Спринклерная система автоматического пожаротушения. Автоматические системы водяного пожаротушения

Спринклерное пожаротушениеАУПТ – это система водяного пожаротушения, представленная сетью трубопроводов, заполненных водой, и специальными оросителями (спринклерами).

Пожар – одна из страшнейших стихий, которая приносит огромные убытки и ставит под угрозу человеческие жизни. Бороться с огнем, вышедшим из под контроля, помогают автоматические установки пожаротушения. Среди них спринклерные системы занимают на сегодня передовое место по частоте использования на различных объектах.

Спринклеры срабатывают, как только температура в зоне их действия достигает критической величины. При этом каждое устройство действует независимо от других, обеспечивая локальное тушение возгорания.

Принцип действия спринклерной системы пожаротушения

Необходимость установки систем тушения пожара предусмотрена государственными нормативами. Так, АУПТ (автоматические установки пожаротушения) обязательно проектируются для:

• производственных;
• административных;
• общественных зданий с массовым скоплением людей.

Для частных домов такие системы не являются обязательными, но это не мешает некоторым домовладельцам обустраивать свои дачи или коттеджи пожарной сигнализацией и системой пожаротушения.

В этом принцип действия спринклерной системы отличается от дренчерных установок, которые предназначены для создания водяных завес и тушения пожаров на больших площадях, значительным количеством воды.

Устройство системы спринклерного пожаротушения

Устройство спринклерных систем отличается для отапливаемых и неотапливаемых помещений (зданий).

1. В первом случае в трубопроводах системы постоянно есть вода (водонаполненная спринклерная система). Огнетушащее вещество находится в трубах под давлением, которое обеспечивается насосами (1 рабочий и 2 резервных).
2. Если сооружение зимой не отапливается, сеть перед наступлением холодов опустошается. Трубопроводы заполняются на зиму сжатым воздухом. При пожаре воздух мгновенно выходит из труб, и система заполняется водой. Такая система еще называется сухой или воздушной.

Обычно для АУПТ предусматривается и возможность ручного запуска процесса пожаротушения. Такой способ актуален для помещений с высокими потолками, когда во время возгорания температура в зоне действия спринклеров не успевает достичь порогового уровня.

Размещение спринклеров в охраняемой зоне должно выполняться строго по правилам, поэтому эту задачу поручают проектировщикам из специализированных компаний, имеющих разрешение на выполнение данного рода работ.

Обычно используют одну из следующих схем:

• с перекрытием или
• без перекрытия зон орошения.

Схема с перекрытием зон орошения более надежна, но требует установки большего количества оросителей, а, значит, увеличится и расход воды на пожаротушение.

Соответственно, вторая схема (без перекрытия) более экономна и в плане монтажа, и в плане расхода огнетушащего раствора.

Чаще всего предполагается потолочный монтаж спринклеров, однако, имеют право быть и варианты настенной установки оросителей. Выбор конкретного места размещения спринклеров зависит от:

• схемы монтажа;
• высоты потолка;
• технических параметров устройств.

Особенности конструкции спринклера

Основной элемент спринклерной системы пожаротушения – спринклер. Это устройство, распыляющее воду (либо пену), снабженное тепловым замком.

Тепловой замок – это стеклянная колба, заполненная жидкостью, или легкоплавкая вставка. В дежурных условиях замок удерживает сжатую пружину, с одной стороны к которой прикреплена крышка клапана, не пропускающая воду. Как только температура становится выше порогового уровня, внутри колбы жидкость расширяется, приводя к разрушению стеклянной емкости. Если тепловой замок представлен плавкой вставкой, при повышении температуры она просто распаивается.

В итоге разрушения замка открывается доступ воде и она орошает защищаемый участок.

Качественный спринклер должен отвечать следующим требованиям:

1. Герметичность.
2. Прочность, устойчивость к влиянию агрессивной среды или механическим нагрузкам.
3. Высокая чувствительность и скорость активации.
4. Достаточная интенсивность орошения.

Такой ороситель обеспечит надежную и эффективную работу спринклерной системы пожаротушения без ложных срабатываний и поломок.

Грамотно спроектированная система спринклерного пожаротушения, подобранное качественное оборудование, правильный монтаж и регулярное техобслуживание – это залог долгой и эффективной работы АУПТ.

Как заказчику – собственнику здания, инвестору, застройщику или субподрядной строительной организации, так и исполнителю – специализированному предприятию, выполняющему проектирование, монтаж, обслуживание (АУПТ), кроме стоимости, эффективности установленного оборудования, крайне важна надежность, гарантия того, что система не сработает при нормальных условиях эксплуатации.

То есть вдруг без всяких внешних причин – появления дыма, огня, высокой температуры, не зальет водой или пеной, не засыплет мельчайшим, во все въедающимся, порошком все нажитое нелегким трудом: мебель, важные отчетные документы, товары, ценное, в том числе электрическое, оборудование; сырье, готовую продукцию, боящуюся влаги. В общем, реализованный на практике ночной кошмар собственника и монтажно-наладочной/обслуживающей организации, внезапно оказавшихся в одной лодке материально-финансовых, репутационных потерь.

Виды

Подобные устройства используются с конца XIX столетия, естественно, претерпев значительные изменения в конструктивных особенностях, материалах для изготовления, видах и типах, зависящих от того, где и для тушения чего будут использоваться:

Общего назначения

Монтируется на распределительных линиях (трубопроводах) водяного АУПТ, проложенных, как правило, по потолкам, реже – стенам защищаемых помещений.

Скрытые

Предназначены для установки заподлицо в подвесные/натяжные потолки или стеновые панели помещений с повышенными требованиями к отделке, дизайну интерьера. Поэтому отверстия в потолках/стенах дополнительно закрываются термочувствительными декоративными крышками. Кроме того, существуют углубленные, потайные способы установки спринклерных оросителей, применяемые в аналогичных целях.

Для пенного пожаротушения

Используются для защиты помещений с высокой пожарной опасностью, наличием ЛВЖ, ГЖ, полимерной, резинотехнической продукции – производств, цехов, участков, складов.

Для водяных завес

Защищающих открытые строительные, технологические проемы, арки, атриумы зданий; разделяющие помещения большой площади на противопожарные отсеки.

Для установок пожаротушения

Подбор спринклерного оросителя, походящего по техническим характеристикам, осуществляется на стадии проектирования на основании расчетов необходимого расхода воды, производительности системы, времени на пожаротушение. Как проектирование, монтаж, наладку, так и обслуживание, замену, ремонт оборудования спринклерных водяных/пенных АУПТ имеют право осуществлять только предприятия/организации, имеющие действующие лицензии МЧС России, допуски СРО (проектирование).

Пенные и водяные

Если основной документ, регулирующий нормы проектирования АУПТ – , позволяет сделать выбор между видом установки пожаротушения, что напрямую зависит от того насколько пожароопасной является ситуация на защищаемом объекте (свойства веществ/материалов, технологический процесс, оборудование, объемы хранения сырья, готовой продукции), то специалисты проектной организации часто отдают предпочтение тем системам, где в качестве оконечных устройств устанавливаются оросители пенные спринклерные или их не менее эффективные «собратья» – оросители спринклерные водяные. Выбор между ними зависит от конкретной ситуации.

Стоит разобраться, чем вызвано такое предпочтение, например, перед дренчерными оросителями, также довольно часто используемыми в составе водяных, пенных АУПТ.

В этой статье предоставлена информация о принципах действия достоинствах и недостатках, отличиях, а так же о способах использования в спринклерных и дренчерных систем автоматического пожаротушения.

Характеристики спринклерных систем

Принцип действия спринклерной системы пожаротушения основан на срабатывании автоматического оросителя со встроенным тепловым замком. По достижении порогового значения критической температуры тепловой замок, представляющий собой тонкостенную колбу из стекла наполненную термочувствительным веществом, разрушается и дает доступ огнетушащему веществу, находящемуся в сети трубопроводов под давлением.

Историческая справка : Первые упоминания о спринклерных системах автоматического пожаротушения были отмечены в 19 веке. Система медных трубопроводов, в которых находилась вода, была устроена на прядильных мануфактурах Бирмингема. В качестве тепловых замков использовались твердые пробки из воска с наполнителем из мела и опилок. Под воздействием высокой температуры воск плавился, и помещение заливало водой. Естественно эффективность таких систем довольно низкая, так как воск размягчался, когда в помещении уже вовсю бушевал огонь, и температура была весьма высокой.

Порядок срабатывания спринклерной системы автоматического пожаротушения

После разрушения теплового замка на одном из спринклеров происходят следующие действия:

1. Система управления реагирует на падение давления в трубопроводе и активизирует жокей насос, поддерживающий необходимый уровень огнетушащего вещества. Устройство отключается после автоматической активации центрального пожарного насоса подающего огнетушащее вещество из резервуара;
2. Подается сообщение о срабатывании на центральный диспетчерский пульт пожарной охраны;
3. Активизируется система оповещения о пожаре: сирена, проблесковые маячки, голосовые предупреждения;
4. Система вентиляции отключается и воздуховоды блокируются специальными заслонками;
5. Активируется система дымоудаления;
6. При необходимости и наличии запускаются резервные пожарные насосы.

ВАЖНО! Спринклерная система автоматического пожаротушения предназначена для ликвидации очагов возгорания в месте их возникновения на локальных площадях. В смежном помещении, где температура не достигает критического значения, тепловой замок не разрушиться и срабатывания не произойдет.

Достоинства и недостатки

Система пожаротушения на основе спринклеров имеет неоспоримые достоинства:

• Относительная простота монтажа, дешевизна установки и обслуживания;
• Быстрая и эффективная ликвидация очага возгорания;
• Возможность установки в любом помещении;
• Установка и настройка системы производится оперативно, не требует изменения планировки помещения и кардинального разрушения перегородок и несущих конструкций строения;
• Если в помещении присутствуют подвесные или натяжные потолки трубопроводы не будут видны и внешний эстетичный вид не пострадает.

Недостатки:

• Применение большого количества воды для эффективного тушения пожара может нанести находящемуся в помещении имуществу не меньший урон, чем огонь;
• Спринклерные оросители, это одноразовые устройства, которые необходимо заменять после срабатывания и перед повторным приведением системы в режим готовности;
• Система может не активироваться даже после срабатывания пожарной сигнализации настроенной на задымление, так как ключевым показателем является критическая температура в помещении. Решением данной проблемы является использование специальных спринклеров с принудительной системой активации, что приводит к необходимости прокладки дополнительного кабеля к каждому спринклеру.
• Нельзя использовать при отрицательных температурах в помещении. Согласно нормативам минимальная температура в строении, где устанавливается спринклерная система, не должна опускаться ниже +5°С.

Устройство

1. Спринклер с розеткой размещенной сверху (СВВ), нельзя устанавливать в помещениях с подвесными потолками;
2. Спринклер с розеткой снизу – СНВ;
3. Датчик уровня давления в трубопроводе;
4. Монтажные элементы трубопровода – муфты разъемные;
5. Прямоточный узел управления;
6. Воздушный узел управления на базе СКД клапана;
7. Датчик уровня жидкости в резервуаре;
8. Устройство управления спринклерной установкой;
9. Обратный поворотный клапан однодисковый;
10. Шкаф управления насосным оборудованием;
11. Автоматическая система поддержания давления в трубопроводах;
12. Резервуар с водой или другим жидким огнетушащим веществом;
13. Насос – основной;
14. Насос – резервный;
15. Насос дренажный – размещается в контролируемом помещении для удаления воды;
16. Дренажный приямок;
17. Жокейный насос используется для заполнения водопитателя;
18. Компрессор.

Разновидности спринклеров

Основной деталью спринклерной системы автоматического пожаротушения от которой зависит эффективность ликвидации очага возгорания и надежность срабатывания является спринклерный ороситель. Капсула с термочувствительной жидкостью имеет строго определенную критическую температуру срабатывания, рабочий диапазон в пределах 57°С … 343°С. Какой именно порог срабатывания у каждой конкретной модели можно легко определить по цвету теплового замка:

ВАЖНО! Время срабатывания низкотемпературных замков 57°С и 68°С не должно превышать 5 мин с момента достижения в помещении соответствующей критической температуры. Оптимальным временем считается 2-3 мин. Для высокотемпературных термозамков допустимый период срабатывания достигает 10 мин.

Следующие модели спринклерных оросителей были разработаны для решения конкретных задач пожаротушения:

Позиционирование – формы распыляющей розетки для установки устройства вниз (СВН) или вверх (СВВ);

Направленная струя – устройство с отражателем. Используется для создания водяной завесы, тушения конкретного локализированного мета или установки (к примеру, );

Тонкодисперсный поток – устройство с о специальной насадкой для распыления воды. Рекомендуется использовать в помещениях, где применение воды в больших количествах может повредить материальные ценности;

Устройства раннего и/или принудительного срабатывания – применяются в помещениях с высокими потолками, где критический температурный порог может достигаться довольно долго.

Особенности монтажа

Для устройства системы трубопроводов используются только металлические трубы с антикоррозионным покрытием. Крепление осуществляется хомутами с шагом не более 1,5 м. соединение отдельных труб может осуществляться сваркой или опрессовкой с применением фитингов и специального опрессовочного пневмоинструмента. Применение пайки даже с применением тугоплавкого припоя не допускается .

Резервуар с огнетушащим веществом и насосную группу целесообразно устанавливать в подвале дома, туда-же вывести дренажные патрубки. Устройство управления расположить в помещении, где сконцентрированы все контроллеры системы умный дом.

ВАЖНО! Для ликвидации пожара в помещении управления рекомендуется использовать автономные модули порошкового или газового пожаротушения.

Особенности и отличия дренчерных систем

В отличии от спринклерных, дренчерные установки автоматического пожаротушения оборудованы оросителями не имеющими тепловых замков. Соответственно, трубопровод не наполнен огнетушащим веществом, а начало процесса пожаротушения происходит после открытия запорного клапана, блокирующего доступ к центральному резервуару. Активация пожаротушения производится вручную или после сигнала тревоги пожарной сигнализации. В системах умный дом дренчерные установки автоматического пожаротушения подключены к системе управления тревожно-пожарной сигнализации напрямую. Процесс тушения пожара может начинаться сразу после обнаружения очага возгорания или после подтверждения команды с центрально пульта или дистанционно с телефона.

Срабатывание и принцип функционирования

1. Обнаружение очага возгорания производят , горения или температуры) системы тревожно-пожарной сигнализации, после чего сигнал тревоги передается на пульт охраны, мобильное устройство связи и управления владельцу дома и в центральный контроллер системы пожаротушения;
2. Сигнал сверяется с пороговыми значениями, занесенными в память контроллера. В некоторых системах с адресными детекторами возможна настройка различных значений для разных помещений дома, в зависимости от их назначения:
   1. для кухни ограничивают уровень задымления,
   2. для ванной комнаты уровень температуры и т.п. такие индивидуальные настройки важны для снижения вероятности ложного срабатывания;
3. При активации системы пожаротушения происходит включение насосной станции и разблокировка нескольких запорных клапанов:
   1. От баллона с вытесняющим газом;
   2. От сети трубопроводов;
4. Огнетушащее вещество направляется в трубопровод из автономного локального резервуара или системы водоснабжения через демпферную емкость;
5. Вода, распыляемая над зоной возгорания, может насыщаться огнетушащими химическими добавками, существенно повышающими эффективность пожаротушения.

ВАЖНО! Одним из главных отличий от спринклерной установки является то, что распыление воды производится над всей зоной установки системы пожаротушения.

Основные технические характеристики и преимущества

Автоматические дренчерные установки пожаротушения имеют следующие преимущества:

• Быстрая реакция на возникновение очага возгорания, который может определяться по нескольким параметрам:
  • Сигнал детектора пламени или инфракрасного датчика тепла. Обычно, для жилых помещений в системе умный дом, предусматривается срабатывание при достижении граничной температуры 65-75°С или ее скачкообразного, резкого повышения на 15-20°С.
  • Для кухонь целесообразно использовать несколько способов обнаружения возгорания (температура, дым, наличие открытого пламени) совокупно;
• Насосы стандартной установки могут генерировать напор жидкости 100-600 м 3 /час, что обеспечивает практически мгновенное наполнение даже разветвленных трубопроводов и незначительное время отклика системы на обнаружение возгорания;
• Система способна контролировать большие помещения или строения со сложной планировкой;
• Дренчерная установка не требует реконструкции, замены элементов или дополнительной наладки после срабатывания. После восстановления позиции запорных клапанов в положение закрыто и наполнения резервуара огнетушащим веществом установка готова к повторной активации;
• Основным преимуществом является возможность использования в качестве огнетушащего вещества пены или газа, что ведет к минимизации материальных потерь от воздействия воды.

Правила монтажа и расчета

Согласно действующим нормативам дренчерные установки автоматического пожаротушения для жилых помещений должны соответствовать следующим параметрам:

• Отдельный дренчер должен контролировать площадь не более 9м 2 ;
• Расстояние между распылителями на менее 3 м, от стены не менее 1,5 м;
• Объем огнетушащего вещества на основе воды не менее 0,5л/сек на 1 м 2 помещения;
• Скорость подачи воды в распределительных магистралях не менее 10м/сек, а в трубопроводах питающих распылители не менее 3м/сек;
• Целесообразно устанавливать отсекающие распылители с направленной струей в дверных проемах для блокировки распространения огня;
• Для создания водяных завес применяются дренчеры с розеточным рассекателем и диаметром отверстия 10, 12, 16 мм, а для тушения в помещениях 12 мм лопаточные дренчеры.

Спринклерная система пожаротушения является одной из наиболее популярных автоматических систем борьбы с пожаром, применяемая на объектах различного назначения. Спринклерное пожаротушение — это сети трубопроводов заполненных жидкостью или другими веществами, вдоль них размещаются специальные оросители. Слово сплинкер произошло от английского слова, обозначающего ороситель или разбрызгиватель.

В пожарной безопасности спринклер представляет собой насадку, через нее при автоматической подаче команды «пожар» производится разбрызгиванием жидкости. Система работает не за счёт подачи воды сплошной струей, а создает мелкодисперсный водяной туман, рассеиваемый по всему помещению. В результате сокращается расход воды и значительно уменьшается степень повреждения имущества.

Основные функции

Различают установки водяные и заполненные газом, так называемые сухотрубные конструкции.

Основные задачи спринклерной системы:

• обнаружение источника возгорания;
• поднятие тревоги;
• первоначальная работа по сдерживанию огня да появления пожарных расчётов.

За счет орошения помещения спринклерная установка пожаротушения:

• позволяет снизить температуру у источника возгорания;
• помогает эвакуировать людей;
• обеспечить возможность срочной эвакуации ценного имущества.

Отличается высокой надежностью и малым процентом ложных срабатываний. Иногда можно встретить наименование «клинкерная система пожаротушения», но это просто ошибочное наименование, используемое заказчиками, далекими от знания пожарной терминологии.

Область применения

Спринклерная система пожаротушения – это вид оборудования, чей порядок использования утвержден постановлением нормативными документами в области пожаротушения.

Спринклерные установки водяного пожаротушения обязаны устанавливать владельцы определенной недвижимости, к которой относятся:

• хранилища компьютерных данных (серверные, центра обработки данных и так далее)
• стоянки для автомобилей, расположенные под или над землей
• здание имеющие высоту более 30 м, кроме жилых комплексов
• здания при строительстве которых использовались металлические конструкции и горючие утеплитель ные материалы площадью более 800 кв.м.
• торговые объекты, имеющие общую площадь от 3,5 тыс. кв.м. наземных этажей и от 200 кв.м. цокольных помещений
• склады и торговые объекты, где находятся горючие или легковоспламеняемые материалы
• складские помещения с установленными стеллажами и полками выше 5,5 метров
• залы для проведения выставок с площадью больше 1 тыс.кв.м.
• залы (кино, концертные и так далее) вместимостью выше 800 мест

Объекты, не включенные в утвержденный обязательный список, могут использовать спринклерные установки по своему желанию. Установки могут обслуживать как огромные помещения, так и обычные квартиры.

Преимущества и недостатки

Спринклерное пожаротушение относится к наиболее распространенным способам защиты помещений от пожаров. Его широкому распространению способствует целый ряд положительных факторов, в том числе:

• относительно низкая себестоимость оборудования, монтажа и расходных материалов;
• возможность использовать его в помещении любого размера;
• полностью автоматизированная система контроля и запуска;
• не потребляет электроэнергию;
• доступность и низкая стоимость воды;
• простота монтажа при наличии централизованного водоснабжения;
• снижение температуры в месте возгорания;
• безвредность для здоровья;
• дает возможность для эвакуации людей и ценного имущества;
• минимальный вред имуществу благодаря мельчайшему распылению жидкости;
• дает небольшой процент ошибочных срабатываний;
• служит в течение многих лет.

Одновременно АУПТ спринклерная не является универсальным решением для всех случаев, так как обладает рядом существенных ограничений, таких как:

• установка возможна только на объектах с централизованным водоснабжением;
• нельзя использовать в помещениях, где располагается работающее электрооборудование;
• реагирует на изменение температуры, поэтому не используется в производственных или бытовых помещениях, где производятся операции, вызывающие нагревание воздуха;
• не пригодна к использованию на объектах с возможными отрицательными температурами;
• для включения необходимо некоторое время (инерционность);
• срабатывание происходит при высоких температурах (минимум 79 о С);
• является одноразовой установкой, так как после срабатывания необходима замена всех синклеров.

Требования к системе

Спринклерная установка пожаротушения – это одна из систем пожарной безопасности, к которой предъявляются строгие требования, сформулированные в нормативных документах, СНИПах, ГОСТах, приказах, РД и так далее.

1. Основной показатель, которому должно отвечать оборудование, — это скорость срабатывания и тушения пожара в момент его возгорания. От этого зависит уровень возможного ущерба и распространения огня на соседние объекты.
2. Устанавливается зависимость между уровнем температуры, на которую реагирует система и скоростью срабатывания, т.е. от теплового уровня зависит инерционность системы. При t=79˚С замок спринклера должен разрушаться в течение 300 секунд.
3. Существуют отдельные требования по максимально допустимому расстоянию между распылителями. Расстояния между спринклерами не должны превышать 4 м, так как радиус рассеивания воды составляет 2 метра.
4. устанавливается периодичность проведения контрольных мероприятий и технического обслуживания системы.
5. Каждый комплект оборудования должен иметь паспорт, сертификат качества и другие сопроводительные документы.

Обратите внимание!

Если системы устанавливаются на объектах с автономным водоснабжением, то в комплексе необходимо предусмотреть дополнительный насос и источник электропитания.

Существуют специальные требования по проектированию и монтажу оборудования, которые обеспечивают работоспособность системы с учетом особенностей строения (высота, количество помещений, вид перекрытий, и так далее).

Нормы и правила

Все оборудование, которое касается пожарной безопасности, строго регламентируется. Нормы и правила касаются различных показателей и изложены в ряде нормативных документов, в том числе:

• ФЗ от 22.07.08 г. № 123-ФЗ по вопросам технического регламента требований, обеспечивающих пожарную безопасность
• Постановление правительства РФ №390, касающееся противопожарного режима, от 25.04.12 г.
• НПБ 88-2001 о нормах проектирования установок пожаротушения и сигнализации
• СП 5.13130.2009 о нормах и правилах проектирования систем противопожарной защиты
• ряд других документов

В законодательном порядке определяются обязательные для спринклерной системы пожаротушения нормы установки оборудования, в том числе:

• параметры помещений
• допустимое количество оросителей
• вместимость трубопроводов и емкостей для хранения воды
• допустимые места для установки спринклеров
• пределы расстояния от спринклера до других предметов (кровли, розеток, перекрытий, стен, перегородок)
• наличие защитных решеток
• положение оросителей

Монтаж и эксплуатация систем осуществляется с соблюдением всех норм.

Особенности монтажа

Монтаж спринклерной системы пожаротушения производится в соответствии с утвержденной технологией и соблюдением последовательности операций.

• Распределительные узлы, резервуары с водой и узел управления устанавливаются в отдельном помещении с ограниченным доступом.
• дублирующий узел управления размещается на пульте охраны
• для монтажа трубопроводов используются бесшовные трубы с наружной и внутренней оцинковкой
• соединение труб обеспечивается сваркой или опрессовыванием
• в ходе соединения в систему врезаются спринклеры
• к потолкам система крепится с помощью резиновых хомутов, расстояние между креплениями не должно превышать 1,5 м.

Установка спринклерной системы пожаротушения требует надежного соединения всех узлов и обеспечения высокой прочности системы.

Испытание спринклерной установки тушения пожаров

Заключение

Если возникают вопросы по поводу спринклерной системы пожаротушения и хочется на практике увидеть что это такое, достаточно внимательно посмотреть на потолок, находясь в кинотеатре, картинной галерее, в серверной или на подземной стоянке.