Расчет автоматических установок газового пожаротушения

В соответствии с Федеральным законом № 123–ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» здания, сооружения и строения должны быть оснащены автоматическими установками пожаротушения в случаях, когда ликвидация пожара первичными средствами пожаротушения невозможна, а также в случаях, когда обслуживающий персонал находится в защищаемых зданиях, сооружениях и строениях некруглосуточно.

Автоматические установки пожаротушения следует проектировать с учетом нормативных документов, действующих в этой области, а также строительных особенностей защищаемых зданий, помещений и сооружений, возможности и условий применения огнетушащих веществ, исходя из характера технологического процесса производства. Автоматические установки пожаротушения должны выполнять одновременно и функции автоматической пожарной сигнализации.

При срабатывании установки пожаротушения должна быть предусмотрена подача сигнала на отключение технологического оборудования в защищаемом помещении в соответствии с технологическим регламентом. Для помещений, в которых имеются установки с открытыми неизолированными токоведущими частями, находящимися под напряжением, при водяном и пенном пожаротушении следует предусматривать автоматическое отключение электроэнергии до момента подачи огнетушащего вещества на очаг пожара.

Установки водяного, пенного низкой кратности, а также водяного пожаротушения со смачивателем подразделяются на спринклерные и дренчерные (рис. 1). Применение спринклерных установок возможно для помещений высотой не более 20 м, за исключением установок, предназначенных для защиты конструктивных элементов покрытий зданий и сооружений. Параметры установок пожаротушения определяются в соответствии с табл. 1 и 2.

Спринклерные установки водяного и пенного пожаротушения в зависимости от температуры воздуха в помещениях следует проектировать: водозаполненными (для помещений с минимальной температурой воздуха 5 °С и выше) и воздушными (для неотапливаемых помещений зданий с минимальной температурой ниже 5 °С). Спринклерная установка состоит из сети труб (подключенные к магистральному трубопроводу с водой), водопитателей и ввернутых в трубы водораспылителей (спринклеров), автоматически открывающихся при повышении температуры (рис. 2, 3, а). Вода, вытекая из спринклера, разбрызгивается при помощи розетки. Выходное отверстие для воды у спринклерной головки закрыто легкоплавким замком из особого сплава, который разрушается при повышении температуры, а вода, ударяясь о дефлектор, разбрызгивается и орошает определенную площадь горения.

Спринклерные оросители водозаполненных установок необходимо устанавливать вертикально розетками вверх, вниз или горизонтально, в воздушных установках – вертикально розетками вверх или горизонтально.

Спринклерные оросители установок следует устанавливать в помещениях с учетом температуры окружающей среды и их температуры срабатывания (табл. 3).

Основными недостатками данной системы пожаротушения являются невозможность тушения электроустановок, находящихся под напряжением, и инерционность (замки разрушаются через 2–3 мин с момента достижения температуры их срабатывания, кроме того, вскрываются лишь те легкоплавкие замки, которые оказались в зоне повышенных температур, в то время как эффективнее подавать воду (пену) сразу на всю площадь защиты). Дренчер отличается от спринклера только тем, что не имеет легкоплавкого замка и отверстие для выхода воды (пены) всегда открыто (рис. 4). Помимо дренчеров розеточного типа (ДР), находят применение дренчеры лопаточного типа (ДЛ) (рис. 3 б, в).

Автоматическое включение дренчерных установок следует осуществлять по сигналам от одного из видов технических средств:

1. Пбудительных систем.
2. Установок пожарной сигнализации.
3. Датчиков технологического оборудования.

Включение дренчерных завес осуществляется автоматически или вручную (дистанционно или по месту). Расстояние между оросителями дренчерных завес следует определять из расчета расхода воды или раствора пенообразователя 1,0 л/с на 1 м ширины проема. Основным недостаткам данной системы пожаротушения является невозможность тушения электроустановок, находящихся под напряжением.

Автоматические установки газового пожаротушения. Установки газового пожаротушения применяются для ликвидации пожаров классов А (горение твердых веществ), В (горение жидких веществ), С (горение газообразных веществ) и Е (электроустановки под напряжением).

В установках газового пожаротушения применяются следующие виды огнетушащих веществ (ГОТВ или инертные разбавители):

• сжатые газы: азот (N2), аргон (Ar), инерген (смесь 52 % об. N2, 40 % об. Ar и 8 % об. СО2);
• сжиженные газы: диоксид углерода (двуокись углерода СО2), хладон 23 (CF3H), хладон 125 (C2F5H), хладон 218 (C3F8), хладон 227еа (C3F7H), хладон 318Ц (цикло-C4F8)), элегаз (гексафторид серы SF6).

Для подачи и хранения сжиженных огнетушащих веществ (двуокись углерода, азот или аргон) при температуре ниже температуры окружающей среды в автоматических установках газового пожаротушения используется специальное оборудование – изотермические пожарные резервуары, то есть теплоизолированные сосуды, оборудованные запорнопусковым устройством, холодильными агрегатами или реконденсатором, приборами управления и контроля (ГОСТ Р 53282–2009 «Установки газового пожаротушения автоматические.

Резервуары изотермические пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний»). Важно отметить, что азот нельзя применять для тушения магния, алюминия, лития, циркония и других, образующих взрывчатые нитриды (рекомендуется аргон). Помещения, оборудованные установками газового пожаротушения, должны быть оснащены указателями о наличии в них установок (рис. 5).

Для оперативного удаления ГОТВ после тушения пожара необходимо использовать общеобменную вентиляцию зданий, сооружений и помещений. Допускается для этой цели предусматривать передвижные вентиляционные установки. Входить в защищаемое помещение после выпуска в него ГОТВ и ликвидации пожара до момента окончания проветривания разрешается только в изолирующих средствах защиты органов дыхания (ввиду токсичности практически всех применяемых ГОТВ).

Вход в помещение без изолирующих средств защиты органов дыхания разрешается только после удаления продуктов горения, ГОТВ и продуктов его термического распада до безопасной величины (концентрации). Важно отметить, что существенным недостатком использования хладонов является их возможное озоноразрушающее действие.

Для автоматической установки газового пожаротушения могут быть предусмотрены следующие виды включения (пуска): автоматический (основной), дистанционный (ручной) и местный (ручной). Расчетное количество (масса) ГОТВ в установке должно быть достаточным для обеспечения его нормативной огнетушащей концентрации в любом защищаемом помещении или группе помещений, защищаемых одновременно.

Централизованные и модульные установки, кроме расчетного количества ГОТВ, должны иметь его 100 %-ный резерв (запас). Установки газового пожаротушения должны обеспечивать инерционность не более 15 с (время срабатывания без учета времени задержки выпуска ГОТВ).

В установках газового пожаротушения применяются следующие сосуды для ГОТВ: модули газового пожаротушения, батареи газового пожаротушения и изотермические резервуары. Сосуды, применяемые в установках пожаротушения, должны соответствовать требованиям Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением» (2020 г.).

В централизованных установках сосуды следует размещать в станциях пожаротушения. В модульных установках модули могут располагаться как в самом защищаемом помещении, так и за его пределами, в непосредственной близости от него. Расстояние от сосудов до источников тепла (приборов отопления и т. п.) должно составлять не менее 1 м.

Новое поколение газовых огнетушащих веществ. Фторкетон или «сухая» вода строения CF3–CF2–C(=O)–CF(CF3)2 или С6F12O (ФК–5–1–12, Novec 1230) впервые был запатентован американской компанией «3М» в качестве хладагента как альтернативная замена озоноразрушающему хладону-114. Некоторые физико-химические и токсические свойства «сухой» воды приведены в табл. 4.

Основными сдерживающими факторами внедрения данного соединения в системах промышленного газового автоматического пожаротушения являются его зарубежное производство, а также возможность частичного выделения высокотоксичных продуктов разложения в условиях пожара (например, трифторуксусная кислота, угарный газ, фтороводород).