Системы автоматизации пожаротушения. Проектирование, монтаж и обслуживание

Наличие на объектах систем автоматического тушения пожара регламентируется такими документами как: 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной», СП 5.13130.2009 «Системы противопожарной защиты установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические нормы и правила проектирования», НПБ 110-03 «Перечень зданий, сооружений, помещений и оборудования, подлежащих защите автоматическими установками пожаротушения и автоматической пожарной сигнализацией», а так же рядом других документов. Т.к. для ряда объектов, данная система является обязательной.

Системы автоматического пожаротушения представляют собой совокупность стационарных технических средств для тушения пожара за счет выпуска огнетушащего вещества. Целью их применения является быстрая локализация и тушение очагов возгорания, сохранение жизней людей и животных, а также движимого и недвижимого имущества.

Автоматизация позволяет уменьшить время реакции на возникновение пожара, оперативно устранить очаг возгорания и минимизировать возможный ущерб.

Классификация автоматических установок пожаротушения

Классификация автоматических установок пожаротушения производится по следующим критериям:

По объекту тушения пожара:

Установки пожаротушения по объему. Они создают среду, не поддерживающую горение в объеме (части объема) защищаемой зоны, например, установки газового пожаротушения;
Установки пожаротушения по поверхности. В этом случае они оказывают непосредственное воздействие на горящую поверхность – водяное пожаротушение.

По области тушения пожара:

Локальные – обеспечивают тушение пожара в отдельном помещении или его части;
Централизованные – объединяют устройства тушения пожара больших объектов, могут состоять из локальных систем.

По огнетушащему веществу:

Водяные. По конструкции могут быть спринклерные, дренчерные, тонкоструйные – созданные для экономии воды;
Порошковые. Их принцип действия основан на подаче в очаг возгорания мелкодисперстного порошкового состава;
Газовые. При обнаружении очага возгорания установка подаёт туда огнетушащий газ, который вытесняет из помещения кислород, что приводит к угасанию огня. Газовые установки применяются для тушения помещений с дорогостоящим оборудованием;
Пенные. В этом случае для тушения пожара используется пена, которая накрывает пламя и ограничивает к нему доступ кислорода;
Аэрозольные. В них в качестве огнетушащего вещества используют тонкодисперсный порошок.

Краткая иллюстрация данной классификации представлена на рисунке.

Автоматические установки пожаротушения представляют собой комплексные решения, которые включают в себя следующее оборудование:

Средства обнаружения пожара (механические устройства – термоэлементы, электрические устройства – тепловые, газовые, оптико-электронные и другие извещатели);
Системы автоматического пуска тушения пожара, состоящие из панелей управления, реле и контроллеров;
Резервуары с огнетушащим веществом – емкости с водой, баллоны с пеной или газом;
Средства доставки огнетушащих веществ (воды, пены, порошков, аэрозолей, газов) – это трубопроводы и устройства выброса – сопла, оросители, насадки.

АУПТ оптимально разрабатывать взаимодействуя с разработчиками от систем автоматической пожарной сигнализации объекта.

Водяные установки автоматического пожаротушения

Спринклерные. Это системы, состоящие из спринклеров (разбрызгивателей), вмонтированных в трубопровод, в котором вода находится под давлением. Отверстие спринклера закрыто тепловым замком либо термочувствительной колбой, рассчитанными на определенную температуру 57, 68, 79, 93 или 101°С и т.д, в зависимости от типа помещения. При достижении это температуры, замок спринклера распаивается или лопается колба, и вода начинает подаваться в защищаемую зону. Недостатком такой системы является инерционность системы, головки вскрываются только через 2-3 минуты после повышения температуры. Областью применения данных систем являются промышленные объекты, складские и производственные помещения, гостиницы, выставочные залы, торговые центры.

Дренчерные. В отличие от спринклерных систем, в дренчерных отсутствуют тепловые замки. Запуск системы пожаротушения происходит по сигналу внешнего устройства. Использование дренчерных систем связано со значительным расходованием воды.

Дренчерные оросители бывают для потолочного монтажа или для монтажа в дверных проемах или тоннелях. Применяются на объектах, где при возникновении пожара необходимо сразу накрыть всю площадь или преградить путь распространения пламени: автомобильные туннели, заправочные станции, ангары самолётов, заправки и т.д.

Дренчерные тонкоструйные. От предыдущих способов отличается более эффективным использованием воды. Тонкоструйные оросители размельчают воду до капель диаметром не более 150 микрон. Капли воды медленно опускаются на поверхность, образуя «водяной туман». При этом максимальный объем воды эффективно тратится на охлаждение конструкций и тушения возгорания. Таким образом происходит снижение расхода воды, а скорость тушения пожара возрастает. К недостаткам следует отнести достаточно высокую стоимость.

К преимуществам водяных установок пожаротушения можно отнести безопасность для людей, и наличие неограниченного запаса огнетушащего вещества, если подключена к системе водоснабжения. К недостаткам – ограничения при тушении некоторых видов пожаров. Воду нельзя применять для тушения веществ, бурно реагирующих с ней с выделением тепла, горючих, а также токсичных и коррозионно-активных газов, металлов, металлоорганических соединений, карбидов и гидридов металлов, нефти и нефтепродуктов, сред с повышенным содержанием пыли.

Порошковые установки автоматического пожаротушения

Порошковые установки подразделяются установки с централизованным источником рабочего газа и установки с автономными источниками рабочего газа на каждом модуле.

Модульные представляют собой сосуды разных объемов с огнетушащим порошком и газогенерирующим элементом, которые устанавливаются в недалеко от защищаемого помещения или в нем. При достижении температуры срабатывания начинается интенсивное выделение газа-вытеснителя и выброс порошка в охраняемое помещение. Модули могут запускаться как по одному, так и одновременно.

Централизованные системы состоят из емкости с порошком, емкости с газом-вытеснителем, коллектора, системы трубопроводов, распылителей, системы управления.

Преимущества использования порошковых установок пожаротушения состоят в высокой тушащей способности и универсальности, а также дешевизне установки системы. Порошковый состав оказывает минимальное воздействие на защищаемые изделия, материалы и оборудование, порошки нетоксичны, поэтому отсутствует прямая угроза жизни людей в случае ложного срабатывания.

Недостатком порошковых систем относится то, что порошок имеет свойство слеживаться и требует периодической замены. Так же есть ограничения на использование этих систем пожаротушения в помещениях, которые персонал не может покинуть до начала их работы, а также в местах большого скопления народа, в сооружениях 3 и ниже степенях огнестойкости. Кроме того, имеется чисто практическое неудобство, связанное с уборкой порошка после срабатывания установки.

Газовые установки автоматического пожаротушения (АУГПТ)

Применяются в случаях, когда использование воды или порошка нежелательно из-за возможного повреждения находящегося в помещении дорогостоящего оборудования (серверов, станков и т.п.). Газовые установки представляют собой баллоны с каналом подачи газа, расположенные в непосредственной близости с оборудованием или в соседних помещениях, при возникновении пожара, установка выбрасывает в помещение негорючий газ, концентрация кислорода снижается, процесс горения прекращается. Используются для защиты небольших помещений.

К преимуществам данных установок относится то, что тушение пожара с их помощью осуществляется по всему объему помещения на высокой скорости, после окончания тушения газовые тушащие составы легко удаляются из помещения простым проветриванием. К недостаткам следует отнести условную токсичность и высокую цену.

Пенные установки автоматического пожаротушения

Пенные установки сходны с установками водяного пожаротушения, отличаются от них наличием пенообразователя, которые подключаются к трубопроводной системе. Одной из важных особенностей тушения пожара с помощью пены является то, что пена «производится» непосредственно в момент использования. Резервуар установки пенного пожаротушения наполнен водой, смешанной с пенообразователем. Соединение воды с инертным газом - образование пены, происходит непосредственно во время тушения пожара в устройстве, которое называется пенным пожарным стволом. Это существенно упрощает транспортировку огнетушащей смеси, так как объем исходного вещества многократно меньше объема пены.

Аэрозольные установки автоматического пожаротушения

Аэрозольное пожаротушение основано на применении тонкодисперсного порошка, из которого образуется обладающий огнетушащей способностью аэрозоль. Принцип формирования аэрозоля основан на сжигании твёрдых химических составов. В результате сжигания этих веществ образуются струи горячей смеси газов и твердых микрочастиц, образующих пленку аэрозоля, пленка заполняет объем помещения, предотвращает доступ кислорода к огню и гасят пламя.

Недостатком аэрозольного пожаротушения является то, что при распылении смеси происходит выброс тепла в помещении, создается парниковый эффект, ухудшается видимость и, как следствие, затруднению эвакуации, так же существует возможность отравления организма человека.

Установки данного типа нельзя использовать в помещениях, относящихся к взрывоопасным.

Комбинированные системы автоматического пожаротушения

Очень часто, на больших объектах невозможно ограничиться одним из видов пожаротушения. Практически в каждом офисном центре или производственном объекте имеются выделенные серверные или помещения с повышенной пожароопасностью.

В этих случаях проектировщики применяют комбинированные системы, дополняя водяные установки пожаротушения, газовыми или другими.

Таблица 1, справочно. Применение различных типов установок пожаротушения. Нажмите, чтобы раскрыть.

Тип огнетушащего вещества	Способ тушения возгорания	Установка применима	Нельзя применять
Вода	Поверхностный, объемный (только для установок пожаротушения тонкораспыленной водой)	Для ликвидации пожаров классов А и В. Защита складов, универмагов, помещений производства горючих натуральных и синтетических смол, пластмасс, резиновых технических изделий, кабельных каналов, гостиниц и т. д. Тонкораспыленная вода может применяться для тушения загораний водонерастворимых нефтепродуктов с температурой кипения ниже 100°С. Общая информация: СHиП 2.04.09-84	Воду нельзя использовать для тушения веществ, которые выделяют при контакте с ней тепло, горючие, токсичные или коррозионно-активные газы. К таким веществам относятся некоторые металлы и металлоорганические соединения, карбиды и гидриды металлов, горячие уголь и железо. Водяные установки неэффективны для тушения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей с температурой вспышки менее 90 С. Кроме того, спринклерные и дренчерные установки не могут тушить электрооборудование под напряжением.
Пена	Объемный, поверхностный и локальный способы пожаротушения	Используют преимущественно в нефтехимической промышленности для тушения загораний легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, в резервуарах горючих веществ и нефтепродуктов, расположенных как внутри, так и вне зданий, а также авиационных ангаров, складов растворителей, спиртов, отдельно стоящих аппаратов трансформаторов, трюмов кораблей и др.	Не желательно использовать для тушения веществ, которые выделяют при контакте с пеной вредные вещества
Газ	В основном, объемный способ пожаротушения	Для ликвидации пожаров классов А, В и С по ГОСТ 27331 и возгораний электрооборудования под напряжением. Основное достоинство газовых АУП заключается в том, что они практически не причиняют ущерб защищаемому объекту. Применяются для защиты вычислительных центров, телефонных узлов, библиотек, архивов, музеев, деньгохранилищ, ряда складов в закрытых помещениях, а также камер окраски, пропитки и сушки и др.	Не применяют для тушения пожаров материалов, склонных к горению без доступа воздуха, самовозгоранию и (или) тлению внутри объема вещества (древесные опилки, хлопок, травяная мука, пенистая резина и др.), а также металлов (натрий, калий, магний, титан и др.), гидридов металлов и пирофорных веществ
Порошок	Объемный локальный и поверхностный способы пожаротушения	Ликвидация пожаров классов А, В, С, D, в частности, при тушении проливов горючей жидкости или утечке газов из установок, расположенных на открытом воздухе или в помещении, а также нефтеналивных и перекачивающих сооружений, авиационных ангаров и т. п. Эффективны при тушении электроустановок под напряжением и загораний щелочных металлов и металлоорганических соединений.	Не применяют для тушения материалов, способных гореть без доступа воздуха, а также горючих материалов, склонных к самовозгоранию или тлению внутри слоя, изделий из древесины при высоких значениях пожарной нагрузки, водорода
Аэрозоль	Объемный локальный и поверхностный способы пожаротушения	Ликвидация пожаров класса А2 и класса В, а также локализации пожаров подкласса А1 по ГОСТ 27331. Чаще всего применяют для тушения пожаров элекротехнического оборудования и других энергетических объектов, для защиты транспортных средств, маслохозяйств, транспортных отсеков судов и т. д.	Не обеспечивают полного прекращения горения волокнистых, пористых и других горючих материалов, склонных к самовозгоранию и (или) тлению внутри слоя; технических веществ и их смесей, полимерных материалов, склонных к тлению и горению без доступа воздуха; гидридов металлов и пирофорных веществ; порошков металлов (магний, титан, цирконий и т. д.)

Специфика автоматизации систем пожаротушения

Автоматика системы пожаротушения в первую очередь определяется технологией тушения пожара. В зависимости от объекта и способа тушения, система автоматики может управлять устройствами, которые не осуществляют тушение пожара, например, для системы газового пожаротушения, запрещается выпуск газа пока в помещении находятся люди, поэтому перед ее запуском, в автоматическом режиме, производится световое и звуковой оповещение.

Поэтому системы автоматизации пожаротушения представляет собой комплекс технических средств, которые в общем виде осуществляют:

Контроль автоматических пожарных извещателей;
Управление запуском противопожарных модулей;
Управление звуковыми и световыми оповещателями;
Управление насосной станцией и запорно-регулирующей арматурой;
Контроль состояния цепей управления, датчиков, преобразователей интерфейсов, манометров, индикаторов;
Контроль исправности модулей или резервуаров пожаротушения;
Контроль состояния дверных проемов;
Реализация алгоритмов автоматического дистанционного и местного запуска установки;
Блокировка автоматического или дистанционного запуска при наличии людей.

Вся система разбивается на разделы, которые привязаны к защищаемой территории, к способу тушению пожара или по иной логике.

На пожарном посту происходит объединение подсистем в единую систему и вывод данных на индикаторную панель или диспетчерский пульт.

При разработке схемы управления, необходимо учитывать о возможности разрушения линии связи между пожарным постом и установкой тушения пожара. Такое построение системы предполагает два уровня управления. Первый уровень - управление установками автоматического пожаротушения по месту возгорания, второй уровень - дистанционный контроль и управление каждым направлением. При такой конфигурации системы, независимо от исправности линии связи, весь набор необходимых мер по тушению пожара будет выполнен автоматически, без участия основного контроллера.

В некоторых случаях целесообразно осуществлять запуск автоматических установок пожаротушения по сигналу системы пожарной сигнализации. Преимущества от такой интеграции систем заключаются в следующем:

Пожарные извещатели, обеспечивают более высокий уровень достоверности обнаружения возгорания, это уменьшает вероятность ложного срабатывания;

Экономия средств, за счет того исключения дублирования функций оборудования АПС и АУПТ. Для корректной отработки алгоритмов, при проектировании, необходимо учитывать, что зоны пожарной сигнализации должны коррелировать с направлениями пожаротушения;

Проектирование систем автоматического пожаротушения

В связи с тем, что автоматические системы пожаротушения решают такие задачи, как тушение и локализация очагов возгорания и сохранение человеческих жизней, а также движимого и недвижимого имущества, их проектирование выполняется с максимальным вниманием и ответственностью, а проекты в обязательном порядке проходят государственную экспертизу.

Основные нормативные документы при разработке систем АУПТ были упомянуты ранее, это: Федеральный закон 123-ФЗ, СП 5.13130.2009, СП 10.13130.2009, НПБ 110-03 и другие.

Выбор установки при проектировании систем АУПТ определяется площадью конкретного объекта, характером и состоянием расположенного на территории объекта оборудования и материалов, наличием обслуживающего персонала и категориями помещений объекта по взрывопожарной и пожарной опасности. Поэтому, перед началом проектных работ, в ходе осмотра помещения и общения с заказчиком выясняют:

Что подлежит тушению (помещение с людьми, дерево, кабель под напряжением, дорогостоящее оборудование, картина Джаконда);
Могут ли во время возгорания в помещении находиться люди;
Пути эвакуации и время эвакуации;
Место размещения оборудование АУПТ;
Категории помещений по классу пожаробезопасности.

Все АУПТ, независимо от типа, должны обеспечивать выполнение следующих функций:

Автоматическое оповещение местного пожарной охраны о возгорании (АУПТ частично выполняет роль пожарной сигнализации);
Локализация пожара до приезда пожарной команды;
Недопущение повышения температуры до превышения пределов прочности конструкции (разрушения здания) либо полного уничтожения основного оборудования либо запасов.

Этапы разработки АУПТ аналогичны оным и для других противопожарных систем:

Получение предварительного задания на проектирование системы;
Получение технологии работы системы, изучение противопожарных мероприятий или специальных технических условий;
Уточнение места положения поста пожарной охраны и количества подконтрольных зон. Уточнение требований заказчика, определение размера системы и необходимости интеграции или вывода на удаленный пуль пожарной охраны, выбор основного оборудования автоматизации;
Разработка и согласование задания на проектирования;
Разработка стадии «П» и защита в экспертизе (обязательный раздел);
Разработка стадии «Р» и сметной документации;
Далее производятся монтажные и пуско-налабочные работы.

При планировании работ по созданию АУПТ необходимо учитывать, что согласно Постановления Правительства РФ от 25 апреля 2012 года N 390 «О противопожарном режиме», внутренний противопожарный водопровод и автоматические системы пожаротушения, предусмотренные проектом, необходимо монтировать одновременно с возведением объекта. При этом противопожарный водопровод вводится в действие до начала отделочных работ, а автоматические системы пожаротушения и сигнализации - к моменту пусконаладочных работ (в кабельных сооружениях - до укладки кабелей).