, необходимой для тушения, и позволяет защищать объекты, где ущерб от пролива воды не менее значителен, чем от пожара (библиотеки, архивы, музеи и так далее).

Пенные установки пожаротушения используются преимущественно для тушения легко воспламеняющихся жидкостей и горючих жидкостей в резервуарах, горючих веществ и нефтепродуктов, расположенных как внутри, так и вне зданий. Пена покрывает объект возгорания, не допуская к нему кислород, необходимый для горения. Газовые установки пожаротушения применяются для защиты музейных экспонатов и дорогостоящего электронного оборудования, а также на нефтеперерабатывающих, химических и деревообрабатывающих предприятиях. Газ при контакте с пламенем не образует токсичных соединений, не причиняет вреда здоровью людей и не приводит к разрушению озонового слоя атмосферы.

Установки порошкового пожаротушения являются самыми дешевыми в монтаже и эксплуатации системами. Однако, распыляемый в помещении порошок может приводить к разрушению лакокрасочных покрытий, коррозии металла и различным повреждениям пластиковых изделий, резины, бумаги и других материалов. Воздействие порошка на кожу или в дыхательные пути приводит к неблагоприятным последствиям для здоровья людей, поэтому до включения таких систем обязательно должна быть осуществлена эвакуация людей из зоны тушения.

Аэрозольные установки пожаротушения предназначены для тушения электроприборов, легковоспламеняющихся жидкостей и твердых веществ. Аэрозоли не оказывают вредного воздействия на одежду и тело человека, а также озоновый слой Земли. Достоинство аэрозольных систем и в том, что при их использовании отсутствует коррозийное воздействия на большинство конструкционных и электроизоляционных материалов.

2. Спринклерная (водная) система пожаротушения

Система, обеспечивающая подачу огнетушащего состава на очаг возгорания и состоящая из трубопроводов, оборудованных спринклерными оросителями с тепловым замком (открывается под воздействием температуры). В зависимости от нормальной (рабочей) температуры в помещении выбираются тепловые замки с соответствующей температурой открывания (в диапазоне от 57 до 343 °C).

Системы спринклерного пожаротушения являются одними из самых распространенных и используются в офисных зданиях и сооружениях, в подземных паркингах, логистических комплексах, на складах высокостеллажного хранения, торговых и выставочных центрах, рынках, музеях.

Монтируется спринклерная система, как правило, под перекрытием помещения. (рис 1).

Рис. 1. Монтаж спринклерной системы

2.1. Спринклерные установки пожаротушения тонкораспыленной водой

Технология пожаротушения тонкораспылённой водой основана на ликвидации возгорания каплями воды с эффективным диаметром не более 100 мкм. Обладая высокой проникающей и охлаждающей способностью тонкораспылённая вода (водяной туман) позволяет надёжно тушить пожары при небольшом расходе огнетушащего вещества (менее 0,03 л/с·м2) в течение 10…60 с.

Это позволяет без каких-либо негативных последствий, связанных с влиянием огнетушащего вещества, тушить пожары в архивах, библиотеках и музеях. Как показывает практика, тонкораспылённая вода эффективно поглощает твёрдые частицы дыма. Имеются данные по успешному использованию тонкораспылённой воды при тушении электроустановок под напряжением 35 кВ без аварийных последствий.

Для создания тонкораспылённых струй воды применяются модульные или агрегатные установки, позволяющие обслужить объект практически любой степени сложности. Особенностью технологии диспергирования (размельчения) капель воды, применяемой в данных установках, является использование газожидкостной смеси, которая подаётся к оросителям установок по одному трубопроводу, что значительно упрощает технологию, монтаж и эксплуатацию установок.

Рис. 2. Установки создания тонкораспылённых струй воды с использованием газожидкостной смеси

Преимущества использования системы:

• Снижение в 2,5 раза расхода и в 4 раза объема воды, требуемой для пожаротушения;
• Снижение воздействия на людей опасных факторов пожара;
• Значительное снижение ущерба от пролива воды, наносимого объекту при работе установки;
• Низкая инерционность срабатывания.

Существует 2 вида спринклерных систем: водозаполненные и воздушные (табл 1).

Таблица 1. Спринклерные системы

3. Дренчерная система пожаротушения

Дренчерная система пожаротушения – установка пожаротушения, оборудованная дренчерными оросителями с открытым выходным отверстием или генераторами пены (Рис. 3)

Дренчерные системы также применяются в качестве дренчерных завес, которые обеспечивают отсечение «стеной» огнетушащего вещества помещения, где возникло возгорание, от других помещений здания.

Устройство дренчерных завес –решение при разработке мероприятий, компенсирующих отступления от норм пожарной безопасности, а также при разработке специальных технических условий.

Примеры применения дренчерных завес:

• В театрах, для защиты проемов портала сцены, арьерcцены, карманов сцены, склада декораций;
• Вместо противопожарных стен 1-го типа для деления зданий на пожарные отсеки в общественных, административных и других зданиях;
• Дверные или иные проемы при переходе из помещений автостоянок в помещения другого назначения;
• Для защиты постоянно открытых технологических проемов в производственных и складских зданиях (например при пересечении конвейером противопожарной стены);
• Для отделения технологической площадки от танкеров на причальных комплексах для перевалки нефти и нефтепродуктов;
• Для охлаждения горящего и соседних резервуаров в резервуарных парках;
• В саунах;
• Защита атриумов в торговых, административных, гостиничных комплексах.

Рис. 3. Дренчерная система пожаротушения

Применяются также спринклерно-дренчерные системы, в которых подача огнетушащего вещества осуществляется только при совместном срабатывании пожарного извещателя дренчерной системы и оросителя спринклерной.

4. Системы газового пожаротушения

Системы газового пожаротушения предназначены для обнаружения возгорания на всей контролируемой площади помещений, подачи огнетушащего газа и оповещения о пожаре (Рис. 4).

Принцип действия установок газового пожаротушения основан на снижении концентрации кислорода за счет поступления в зону реакции негорючего газа. В случае применения сжиженных газов, их выпуск из баллона сопровождается снижением температуры, что ведет к уменьшению температуры в зоне возгорания. Автоматические установки газового пожаротушения предназначены для создания защитной среды в определенном объеме. Тушение пожара осуществляется заполнением помещения расчетным количеством огнетушащего вещества.

Рис. 4. Установки газового пожаротушения

Установки газового пожаротушения способны потушить пожар в любой точке защищаемого помещения.

Наиболее часто газовое пожаротушение применяется в центрах хранения и обработки данных (дата-центрах), в коммутационных станциях, на силосах, в турбинных установках, в помещениях печатных прессов, в архивах.

Преимущество: газовое пожаротушение, в отличие от водяного, аэрозольного, пенного и порошкового, не вызывает коррозии защищаемого оборудования, а последствия его применения легко устранимы путем проветривания. При этом, в отличие от остальных систем, АГП могут работать при температуре: от -40° до +50°C.

Основной недостаток газовых систем пожаротушения: опасность для человека. Запрещено применение установок объемного углекислотного (СО2) пожаротушения в помещениях, которые не могут быть покинуты людьми до начала работы установки и в помещениях с большим количеством людей (50 человек и более).

Системы газового пожаротушения могут использоваться для ликвидации пожаров и возгорания электрооборудования, находящегося под напряжением.

Рис. 5. Использование системы газового пожаротушения для ликвидации пожаров и возгорания электрооборудования и серверов ЭВМ

Для помещений серверных специалистами ООО «ЭКСПЕРТ-01» разработан вариант модульной установки газового пожаротушения. В качестве огнетушащего вещества применяется газовый огнетушащий состав «Хладон 227еа» по ТУ 2412- 157-05807960-2007. Для хранения хладона и выпуска его в защищаемое помещения примененен серийно выпускаемый модуль газового пожаротушения LPG-128, емкостью 26,8 л с электропуском.

5. Системы пенного пожаротушения

Системы пенного пожаротушения применяются для эффективного тушения пожаров классов, А и Б на нефтеналивных станциях и хранилищах, заводах по переработке и сжиганию мусора, сахарорафинадных заводах, складах пластмасс и полимеров, складах шинной продукции и изделий из резины – там где есть большая концентрация легковоспламеняющихся и горючих жидкостей и веществ.

Рис. 6. Системы пенного пожаротушения

В случае пожара происходит срабатывание системы и в защищаемое пространство подается через спринклеры, мониторы, дюзы или трубы (в зависимости от типа объекта) водопенный раствор. Возможность применения пены различной кратности: от низкой до высокой позволяет найти наиболее эффективный вариант пожаротушения. Наиболее часто применяется пена средней кратности, реже – низкой. Высокократная пена используется в основном при объемном тушении.

По устройству системы пенного пожаротушения во многом аналогичны установкам водяного спринклерного пожаротушения.

6. Системы порошкового пожаротушения

Системы порошкового пожаротушения модульного типа предназначены для автоматического обнаружения пожара, передачи сообщения о пожаре дежурному персоналу, автоматической локализации и тушения пожара. Применяются для ликвидации пожаров A,B,C и D – электрооборудования (электроустановок под напряжением).

Принцип действия – подача в зону горения мелкодисперсного порошкового состава.

Рис. 7. Системы порошкового пожаротушения

Системы порошкового пожаротушения имеют широкое применение – ими оборудуются масляные подвалы, компрессорные, насосные станции, металлообрабатывающие и сталепрокатные заводы, самолетные ангары, нефтеперегонные станции, котельные, лаборатории.

Системы модульного пожаротушения состоят, как правило, из технологической и электротехнической части.

В настоящее время существуют радиоканальные модульные системы порошкового пожаротушения, для монтажа которых не требуется прокладка кабельных линий, что облегчает установку системы на эксплуатируемом объекте или там где закончена чистовая отделка.

Недостатки порошковых систем пожаротушения: обладают прямым ингаляционным воздействием на человека, запрещена работа автоматических установок порошкового пожаротушения в помещениях с системами противодымной вентиляции.

Модули порошкового пожаротушения «Бизон-П55» применяются в автоматических установках порошкового пожаротушения и предназначены для хранения и подачи огнетушащего порошка. В зависимости от марки используемого огнетушащего порошка модули применяются при тушении или локализации пожаров классов А (горение твёрдых веществ), В (горение жидких веществ), С (горение газообразных веществ), а также электрооборудования, находящегося под напряжением.

Важным преимуществом «Бизона» и отличием его от других автоматических средств пожаротушения является то, что он не требует разводки трубопровода – при установке огнетушащего средства в помещении достаточно укрепить его на стене. Особенности внутреннего устройства модуля обеспечивают равномерное распределение порошка по всему защищаемому объёму.

Отсутствие химически активных компонентов позволяет использовать «Бизон» в картинных галереях, музеях и архивах, модуль экологически безопасен для окружающей среды.

Защищаемый объем:

• 45 м3 – при температуре от +5оС до +50оС,
• 25 м3 – при температуре от –20оС до +5оС,
• 70 м3 – при пожаре класса А;
• продолжительность подачи огнетушащего порошка – не более 15с;
• инерционность срабатывания – не более 1с;
• диапазон рабочих температур – от –20оС до +50оС;
• масса огнетушащего порошка – 5 кг;
• тип огнетушащего порошока – «Феникс АВС–70»;
• рабочее давление в емкости с порошком – 0,7МПа;
• габаритные размеры – 205х750х305мм.;
• масса – 31 кг;
• ток срабатывания пиропатрона – 2А.

Специалистами отдела НИОКР компании Каланча был разработан новый принцип автоматического пожаротушения – технология комбинированного газопорошкового автоматического пожаротушения. Газопорошковый модуль объёмного пожаротушения «BiZone» – сочетает в себе эффективность газовых и экономичность порошковых систем автоматического пожаротушения. Возможны различные варианты исполнения модуля: объёмный и площадной, с разводкой трубопровода и без разводки.

Огнетушащая смесь равномерно распределяется по всему защищаемому объему и эффективно подавляет очаги возгорания в любой точке защищаемого объема. У модуля есть и другие преимущества:

• эффективно тушит очаги класса А (твердые вещества) и подавляет процессы горения тлеющих материалов;
• температура огнетушащего вещества «BiZone» менее 20ºС, что исключает возможность модуля стать источником вторичного возгорания;
• модуль органично вписывается в любую штатную систему пожарной автоматики и является основным её элементом;
• в основе огнетушащей смеси – углекислый газ и минеральный порошок, что делает это средство пожаротушения экологически безопасным для окружающей среды;
• огнетушащая смесь сохраняет имущество;
• после процесса пожаротушения остатки порошка легко удаляются пылесосом;
• модули автоматического пожаротушения «BiZone» имеют возможность многоразового использования – они могут перезаряжаться.

Нельзя тушить этим модулем горючие материалы, склонные к самовозгоранию и тлению внутри объема вещества (древесные опилки, хлопок, травяная мука и др.); химические вещества и их смеси, пирофорные и полимерные материалы, склонные к тлению и горению без доступа воздуха; возгорания металлов, сплавов, металлоорганических соединений.

7. Системы аэрозольного пожаротушения

Системы аэрозольного пожаротушения применяются для тушения пожаров электротехнического оборудования, энергетических объектов, защиты транспортных хозяйств, силовых установок и т. п.

Аэрозоль не оказывает разрушающего воздействия на большинство конструкционных и электроизоляционных материалов, а также не вреден для человека.

Рис. 8. Системы аэрозольного пожаротушения

К недостаткам данных систем следует отнести повышение температуры и резкое уменьшение видимости в защищаемых помещениях.

8. Насосные станции пожаротушения

Компания Instalcompact специализируется на выпуске готовых насосных станций для применения в системах спринклерного и дренчерного пожаротушения, а также в системах противопожарного водопровода.

Преимущества насосных станций Instalcompact:

• малые габариты и экономия пространства благодаря продуманному компактному размещению оборудования на несущей раме;
• небольшая масса насосных станций благодаря оптимальному подбору самых современных комплектующих;
• минимизированное количество сварных швов и монтажных операций, выполняемых на объекте;
• легкость сервисного обслуживания и ремонта;
• возможность комплектации различными типами приводов в зависимости от пожеланий заказчика;
• уменьшение вибрации и шума благодаря виброгасящим опорам рамы;
• отсутствие потребности в фундаменте;
• полное кабельное оснащение (силовые, управляющие, сигнальные кабели), существенно сокращающие время подготовки станции к запуску;
• порошковая покраска всех элементов станции в красный цвет (RAL 3000), позволяющее однозначно идентифицировать ее предназначение;
• возможность разных видов исполнения – как для помещений (стандартное исполнение), так и улиц (контейнерное исполнение).

Одним из применяемых источников водоснабжения для установок автоматического пожаротушения, как спринклерного так и дренчерного, является пожарные водоемы, резервуары или городская водопроводная сеть. Насосная станция пожаротушения чаще всего находится в специально выделенном помещении недалеко от источника воды. Насосная станция – это ряд подобранных и взаимосвязанных элементов таких как: основной и резервные насосы; жокей насосы, технологические трубопроводы, запорная арматура, система управления и сигнализации и т.д.

Каждый из элементов имеет большое значение как для правильного запуска и работы оборудования, так и для того, чтобы во время подать достаточное количество воды для тушения пожара.

Структура технологической системы насосной станции и количества применимых основных насосов зависит от:

• характера защищаемого объекта и вида применяемого тушения (спринклерного, дренчерного, пенного и т.д.);
• необходимой мощности для питания электродвигателей используемых насосов;
• применяемого способа водоснабжения, класса пожароопасности объекта и количества оросителей используемых в системе.

Предлагаемый типовой ряд комплектующих узлов оборудования, производимых в условиях стабильного производства, является интересной альтернативой насосным станциям, которые монтируются непосредственно на строительной площадке.

Дополнительные выгоды связанные с применением решений Instalcompact:

• значительное сокращение срока освоения капиталовложений благодаря снижения до минимума объема монтажных работ в помещении насосной станции;
• гарантия полного снаряжения и безотказности предлагаемых насосных станций;
• компактная эргономичная модульная конструкция, облегчающая доставку оборудования к потребителю и его установку в помещении насосной;
• воможность любого вида сборки из доступных компонентов насосной станции, собирая любые варианты систем, отличных от типовых;
• применение в сборке насосных станций оборудования и элементов, большинство из которых допущено к применению в области пожарной
• защиты и обществом европейских страховых норм VdS и других мировых стандартов.

Рис. 9. Насосные станции пожаротушения

Разработан типовой ряд модульных насосных станций на базе насосов фирмы Speck.

Насосные станции доступны в четырех вариантах исполнения:

• EE – насосная станция с двумя основными насосами с электроприводами;
• ED – насосная станция с двумя основными насосами, один из которых с электроприводом, а второй с двигателем внутреннего сгорания;
• E – насосная станция с одним основным насосом с электроприводом;
• D – насосная станция с основным насосом и двигателем внутреннего сгорания.

Каждый из вышеперечисленных варианов исполнения насосных станций снабжен соединительным модулем для пожарного автомобиля, измерительным модулем и модулем жокей насоса. Два первых модуля используются как независимые элементы, предназначенные для сборки уже на объекте, а модуль жокей насоса (насоса поддержки давления в трубопроводе) встроен в основной модуль насосной станции.

8.1. Стандартные технологические схемы

Исполнение E

Исполнение EE

Исполнение ED

Исполнение D

Специальное исполнение технологической схемы

Прерывистой линией обозначены фрагменты технологической системы насосной станции, которые не входят в основное оборудование, но необходимы при сборке системы на объекте. Представленные технологические схемы можно модифицировать и расширять другими элементами, такими как резервуары, сигнальными клапанами, индикаторами расхода воды, насосами дозаторами и пенообразующими резервуарами и т.д., в зависимости от требований заказчика. Все это дополнительное оборудование может быть включено в комплектацию насосной станции пожаротушения PP-IC.

В заключение можно отметить, что эффективная система пожарной безопасности в здании любого типа не может быть создана при условии использования только пассивных, или только активных материалов и технологий огнезащиты. Активные и пассивные компоненты системы огнезащиты решают совершенно разные задачи и по этой причине одни не могут быть заменены другими. Только комплексная защита гарантирует максимальную огнезащиту здания.