Система пожаротушения сухой водой. «Сухая вода» в тушении пожаров Система пожаротушения на сухой воде
Спринклерные системы пожаротушения – это автоматические средства тушения возгорания. Оросители создают завесу из огнетушащего вещества (ОТВ), локализуя и ликвидируя пожар.
Нормы по эксплуатации систем спринклерного типа:
- СП 5.13130.2009;
- ГОСТ Р51043-2002;
- ФЗ № 123-ФЗ (техрегламент);
- Пост. №390 (противопожарный режим);
- НПБ 88-2001 (проектирование, монтаж).
Что такое спринклерная система
Спринклерные автоматические системы пожаротушения (АСПТ) представляют собой магистраль и разводку трубопроводов, содержащую под напором огнетушащее вещество или заполняемую ОТВ при обнаружении возгорания.В охраняемом помещении создается разветвленная сеть, а на местах распыления вкручиваются специальные реагирующие на огонь, открывающие выход ОТВ самосрабатывающие водяные оросители – спринклеры.
Как работает спринклерная система
Суть работы АСПТ спринклерного типа состоит в выпуске огнетушащего состава на очаг возгорания. Система непрерывно готова к подаче ОТВ. Давление в трубах постоянное, создаваемое насосом-жокеем. Активируется выход воды спринклером – распылителем с тепловым замком.Спринклерная система срабатывает и тушит этапами:
- При возникновении пожара температура повышается.
- Тепловой замок спринклера разрушается (разбивается колба или расплавляется пломба), открывая отверстие для воды.
- ОТВ выходит через ороситель, сначала самотеком.
- Узел управления фиксирует снижение давление (Мпа) – подает сигнал на БУ.
- «Жокей» насос поддерживает напор небольшое время. Далее включается основная насосная станция.
- Теплового – в спринклере.
- Гидравлического/воздушного – в узле управления между разводкой с распылительными головками с жидкостью или воздухом, и источником ОТВ, перекрытым пружинным клапаном.
Варианты :
Как работает |
|
Водозаполненная |
|
Водовоздушная («сухая») | Для неотапливаемых (ниже +5°C) и отапливаемых объектов:
Спринклеры монтируют только вертикально розетками вниз или горизонтально. |
Комбинированные АСПТ |
|
Области применения
Системы пожаротушения спринклерного типа используются на:- объекты хранения данных;
- автостоянки под землей, надземные – выше 1 этажа;
- сооружения с фасадом от 30 м. Для категорий опасности Д, Г высота не имеет значения;
- одноэтажки из металлических элементов с горючим утеплителем. Для общественных зданий данного типа площадь – больше 800 м², административных и бытовых – от 1200 м²;
- торговые предприятия с наземной частью от 2500 м², с подвальной (цокольной) – от 200 м². Исключения: реализация негорючих товаров (металлы, стекло, фарфор, пища);
- постройки, где торгуют легко воспламеняемыми материалами. Исключение: розница упаковками до 20 л.;
- выставочные ангары, залы, галереи от 1000 м²;
- объекты для массового отдыха от 800 посадочных мест;
- склады со стеллажами от 5,5 м.
Применить сеть со спринклерами можно даже в квартире или в других помещениях. Но оборудование тушит только пожары класса A, реже B (специальной пеной). Для других возгораний, объектов под напряжением применяют АСПТ , углекислотой. Учитывают, что вода может повредить материалы.
Автоматическая система полива характерна для тушения:
- водные судна – есть неограниченный доступ к ОТВ;
- пенные и спринклерные устройства применяют для опасных зон с ГСМ, топливом, полимерами, резиной (производства, цеха, склады);
- открытые, технологические проемы: водные завесы на арках, атриумах, стройплощадках;
- противопожарные отсеки больших помещений.
Преимущества и недостатки
Достоинства АСПТ спринклерного типа:- нет ограничений по размеру помещений, количеству персоналу. ОТВ безопасное;
- не надо заправлять;
- экономичность – вода дешевая;
- не требует герметизации помещения;
- магистраль модифицируется под особенности (формы) объекта;
- удобно при централизованном водоснабжении – тушащий состав постоянно циркулирует в трубах на месте возгорания, любые объемы доступны, время распыления неограниченное;
- простая замена спринклеров, большой выбор распылителей (орошение струей, пылью, в точку);
- полная автоматизация, автономность;
- независимость от питания в очаге пожара;
- охват больших площадей;
- долговечность (от 10 лет).
- инерционность (время с момента срабатывания). Тепловой замок разрушается продолжительно – до 300 или 600 сек.;
- реагируют только на температуру;
- риск ложных срабатываний, при этом процесс трудно остановить;
- сложность проектировки, монтажа: соблюдают обширные НПБ;
- ограниченность классами пожара A, B (пенные), видами тушащих составов (вода, пена);
- при отсутствии централизованного водоснабжения – потребность в емкостях для ОТВ, дополнительных насосах;
- тепловые замки делают невозможным применение спринклеров, где неравномерно, непредвиденно нагревается воздух;
- вода замерзает – установка не работает при отрицательных температурах, кроме «сухого» варианта или с теплым водоснабжением;
- спринклеры нужно менять после активации.
Спринклерная и дренчерная системы: отличия
Оба варианта имеют инерционность, но при термочувствительном запорном устройстве она больше. У оборудования с открытыми распылителями период ожидания выпуска тушащей смеси зависит лишь от доставки воды по магистрали.Отличие спринклерной системы от :
Оборудование |
|
Спринклерное | Дренчерное |
Ороситель закрытого типа, автономный, самодостаточный, активирующийся самостоятельно. | Простой распрыскиватель. Открытый, без теплового запора, не влияет на активацию. |
Вскрывается только реагирующая на огонь головка, орошая строго защищенную площадь, не заливая остальное пространство. Требуется замена тепловых замков после срабатывания. | Задействуются все оросители, заливая все помещение, но не требуют замены. |
Побудительная цепь не нужна: спринклер сам является таковой (обнаружитель плюс побудитель). Можно использовать без дополнительных датчиков. | Необходима сигнализация, датчики и активация с пульта. |
Устройство спринклерного пожаротушения
АСПТ может включать в себя два варианта: «сухой» и водозаполненной с переключением по мере необходимости.Водозаполненная часть:
- подача воды, источник с дозатором;
- пожарный резервуар с переливным, тестовым трубопроводом;
- насос с всасывающим шлангом, около него – водяной узел управления (спринклерный клапан);
- обратный клапан для перекрытия или обеспечения постоянного напора.
- источник;
- воздушный узел управления (сухой клапан);
- насос для резервуара;
- компрессор;
- резервуар (пневмоцистерна, водопитатель).
Общие элементы:
- магистраль со спринклерными распылителями;
- гибкая подводка;
- шкафы, блоки управления;
- пожарные извещатели.
- запорная арматура;
- резервные, откачивающие насосы;
- дренажные приямки;
- датчики контроля ОТВ;
- для вспененного тушащего состава:
- пенный ороситель;
- емкости для хранения с устройством контроля уровня;
- пеногенераторы;
- дозатор.
Спринклерная система пожаротушения в больших помещениях может иметь несколько секций (зон), индивидуальные сигнальные клапаны, устройства подачи сжатого воздуха для повышения давления.
Спринклерный узел управления
Тип узла управления определяет режим работы, вариант компоновки. Задачи механизма – сигнализировать на пульт или БУ для включения насоса. От узла зависит активация и будет ли включена подача огнетушащего состава.Узел водозаполненный
«Мокрый» клапан внутри заполнен жидкостью под высоким давлением. Варианты:- угловой;
- прямоточный.
- Плюс : нет потребности в дополнительных сигнальных клапанах.
- Минус : возможность ложных самозапусков из-за гидроударов, неисправностей оросителей, вода может замерзнуть. Для уменьшения риска есть замедляющая камера (время выставляется от 0 до 16 сек.). Если движение жидкости в спринклерной АСПТ вызвано посторонней причиной, то вода стравливается в канализацию.
Узел воздушный
Управляющий узел может наполняться вместо жидкости сжатым кислородом или азотом. Второе название – спринклерный мембранный воздушный клапан.Используется дифференциальный принцип, равновесие:
- Напор воздуха со стороны магистрали с оросителями и от части поступления воды на задвижку создает баланс.
- При открытии оросителя происходит разгерметизация – давление падает, равновесие нарушается, запор отодвигается, тушащее вещество поступает в трубы.
Воздушный контрольно-пусковой
Принцип работы КПУУ дополненный контролем целостности цепей оборудования (изменение Мпа, разрывы, поломки), что полностью исключает ложную тревогу.Разновидности включения:
- предварительного действия – после реагирования пожарных извещателей или оросителей;
- предварительного срабатывания с контролем пуска – только после сигнала датчиков;
- с двойным контролем старта установки – активация от пожарных датчиков и при запуске хотя бы одного спринклерного распрыскивателя.
Виды спринклерных оросителей
Спринклер – распрыскиватель АСПТ из легких сплавов с посадочной резьбой, запорным сегментом (колба, распаивающаяся пластина) на выходном отверстии, открывающимся при определенной температуре.Алгоритм работы:
- достигается критическая температура;
- головка устройства:
- распаивается – встречается реже, поскольку плавящиеся пластины ненадежные;
- термочувствительная жидкость расширяется, запирающая колба оросителя трескается;
- замок разрывается;
- открывается отверстие – сдерживаемая вода распыляется.
Температура срабатывания от + 57 до +182°С. Инерционность является основным недостатком распрыскивателя: до 300 сек. у низкотемпературных изделий (+57, +68°С) и у высокотемпературных – до 600 сек. Механизм – одноразовый. После активации заменяют новым. Срок службы оросителя в режиме ожидания – 10 лет.
Колбы в зависимости от значения для начала химической реакции имеют разный цвет жидкости.
Спринклерная декоративная розетка АСПТ имеет и рабочую функцию: обеспечивает требуемое разбрызгивание, направление: завеса из мелкодисперсной водной пыли, крупные капли, струи. В среднем ороситель охватывает радиус 2 м.
Из чего состоит спринклер:
- винты стопорные;
- розетка;
- запорная колба;
- пружина тарельчатого типа или резина (реже, так как она плавится и деформируется);
- корпус с резьбой.
Позиционные
Спринклеры позиционного типа имеют несколько модификаций ориентации розетки для разных вариантов распыления ОТВ в очаг:- универсальные – фиксируется в любом направлении;
- вогнутые – вертикальная установка;
- плоские – разбрызгивающей частью вверх;
- для горизонтальной фиксации.
Угловые
Струя моделируется: устройство с миниатюрным козырьком розетки позволяет выбрать требуемый угол для эффективного распыления. Подобрав правильную настройку, создается наиболее результативная водная завеса, орошающая материалы и оборудование в очаге возгорания.Тонкодисперсные
Спринклеры для тонкого распыления с сетчатым колпачком-калибратором создают плотную завесу ОТВ. Расход воды сниженный, одновременно повышается эффективность, создается огнпреграждающий экран облаком мелкой взвеси огнетушащего вещества.Пониженный уровень повреждения влагой обрабатываемых поверхностей. Часто применяется для пожаров класса A.
Быстродействующие
Конструкция спринклеров с ускоренным действием имеет элементы, обеспечивающие меньшую инерционность. Ликвидируется большая задержка между возникновением возгорания и разрыва замка на оросителе.Огнетушащие составы
Второе название спринклерных систем – установки водяного пожаротушения, поскольку используются составы на основе воды.Максимум, как можно модифицировать ОТВ – создание пены. В пенных системах есть отдельный бак с пеногенератором, специальные калибровщики.
Пена расширяет диапазон тушения классов пожара. Смесь имеет различные химические добавки (фторные). Вспененное вещество меньше повреждает материалы.
Требования к состоянию огнетушащих веществ
Вещества для тушения должны быть без примесей, приводящих к коррозии труб. Используются те же составы, что для обычных водных или .Монтаж спринклерной системы тушения: нормы и требования
Разработку проекта, монтаж и ТО производят лицензированные предприятия. Учитывают высоту потолков, радиус и диаграммы распыления, характеристики вентиляции. Возможен вариант углубленного монтажа оросителей для декоративного вида.
Основы процесса установки:
- трубы:
- шовные;
- оцинкованные снаружи и изнутри;
- крепление к потолку. Используются металлические спринклерные подвесные хомуты, шаг 1,5 м;
- соединения: сварка, опрессовка фитингами, установочные муфты;
- расстановка оросителей должна соответствовать инструкции: при радиусе распространения капель в 2 м расстояние между головками около 4 м;
- разводку, аккумуляторы, баки, насосы размещают в отдельном помещении (пристройка, подвал). Там же производится подключение к водоснабжению;
- отдельно устанавливается пульт охраны (дублирующая схема управления).
- в системе должно быть давление до 1 Мпа.
Обслуживание спринклерных систем
- Монтаж спринклерной системы завершается испытанием – имитацией пожара с заменой спринклеров на дренчерные оросители.
- ТО включает осмотр на предмет выявления утечек, коррозии. При обнаружении дефектов тепловые замки и другие элементы заменяются со сливом жидкости. Производится принудительный пуск и перезапуск.
- Гарантированный срок эксплуатации – 10 лет, полная проверка с испытанием, капитальным ремонтом, повторный гидравлический расчет – раз в 3 года.
- Температуры эксплуатации от -50 до +50˚С (для водозаполненных – от +5 ˚С) или рекомендованные производителем.
- Обслуживание системы после срабатывания заключается в возвращении оборудования в рабочее состояние: заменяют термозатворы, приводят узлы управления в режим ожидания.
Конечно, это шутка. Сухую воду не едят. Вернее, не пьют. Это вещество
было разработано в США в 2004 году с чисто практическими целями. И если
бы не его необычные свойства в сочетании со сходством с обычной водой,
наверное, никто, кроме специалистов, и не узнал бы о нем.
В нашей стране интерес к нему возник после появления сюжета о сухой воде в программе Галилео.
Загадочная жидкость без цвета и запаха, так похожая на воду, заинтересовала многих.
Ведь сухая вода:
- не проводит электричество;
- кипит при температуре 49°C;
- не смачивает поверхности.
Сухая вода: применение
Может показаться, что сухая вода – это просто ингредиент для фокусов и приколов, и никакой практической пользы от нее нет. Но все как раз наоборот. Это вещество разрабатывалось для решения очень серьезных задач. И, если еще раз посмотреть его свойства, можно даже догадаться, с какими именно.Для тех, кто не догадался, рассказываем. Сухая вода была создана для систем автоматического пожаротушения. Те, кто хотя бы раз сталкивался с последствиями тушения даже небольшого возгорания, обязательно оценят преимущества сухой воды.
Представьте себе, что в офисе сработала система пожаротушения. Очаг возгорания потушен, но какой ценой! Важная документация безнадежно испорчена, офисная техника, залитая водой и пеной, не работает, а мебель проще заменить, чем приводить в порядок.
Но если при тушении пожара использовалась сухая вода, всех этих проблем не возникнет. С огнем это вещество борется не хуже, а возможно, и лучше, чем обычная вода. При этом, бумага, мебель и техника остаются неповрежденными.Да что там офис! Ведь пожар может случиться где угодно, например, в библиотеке или музее, крупном дата-центре или на телестанции, или в любом другом месте, где много дорогостоящей аппаратуры, важных документов, бесценных произведений искусства. Представляете, какие потери помогает предотвратить сухая вода!
3M Novec 1230: сухая вода тушит пожары в зданиях
Американские учёные создали вещество, которое выглядит, как вода, течёт, как вода, и быстро тушит огонь, как вода. Однако вещество является совершенно сухим и не смачивает поверхности. Новую жидкость будут применять в системах пожаротушения.
13 апреля 2004 года компания Tyco Fire & Security
из Флориды продемонстрировала возможности противопожарной системы, использующей "сухую воду".
Новая система подавления огня получила торговую марку ANSUL Sapphire (ANSUL — это линейка противопожарной техники компании).
Из её особенностей нужно отметить чувствительность — система начинает тушить пожар, когда реакция горения только-только началась, и пламени фактически ещё нет.
Сама "сухая вода" выпускается американской компанией 3M
под торговой маркой 3M Novec 1230.
Эта жидкость обладает всеми противопожарными свойствами воды, и будучи вылитой (разбрызганной) на очаг пожара также эффективно (если не лучше "мокрой воды") подавляет пламя.
Но в отличие от воды настоящей новая "вода" не повреждает электронику, произведения искусства, мебель и тому подобные вещи, так как является фактически сухим веществом.
Точнее, в процессе распыления новое вещество обращается в пар, а в виде жидкости оно ждёт своего часа в баллонах автоматической противопожарной системы, где хранится под давлением.
При этом новая система занимает существенно меньше места, чем конкурирующие противопожарные комплексы с баллонами, накачанными инертными газами.
На недавней демонстрации в передаче "Доброе утро, Америка" в плошку с этой жидкостью погружали книги и электронные приборы.
После того, как предметы вынимали, жидкость испарялась с них за секунду, не оставляя абсолютно никаких следов и не производя никаких изменений в структуре, например, бумаги.
Это идеальное решение для встроенных противопожарных систем для больниц, музеев, библиотек, узлов телекоммуникаций и вычислительных центров, полагают американские изобретатели.Интересно, что новая жидкость химически вмешивается в реакцию горения и подавляет её, в то время, как вода просто охлаждает очаг возгорания и, испаряясь, перекрывает доступ кислорода к огню.
Интересно сравнить физические свойства воды и 3M Novec 1230. Их температуры кипения — 100 и 49 градусов Цельсия соответственно.
Температура замерзания — ноль и минус 108 градусов. Давление насыщенного пара при 25 градусах Цельсия — 3,2 и 40,4 килопаскаля у воды и "сухой воды" соответственно
Теплота парообразования — 2442 килоджоулей на килограмм у воды, и всего 95 у нового вещества.Секрет его в том, что оно не содержит атомы водорода и поэтому не имеет водородных химических связей.Взаимодействие между молекулами новой жидкости намного слабее, чем между молекулами воды, которое в последнем случае определяется именно водородными связями.
Это слабое притяжение между молекулами "сухой воды" и придаёт ей такие уникальные свойства. Они позволяют 3M Novec 1230 быстро переходить от жидкости до газообразного состояния даже при холодном распылении, когда пожар только начался и большого пламени (и высокой температуры) ещё нет.Нужно заметить, что жидкости с подобными свойствами были известны химикам и раньше. Почему же они не применялись в системах пожаротушения?Ответ прост — предшественники "сухой воды" были токсичны и опасны для озонового слоя. Чего нельзя сказать о 3M Novec 1230.
Сравнительно новое вещество, разработанное в 2011 году компанией «ЗМ», обладает уникальными техническими и эксплуатационными характеристиками. Официальное название Novec 1230, но в мире оно известно как «сухая вода».
Отсутствие водорода в структуре молекулы фторированного кетона наделило вещество особыми свойствами, которые с успехом используются для ликвидации очагов возгорания:
- Нулевая электропроводимость;
- Точка кипения +49°С;
- Вещества и материалы не намокают.
Полученный на основании мелкодисперсного распыления. При переходе в газообразное состояние Novec 1230 стремительно снижает температуру в помещении, опуская ее ниже точки горения. При этом ни людям, ни подключенной к электричеству технике и материальным ценностям не наносится ущерба.
Вещество является абсолютно безопасным для здоровья человека и экологически безвредным. Но, несмотря на общепринятое название – «сухая вода» внутрь его лучше не употреблять.
Подробнее о свойствах сухой воды можно увидеть в ролике презентации компании производителя:
Область применения
Наибольшее распространение на западе сухая вода получила в системах автоматического пожаротушения, устанавливаемых в помещениях с хрупкими художественными ценностями: музеях, картинных галереях; библиотеках и архивах. Рекомендуется использовать Novec 1230 в , дата центрах, лабораториях, которые работают с жидкими пожароопасными веществами и оборудованы хрупким электронным оборудованием. Доказательством того, что тушение пожара сухой водой эффективно и безопасно, является снятие всех ограничений на его использование в США и применение сухой воды в , самолетов и бронетехники.
На данный момент наиболее распространенными веществами подобного типа являются 3M™ Novec™ 1230 и Флуорокетон С-6. Оба вещества имеют практически идентичные эксплуатационные показатели и относятся к типу хладонов.
Огнетушащее вещество сертифицировано для применения в процессе тушения пожаров категории А и В. Проводятся исследования на подтверждение допуска к тушению горючих газов – класс С.
Тушение сухой водой происходит по принципу снижения температуры (70% действия вещества) и ингибирование химической реакции процесса горения(30% эффекта тушения).
Преимущества
Высокая эффективность – источник возгорания нейтрализуется, благодаря высокому уровню испаряемости, на протяжении 10-15 сек;
Безопасность для человека подтвержденная клиническими испытаниями. Установку можно включать, когда в помещении еще находятся люди.
Удобство эксплуатации – сухая вода может использоваться в качестве огнетушащего вещества в уже смонтированных с минимальной модернизацией оборудования. Кроме того повреждение баллонов с сухой водой и даже ее разлив не вызовет неприятных последствий. «Вода» просто испарится, не оставив и следа.
Экологическая безопасность – распад вещества происходит за 3-5 дней, без повреждения озонового слоя.
Устройство системы пожаротушения
Система пожаротушения сухой водой состоит:
Более подробно об элементах системы, их размещении и принципе срабатывания можно узнать из ознакомительного ролика компании производителя:
Учитывая высокую эффективность, которую демонстрирует сухая вода (пожаротушение очага возгорания класса А занимает всего 10 секунд), габариты установки необходимой для контроля помещения гораздо компактнее, а количество баллонов значительно меньше. Кроме того, к трубопроводу предъявляются гораздо меньшие технические требования. Рабочее давление всего 25бар, вместо необходимых для газовой системы 250 – 300бар. Это значительно упрощает и удешевляет как монтаж, так и дальнейшее обслуживание.
Американские учёные создали вещество, которое выглядит, как вода, течёт, как вода, и быстро тушит огонь, как вода. Однако вещество является совершенно сухим и не смачивает поверхности. Новую жидкость будут применять в системах пожаротушения.
13 апреля 2004 года компания Tyco Fire & Security из Флориды продемонстрировала возможности противопожарной системы, использующей «сухую воду».
Новая система подавления огня получила торговую марку ANSUL Sapphire (ANSUL — это линейка противопожарной техники компании).
Из её особенностей нужно отметить чувствительность — система начинает тушить пожар, когда реакция горения только-только началась, и пламени фактически ещё нет.
Эта жидкость обладает всеми противопожарными свойствами воды, и будучи вылитой (разбрызганной) на очаг пожара также эффективно (если не лучше «мокрой воды») подавляет пламя.
Но в отличие от воды настоящей новая «вода» не повреждает электронику, произведения искусства, мебель и тому подобные вещи, так как является фактически сухим веществом.
Точнее, в процессе распыления новое вещество обращается в пар, а в виде жидкости оно ждёт своего часа в баллонах автоматической противопожарной системы, где хранится под давлением.
Новые системы тушения пожара могут подавлять пламя, не повреждая книги, картины и электронику (фото с сайта 3m.com).
При этом новая система занимает существенно меньше места, чем конкурирующие противопожарные комплексы с баллонами, накачанными инертными газами.
На недавней демонстрации в передаче «Доброе утро, Америка» в плошку с этой жидкостью погружали книги и электронные приборы.
После того, как предметы вынимали, жидкость испарялась с них за секунду, не оставляя абсолютно никаких следов и не производя никаких изменений в структуре, например, бумаги.
В колбе — прозрачная жидкость, выглядящая как вода, колышущаяся как вода. Когда её начнут лить на пламя — огонь быстро погаснет, хотя самой струи мы при этом почти не заметим (фото с сайта 3m.com).
Это идеальное решение для встроенных противопожарных систем для больниц, музеев, библиотек, узлов телекоммуникаций и вычислительных центров, полагают американские изобретатели.
Интересно, что новая жидкость химически вмешивается в реакцию горения и подавляет её, в то время, как вода просто охлаждает очаг возгорания и, испаряясь, перекрывает доступ кислорода к огню.
Интересно сравнить физические свойства воды и 3M Novec 1230. Их температуры кипения — 100 и 49 градусов Цельсия соответственно.
Температура замерзания — ноль и минус 108 градусов. Давление насыщенного пара при 25 градусах Цельсия — 3,2 и 40,4 килопаскаля у воды и «сухой воды» соответственно.
Новые системы пожаротушения обладают наибольшим соотношением между производительностью («охраняемой» площадью) и занимаемым системой местом (фото с сайта tycofireandsecurity.com).
Теплота парообразования — 2442 килоджоулей на килограмм у воды, и всего 95 у нового вещества.
Секрет его в том, что оно не содержит атомы водорода и поэтому не имеет водородных химических связей.
Взаимодействие между молекулами новой жидкости намного слабее, чем между молекулами воды, которое в последнем случае определяется именно водородными связями.