Автоматические установки пожаротушения

С древних времен и по настоящее время пожары являются серьезной проблемой в жизни людей. Некоторые, особо сильные пожары, входят в историю и меняют жизнь целых городов и даже государств. Так было, например, с Великим лондонским пожаром 1666 года или со знаменитым пожаром Москвы во время Отечественной войны 1812 года. Поэтому логично, что каждый владелец имущества стремится обезопасить себя от огня.

Современные противопожарные системы позволяют обеспечить высокий уровень безопасности, однако вопрос экономической эффективности в этом случае не менее важен. Вряд ли кто-то захочет платить огромные деньги за автоматическую установку пожаротушения, если вероятность пожара на данном конкретном объекте чрезвычайно мала.

Системы пожаротушения устанавливаются на коммерческих промышленных объектах, производственных, в клиниках и медицинских центрах, образовательных учреждениях.

Главным критерием при выборе системы пожаротушения и суммы денег, которые владелец объекта готов на нее потратить, является потенциальный ущерб, который может быть вызван при возникшем пожаре. Для того, чтобы сориентироваться в различных вариантах противопожарных систем, используется формула S = A + B, где A –предполагаемые убытки (тыс. руб. в год) от пожара на защищенном объекте после срабатывания системы, а B – затраты на разработку, монтаж и ежегодное обслуживание автоматической установки пожаротушения.

Следует также заметить, что к предполагаемым убыткам относится не только фактическое уничтожение имущества, но и тот доход, который будет потерян из-за выхода из строя сгоревшего оборудования. При анализе различных вариантов систем пожаротушения наиболее предпочтительным будет являться тот, который предполагает наименьшее значение S.

Часто можно встретить вариант, при котором на объекте устанавливается только лишь противопожарная сигнализация. Она является эффективным средством обнаружения пожара, однако на этом ее функции заканчиваются, так как произвести собственно тушение пожара она не может. В то же время, система государственной пожарной охраны не столь оперативна, как хотелось бы многим владельцам имущества – среднее время прибытия пожарной команды составляет около 10 минут. Это значительный промежуток времени, за который многие ценности могут быть уничтожены огнем безвозвратно.

К тому же, в последние годы наблюдается тенденция к увеличению этого времени. В крупных и средних городах рост численности населения приводит к тому, что количество автомобилей увеличивается, а пропускная способность дорог не изменяется. Как следствие – автомобильные пробки, которые пожарному автомобилю трудно преодолеть даже с проблесковым маячком и сиреной. В сельской местности ситуация не лучше, но дело там вовсе не в пробках. Отсутствие ремонта дорог, неукомплектованные штаты бригад, устаревшая техника – все это является причиной повышения среднего времени прибытия на пожар.

Чтобы полностью обезопасить себя от пожара или хотя бы минимизировать его последствия, на различных объектах применяются автоматические установки пожаротушения (АУП). Они способны самостоятельно обнаружить и потушить пожар без участия человека. Зачастую случается так, что оператор узнает о пожаре уже после того, как он потушен.

Системы автоматического пожаротушения отличаются друг от друга по нескольким параметром. Хотя они и призваны служить одной цели, их устройство порой отличается друг от друга коренным образом. Ниже приведена таблица, в которой приведены наиболее распространенные методы классификации автоматических установок пожаротушения:

Классификация АУП
По типу огнетушащего вещества	По конструктивному исполнению	По способу тушения	По способу ввода в действие
Водяные	Спринклерные	По объему	Запуск вручную
Пенные	Дренчерные	По площади	Автоматический запуск
Порошковые	Агрегатные	Локально на очаг возгорания	Дистанционный запуск
Газовые	Модульные		Комбинированный способ
Аэрозольные

Наиболее популярной, надежной и простой системой автоматического пожаротушения является спринклерная. Эти установки, благодаря своей эффективности, используются практически на любых объектах, в том числе особой важности. По статистике, более 90% пожаров в мире тушится именно такими системами.

Спринклерные установки работают по следующему принципу. Во всем помещении монтируются трубопроводы, заполненные водой или водным раствором, который находится под давлением. Через определенные промежутки в трубах установлены замки, которые выполняют функцию тепловых датчиков. В большинстве случаев, они рассчитаны на температуру около 70°С.

При возникновении пожара, срабатывает тот спринклер, который расположен ближе всего к очагу возгорания. Например, если трубы проложены под потолком, а пожар начался на полу, то тепловой замок разрушится через 2-3 минуты. Все трубы системы, охватывающей помещение, соединены с общей магистралью, в которой расположены оборудование автоматики. Магистраль, в свою очередь, подключена к насосу, который и создает давление во всей автоматической установке пожаротушения.

При нормальных условиях, система находится под давлением, при этом все защитные клапаны находятся в закрытом состоянии. Когда начинается пожар, тепловой замок начинает нагреваться. Конструкция замка представляет собой стеклянную колбу, заполненную специальным веществом, и пробку-клапан.

При нагревании вещество в колбе расширяется и при достижении известной температуры (которая определяется маркой замка и типом вещества) разрушает стеклянную оболочку. Пробка-клапан выталкивается из трубопровода, и на огонь тут же начинает поступать вода.

Спринклерные автоматические установки пожаротушения хороши тем, что при пожаре разрушаются только те замки, возле которых есть огонь. Это значительно экономит расход воды и позволяет защитить от нее другие материалы, до которых огонь не добрался.

Хотя вода в системе и находится под давлением, ее запас вскоре иссякает, так как после вскрытия даже одного-двух замков на огонь обрушивается значительное количество огнетушащего вещества. Чтобы гарантированно потушить пожар, в трубопроводах установлены датчики давления. Они фиксируют его снижение, которое неизбежно наступает после разрушения теплового замка, и подают соответствующий сигнал на блок управления.

Блок запускает в работу основной насос либо включает резервный, если первый выйдет из строя. Время работы насосов, как правило, составляет от получаса до часа. Один тепловой замок может охватывать территорию от 9 до 16 м².

Несмотря на общий принцип действия тепловых замков, спринклерные системы могут отличаться друг от друга множеством параметров. Например, они могут покрываться специальным составом, защищающим их от коррозии, либо изготавливаться из огнеупорного материала. Большое значение имеют габариты спринклеров, а также сфера их применения – системы для офисов и складских помещений сильно отличаются друг от друга. Современные спринклерные системы отличаются компактностью и почти не привлекают внимание своим внешним видом.

Для объектов, которые не имеют отопления, использование воды в автоматических установках пожаротушения теряет смысл из-за ее возможного замерзания. В этих случаях к спринклерам подводится сжатый воздух, который и давит на заслонку защитного клапана. Вода находится выше по трубам и ограждена от «воздушной пробки» специальным клапаном. Основной резервуар с жидкостью находится в отапливаемом помещении. Кроме того, система дополнительно включает в себя компрессор для поддержания давления воздуха. В остальном, принцип действия подобной спринклерной системы идентичен системе, работающей только на воде.

Говоря о достоинствах спринклерных систем пожаротушения, стоит сказать и об их недостатках. Представим, что пожар возник на складе нефтепродуктов или других легковоспламеняющихся жидкостей. В этом случае, огонь будет распространяться достаточно быстро, не дожидаясь, пока сработает каждый тепловой замок.

Как же защитить материалы? Для этого следует использовать дренчерные автоматические установки пожаротушения, которые еще называют затопительными. Принцип их работы заключается в использовании специальных датчиков пожара, расположенных по всей площади помещения. Клапаны системы открываются не вследствие разрушения от тепла, как спринклеры, а по команде блока управления.

Получив информацию от датчиков о начале пожара, контроллер открывает все клапаны независимо от того, в какой зоне объекта начался пожар. Помещение затапливается полностью водой или специальным раствором, не позволяя пламени перекинуться на соседние объекты.

Для защиты материальных ценностей и в то же время эффективного тушения пожара применяются особые установки, сочетающие в себе особенности спринклерных и дренчерных систем пожаротушения. Они также называются системами предварительного действия, и представляют собой один дренчерный клапан на общей магистрали пожаротушения, и классические спринклерные клапаны «на местах». Помимо этого, в помещении устанавливаются тепловые датчики, настроенные на значение, меньшее, чем температура разрушения тепловых замков.

В обычном состоянии система не заполнена водой, в отличие от спринклерных систем в чистом виде. При возникновении пожара, в первую очередь, срабатывает датчик дренчерной системы, так как температура его срабатывания ниже, чем у спринклеров.

Этот датчик открывает дренчерный клапан в общей магистрали, в результате чего вода поступает в систему, но не проходит дальше спринклеров. Если за это время пожар не обнаружат, либо не успеют потушить первичными средствами, температура продолжит повышаться, и начнется разрушение спринклеров. Если же пожар будет потушен заранее, тушение большими объемами воды не потребуется, и это позволит сохранить имущество.

Чтобы избежать возможного расхода воды и порчи материальных ценностей, в систему дренчерного клапана могут добавляться дополнительные защитные элементы, для которых задаются разные условия срабатывания. Количество и тип защитных элементов определяются требованиями безопасности на каждом конкретном объекте. Благодаря такому оборудованию, можно получить надежную систему пожаротушения с гибкими настройками.

К примеру, установки предварительного действия нередко применяются в библиотеках, хранилищах или музеях, где вода может полностью уничтожить имеющиеся ценности. Также в этих системах дополнительно ставится оборудования для создания тонкораспыленной воды, которая охлаждает огонь так же, как и обычная вода, а в остальном действует как негорючий газ и не наносит вреда бумаге или картинам. Процесс тушения контролируется датчиками температуры, которые при ее понижении до заданного значения полностью перекрывают подачу воды.

Если огонь не погашен до конца, и температура вновь начинает расти, автоматика повторно запускает насосы. Такие системы, уже более совершенные, работают без участия человека и носят название циклических. Они особенно ценны тем, что их можно применять для защиты хранилищ вредных и отравляющих веществ, где постоянное присутствие человека нежелательно или исключено. В качестве огнетушащего вещества в таких системах используется вода или пена.

Использовать пену могут и обычные спринклерные или дренчерные установки. Для этого требуется специальное оборудование для образования пены: резервуар для пенного концентрата, дозатор для смешивания концентрата с водой, а также клапаны, электроприводы и система управления и автоматики.

Более прогрессивной автоматической установкой пожаротушения является система с использованием тонкораспыленной воды. Вода имеет такое название, потому что она подается под большим давлением через очень узкие форсунки. Таким образом, вода поступает в зону горения в виде мельчайших капелек и более эффективно вытесняет кислород.

Также вода может смешиваться с негорючим газом, благодаря чему процесс тушения становится еще более быстрым. Оборудование для таких систем сложнее, чем для обычных спринклерных или дренчерных установок, однако эти затраты компенсируются меньшим объемом резервуара и низким расходом воды. Кроме того, высокая скорость тушения значительно снижает материальный ущерб от пожара и воды.

Наконец, автоматические установки газового пожаротушения в качестве основного вещества используют негорючие газы – азот, углекислый газ, некоторые инертные газы и т.д. Подобные системы применяются там, где применение воды может нанести еще больший ущерб, чем сам факт пожара. Недостатком подобных систем являются жесткие требования по эвакуации персонала, так как газы блокируют доступ кислорода не только огню, но и людям. Разновидностью газовых установок являются порошковые системы, которые вместо газа используют смесь сухих негорючих материалов. Чаще всего они применяются для тушения закрытых электроустановок, применение воды в которых может привести к короткому замыканию

Законодательство РФ обязует владельцев объектов оборудовать их средствами автоматического пожаротушения, варианты исполнения которых определяются назначением здания и потенциальным ущербом, который может быть вызван пожаром.

Для некоторых помещений правила ограничиваются требованием установки пожарных щитов с простейшими средствами защиты, однако для многих объектов, особенно в промышленности, требуются автоматические установки пожаротушения. К сожалению, они не всегда устанавливаются, как того требуют нормативные акты.

Некоторые владельцы недвижимости не имеют для этого средств, другие покупают более дешевые и ненадежные установки. Хуже всего, а это встречается достаточно часто, когда собственники сознательно не пользуются защитой, считая, что пожар их не коснется.

Системы пожаротушения на ответственных объектах

Несмотря на то, что внедрение автоматических установок пожаротушения на ответственных объектах давно закреплено законодательно, до сих пор находятся проектировщики и владельцы недвижимости, которые упорно не желают тратить на это деньги. Они рассчитывают, что пожар обойдет их стороной, однако, как это часто бывает, он приходит именно к тем, кто заранее не позаботился о своей безопасности.

Вот почему к разработке системы пожаротушения нужно подходить с противоположной стороны, считая, что пожар произойдет. И не просто произойдет, а будет максимально сильным, чтобы уничтожить все постройки и ценности. Исходя из этого, и следует выбирать оптимальный состав противопожарной системы. Обычно разработчики руководствуются следующими критериями:

Безопасность для людей;
Безопасность для имущества;
Скорость тушения;
Сложность монтажа и обслуживания;
Экологическая безопасность;
Цена.

После этого начинается изучение особенностей конкретного объекта. Рассмотрим выбор автоматической установки пожаротушения для такого здания, где хранится много бумажных документов или похожих ценностей – музея, библиотеки или архива.

Внедрение системы пожаротушения в библиотеках и объектах схожего назначения

Современные технологии предполагают хранение информации на специальных носителях. Тысячи страниц информации легко помещаются на небольшой карте памяти, которая весит меньше одного грамма. Однако существует множество информации, которая вынужденно хранится на бумаге. Это могут быть различные архивные документы, которые должны храниться в течение нескольких лет, но их не спешат переводить в электронный вид.

Это могут быть и деньги в банке, и книги в библиотеке. Наконец, многие бумажные носители являются не меньшей исторической ценностью, чем та информация, которую они содержат. Представьте себе оригинальное сочинение Шекспира или Пушкина, отражающее дух тех времен, и значимость противопожарной защиты возрастет в разы. Также к этой категории можно отнести картины и вообще большинство ценностей, хранящихся в музеях.

Все это делает библиотеки, банки, архивы, музеи и подобные объекты теми помещениями, где установка автоматических систем пожаротушения является строго обязательной. Помимо собственно борьбы с огнем, к ним предъявляются жесткие требования по скорости срабатывания и типу огнетушащего вещества.

Скорость должна быть минимальной после обнаружения возгорания, а огнетушащее вещество не должно повреждать носители информации. Особенно это касается хранилищ исторических документов, так как в них даже небольшое изменение температуры или влажности может привести к разрушению бумаги.

Таким образом, перечисленные факторы формируют два основных требования к автоматическим установкам пожаротушения на объектах такого типа:

Огнетушащее вещество должно крайне быстро тушить огонь и не допускать его распространения;
Огнетушащее вещество не должно наносить ущерб материальным ценностям.

Из этих требований понятно, что вода – столь популярно средство борьбы с огнем – для применения на объектах подобного назначение непригодна. Причина понятна: под действием воды бумага размокает, равно как размокают и растекаются чернила на ней. Вследствие этого можно потерять не только информацию, но и сам носитель, что для хранения ценностей совершенно неприемлемо. Кроме того, вода может запускать сложные химические процессы, при которых разрушающие вещества могут проникнуть вглубь даже нетронутых огнем и водой бумаг, что в дальнейшем также приведет к их потере.

Более привлекательными огнетушащими веществами являются пены или порошки, но и они при ближайшем рассмотрении исключаются из списка кандидатов на тушение. Дело в том, что все они борются с огнем посредством химической реакции. При этом порошок не разбирает, что нужно тушить, и одинаково воздействует как на огонь, так и на остальные вещества, находящиеся в помещении. Еще один минус в пользу аэрозолей – высокая стартовая температура этих веществ. Порой она бывает так высока, что они сами могут стать источниками возгорания бумаги.

Также нежелательно применять системы на основе водных солей металлов первой группы таблицы Менделеева – натрия или калия. Они воздействуют на огонь химическим способам даже более активно, чем аэрозоли и порошки, однако и на другие вещества их воздействие крайне сильно. Помимо этого, они вызывают воспаление глаз и кожных покровов человека, что вынуждает отказаться от них при защите библиотек и хранилищ ценных материалов.

В итоге, лучше всего на роль огнетушащего вещества для объектов подобного назначения подходят негорючие газы. Правда, у этого метода есть свои противники, которые утверждают, что газовые установки хорошо справляются только с открытым огнем и плохо обнаруживают тлеющие источники. Более того, прежние законодательные нормы предписывали иметь на объектах дополнительные установки для вырабатывания тонкораспыленной воды для гарантированного тушения любого возгорания. Такой подход, действительно, позволяет справиться с огнем во всех случаях, однако и риск повреждения материальных ценностей тоже достаточно велик. Разработчикам приходилось внедрять эти системы для того, чтобы пожертвовать несколькими документами во избежание повторного возгорания.

К счастью, новые автоматические установки газового пожаротушения лишены недостатков всех своих предшественников. Специальные химические составы позволяют огнетушащему веществу не оставаться на поверхности материалов, а проникать в мельчайшие поры вглубь бумаги. Таким образом, тление документов обнаруживается и устраняется на ранней стадии, и повторного возгорания не происходит. Особенно важно это для толстых пачек бумаги – например, для банковских хранилищ, так как огонь любит «застревать» в толще документов.

Заключение

В данной статье были рассмотрены основные автоматические установки пожаротушения и принципы их работы. Также здесь были представлены критерии того или иного выбора противопожарных систем. Помните, что при выборе множества вариантов борьбы с огнем ориентироваться, в первую очередь, следует на безопасность. При этом важно учитывать как безопасность людей, так и сохранность материальных ценностей. Один и тот же тип установки может сыграть решающую роль в тушении пожара в одном случае, и вызвать еще больший материальный ущерб – в другом. Проектирование автоматических систем пожаротушения – сложный и ответственный процесс, который требует всестороннего комплексного рассмотрения.