Особенности проектирования воздушных установок автоматического пожаротушения

Особенности проектирования воздушных установок автоматического пожаротушения

По статистике последние два года каждый третий проект автоматического пожаротушения разрабатывался для водовоздушной или воздушной спринклерной установок.

До середины 1990-годов водовоздушные установки пожаротушения применялись в средней климатической полосе России относительно редко и, как правило, в неотапливаемых складских помещениях.

В настоящее время использование воздушных установок пожаротушения значительно возросло, в основном за счет строительства многоэтажных неотапливаемых гаражей-стоянок. Технологи считают, что температурный режим неотапливаемого помещения наиболее благоприятен для хранения автомобилей. Учитывая резкий рост автомобилизации и наличие программ гаражного строительства, можно прогнозировать возрастающий спрос на установки воздушного спринклерного пожаротушения. Поэтому, принимая во внимание актуальность проблемы, появилась необходимость уточнить особенности проектирования вышеуказанных систем. Вопросы, возникающие во время проектирования пожаротушения, можно разделить на две группы: нормативные и технические

 Нормативные документы

Ранее действовавшие нормативные документы — СН75-76 «Инструкция по проектированию автоматических установок пожаротушения» и СНиП 2.04.09-84 «Пожарная автоматика зданий и сооружений» конкретно оговаривали применение воздушного или водяного режимов при проектировании спринклерных установок. Например, если отопительный сезон составлял более 240 дней в году, то полагалось проектировать воздушную систему пожаротушения. Если отопительный сезон составлял в данной местности менее 240 дней, применялась водовоздушная система. В данном случае эксплуатировать установку только в воздушном режиме (без перевода в водяной режим в теплое время) не допускалось.

В действующих на настоящий момент нормах — СП 5.13130.2009 подобные уточнения отсутствуют. Видимо, выбор режима «воздушный — водяной» на действующих установках в зависимости от времени года является теперь прерогативой эксплуатирующей организации. Проектная организация в настоящее время руководствуется только пунктом СП 5.13130.2009, где определяется, что «спринклерные установки водяного и пенного пожаротушения в зависимости от температуры воздуха в помещениях следует проектировать: воздушными — для неотапливаемых помещений с минимальной температурой ниже 5 °С». Из чего следует вывод, что к проектированию принимаются только воздушные или водяные установки. Такой подкласс, как водовоздушные системы, отныне не применяется, что в некоторых случаях технически не оправдано. Предлагается внести в СП 5.13130.2009 примечание, что «водовоздушной установкой является воздушная установка, обладающая конструктивной способностью перевода ее в водяной режим на теплый период года».

 Проектирование воздушной спринклерной установки и сети внутренних пожарных кранов

Отдельному обсуждению подлежит вопрос о совместном проектировании воздушной спринклерной установки и сети внутренних пожарных кранов. Согласно СП 5.13130.2009″в спринклерных водонаполненных установках на питающих трубопроводах диаметром 65 мм и более допускается установка пожарных кранов».

vozd_ust_tush_img1

Данное положение, по мнению автора, правомерно и для воздухонаполненных установок, необходимо только в регламенты обслуживающей организации добавить пункты о технологии периодического слива конденсата из патрубков пожарных кранов. При открытии пожарного крана на спринклерной секции первое время из крана будет сбрасываться воздух в объеме спринклерной секции, что приведет к некоторому увеличению инерционности ручного пожаротушения. Однако если учесть, что одновременно приводится в полное рабочее состояние спринклерное пожаротушение, а при монтаже обеспечивается значительная экономия труб, можно считать технически обоснованным объединение спринклерной системы и пожарных кранов. При этом нужно предусматривать мероприятия по защите от несанкционированного забора воды из ПК.

Необходимо отметить, что при разработке схем автоматики воздушных систем некоторые специалисты подсознательно стремятся обеспечить работу компрессора в автоматическом режиме, что не допускалось во время действия СНиП 2.04.09-84. В данный момент СП 5.13130.2009 определяют, что «аппаратура управления установок водяного и пенного пожаротушения должна обеспечивать: е) автоматическое и местное управление устройствами компенсации утечки сжатого воздуха из трубопроводов и гидропневматических емкостей».

По мнению автора, положение об автоматическом управлении компрессором технически не обосновано. Дадим пояснение к данному утверждению. В случае возникновения незначительных утечек, не связанных с пожаром, гидропневмобак подвергается «завоздушиванию» при включении компрессора в автоматическом режиме между дежурными обходами службы эксплуатации. Чтобы избежать «завоздушивания» гидропневмобака, необходимо вводить дополнительную автоматическую функцию — контроль уровня воды аппаратным методом с выдачей сигнала на пожарный пост. А это существующими сертифицированными комплектами пожарной автоматики не предусматривается. Другой пример: если на воздушной спринклерной системе вскроются один-два оросителя (например, в обособленном боксе), компрессор, включившись в автоматическом режиме, будет подавать в зону горения воздух. Учитывая конструктивную инерционность воздушных систем, подобная подкачка приведет к необоснованно продолжительной задержке подачи воды на тушение пожара.

 Технические особенности воздушных систем

Проведем краткий обзор материальной базы для воздушных систем. Ранее при их проектировании применялись громоздкие узлы управления с несколькими клапанами, например: узел управления «В-ВС» (рис. 1) с клапанами В (воздушный и ВС (водосигнальный) или узел управления «ГД-ВС-КВП» с клапанами ГД (дренчерный группового действия), ВС (водосигнальный) и КВП (клапан воздушный пусковой). Можно констатировать, что данные конструкции обладали полным набором недостатков (дороговизна, сложность монтажа и отладки, крайне низкие эксплуатационные свойства), однако альтернативы им не существовало.

В настоящее время у проектировщиков появилась возможность выбора, в основном, за счет импортного оборудования. Например, клапан спринклерный воздушный DPV-1 (рис. 2), основная техническая идея которого заключается в оригинальной конструкции заслонки клапана. Заслонка за счет разности площадей давления по воздуху (сверху) и по воде (снизу), а также за счет разности плеча применения сил давления воздуха и воды на заслонку позволяет обеспечивать работу клапана в водовоздушном режиме. При этом давление воздуха в 1 атм уравновешивает (запирает) давление воды в 5,5 атм.

Существует также отечественная продукция, не имеющая аналогов — клапан КСД типа КМУ (рис. 3), который объединил в одном корпусе функции одновременно двух клапанов. Основная техническая идея заключается в сбалансированной гидравлической совместной работе двух, связанных каналами камер (рабочей и побудительной).

Из нового специального оборудования нужно отметить воздушные акселераторы (ускорители), которые получили «прописку» в СП5.13130.2009. Они являются большим подспорьем для проектировщиков, поскольку позволяют увеличивать объем спринклерной воздушной секции более чем на 25% (с 3 до 4 м3).

Следует отметить, что при проектировании воздушных систем разработчику необходимо внимательно подходить к постановке задачи на проектирование, выбору оборудования воздушных систем и их компоновки в объемно-планировочных решениях, поскольку существует вероятность создания чисто воздушной установки. Если эксплуатирующая организация переведет такую систему в водяной режим на теплый период, то она может не сработать при пожаре. Это обусловлено давлением естественного столба воды в стояке выше клапана на мембрану воздушной побудительной камеры (или заслонку клапана DPV-1). Если давление столба превысит заводские установки разности нижнего и верхнего давлений (как правило, 1/4 или 1/5), то узел управления просто не вскроется. Иными словами, если верхние оросители находятся на отметке +10 000, то водяной столб в вертикальном питающем стояке не позволит клапану открыться даже при вскрывшихся оросителях и давлении в «гребенке» узлов управления 0,4 МПа.

При проектировании узлов управления на выходе из них следует предусматривать, как правило, дополнительную задвижку. Задвижка служит для комплексного испытания установки пожаротушения без заполнения трубопроводов воздушных спринклерных секций водой, а также для эксплуатационных проверок в зимний период. В рабочем положении задвижка постоянно открыта.

Спринклерные оросители обязательно устанавливаются розетками вверх, чтобы в присоединительных муфтах и патрубках не скапливалась вода, которая замерзнет и повредит оросители при отрицательных температурах. Трубопроводы выполняются с уклоном в сторону узлов управления и не должны иметь несливаемых участков, «мешков» и контруклонов.

vozd_ust_tush_img2

Одной из особенностей воздушных систем является недопустимость объединения этажных спринклерных трубопроводов на единый стояк через сигнализаторы потока жидкости СПЖ (в целях экономии узлов управления), даже если количество оросителей на объекте менее 800 штук и общая емкость системы не превышает 3 м3. Очевидно, что в случае объединения этажных разводок на единый стояк давление воздуха при вскрытии оросителей упадет во всей системе одновременно, и поток жидкости, созданный пожарными насосами, двинется одновременно по всем не заполненным водой направлениям. Хотя в паспорте СПЖ указывается, что сигнализатор потока включается при создавшемся потоке 38 литров в минуту, практика показала, что СПЖ срабатывает также при сильном динамическом толчке, который, несомненно, будет присутствовать в момент перехода состояния «воздух-вода». При этом следует подчеркнуть, что в СП 5.13130.2009это положение не прописано.

vozd_ust_tush_img3

Если к проектированию принята воздушная установка пожаротушения (без перевода в водяной режим на летний период), то в большинстве случаев появляется возможность исключить из схемы насосной станции пожаротушения гидропневмобак или «жокей-насос», что позволит уменьшить стоимость насосной станции и оборудования автоматики. Такое техническое решение возможно, если в качестве водопитателя используется городской водопровод с гарантированным минимальным давлением, обеспечивающим срабатывание узлов управления. Рабочий насос при таком решении желательно запускать не по сигналу падения давления в «гребенке» насосной станции, а по сигналу от сигнализатора потока жидкости СПЖ и сигнализатора давления СДУ в открывшемся направлении. Рекомендуется сигнал от СПЖ использовать также в схемах включения автоматических дренчерных завес.

При проектировании автоматических дренчерных завес, подключаемых к спринклерным секциям, необходимо предусмотреть дополнительные мероприятия по удалению остатков воды из дренчерной завесы после срабатывания системы пожаротушения. Как правило, устанавливается пробка-заглушка (под ключ) в нижней части дренчерной завесы.

В схемах автоматики воздушных спринклерных систем необходимо предусматривать дополнительный сигнал о критическом давлении воздуха в спринклерных секциях с выводом на пожарный пост круглосуточного дежурства. Поскольку существующие комплектные системы автоматики индикацию подобного сигнала не предусматривают, сигнал от электроконтактных манометров (ЭКМ), установленных на питающих трубопроводах за узлами управления, выводится на отдельные ячейки приемно-контрольного прибора пожарной сигнализации. При этом вторая контактная группа ЭКМ может быть использована для формирования других сигналов автоматического управления.

В настоящей статье сделана попытка систематизировать особенности воздушных систем в современных условиях, поскольку специальной литературы на эту тему не существует. Автор надеется, что смог внести рациональные предложения и разъяснить ряд моментов, с которыми сталкиваются специалисты при проектировании и монтаже водовоздушных систем спринклерного пожаротушения, и будет благодарен за отзывы данному материалу.

Эксперт  Ф.Ю. Моисеев

Опубликовано: Журнал «Системы безопасности» #2, 2004

Добавить комментарий