Разновидности, структура и принцип действия спринклерных систем пожаротушения
Использование воды для тушения пожаров имеет многовековую историю и до сих пор остается одним из самых действенных методов. На ранних стадиях возгорания предотвратить значительный ущерб можно благодаря спринклерной системе пожаротушения. Это устройство обеспечивает интенсивное орошение защищаемой зоны: вода подается под давлением, что способствует понижению температуры, осаждению дыма и тушению огня.
Эффективность спринклерного пожаротушения особенно высока при борьбе с пожарами классов А и В.
Чаще всего спринклерные системы устанавливаются на крупных объектах: складах, торговых центрах площадью более 2500 м², выставочных залах от 1000 м², местах массового скопления людей (от 50 человек), в общественных зданиях, как наземных, так и подземных парковках, автосалонах и т.д.
Разработка этих систем осуществляется в соответствии с правилами, изложенными в документе СП.485.1311500.2020 «Системы противопожарной защиты. Установки пожаротушения автоматические».
Что это за система?
Спринклерная система – это сеть труб, которые постоянно находятся под давлением или заполняются огнетушащими веществами, с распределенными по всей площади спринклерами. Оросители, оснащенные тепловыми замками, в обычном состоянии закрыты. При повышении температуры замки разрушаются, и вода выбрасывается наружу.
Если объект имеет сложную конфигурацию, система может быть разделена на несколько секций, каждая из которых комплектуется контрольным клапаном и, при необходимости, воздушным компрессором для поддержания давления в сети.
Спринклерные системы пожаротушения состоят из нескольких ключевых компонентов: узел управления, оросители и соединительные трубопроводы, которые могут быть изготовлены из металла или негорючего пластика.
Давайте подробнее рассмотрим устройство этих элементов.
Узел управления спринклерами следит за состоянием всей системы. Он включает в себя пусковые механизмы, запорные устройства, арматуру и контрольно-измерительные приборы. Этот узел формирует сигналы для активации автоматических противопожарных систем, таких как оповещение людей (СОУЭ), запуск пожарных насосов, системы удаления дыма и отключение вентиляции.
Спринклерные установки делятся на три типа: водозаполненные (предназначены для помещений, где температура выше +5℃), воздушные (для температур ниже +5℃) и водовоздушные.
Воздушный узел функционирует благодаря равномерному давлению между сжатым воздухом в узле и жидкостью в трубопроводе. Когда ороситель срабатывает, давление снижается, и задвижка открывается под воздействием воздуха. Такая система устойчива к замерзанию и подходит для сурового климата. Однако, она подвержена риску ложных срабатываний, а инерционное время отключения не должно превышать 180 секунд.
В водозаполненном узле поддерживается баланс между давлением воды и трубопроводом. Водонаполненные системы могут реагировать на гидроудары, иногда срабатывая ложно. Чтобы избежать этого, ставят замедлительные камеры, позволяющие отсрочить активацию до 16 секунд.
Спринклеры-оросители имеют разные формы розеток:
- Угловые: оснащены козырьками, создающими нужную струю для водяных завес.
- Позиционные: направляют поток в определённую сторону. Вогнутые — для вертикального размещения, горизонтальные — для установки в горизонтальной плоскости, плоские — распыляют вещество вверх.
- Тонкораспыленные: создают густое облако капель, эффективно гася пожары и уменьшая расход огнетушащих материалов, что снижает ущерб имуществу.
- Быстродействующие: благодаря конструкции сокращают задержку, реагируя сразу после возгорания, особенно в помещениях с высотой потолков до 20 метров.
Цветовая кодировка спринклеров указывает на настройки температур термозамков: оранжевые активируются при 57℃, красные — 68℃, жёлтые — 79℃, зелёные — 93℃, синие — 141℃, фиолетовые — 182℃. Замок не срабатывает, если температура ещё не достигла заданного порога.
Принцип действия спринклерных систем пожаротушения АУПТ
Спринклерные системы оснащены тепловыми замками, которые служат датчиками пожара. Эти замки разработаны так, чтобы разрушаться при достижении заданной температуры. Обычно они представляют собой колбы из термочувствительного стекла или содержат легкоплавкую пломбу. Под воздействием тепла вещество внутри колбы расширяется, что и приводит к повреждению колбы или плавлению пломбы.
После активации термоэлемента открывается клапан подачи воды. На начальном этапе вода поступает самотёком. Когда давление в трубах снижается, блок управления дает сигнал, и запускается пожарный насос, который обеспечивает подачу воды к оросителям.
Одновременно с запуском спринклерной системы, в диспетчерскую отправляется сигнал тревоги. Командный блок активирует другие системы автоматического противопожарного оборудования на объекте:
- Систему оповещения и эвакуации людей (СОУЭ);
- Системы удаления дыма;
- Вентиляционные системы переводятся в режим нагнетания воздуха в эвакуационные выходы;
- Лифты останавливаются на первом этаже с открытыми дверями;
- Происходит отключение технологического оборудования.
Использование спринклерных систем
Спринклерные системы пожаротушения широко применяются на различных объектах. Основное ограничение связано с принципом действия — обильное водное орошение. Это делает их непригодными для защиты помещений с дорогим оборудованием, музейными коллекциями, ценными архивами и другими важными материалами.
Популярность спринклерных систем особенно велика на следующих объектах:
- логистические склады;
- масштабные общественные и административные здания, включая места развлечений, культурные, спортивные и торговые центры;
- крытые автостоянки;
- насосные станции;
- производственные цеха и лаборатории с легковоспламеняющимися веществами;
- склады ГСМ;
- машинные залы с двигателями на жидком топливе;
- трюмы судов.
Спринклеры также используются для разделения больших помещений на секции (на вокзалах, в аэропортах), а также для защиты порталов и атриумов.
Классификация систем
Спринклерные установки классифицируются по типу огнетушащего вещества (ОТВ) и заполнению трубопроводов. По типу ОТВ:
- Водяные системы, предназначенные для тушения пожаров класса А, активируют спринклеры в непосредственной близости от очага, снижая вторичный ущерб.
- Водопенные системы применяются для пожаров класса Б.
По температурным условиям спринклерные системы делятся на:
- Водозаполненные: трубы постоянно наполнены водой, которая поступает при срабатывании теплового элемента; подходят только для помещений с положительной температурой.
- Воздухозаполненные: магистраль всегда заполнена водой, а распределительная сеть содержит воздух под давлением. В зависимости от сезона, она может быть заполнена либо водой, либо воздухом. Для систем, работающих при низких температурах, требуются дополнительные компрессоры и элементы управления, что увеличивает стоимость и сложность установки.
Преимущества и недостатки
Спринклерные системы пожаротушения весьма эффективны, хотя и имеют свои нюансы.
Плюсы:
- высокая эффективность;
- простая конструкция;
- легкость установки и использования;
- подходят для разных типов объектов.
Особенности:
- сложна эксплуатация при низких температурах;
- высокая инерционность;
- требуется замена спринклеров после активации;
- возможен значительный вторичный ущерб.
Правила установки
Проектировать, устанавливать и обслуживать спринклерные системы могут только лицензированные организации.
Согласно СП 485.1311500.2020, спринклерные системы подходят для помещений высотой до 20 метров. При защите строительных конструкций возможна установка в более высоких зданиях.
Трубопроводы фиксируются к потолку с шагом до 1,5 метра, используя специальные крепления.
Каждая секция системы ограничена 800 спринклерами. Где существует риск повреждений, они должны быть защищены решетками.
Дополнительные правила установки можно найти в Своде правил СП 5.13130.2009 «Системы противопожарной защиты».