Рынок модульных установок пожаротушения: в начале большого пути

Модульные установки пожаротушения (МУП) весьма перспективны ввиду того, что, в отличие от стационарных, не требуют больших капитальных вложений и уже сегодня готовы обеспечить высочайшую эффективность тушения. Эксперты из ГК "Этернис" и Фирмы "Безопасность" ответили на вопросы редакции, каковы преимущества МУП, где их можно применять, как выбрать, дали советы по монтажу и эксплуатации, поделились мнением о причинах ложных срабатываний и перспективах рынка.

В чем основное отличие модульных установок пожаротушения? Какие преимущества они имеют перед автоматическими установками пожаротушения?

Владимир Малинов, Фирма "Безопасность"

В общем случае автоматические установки пожаротушения (АУП) разделяются на стационарные и модульные.
Оборудование и технические устройства стационарных АУП, как правило, размещаются в отдельном помещении – станции пожаротушения.
Модульные установки пожаротушения, состоящие из одного или нескольких модулей, обычно размещаются в защищаемом помещении или рядом с ним. В отличие от стационарных АУП, МУП являются более гибкой системой пожаротушения, обладающей возможностью поэтапного финансирования и поэтапного ввода в эксплуатацию защищаемого объекта или его части.
Преимуществом МУП перед стационарными АУП также является возможность с наименьшими затратами, оперативно, независимо от внешних источников энерго- и водоснабжения менять функциональное назначение помещений и объекта в целом после проведения реконструкции или капремонта. МУП обладают простотой монтажа, технического обслуживания, приведения в работоспособное состояние в случае санкционированного или несанкционированного срабатывания.

Принципиальное отличие модульных установок пожаротушения от традиционных (читаем – спринклерных и дренчерных) – ограниченный запас огнетушащего вещества (ОТВ). Это не значит, что они хуже, они просто другие!
Преимущества установок определяются особенностями их конструкции, но в общем случае выглядят так:

• равномерное распределение и хранение ОТВ по всей площади объекта защиты, что позволяет обеспечить минимальную инерционность АУП;
• высокая интенсивность подачи ОТВ, что гарантирует "пробитие" конвективной колонки очага пожара и целевое распространение ОТВ в зоне горения;
• возможность их срабатывания локально, непосредственно в месте возникновения очага;
• минимизация косвенного ущерба;
• разумная стоимость защиты объекта;
• низкие эксплуатационные затраты.

Где находят применение модульные установки пожаротушения? Когда заказчику надо задуматься об использовании именно такого оборудования?

Владимир Малинов, Фирма "Безопасность"

В зависимости от вида ОТВ модульные установки пожаротушения применяются:

• для тушения пожаров классов А, В, С и Е по ГОСТ 27331–81, а также электрооборудования (установок под напряжением);
• для защиты всех групп помещений по степени опасности развития пожара в соответствии с приложением А СП 483.1311500.2020;
• для защиты объектов различного функционального назначения от Ф1 до Ф5 в соответствии с Федеральным законом от 22.07.2008 г. № 123-ФЗ.

Кстати, возвращаясь к первому вопросу: еще одним преимуществом МУП является возможность определиться с наиболее оптимальным выбором на стадии проектирования любого защищаемого объекта. Отсюда ответ на этот вопрос: заказчику нужно задуматься о применении МУП на стадии проектирования.

Александр Мацук, ГК "Этернис"

Широкая номенклатура модульных установок различных типов в ряде случаев делает их применение чуть ли не единственно возможным:

• когда защищаемый объект нельзя тушить водой или большим ее количеством;
• когда нет достаточного количества воды для обеспечения работы традиционных АУП;
• наличие вечной мерзлоты и/или глубокие отрицательные температуры;
• наличие щелочных металлов;
• взрывоопасные зоны с высоким темпом распространения пожара;
• транспортные средства;
• закалочные ванны и т.п.

Чем обосновывается выбор вида огнетушащего вещества для МУП, способа тушения?

Владимир Малинов, Фирма "Безопасность"

В соответствии п. 5.4. СП 486.1311500.2020 и п.5.5. ГОСТ Р 59636–2021 тип АУП, способ применения, вид ОТВ определяет проектная организация в зависимости от технологических, конструктивных и объемно-планировочных особенностей защищаемого объекта. несмотря на существующее разнообразие, легко убедиться, что для защиты конкретного объекта на применение МУП того или иного типа налагаются существенные ограничения в зависимости от вида ОТВ.

1. Установки ГОА, МГП, МПП и МГПП запрещаются для применения:

• в помещениях, которые не могут быть покинуты людьми до начала подачи ОТВ;
• в помещениях с пребыванием людей более 50 человек.

ГОА также запрещены в помещениях зданий и сооружений III–IV С.О. которые создают температуру более 400 ˚С за пределы зоны, отстоящей на 150 мм от внешней поверхности генератора, также от трубопроводов дистанционной подачи аэрозоля.
Кроме того, ГОА, МГП, МПП и МГПП не должны применяться для тушения:

• волокнистых, сыпучих, пористых и других горючих материалов, склонных к самовозгоранию и тлению внутри объема вещества (древесных опилок, хлопка, травяной муки и т.д.);
• химических и из смесей, материалов, склонных к тлению и горению без доступа воздуха.

ГОА и МГП не должны также применяться для тушения:

• пирофорных веществ и гидридов металлов; 
• порошков металлов (магния, титана, калита и т.д.).

2. Установки МУПТВ. Вода как ОТВ является самым универсальным и распространенным средством пожаротушения во всем мире. Еще в XVIII веке было установлено, что наибольшая эффективность достигается при тушении пожара перегретым паром. Однако из-за дорогостоящей эксплуатации (круглосуточное поддержание котла с перегретым паром) установки этого типа не нашли применение.
Экспериментальными исследованиями установлено, что эффективность пожаротушения распыленной водой находится в прямой зависимости от величины распыляемых капель (табл. 1). Анализ табличных параметров показывает, почему эффективность пожаротушения традиционных дренчерных (спринклерных) установок очень низка (размер капель более 400 мкм): быстрая скорость оседания, малая активная поверхность и большое время парообразования. В результате около 95% распыленной воды у данного типа установок не участвует в процессе тушения и сливается в канализацию. Вследствие этого данный тип установок, как правило, используется для ограничения распространения и локализации пожара.

Таблица 1. Зависимость эффективности пожаротушения распыленной водой от величины распыляемых капель

Понятно также, почему автоматические установки пожаротушения с применением оросителей тонкого распыления водой (АУП-ТРВ) с устройствами дополнительного механического дробления типа "Аквамастер", "Аква-Гефест", "Тайфун", "Тунгус" и т.п., обеспечивающие распыление капель с размером менее 400 мкм, но более 150 мкм, обладает большей эффективностью. У них значительно меньше скорость оседания капель, большая поверхностная активность и меньше время парообразования.
Поэтому установки с данным типом оросителей используются для поверхностного или локально-поверхностного пожаротушения твердых горючих веществ класса а и только некоторые из них могут быть использованы для тушения очагов пожара класса в (горючих жидкостей) с температурой вспышки >61 ˚С.
МУПТВ со среднеарифметическим диаметром капель 100 мкм и менее (водяной туман) обладают очень малой скоростью оседания, значительно развитой площадью активной поверхности капель, значительно малым временем парообразования и более того, способностью витать в пространстве, заполняя весь объем помещения, так как их скорость витания становится сравнимой со скоростью турбулентных потоков воздушной среды помещения, вызванных работой установки.
Механизм распространения капель воды по объему помещения выглядит следующим образом. При работе МУПТВ в помещении благодаря динамическому воздействию истекающих из оросителей струй реализуется турбулентное движение всей массы воздуха. Осредненная скорость такого движения составляет величину порядка 0,5 м/с. для капель воды с диаметром 100 мкм скорость седиментации составляет 0,3 м/с. находясь в пространстве турбулентной атмосферы со средней скоростью 0,5 м/с – меньшей, чем скорость их собственной седиментации, капли переносятся турбулентными потоками, то есть имеет место турбулентная диффузия капель в объеме помещения (газожидкостной аналог броуновского движения твердых частичек в жидкости). При этом скорость седиментации будет значительно меньше скорости турбулентной диффузии, такие капли практически равномерно заполняют объем помещения. Капли, находящиеся вокруг конвективной тепловой колонки, возникающей над очагом горения, эжектируются в зону горения. Вследствие этого в помещении создаются условия, когда при определенной концентрации количества эжектируемого в тепловую колонку водяного тумана будет достаточно для ликвидации пожара. в результате перехода водяного тумана в пар расходуется большое количество тепла (~600 кал). Поэтому неслучайно при подаче распыленной воды в виде капель размером до 100 мкм среднеобъемная температура пожара в помещении снижается с 750 ˚С до 60–80 ˚С уже через 5–6 с. Данный эффект позволяет, с одной стороны, защитить людей, находящихся в горящем помещении, от воздействия опасных факторов пожара, с другой – при температуре пожара ниже 200 ˚С горения твердых горючих веществ не поддерживается. высокая эффективность таких установок достигается при общем расходе ОТВ до 1,5 кг/м2 при тушении по поверхности и до 0,8 кг/м3 при тушении по объему очагов пожаров класса А всех групп (твердых и тлеющих горючих материалов), класса В (горючих жидкостей с температурой вспышки <28 ˚С) и класса С, а также в случае применения специальных огнетушащих составов класса Е до 1 000 В. Причем в отличие от газа водяной туман обладает определенной консервативностью, что позволяет использовать установки для поверхностного и локально-поверхностного, а также для объемного и локально-объемного пожаротушения. В первой редакции ГОСТ "Термины и определения" (конец 90-х гг.) под понятием "тонкораспыленная вода" понимался поток жидкости со среднеарифметическим диаметром капель 100 мкм и менее. К сожалению, в действующих нормативных документах допустимый диаметр капель увеличен в 1,5 раз, до 150 мкм. Из данных, приведенных в табл. 1, видно, что капли с таким диаметром в два раза уступают параметрам капель – 100 мкм.
Приведенный обзор типов МУП показывает, что перед заказчиком (потребителем) возникает дилемма: что же выбрать? С одной стороны, выбор обосновывается допустимостью применения МУП по требованиям действующих норм.
С другой стороны, возникает проблема, что применить, если допустимы все типы МУП.

Кроме ограничений, налагаемых требованиями действующих норм, заказчику и проектным организациям необходимо учитывать:

1. Запуск установок ГОА, МГП, МПП, МГПП осуществляется с обязательной временной задержкой, в течение которой, с одной стороны, процесс горения имеет свободное развитие, с другой (главное) – опасные факторы пожара, непосредственно воздействующие на людей.

2. Аэрозольное пожаротушение разработано на базе твердых топлив (ракетных). Горячий огнетушащий аэрозоль может быть источником зажигания, если для тушения пожара в помещении необходимо срабатывание нескольких генераторов, а сработали не все. Такой случай произошел в 90-е гг. в одном банке Санкт-Петербурга. В помещении вычислительного центра банка произошел несанкционированный запуск одного ГОА, который поджег бумагу, находящуюся на столах. Развивающийся очаг последовательно в виде цепной реакции приводил к запуску очередного газогенератора.
Поскольку запуск всех генераторов происходил не одновременно, огнетушащая концентрация не достигалась. В результате помещение вычислительного центра выгорело полностью.

3. Огнетушащий состав в МПП МГПП представляет собой мелкодисперсный химически активный порошок. При срабатывании модуля МПП и МГПП достигается эффективное пожаротушение. Однако последствия от воздействия порошка на поверхности помещения, оборудования и материалы крайне негативна:

• осевший на всех поверхностях порошок невозможно удалить полностью;
• мелкодисперсный порошок активно внедряется в лакокрасочную поверхность;
• при взаимодействии с водой (влагой воздуха) активизируется химическая реакция, в результате которой подвергаются окислению все электроконтактные соединения защищаемого оборудования, происходит разложения тканевых материалов и т.д.

Кроме этого, всегда необходимо учитывать, что в случае до тушевания пожара пожарные подразделения МЧС используют воду.
Примеры:

• в помещении автостоянки цокольного этажа жилого здания (г. Пушкин, Ленинградская область) во время сильного грозового разряда произошел запуск модуля "Буран". В результате для восстановления лакокрасочного покрытия 17 автомашин потребовалась повторная покраска;
• у владельца автомашины загорелся двигательный отсек. Порошок из огнетушителя эффективно ликвидировал горение, но впоследствии владельцу пришлось ежедневно снимать аккумулятор для зарядки, так как заряда хватало только на сутки.

4. Во всем мире установки пожаротушения тонкораспыленной водой признаны наиболее универсальными и эффективными. Однако расширенное толкование понятия тонкораспыленной воды (с диаметром капель 150 мкм) привело к некоторой двусмысленности оценки эффективности пожаротушения МУПТВ.

У потребителей и проектировщиков может возникнуть вопрос: какой модуль МУПТВ обеспечивает выпуск потока с каплями диаметром до 100 мкм, а какой до 150 мкм? Производитель в своей нормативно-технической документации на модуль указанный параметр не приводит. В то же время по технической документации можно легко определить, какое распыление обеспечивает модуль по косвенным признакам. У модулей с распылением капель 100 мкм и менее:

• отсутствует карта орошения, так как осаждение капель происходит на всех поверхностях оборудования и помещения, включая потолок;
• время подачи ОТВ и площадь защищаемой поверхности для тушения пожара класса а и в одинаковы.

У модулей с распылом капель 150 мкм:

• четко выражена карта орошения в виде полусферы с образованием мертвых зон. Кстати, проектировщики в данном случае часто делают ошибку в определении фактической площади орошения. в технической документации на модуль данный параметр приводится для отметки 0, то есть уровня пола. С увеличением высоты размещения пожарной нагрузки расчетная площадь орошения уменьшается;
• защищаемая площадь для тушения пожара класса А и в различна. Если в защищаемом помещении находится одновременно пожарная нагрузка двух классов, расчетную площадь орошения необходимо выбирать наименьшую.

При выборе МУПТВ необходимо обращать внимание на продолжительность подачи ОТВ. По данным из научно-технической литературы известно, что время тушения пламени для различных видов пожарной нагрузки водяным туманом составляет от 5–7 с. Для исключения повторного воспламенения от нагретых пламенем поверхностей или тления необходимо осуществлять дополнительно подачу ОТВ не менее 10 с.

Александр Мацук, ГК "Этернис"

Выбор ОТВ и способа его подачи обосновывается свойствами веществ и материалов, составляющих горючую нагрузку объекта защиты, особенностями ее распределения и технологическими процессами с ее участием. Важно учитывать сценарии возникновения и развития пожаров, уметь определять наиболее опасные и наиболее вероятные. Например, сложно потушить чистой водой автомобили на многоярусной автостоянке при возможном растекании топлива. Можно получить распространение пожара по поверхности. Вообще пожары с участием легковоспламеняющихся и горючих жидкостей лучше тушить порошками либо воздушно-механической пеной. А вот горящие металлы (литий, натрий и т.п.) тушатся исключительно порошками специального назначения.

Какие типовые советы можно дать пользователям по монтажу и эксплуатации модульных установок пожаротушения?

Владимир Малинов, Фирма "Безопасность"

Выпускаемые установки МУП различных производителей существенным образом различаются по конструктивному исполнению, используемому составу ОТВ, основным параметрам и характеристикам. В связи с этим необходимо по
всем возникающим вопросам обращаться к производителю МУП, в том числе по эксплуатации и техническому обслуживанию.

Александр Мацук, ГК "Этернис"

Советы простые: строгое выполнение требований проектной документации и регламента обслуживания. Очень важно помнить, что изменение технологических процессов уже в ходе эксплуатации объекта, вида и количества горючей нагрузки против расчетной, внесение изменений в конструкцию здания требует серьезного переосмысления системы защиты, иногда – кардинально!

Назовите основные причины ложных срабатываний элементов МУП. К чему они приводят и как с ними бороться?

Владимир Малинов, Фирма "Безопасность"

Неправильная эксплуатация и плохое знание персоналом организации алгоритма работы приборов пожарной автоматики.

Александр Мацук, ГК "Этернис"

Львиная доля ложных срабатываний МУП обусловлена возникновением наведенной электродвижущей силы (ЭДС) на длинных пусковых линиях. Ведь модулю пожаротушения с электрическим запуском совершенно безразлично, откуда и как поступает пусковая мощность… Закон Джоуля-Ленца о тепловом действии электрического тока никто не отменял. Методы защиты, такие как витая экранированная пара, известны давно – их просто требуется выполнять как при проектировании, так и при монтаже. Ну или использовать беспроводные системы управления, в которых длинные пусковые линии отсутствуют.

Каково будущее рынка модульных установок пожаротушения? Какие технологии могут повлиять на их совершенствование?

Владимир Малинов, Фирма "Безопасность"

В связи с тем, что стационарные установки требуют больших капитальных вложений, применение МУП будет расширяться.
Совершенствование МУП ведется в двух направления:

• поиск новых рецептур состава ОТВ;
• усовершенствование конструктивного исполнения.

Александр Мацук, ГК "Этернис"

Рынок модульных установок только в начале своего большого пути. Хоть сами модули уже сегодня готовы обеспечить высочайшую эффективность тушения, надо помнить, что они – лишь один из элементов системы защиты от пожара. Только грамотное взаимодействие всех компонентов системы способно обеспечить ее надежность и реализовать потенциал! Говорят, что любой пожар можно потушить стаканом воды. Это действительно возможно сделать в самом начале его развития… если его можно тушить водой.

Опубликовано в журнале "Системы безопасности" № 4/2023

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

Фото: soupstock.in