Классификация автоматических систем пожаротушения и критерии их выбора

Система пожаротушения – это инженерная система противопожарной защиты, состоящая из технических средств тушения пожара с помощью огнетушащих веществ. Наиболее перспективными являются автоматические системы пожаротушения (АСПТ), которые обеспечивают оперативное тушение очага возгорания без участия человека.

Автоматические установки пожаротушения (АУПТ) бывают разнообразных видов и имеют достаточно сложную и разветвленную классификацию, в зависимости от тех или иных характеристик.

Принципы классификации АУПТ

АУПТ обычно классифицируют по четырем основным направлениям:

• способу тушения;
• конструктивному исполнению;
• уровню автоматизации;
• огнетушащему веществу.

Классификация по способу тушения

Пожаротушение при помощи АУПТ может осуществляться по объему, по площади и локально.

1. Тушение по объему происходит по всему объему защищаемого объекта за счет нахождения в воздухе мелкодисперсных частиц тушащего реагента, подобное характерно для газового, пенного, порошкового и аэрозольного пожаротушения.
2. В случае тушения по площади тушащий реагент слишком тяжелый (например, капли воды или пены) и распределяется по площади защищаемого помещения.
3. Локально тушится только место горения.

Классификация по конструктивному исполнению

По конструктивному исполнению АУПТ могут быть:

1. Модульные – когда автоматическая система пожаротушения (АСПТ) состоит из одного или нескольких модулей, объединенных единой системой обнаружения пожара и приведения их в действие, способных самостоятельно выполнять функцию пожаротушения и размещенных в защищаемом помещении или рядом с ним.
2. Агрегатные установки пожаротушения. Представляют собой комбинацию устройств, имеющих различный функционал и способных осуществлять пожаротушение только в комплексе, через управление с центрального пульта, поэтому их еще называют централизованными.
3. Микрокапсулированные установки пожаротушения – это гибкие пластины, покрытые термоактивирующимся огнетушащим веществом. Их устанавливают или приклеивают в труднодоступных для других систем местах, а в случае пожара капсулы с огнетушащим веществом разрушаются, и горение устраняется локально – только на месте установки пластины.
4. Дренчерные и спринклерные АУПТ.

Классификация по уровню автоматизации

Установки пожаротушения различаются также по уровню автоматизации:

1. Автоматическая система пожаротушения запускается без участия человека, ее работа управляется только автоматикой.
2. Автоматизированная система поддерживает выполнение лишь некоторых процессов, например обнаружения пламени или самодиагностики.
3. Автономная установка может функционировать независимо от внешних источников питания и приборов управления.
4. Ручная установка пожаротушения запускается вручную.

Классификация по огнетушащему веществу

Существует пять видов возможных огнетушащих реагентов:

• вода;
• пена;
• порошок;
• аэрозоль;
• газ.

В основном АСПТ принято классифицировать именно по этому параметру. Поэтому рассмотрим каждый из пунктов более подробно.

Автоматическая система водяного пожаротушения

Сфера применения таких систем очень широка. Доступность, безопасность для здоровья человека и большой выбор конфигураций позволяют использовать автоматические системы водяного пожаротушения для защиты объектов производства, торговли, культурно-массового сектора и т.д.

Вода – одно из самых распространенных веществ, используемых в пожаротушении. При попадании воды на огонь решается сразу несколько задач:

• резко понижается температура поверхности, что делает дальнейшее горение невозможным;
• облако водяного пара создает барьер, не пропускающий кислород к очагу возгорания, вследствие этого пламя быстро локализуется и гаснет;
• безопасность для человека обеспечивается благодаря тому, что в процессе тушения водой, как правило, не образуется токсичных веществ.

Рассмотрим виды автоматических систем водяного пожаротушения.

Дренчерная система водяного пожаротушения

Дренчер – это оросительный элемент открытого типа, устанавливаемый в защищаемом помещении на выходное отверстие трубопровода.
Дренчерные установки называют сухотрубными системами пожаротушения, поскольку в них вода подается по трубопроводам к насадкам только по сигналу с пожарного датчика.

Спринклерная система водяного пожаротушения

Спринклер – это ороситель с запорным устройством (колбой с жидкостью). При повышении температуры до заданных значений жидкость внутри колбы расширяется, и колба разрушается, тем самым открывая выходное отверстие.
Использование такого теплового замка позволяет применять спринклерные системы для локальной защиты от огня, когда срабатывает только один ороситель в помещении, а не все разом.

Системы тушения тонкораспыленной водой

В отличие от дренчерных и спринклерных систем стационарные установки пожаротушения тонкораспыленной водой используют не поток воды, а облако водяного тумана (газожидкостной смеси). При получении сигнала от пожарных извещателей вытесняющий газ смешивается с водой, и полученное огнетушащее вещество подается под давлением по трубопроводам к защищаемым помещениям. Существуют системы, в которых огнетушащее вещество хранится в готовом виде – это сокращает время срабатывания. Тушение тонкораспыленной водой показывает высокую эффективность и низкие риски вторичного ущерба при ликвидации возгораний в небольших помещениях с невысокой пожарной нагрузкой.

Достоинства и недостатки водяного пожаротушения

К достоинствам таких систем относят их безопасность и доступность. Цена водяных установок пожаротушения также выгодно отличается от всех прочих видов, но у таких систем есть и недостатки:

1. Для установки системы пожаротушения с применением воды потребуется прокладка трубопроводов, а это не всегда возможно сделать.
2. Некоторые вещества нельзя тушить водой: ГСМ, щелочные металлы, негашеную известь и многие другие химические соединения, как и оборудование под напряжением.
3. Как правило, для насосной станции пожаротушения необходимо отдельное помещение, которого на объекте может не найтись.

Автоматическая система пенного пожаротушения

С помощью систем пенного пожаротушения осуществляется защита от огня объектов транспортной инфраструктуры, а также производства и хранения нефтепродуктов, промышленных площадок и складов.

Принцип действия систем пенного пожаротушения

Пенный состав покрывает поверхности толстым слоем, что исключает доступ воздуха к очагу горения. В отличие от воды, которая быстро испаряется, пена дает более длительный эффект, а благодаря низкой плотности ее можно использовать для тушения топлива и подобных жидкостей.

Монтаж систем пожаротушения, в которых используется пена, несколько отличается от установки водяной системы. Помимо насосного оборудования, трубопроводов, распылителей, системы пожарной сигнализации и пульта управления, в системе устанавливаются пеногенераторы, состоящие из дозаторов и смесителей, в которых вода смешивается с пенообразующим веществом.

Достоинства и недостатки пенных систем автоматического пожаротушения

Достоинствами пенных систем являются:

1. Безопасность для здоровья человека.
2. Низкий расход воды.
3. Возможности регулировки кратности и настройки способа распределения пены.

Использование воды в качестве основы для огнетушащего вещества обуславливает недостатки пенной системы пожаротушения:

1. Ограничения по температуре среды в защищаемых помещениях.
2. Невозможность использования для тушения электрооборудования под напряжением.
3. Сложный монтаж, обслуживание и ремонт систем пожаротушения ввиду большого количества устройств в составе.

Автоматическая порошковая система пожаротушения

Системы порошкового пожаротушения устанавливают на таких объектах, как склады легковоспламеняющихся жидкостей и производственные площадки, а также архивы и тому подобные учреждения, где хранятся предметы и материалы, которые не рекомендуется тушить водой.

Принцип действия порошковых систем пожаротушения.

Огнетушащий порошок – это мелко измельченная минеральная соль (карбонат, бикарбонат, хлорид натрия или калия, а также другие химические соединения), в которую добавляют элементы, препятствующие слеживанию смеси и образованию комков.

При попадании смеси на очаг возгорания происходит нагрев и испарение определенного количества частиц порошка с образованием облака газа и плотной корки, что препятствует попаданию кислорода к очагу горения, вследствие чего пламя затухает. Кроме того, неиспарившиеся частицы порошка образуют на поверхностях защитный слой.

Рис. 1. Классификация автоматических установок пожаротушения

Достоинства и недостатки порошкового пожаротушения

К достоинствам модулей порошкового пожаротушения относятся:

1. Относительно невысокая стоимость, простота проектирования и монтажа модульных систем.
2. Универсальность и способность функционировать в широком диапазоне температур (от –50 до +50 ˚С).
3. Возможность длительного хранения порошка и сравнительно несложное обслуживание таких систем пожаротушения.

У порошкового пожаротушения есть и недостатки:

1. Порошок подавляет горение только на покрытой им поверхности и не проникает в труднодоступные места под корпусами громоздкого оборудования или в толще тлеющего материала (такого как древесные опилки, ткань, бумага и т.п.).
2. Высокие риски вреда здоровью и вторичного ущерба для материальных ценностей на объекте: выделяющийся при тушении газ токсичен, на горячих поверхностях образуется плотная корка, которую необходимо как можно быстрее удалить, а неотработанный мелкий порошок крайне трудно собрать.

Автоматическая система аэрозольного пожаротушения

Системы аэрозольного пожаротушения, ввиду особенностей эксплуатации, чаще всего используются для защиты отдельных участков на производственных и транспортных объектах (например, шкафов управления и электрощитовых помещений, моторных и двигательных отсеков).

Принцип действия аэрозольных систем пожаротушения

Пожаротушение при помощи аэрозоля работает по тем же принципам, что и порошковое: при запуске системы вокруг очага возгорания создаются условия, в которых невозможно дальнейшее горение. Это достигается за счет воспламенения аэрозолеобразующего заряда и выброса в защищаемое помещение мелкодисперсной пыли, частицы которой оседают в виде взвеси в воздухе и на поверхностях.

Они вступают в реакцию с молекулами горящего вещества и задерживают процесс горения. Пламя постепенно гаснет, а риски повторного возгорания крайне малы, поскольку при проектировании запас твердотопливной смеси рассчитывается таким образом, чтобы его хватило на 20–30 мин. поддержания огнетушащей концентрации аэрозоля в защищаемом помещении.

Достоинства и недостатки аэрозольных систем пожаротушения

Аэрозольные системы пожаротушения обладают следующими достоинствами:

1. Более широкий диапазон рабочих температур по сравнению с водяными, пенными и порошковыми системами (от –60 до +60 ˚С) – это обеспечивает корректную работу генератора огнетушащего аэрозоля даже на неотапливаемых объектах.
2. Снижение риска вторичного ущерба для материальных ценностей благодаря тому, что частицы аэрозоля не оказывают коррозионного воздействия.
3. Простота конструкции облегчает монтаж и обслуживание таких систем пожаротушения на объекте.

К недостаткам аэрозольных систем относятся:

1. Высокие температуры (130–500 ˚С) в процессе выработки аэрозоля: в непосредственной близости от работающего генератора может произойти возгорание из-за попадания на поверхности непрогоревших частиц твердотопливного заряда.
2. Отсутствие возможности перезарядки: генераторы огнетушащего аэрозоля – это одноразовые устройства, которые после запуска к тому же невозможно остановить.
3. Необходимость тщательной влажной уборки после срабатывания системы.

Автоматическая газовая система пожаротушения

Системы газового пожаротушения применяются для подавления горения твердых веществ и жидкостей, а также оборудования под напряжением. Это оптимальный вариант для защиты помещений, в которых хранятся ценные и хрупкие предметы и материалы, дорогостоящее оборудование (например, серверных комнат, складов, хранилищ в музеях и банках, архивов, лабораторий, производственных помещений и т.д.).

Принцип действия автоматических газовых систем пожаротушения

В газовом пожаротушении используется принцип изолирования пламени от кислорода. При запуске системы кислород вытесняется из защищаемого помещения другим газом, не поддерживающим горение. Этот способ не предполагает непосредственного воздействия на затронутые пламенем поверхности, то есть газовые огнетушащие вещества не вступают в реакции с материалами, что исключает риск вторичного ущерба при запуске системы.

В соответствии с нормами установки автоматических систем пожаротушения в них могут использоваться следующие газовые огнетушащие вещества (сокращенно ГОТВ):

• двуокись углерода;
• различные хладоны;
• азот, аргон, фтор и соединения на их основе.

Достоинства и недостатки газовых систем пожаротушения

Благодаря использованию современных технологий системы газового пожаротушения обладают рядом важных преимуществ:

1. Универсальность. Системы газового пожаротушения применяются для защиты различных объектов, от крупных предприятий до отдельных помещений. Даже если систему пожаротушения нужно установить всего в одной небольшой комнате (например, в серверной или в архиве), именно технологии газового пожаротушения могут обеспечить защиту от огня и одновременно высокую сохранность материальных ценностей. При этом монтаж, ремонт и обслуживание систем газового пожаротушения гораздо легче по сравнению с другими видами.
2. Безопасность. Модули газового пожаротушения с заправкой безопасными видами хладонов (например, фторкетоном) могут использоваться даже на объектах с массовым пребыванием людей. Хладоны не проводят электричество, что делает возможным безопасное тушение оборудования под напряжением. Кроме того, ГОТВ выгодно отличаются тем, что они не оказывают вредного воздействия на материалы и вещества, а значит, риск утраты или порчи имущества во время пожара сводится к минимуму.
3. Тушение в труднодоступных местах. В отличие от воды, пены или порошка газовые огнетушащие вещества распространяются равномерно по всему объему защищаемого помещения. Использование газовой системы в качестве средства пожаротушения на предприятии гарантирует локализацию и подавление горения под корпусами оборудования, на уровне пола под стеллажами, на потолке в вентиляционных коробах и в других труднодоступных местах.
4. Легкая уборка помещений в случае срабатывания установки автоматической системы пожаротушения. Газ не оставляет следов на поверхностях, а удалить его из помещения можно путем проветривания или усиления вентиляции.

К недостаткам систем газового пожаротушения относятся:

1. Высокая цена.
2. Низкая эффективность при тушении тлеющих веществ (пористых, волокнистых и сыпучих материалов).
3. Некоторые материалы нельзя тушить соединениями двуокиси углерода и азота.

Критерии выбора системы пожаротушения

Мы только что разобрали все виды пожаротушения, которые существуют. Каждый вид имеет свою нюансы, достоинства и недостатки. Что же является основным критерием при выборе АСПТ?

Основными факторами являются следующие характеристики:

1. Эффективность борьбы с пожаром.
2. Безопасность установки.
3. Наименьший материальный ущерб при срабатывании АУПТ.
4. Простота монтажа АУПТ, технического обслуживания и поддержания в рабочем состоянии.

Список литературы

1. Федеральный закон "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности" от 22.07.2008 г. № 123-ФЗ.
2. СП 485.1311500.2020 "Системы противопожарной защиты. Установки пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования".
3. СП 486.1311500.2020 "Системы противопожарной защиты. Перечень зданий, сооружений, помещений и оборудования, подлежащих защите автоматическими установками пожаротушения и системами пожарной сигнализации. Нормы и правила проектирования".
4. СП 484.1311500.2020 "Системы противопожарной защиты. Системы пожарной сигнализации и автоматизация систем противопожарной защиты. Нормы и правила проектирования".

Иллюстрация автора.

Опубликовано в журнале "Системы безопасности" № 6/2024

Все статьи журнала "Системы безопасности"
доступны для скачивания в iMag >>

Изображение от evening_tao на Freepik