Особенности пожаротушения в соответствии с отечественными и европейскими стандартами учитываются, когда поверхность пожара орошается одним и группой из четырех оросителей, соответственно. Проведен анализ эффективности использования расхода воды при тушении пожара по данным стандартам. Было показано, что коэффициент эффективности расхода воды на тушение пожара группой спринклеров близок к 1. Обусловлена необходимость создания испытательной установки спринклеров пожаротушения.
Ключевые слова: водоснабжение, автоматические установки тушения пожара, спринклерные оросители, пожар, огнетушащее вещество, интенсивность и равномерность орошения.
Одним из эффективных методов предотвращения пожара является использование автоматических систем пожаротушения (далее — АУП). Основным элементом АУП является разбрызгиватель. Это устройство для распыления воды и ее распределения по территории объекта защиты. Особые требования предъявляются к разбрызгивателям, а также ко всему другому пожарному оборудованию, от которого зависит безопасность людей и сохранение материальных ценностей. Эти требования изложены в национальных стандартах большинства стран мира и международных стандартах. В России это СП 5.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования».
Зарубежными стандартами являются европейский стандарт EN 12259–1: 1999 «Стационарные системы пожаротушения. Компоненты для спринклерных и водооросительных систем. Спринклера» и международный стандарт ISO / FDIS 6182 «Пожарная безопасность — Автоматические спринклерные системы. Часть 1: Требования и методы испытаний для спринклеров». Некоторые требования к спринклерам и методы испытаний, установленные в данных стандартах, практически совпадают, однако существуют значительные различия. Одно из них связано с другим подходом к стратегии пожаротушения спринклерами.
Замечено, что в соответствии с СП 5.13130.2009 очаг пожара в пределах защищаемой площади должен быть потушен одним спринклером, а согласно EN 12259:1999 и ISO/FDIS 6182–1 это осуществляется с помощью четырех спринклеров при соблюдении расстояния между ними, в соответствии с защищаемой площадью.
Строгие требования национальных стандартов для спринклеров не всегда оправданы, в частности, для защиты больших площадей, когда в системе пожаротушения используется большое количество спринклеров. Показатели расхода огнетушащего вещества такими системами могут значительно превышать объемы, необходимые для гарантированного пожаротушения. В связи со сложностью конструкций проектируемых зданий и сооружений, увеличением их технического оснащения дорогостоящим оборудованием и постоянным повышением стандартов противопожарной защиты для жизни людей, их домов и коммерческих объектов, повышаются требования для эффективности современных АУП и спринклеров, используемых в них. Простые расчеты показывают более рациональное использование огнетушащих средств при тушении пожаров группой спринклеров в соответствии с европейскими и международными стандартами. В то же время повышается надежность пожаротушения. Эти обстоятельства, а также переход при проектировании и строительстве зданий и сооружений в России к стандартам Европейского Союза, с учетом требований пожарной безопасности, требуют гармонизации требований и методов испытаний ирригаторов с европейскими техническими регламентами. Соответственно, унификация испытательной базы необходима. Поскольку оборудование для испытаний ирригаторов в соответствии с европейскими стандартами является нестандартным и дорогостоящим, целью данной работы является разработка и изготовление его аналога на основе использования современных прогрессивных материалов и технологий.
Особенности тушения пожара одним и группой оросителей
В Российской Федерации, как упоминалось выше, принята концепция тушения пожара с помощью одного спринклера, например, если пожар происходит в защищенной зоне разбрызгивателя, только он должен обеспечить необходимую интенсивность полива и погасить начальный пожар.
При таком подходе возникает ряд проблем, обусловленных практическим использованием спринклеров, например, при установке спринклерных систем пожаротушения для защиты больших площадей.
На рисунках 1 и 2 показаны два возможных варианта размещения разбрызгивателей на большой охраняемой территории [1].
Рис. 1. Расположение оросителей без перекрытия зон орошения
В первом из них (рис. 1) имеются неорошаемые участки контролируемого пространства, во втором (рис. 2) разбрызгиватели расположены ближе друг к другу, чтобы перекрывать участки неохраняемой территории, что приводит к перекрытию ирригационных зон. Перекрытие ирригационных зон приводит к необходимости значительного увеличения числа ирригаторов и, следовательно, к гораздо большему расходу огнетушащего вещества.
Рис. 2. Расположение оросителей с перекрытием зон орошения
Кроме того, нет данных испытаний относительно расстояния между разбрызгивателями при котором достигается требуемая интенсивность орошения охраняемой территории. Перечисленные проблемы не возникнут, если мы примем европейскую концепцию пожаротушения.
На рис. 3 показан пример расположения разбрызгивателей с диаметром выпускного отверстия 10 мм. При этом расстояние между ними должно составлять 4,5 метра. Легко видеть, что при таком расположении ирригаторов вода попадет в центр охраняемой территории, если площадь распределения воды, образованная одним спринклером, значительно превышает 2 метра.
Рис. 3. Схема испытания оросителя
Одним из наиболее важных параметров разбрызгивателя является интенсивность полива, т. е. Потребление воды в литрах в секунду на 1 м² охраняемой территории. Этот параметр определяется экспериментально в зависимости от величины и горючих свойств пожарной нагрузки. Давайте сравним эффективность использования расхода воды для тушения пожара с одним ирригатором и группой из четырех ирригаторов. Взять, к примеру, разбрызгиватель с номинальным выходным диаметром отверстия 10 мм.
В соответствии с требованиями СП 5.13130.2009 на охраняемой территории площадью 12 м² спринклер, установленный на высоте 2,5 м от земли, при давлении 0,1 МПа, должен обеспечивать скорость полива. 0,056 л / (м² · с). Определим количество воды Q, выходящей из этого распылителя при давлении P = 0,1 МПа. Используя значение коэффициента производительности спринклера K, равного 0,35 л / (с (м) ½), и по формуле
(1)
где Р выражено в Мпа, получим Q = 1,39 л/с. Если эта вода равномерно заливается на защитную поверхность площадью 12 м², интенсивность орошения составляет 0,11 л / м² · с. Мы коррелируем это число с интенсивностью орошения, требуемой СП 5.13130.2009 при 0,056 л / (м² · с). В результате получается, что только 48 % воды, пролитой из ирригатора, эффективно используется для тушения пожара, что является показателем неэффективности.
На рисунке 3 показано, что при орошении площади задействован сектор четверти орошаемой площади круга отдельного ирригатора. Поэтому четыре разбрызгивателя выливают на «защищенный» квадрат количество воды, равное тому, которое выплескивается из одного разбрызгивателя. Обратимся к таблице 4 стандарта EN 12259–1 и оценим интенсивность полива охраняемой территории четырьмя дождевателями с диаметром на выходе 10 мм. Разделив расход воды 50,6 л / мин, указанный в таблице, на 60, мы получим 0,8433 л / с. Если в идеале вся вода распределяется равномерно по площади 20,25 м², то удельная интенсивность орошения составит 0,0417 л / м² · с. Табличное значение этого параметра (осаждение воды), выраженное в л / м² · с, дает такое же значение. Следовательно, эффективность расхода воды на тушение пожара в соответствии с европейскими стандартами составляет 1. Результат обеспечивается за счет более высокой равномерности полива охраняемой территории из-за частичного перекрытия ирригационных зон индивидуально взятых ирригаторов.
Заключение
Действительно, европейская концепция тушения пожаров с помощью автоматических установок пожаротушения с применением четырех единиц спринклеров на удельный участок орошаемой площади является более эффективной, чем отечественный метод, предусматривающий одну спринклерную единицу на удельную площадь тушения пожара. В связи с этим возрастает потребность в создании установки для проверки ирригаторов на интенсивность и равномерность распределения огнетушащих веществ на поверхности орошения в соответствии с европейским стандартом, которая позволит проводить испытания различных типов ирригаторов в автоматическом режиме. Результаты ирригационных испытаний, полученных в ходе работы такой установки, могли бы быть представлены в виде ирригационной карты, которая позволит оценить не только среднее значение, но и распределение локальных значений интенсивности и равномерности пожарная орошение проверенным ирригатором. Создание оборудования для испытаний спринклеров в соответствии с требованиями европейских стандартов пожарной безопасности приведет к переработке СП 5.13130.2009 и других регламентирующих документов в сфере пожарной безопасности.
Литература:
- Мишин А. М. Проектирование водяных и пенных автоматических установок пожаротушения. — М., 2002.
