Водяное пожаротушение и особенности использования тонкораспыленной воды

История водяного пожаротушения насчитывает несколько тысячелетий. Несмотря на появление новых огнетушащих средств, вода остается самым доступным и распространенным из них. В чем секрет устойчивости спроса на водяное пожаротушение? Где его применение эффективно? В чем преимущества тонкораспыленной струи? На эти и другие вопросы ответили специалисты компаний "ТЕХНОС-М+", НВП "Болид" и "ФОГСТРИМ".

Где (на каких объектах, в каких сферах) востребовано водяное пожаротушение? Почему оно остается одним из самых распространенных?

Татьяна Царемина, ТЕХНОС-М+

Вода, самое распространенное и универсальное огнетушащее вещество (ОТВ), получила широкое распространение. Наиболее часто водяное пожаротушение применяют на объектах с массовым пребыванием людей – это торговые центры, театры, общественные и спортивные сооружения, а также в производственных цехах, на объектах транспортной инфраструктуры, складских комплексах, стоянках автомобилей. Применение воды для тушения пожаров объясняется ее безопасностью, экологичностью, доступностью, удобством использования (может быть легко доставлена в нужное место и применена непосредственно к источнику пламени).
Преимущества воды как огнетушащего вещества обусловлены ее физическими и химическими свойствами: высокое значение теплоемкости (это делает ее эффективным охлаждающим агентом, при попадании на горящий предмет она интенсивно поглощает теплоту и снижает температуру до такой степени, что огневые реакции становятся невозможными) и способность многократно увеличиваться в объеме при переходе из одного своего агрегатного состояния в другое (из жидкого в газообразное).

Николай Перепелица, НВП "Болид"

Водяное пожаротушение применяется для различных объектов, включая склады, здания и сооружения для автомобилей, механизированных автостоянок, жилые здания, специализированные дома, дома-интернаты для престарелых и инвалидов, детей-инвалидов, гостиницы и общежития неквартирного типа, спальные корпуса санаториев и домов отдыха общего типа, кемпингов, мотелей и пансионатов, здания общественного, административно-бытового назначения, здания предприятий торговли, выставочных павильонов, общеобразовательных школ, кабельные сооружения, общественные, производственные помещения, помещения складского назначения, связи, транспорта.
Доступность, низкая стоимость, высокая транспортабельность, простота обслуживания и безопасность воды для людей, оборудования и окружающей среды делают водяные системы пожаротушения универсальными и наиболее востребованными.

Марина Шулекина, ФОГСТРИМ

Водяное тушение до сих пор остается самым распространенным видом ликвидации возгорания благодаря сочетанию ряда факторов: высокой эффективности, доступности, безопасности для человека и экологичности. Без систем водяного пожаротушения на сегодняшний день невозможно обойтись на объектах с массовым скоплением людей. Основные направления применения – это гражданское строительство, отели, выставочные залы, кинотеатры, медицинские учреждения, торговые и бизнес-центры.

На каких объектах использование водяного пожаротушения, наоборот, недопустимо? Почему?

Татьяна Царемина, ТЕХНОС-М+

Нормативная документация запрещает применение воды при тушении веществ, реагирующих с ОТВ со взрывом, разлагающихся при взаимодействии с огнетушащим веществом с выделением горючих газов, взаимодействующих с ОТВ с сильным экзотермическим эффектом, самовозгорающихся веществ, карбидов.
Как следствие из вышесказанного – вода неэффективна для тушения пожаров, связанных с горением жидких металлов или электроустановками под напряжением, поскольку она может стать проводником электрического тока и привести к электрическому удару.
Частично проблему тушения электрооборудования под напряжением решает пожаротушение тонкораспыленной водой (ТРВ). Многие производители оборудования пожаротушения ТРВ провели испытания и подтвердили возможности применения оборудования ТРВ для электроустановок под напряжением до 36 кВ.
Для оборудования большего напряжения необходимо применение другого ОТВ или снятие напряжения перед пуском установки водяного пожаротушения.

Николай Перепелица, НВП "Болид"

Недостатками водяного пожаротушения являются ограничения работы при отрицательных температурах, в электроустановках и оборудовании под напряжением (может вызвать короткое замыкание), на объектах с ценными предметами (вода может испортить или разрушить предметы искусства, книги, документы), невозможность использования на объектах хранения или использования нефти и нефтепродуктов (вода является хорошим растворителем, а также способствует распространению пожара посредством выброса или разбрызгивания горящих продуктов), для тушения веществ, которые могут вступать с ней в реакцию, вызывая выделение тепла, газов или коррозионных веществ, тем самым усугубляя пожар.

Марина Шулекина, ФОГСТРИМ

Несмотря на большое количество преимуществ водяного пожаротушения, применение данных систем допустимо не всегда.
Нормативно это регламентируется документом СП 485.1311500.2020. Вода может нанести вред защищаемому имуществу. Особенно остро встает вопрос при защите объектов, представляющих историческую ценность, а также в ИТ-отрасли при защите информации в центрах обработки данных и в серверных. В этих случаях обращаются либо к газовому пожаротушению, либо к более современному варианту водяного тушения – системе тушения тонкораспыленной водой. Система ТРВ в сравнении с классической системой водяного тушения более бережно относится к защищаемому имуществу за счет мелкодисперсного распыления и исключает протекание воды на расположенные ниже этажи, так как расход воды значительно ниже.

Чем отличаются оросители для создания потока мелко- и тонкораспыленной воды от традиционных (дренчерных, спринклерных и др.)? В чем их преимущества и недостатки?

Татьяна Царемина, ТЕХНОС-М+

Основным отличием автоматических установок пожаротушения (АУП) ТРВ от классических водяных систем пожаротушения является небольшой диаметр капли – 150 мкм и меньше. Поэтому к распылителям ТРВ предъявляются повышенные требования по параметрам работы. Распылители ТРВ по сравнению с оросителями традиционных систем являются более сложным техническим изделием, так как создание потока ОТВ с диаметром капель достигается особенностями конструкций распылителей. При этом каждый производитель достигает разбиения потока воды на мелкодисперсные капли конструктивными особенностями своих изделий.
К преимуществам распылителей ТРВ следует отнести кратное снижение расхода воды, затрачиваемое на ликвидацию/ограничение пожара и, как следствие, значительное снижение ущерба для защищаемого помещения от воздействия воды. Кроме того, водяной туман обладает эффектом осаждения дыма и других твердых частиц продуктов горения.
Дополнительно уменьшенный расход позволяет значительно снизить применяемые в системах ТРВ диаметры труб и размеры резервуаров (при необходимости установки резервуаров).

Николай Перепелица, НВП "Болид"

Автоматическая установка пожаротушения тонкораспыленной водой АУП-ТРВ по сравнению с традиционным способом при меньшем количестве пролитой воды за счет мелкодисперсного распыления, образуя "водяной туман", позволяет более эффективно покрывать большие площади, проникать в труднодоступные места защищаемого пространства.
Такое орошение приводит к более быстрому испарению воды и отбору тепла из зоны горения, что приводит к локализации пожара.
Образование водяного пара при испарении в зоне горения, на время вытесняя кислород, создает условия, непригодные для реакции горения.
Средний размер капель при разных способах тушения колеблется в следующем диапазоне: 50…100 мкм – АУП ТРВ ВД (высокого давления – более 2 МПа), 100…150 – АУП ТРВ НД (низкого давления – до 2 МПа включительно), 150 и более – традиционные водяные АУП.
Основным недостатком системы АУП-ТРВ по сравнению с традиционной является ее более высокая стоимость.

Марина Шулекина, ФОГСТРИМ

В системе пожаротушения ТРВ оросители имеют уникальную конструкцию, которая в сочетании с высоким давлением позволяет достичь мелкодисперсного распыления с размером капли от 0,1 до 0,01 мм, что позволяет поглощать большое количество тепла, охлаждая поверхность горения. Благодаря этому система ТРВ имеет ряд преимуществ перед классической системой водяного пожаротушения таких, как:

• площадь, защищаемая одним оросителем, больше в два раза;
• расход воды меньше почти в 10 раз;
• меньше диаметры трубопроводов;
• высокая экономия технических площадей.

Дайте заказчикам рекомендации по выбору систем пожаротушения ТРВ.
С чего нужно начать? Что самое важное?

Татьяна Царемина, ТЕХНОС-М+

Согласно п. 5.4 СП 485.131500.2020 тип установки пожаротушения, способ тушения, вид огнетушащего вещества определяются организацией-проектировщиком с учетом пожарной опасности и физико-химических свойств производимых, хранимых и применяемых веществ и материалов, а также особенностей защищаемого оборудования. Заказчикам прежде всего необходимо определить приоритеты требований, которым должна отвечать проектируемая установка.
На наш взгляд, требования ранжируются следующим образом. Прежде всего установка должна быть максимально безопасна для людей (персонала, посетителей и работников), которые могут находиться в защищаемых помещениях. Следующим параметром по важности идут затраты на установку, причем необходимо разделить капитальные затраты и затраты на обслуживание установки с учетом срока службы оборудования. Важным параметром является экологичность установки и примененного ОТВ, при рабочем цикле установки и во время утилизации. Дополнительно следует учитывать возможность пополнения запаса ОТВ во время эксплуатации системы.
Кроме того, при выборе системы необходимо обращать внимание на то, что часто ущерб от работы систем пожаротушения превышает ущерб от непосредственно возгорания (например, от воды при работе традиционных систем, порошковых или аэрозольных установок пожаротушения). Например, не всегда понятно желание заказчика сэкономить несколько тысяч рублей и защитить станок стоимостью несколько миллионов рублей установкой порошкового пожаротушения, при сработке которой, скорее всего, придется проводить сборку-разборку и чистку всего станка.

Николай Перепелица, НВП "Болид"

АУП-ТРВ по конструктивному исполнению подразделяются на агрегатные АУП-ТРВ-ВД и модульные АУП-ТРВ-ВД.
В агрегатных АУП-ТРВ-ВД хранение запаса ОТВ предусматривается во встроенных в установку или рядом расположенных резервуарах.
Подача ОТВ в трубопроводную разводку обеспечивается при помощи насосов высокого давления, трубопроводы следует применять из нержавеющей стали. Для получения мелкодисперсного тумана необходимо использовать воду высокого качества, без механических примесей и солей жесткости. В противном случае возможно засорение форсунок и снижение эффективности пожаротушения. Все это приводит к увеличению стоимости.
Модульные АУП-ТРВ-ВД более просты в установке и монтаже и для небольших объектов более доступны по цене.
Система пожаротушения – это только часть общей системы безопасности объекта. Важно также предусмотреть такие системы, как пожарная сигнализация, система оповещения о пожаре и эвакуации людей, система противодымной защиты и другие системы пожарной автоматики.

Марина Шулекина, ФОГСТРИМ

На мой взгляд, в сегодняшней политической ситуации следует обратить внимание на локализацию производства и сделать выбор в пользу отечественного производителя. Это поможет в дальнейшем избежать сложностей с обслуживанием и запасными комплектующими. Немаловажную роль также играет сервис, предоставляемый вендором: всегда удобно работать с тем, кто обеспечивает полный комплекс услуг от проектирования до обслуживания, это значит, что компания полностью берет на себя ответственность за объект по пожарной безопасности.

Каких ошибок следует избегать при проектировании и монтаже систем тонкодисперсного распыления? К чему могут привести такие ошибки?
Дайте советы, основанные на практике.

Татьяна Царемина, ТЕХНОС-М+

Одной из наиболее распространенных ошибок при проектировании и монтаже является нарушение карты орошения при расстановке оросителей ТРВ. Это может привести к "мертвым зонам", в которых может произойти развитие пожара. Конечно, применение оросителей ТРВ высокого давления позволяет снизить ущерб от такой ошибки за счет того, что при работе системы ТРВ высокого давления реализуется объемный способ пожаротушения, так как водяной туман заполняет все защищаемое пространство.
Часто проектировщики не проверяют диаметры трубопроводов на максимально допустимые скорости воды в трубопроводах при работе системы. Эта ошибка может привести к возникновению вибрации и кавитации в трубах. Кроме того, занижение диаметров трубопроводов приведет к необоснованному росту гидравлического сопротивления и, как следствие, к увеличению мощности насосов.

Николай Перепелица, НВП "Болид"

Ошибки, которых следует избегать:

1. Неверно рассчитанные параметры системы (давление, расход, диаметр труб и т.д.). Это может вызвать проблемы с работой системы и неэффективное использование ОТВ.
2. Некорректное расположение оросителей, что может привести к неравномерному распылению и образованию "мертвых зон".
3. Плохое качество монтажа, включая неправильную сборку компонентов системы, нарушение технологии установки, – это может привести к неработоспособности системы.
4. Отсутствие регулярного технического обслуживания также может привести к проблемам с работоспособностью системы.

Марина Шулекина, ФОГСТРИМ

Следует сделать выбор в пользу той либо иной системы, учитывая все характеристики и особенности защищаемого объекта. Это решение лучше доверить опытному проектировщику.
Необходимо проверить наличие сертификатов соответствия на систему и комплектующие у производителя и СТО, согласованного в МЧС России.

Что влияет на эффективность установок пожаротушения тонкораспыленной водой?

Татьяна Царемина, ТЕХНОС-М+

Согласно концепции "Треугольник пожара", для возникновения и распространения пожара необходимы три основных компонента – топливо, кислород и тепло. При наличии этих составляющих пожар начнется и будет продолжаться.
Как следствие, чтобы прекратить пожар, необходимо убрать один из этих факторов: снизить температуру в очаге возгорания, перекрыть доступ кислорода к очагу возгорания, исключить топливо. Практически все установки пожаротушения ТРВ позволяют быстро и эффективно охладить очаг возгорания и окружающее пространство.
Это достигается тем, что, ввиду микроскопических размеров частиц воды, они подвержены быстрому испарению, что приводит к многократному увеличению эффекта поглощения термической энергии огня. Частицы тонкораспыленной воды поглощают энергию, излучаемую огнем.
Это многократно понижает возможность материалов, находящихся вблизи пожара, достичь температуры возгорания, несмотря на то, что они не достигаются непосредственно пламенем.
Прекращение доступа, вытеснение кислорода из зоны горения достигается большим количеством образованного водяного пара и капель мелкодисперсного тумана, так как данный туман занимает в сотни раз больший объем, чем объем воды, из которой он был произведен.

Николай Перепелица, НВП "Болид"

Для эффективности АУП-ТРВ следует учесть следующие факторы:

1. Обнаружение пожара на ранней стадии зависит от правильного определения первичного фактора (дым, огонь, искры, угарный газ). Чем раньше будет обнаружен очаг возгорания, тем раньше будет он потушен.
2. Чем меньше капли, тем быстрее они испаряются, охлаждая помещение и предотвращая распространение огня. В результате интенсивного парообразования тонкораспыленной воды, при испарении в зоне горения, на время происходит вытеснение кислорода из области горения.
3. Для создания мелкодисперсного потока требуется обеспечение расчетного давление воды. Недостаточное давление может привести к ухудшению качества распыла и снижению эффективности пожаротушения.
4. Для получения мелкодисперсного тумана необходимо использовать воду высокого качества, без механических примесей и солей жесткости. В противном случае возможно засорение форсунок и снижение эффективности пожаротушения.

Марина Шулекина, ФОГСТРИМ

Эффективность и надежность системы ТРВ зависит от совокупности точной и слаженной работы всех звеньев цепочки "проектировщик, производитель, монтажник".
Проектировщик обязан точно выполнить расчеты необходимого количества воды и гидравлические расчеты, грамотно расположить распылители и подобрать оборудование.
Производитель – в срок изготовить оборудование, взяв на себя полную ответственность за качество и безотказность системы от насоса до оросителя (если речь идет про установки ТРВ ВД).
Монтажная бригада должна выполнить монтаж оборудования в соответствии с рабочей документацией, провести необходимые испытания и сдать объект. Далее важно своевременное обслуживание системы.
Если на всех этапах ответственно работали высококвалифицированные специалисты, мы получим продукт, который со 100%-ной гарантией на протяжении долгого времени будет надежно защищать от пожара. А значит, основным фактором, влияющим на эффективность и надежность системы, является человеческий фактор.

Опубликовано в журнале "Системы безопасности" № 5/2023

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

Фото: ru.freepik.com