Системы пожаротушения тонкораспыленной водой высокого давления. Системы пожаротушения тонкораспыленной водой. Термины и определения

В статье описаны преимущества тушения пожаров тонкораспылённой водой высокого давления перед тра­диционными способами пожаротушения. Проведена сравнительная оценка эффективности тонкораспылённой воды высокою давления, стоимости оборудовании и монтажа, а также вторичного ущерба при разных способах пожаро­тушения. Приведены данные исследований и огневых испытаний, полученные авторами статьи при моделировании различных очагов возгорания.

Разработки технологий и систем пожаротушения тонкораспылённой водой вы­сокого давления (ТРВ ВД) как стационарных, так и мобильных насчитывают более 25 лет. Соответ­ствующие установки вызывают неизменный ин­терес на выставках, однако масштабы их практи­ческого применения весьма ограничены. Связано это, с точки зрения авторов статьи, с недостаточ­ной детализацией требований, указанных в норма­тивном документе (разделы 5.4, 5.5). В 2004 г. ООО НПО «ПРОСТОР» разработал и начал вы­пускать мобильные установки с использованием ТРВ ВД (рис. 1).

Созданные пожарные стволы и форсунки позволяли организовать заброс высокоскоростной тонкораспылённой воды в зону горения с расстояния 15-20 м. Однако очевидная и прогрессив­ная технология ТРВ ВД до сих пор тиражируется преимущественно в виде мобильных и передвиж­ных агрегатов.

Доктор технических наук, профессор И. М. Абдурагимов в своих первых лекциях фактически сформулировал идею ТРВ ВД, говоря, что в идеале для тушения 1 м² твёрдого вещества требуется 0.5 л воды. Нужно только решить главную зада­чу: как с помощью небольшого объёма воды эф­фективно воздействовать на очаг горения. Первые мобильные установки пожаротушения НПО «ПРО­СТОР», имеющие запас воды 50 или даже 120 л воды (см. рис. 1), являлись своего рода огнетуши­телями для ликвидации или подавления локальных пожаров мощностью до 5 МВт. Но по-прежнему нет поддержки технологии ТРВ ВД в сфере уст­ройства стационарных, автоматических установок пожаротушения (АУП) ТРВ ВД.

В 2016 г. завершена разработка современной отечественной стационарной системы пожароту­шения ТРВ ВД, создан целый комплекс оборудо­вания, включая фирменные форсунки, средства для надежного монтажа трубопроводов, разрабо­таны руководства по проектированию, монтажу и эксплуатации, сертифицированы все компонен­ты системы и созданы необходимые внутренние нормативные документы. Тем не менее остаются те же проблемы внедрения, так как нормативная база для проектирования и внедрения систем по­жаротушения ТРВ ВД по-прежнему отсутствует, поэтому во многих случаях принимается решение в пользу традиционных спринклерных АУП.

За рубежом технологии пожаротушения ТРВ ВД активно развиваются, чему способствуют стандарт и нормы NFРА , а также активное содействие их продвижению со стороны страхо­вых компаний. К сожалению, отечественные стра­ховые компании пока не заинтересованы в стимулировании продвижения технологии ТРВ ВД или содействии принятию необходимых нормативно-­правовых документов. Поэтому приходится возвращаться к вопросам эффективности ТРВ ВД, поиску эффективной системы пожаротушения, которая может сократить вторичный ущерб от пожара практически до нуля.

Традиционные системы пожаротушения низкого рабочего давления (до 1,25 МПа) – НД.

Системы пожаротушения с рабочим давлением выше 3,5 МПа (более 5 МПа) → БД.

Все устройства подачи огнетушащего вещества (оросители, распылители, форсунки) – распылители.

Сравнение систем пожаротушения НД и ВД

Согласно классификации, указанной в законе (ч. 1, ст. 45), существуют АУП агрегатного и мо­дульного типа с распылителями НД и ВД, которые отличаются, помимо рабочего давления, расходом воды. Но данным исследователей из Финляндии, разработанный ими распылитель ВД за 30 мин «выливает» 380 л воды (давление около 10 МПа), а традиционный распылитель НД за то же время 3600 л . Примерно такие же оценки у итальян­ских производителей АУП ТРВ ВД . Обычный спринклер по сравнению с их распылителем «вы­ливает» воды в 8 раз больше. Таким образом, на­прашивается первый вывод : расход воды в системах с НД примерно к 10 раз выше, чем в системах с ВД.

Для систем с НД используются трубы (под­водящие, магистральные и распределительные) гораздо большего диаметра, чем в системах ВД. Также важен и сам материал, из которого изготавливаются трубы. Если в системах НД можно ис­пользовать иногда даже не оцинкованную чёрную трубу (что, конечно, неправильно), то для систем ВД обязательно наличие только нержавеющей и, желательно, отечественной трубы. По приблизи­тельной оценке, учитывая, что примерно 2/3 всего распределительного трубопровода АУП (для систем ВД) составляют распределительные линии мало­го диаметра, погонный метр нержавеющей трубы почти в 2 раза дороже, хотя распределительный трубопровод из нержавеющей стали в 4 раза лег­че. Второй вывод : с учётом труб большого диаметра подводящие, магистральные и распределительные трубопроводы в системах пожаротушения НД по сравнению с линиями ВД более чем в 6 раз тяжелее, но при этом по стоимости примерно в 2 раза дешевле.

Третий вывод : для систем пожаротушения НД необходим значительно больший запас воды и, соответственно, более мощные нагнетательно-распределительные системы. Отличие может быть даже больше чем в 10 раз, так как всё зависит от нормативных требований по продолжительно­сти подачи воды системой .

В работе по материалам зарубежных публикаций были сделаны сравнительные оценки (рис. 2). Если принять за исходное условие усред­нённую спринклерную систему НД, то в ней при­мерно поровну распределены масса оборудования и необходимый запас воды.

Общая масса всей системы пожаротушения ВД с рабочим давлением 10 - 15 МПа составляет только 15 % от массы системы пожаротушения НД. В самой установке пожаротушения ВД соотноше­ние массы воды, необходимой для пожаротушения, к массе оборудования, примерно равно 1:10.

Если сравнивать обе установки по массе оборудования и трубопроводов, то соотноше­ние будет примерно 4:1, а с учётом запаса воды – примерно 7:1 не в пользу систем НД. Четвертый вывод : объёмы и масса монтируемого оборудо­вания и, соответственно, затраты на монтаж си­стем пожаротушения НД в разы превышают за­траты при монтаже систем пожаротушения ВД. При этом более компактные системы пожаро­тушения ВД значительно проще в обслуживании и эксплуатации.

Оценки и сравнения, сделанные на основе рассмотрения конструктивных, архитектурно-планировочных и компоновочных решений ЛУП, не будут полными без сравнения основных элементов этой системы – распылителей, задача которых распределить истекающие потоки воды на мак­симально возможную площадь. В распылителях НД эту функцию выполняют дополнительные конструктивные элементы, устанавливаемые на выходе струи из распылителя (рис. 3).

Распылители ВД, благодаря появлению но­вых технологий и материалов, изобретены сравни­тельно недавно. По конструкции это либо несколько струйных сопел, расположенных под углом (рис. 4, а), либо специальные вихревые форсунки или распы­лители (рис. 4, б).

Сравнительная оценка размеров частиц воды в рас­пылителях НД и ВД

Главное отличие распылителей НД и ВД в размерах частиц воды, которые формируются на выходе из распылителя (см. рис. 3, 4). В распылителях ВД при давлении от 7-12 МПа это, прежде всего, мелкодисперсный поток водя­ных капель размером менее 150 мкм, фактически - от 50 до 100 мкм. Разработчики систем пожаро­тушения НД оперируют средним размером капель 2 мм, сравнивая их с каплями 0,05 мм в систе­мах ВД .

Если теоретически распылить 1 л воды на равномерные частицы размером 2 и 0,05 мм, то получится следующее количество капель: 240 000 и 15 300 000 000. Так как испарение воды проис­ходит с поверхности, то интенсивность испарения при пожаротушении больше зависит не от количества капель, а от их суммарной свободной поверх­ности. Суммарная боковая поверхность для частиц воды НД и ВД равна 3 и 120 м², соответственно, т. е. возрастает в 40 раз. Таким образом, огромное количество капель и увеличенная в десятки раз поверхность испарения в системах пожаротуше­ния ТРВ ВД значительно повышает скорость по­глощения тепла в зоне горения и интенсивность вытеснения из неё кислорода, а также активно экранирует тепловое излучение

Скорость истечения воды из распылителя ВД

Данный параметр для подобного устройства весь­ма важен: чем выше давление в системе, тем выше скорость истечения. При скорости истечения, превышающей 100-150 м/с, следует учитывать до­полнительный мощный аэродинамический фактор дробления водяного потока, чего нет при гравитационном истечении в случае распылителей НД, т. е. в итоге получается быстролетящий туман. Мел­кие частицы воды, обладающие хорошей проницаемостью, способствуют распределению ТРВ по всему пространству, даже «затекая» за препятствия, напоминая по характеру распределения в пространстве газ (квазигаз). Такая способность летящего тумана больше соответствует объёмному способу тушения пожара. В совокупности все перечис­ленные свойства и особенности систем пожаро­тушения ТРВ ВД позволяют говорить о том, что они способны составить серьёзную конкуренцию не только традиционным системам распыления воды НД, но в ряде случаев и газовым системам пожаротушения.

Преимущества от использования водяного тумана при тушении пожара

• эффективно осуществляет дымоподавление (дымоосаждение);
• мелкодисперсная вода экранирует тепловое излу­чение и может использоваться для защиты пожарного, а также материальных ценностей на пожаре;
• распылённая вода более равномерно охлаждает сильно нагретые металлические поверхности несущих конструкций, что исключает их локальную деформацию, потерю устойчиво­сти и разрушение;
• низкая электрическая проводимость водяного тума­на делает возможным его применение в качестве эффективного средства пожаротушения на электроустановках, находящихся под напряжением.

Особенно эффективным является применение систем пожаротушения ТРВ ВД на ранних стадиях обнаружения пожара, в замкнутых поме­щениях, а также на объектах, не допускающих вто­ричного ущерба от пожара (избыточный пролив воды). В соответствии с рекомендациями международного и европейского стандартов , ис­следованиями зарубежных коллег , а также из накопленного опыта наиболее эффективно ис­пользовать ТРВ ВД для тушения пожаров класса A, В и E в следующих местах:

• в кабельных сооружениях электростанций (АЭС) и подстанций, промышленных и обще­ственных зданий (тоннели, каналы, подвалы, шахты, этажи, двойные полы, галереи, камеры, используе­мые для прокладки электрокабелей);
• в городских кабельных коллекторах и тоннелях;
• в электроустановках, находящихся под на­пряжением до 35000 В;
• в помещениях для хранения горючих ма­териалов или негорючих материалов в горючей упаковке;
• в наземных и подземных помещениях и сооружениях метрополитенов и подземных ско­ростных трамваях;
• в автотранспортных тоннелях;
• в помещениях складского назначения;
• в помещениях хранилищ библиотек и архивов.

Авторы статьи признают, что для многих объектов жилого и общественного назначения вполне достаточно использовать традиционные системы пожаротушения НД и проблема их не­достаточной эффективности (не выше 50-60 %) относится, скорее всего, к упущениям в проекти­ровании, монтаже и особенно в обслуживании. Системы пожаротушения ИД ориентированы на лик­видацию пожара в помещении (здании) до возникновения критических значений опасных факторов пожара . При этом следует отметить, что в соот­ветствии со статьей 89 закона расчёт эвакуационных путей и выходов людей производится без учёта применяемых средств пожаротушения, что занижает значимость и эффективность АУП. Следует отметить, что традиционные спринклер­ные ЛУП неэффективны при ликвидации пожара до наступления предела огнестойкости строитель­ных конструкций, до причинения максимально допустимого ущерба защищаемому имуществу и до наступления опасности разрушения технологи­ческих установок . ТРВ ВД лучше использовать в качестве средства объёмного или локально объёмного пожаротушения, что пока не вписыва­ется в способы, указанные в нормативном доку­менте , но такие системы (ТРВ ВД) позволяют обеспечить достижение тех результатов, которые не могут обеспечить спринклерные автоматиче­ские установки пожаротушения .

Системы пожаротушения НД сохраняют ве­дущую роль в системах противопожарной зашиты из-за развитой нормативной правовой базы, отра­ботанных проектных и технологических решений, сформировавшегося положительного отношения страховых компаний.

Системы пожаротушения тонкораспылённой водой высокого давления после создания высоко­эффективных распылителей и форсунок ТРВ ВД на основе новых технологий, инструментария и материалов, экспериментально показывают свои существенно более высокие потенциальные воз­можности и эффективность. Однако низкие темпы формирования нормативной и расчётно-аналити­ческой базы для их применения являются серьёз­ным сдерживающим фактором для перехода на их широкое использование.

ЛИТЕРАТУРА

1. СП 5.13130.2009. Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автома­тические. Нормы и правила проектирования. - М.: МЧС России, ВНИИПО МЧС России. 2009. - 114 с.

2. Федеральный закон от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасно­сти». - М.: Проспект. 2014. - 111 с.

3. Федеральный закон от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений». - М., 2009. - 20 с.

4. ONR CEN/TS 14972:2011. Ortsfeste Brandbekampfungsanlagen – Feinspruh Loschanlagen // Planung und Einbau; Deutsche Fassung, Belgium, Brussel, Europaisches Komitee fur Normung, 2011, S. 9.

5. NFPA 750. Standart on Water Mist Fire Protection Systems. – Las Vegas, An International Codes and Standarts Organization, National Fire Protection Association, 2015, 88 p.

6. Гергель В. И., Цариченко С. Г., Поляков Д. В. Пожаро­тушение тонкораспылённой водой установками высокого дав­ления оперативного применения // Пожарная безопасность. - 2006. - № 2. - С. 125-132.

7. Противопожарная защита для офисных зданий [Элек­тронный ресурс] // Каталог фирмы MARIOFF CORPORATION. Режим доступа: http://www.marioff.com/fire-protection/fire-protection-for-buildings/fire-protection-for-office-buil...

8. Модуль пожаротушении тонкораспылённой водой ЕI-МISТ [Электронный ресурс] // Официальный сайт компа­нии ООО «Пламя Е1» (Пожарная безопасность и оборудова­ние) [сайт]. Режим доступа: http://www.plamya-ei.ru/produkcija/ei-mist (Дата обращения 24.05.2017 г.).

9. Пахомов В. П. Особенности применения АУПТ тонкораспылённой воды // Пожарное дело в строительстве. - 2009. - № 5. - С. 59-65.

10. НПБ 88-01. Установки пожаротушения и сигнализа­ции. Нормы и правила проектирования. - М.: МВД РФ, Государ­ственная противопожарная служба, 2002. - 119 с.

Тушение пожаров водой до сих пор остается одним и наиболее эффективных, дешевых и востребованных методов борьбы с возгораниями на разного рода объектах. По сравнению с аэрозольными, порошковыми и газовыми комплексами пожаротушения, системы, использующие воду, являются наиболее безопасными, благодаря чему их применяют при тушении 90% всех пожаров. Эффективно используются две системы пожаротушения водой – и . Несмотря на их множество «плюсов», они не лишены недостатков, среди которых можно отметить следующие:

• большой расход тушащего вещества – воды;
• всегда существует вероятность нанесения дополнительного ущерба материальным ценностям, попадающим в зону работу установки водяного пожаротушения;
• существует потребность в дополнительных инженерных помещениях для размещения резервуаров, насосных станций, дренажных установок и прочее;
• сложное и финансово затратное техническое обслуживание конфигураций тушения пожаров такого типа.

Чтобы исключить перечисленные недостатки и применять в качестве тушащего вещества именно воду была разработана специальная методика тушения пожара – пожаротушение тонкораспыленной водой.

Особенности систем пожаротушения тонкораспыленной водой

Традиционные системы водного пожаротушения формируют водяные капли с размером порядка 0,5…2 мм, то в новых установках диаметр капли не превышает 100 мкм. Если в первом случае только 30…35% воды обеспечивает тушение огня, то во втором практически 99% мелких водяных капель принимают участие в процессе нейтрализации очага возгорания. Благодаря небольшим размерам, тонкораспыленная вода владеет высоким показателем проникающей и охлаждающей способности. Это способствует быстрому и высокоэффективному тушению огня на большой территории.

Кроме того, что установки пожаротушения тонкораспыленной водой эффективно нейтрализуют очаги открытого пламени, они еще способны и поглощать тяжелые частицы дыма, обеспечивая его нейтрализацию.

Конструкция системы

Преимущества и недостатки

К основным преимуществам систем пожаротушения этого вида относятся:

• высокие показатели эффективности при минимальном расходе воды – не больше 1,5 л на 1 м 2 ;
• безопасность для персонала, который находится в помещениях, где сработали системы пожаротушения тонкораспыленной водой;
• эффективное осаждение дыма;
• полная независимость от внешних источников подачи воды;
• возможность применения для тушения пожаров в библиотеках, архивах, а также на промышленных объектах, имеющих оборудование, подключенное к электрическим сетям с напряжением не более 35 кВ;
• простота технического обслуживания и многократного использования модулей тонкораспыленного пожаротушения;
• компактные размеры основных узлов системы;
• экологическая чистота.

Несмотря на широкий спектр преимуществ и положительных сторон, пожаротушение тонкораспыленной водой недостатки также имеет и свои недостатки. К основным из них относятся следующие:

• учитывая, что установка тушения пожаров большую часть времени пребывает в режиме ожидания, рабочие отверстия, через которые распыляется вода, могут зашлаковываться;
• для работы такого типа пожаротушения нужно использовать дополнительное оборудование – специальные системы водоподготовки;
• установки не могут применяться для тушения высоковольтного оборудования (более 35 кВ) и веществ, которые поддерживают горение и без доступа воздуха.

ТОП-5 модулей пожаротушения тонкораспыленной водой

• Пожаротушение тонкораспыленной водой Тайфун – это высокоэффективный способ нейтрализации очагов возгорания за короткие промежутки времени. В качестве огнетушащего вещества используется распыленная вода, в которую добавляются специальные добавки или огнетушащие газы. Благодаря этому существенно повышается противопожарная защита объекта.

• Комплекс пожаротушения тонкораспыленной водой Minifog EconAqua. Эти модульные установки пожаротушения тонкораспыленной водой – автоматические системы, которые позволяют формировать газожидкостную смесь, подаваемую в область горения и способную эффективно воздействовать на очаги горения на достаточно большой площади.

• Пожаротушение ТРВ Буран. Это модульные системы тушения пожаров с применением тонкораспыленной воды. Установки отличаются простотой конструкции, минимальными затратами на обслуживание и небольшим потреблением воды для тушения огня. Так же бывают . По эффективности данные модули практически не отличаются.

• EI-MIST – это модульное водяное пожаротушение, которое для борьбы с очагами пламени использует водяной туман, формируемый вследствие подачи воды через специальные распылители под высоким давлением. Благодаря мелкодисперсной структуре тумана (размер кабель не более 100 мкм) он быстро заполняет весь объем помещения, обеспечивая оседание дыма и тушение огня.

• ТРВ-Гарант – это еще один вариант модулей тонкораспыленного водяного тушения пожаров разной степени сложности. Устройства могут эффективно использоваться в качестве исполнительных узлов в автономных системах пожаротушения различных объектов.

Как правильно устанавливать системы?

Обратите внимание!

Системы тушения пожара тонкораспыленной водой могут быть 2-х типов – высокого или низкого давления.

В первом случае такие системы владеют баллонами с азотом или насосами высокого давления. Их основное назначение обеспечивать механическое перемешивание и подачу, под большим давлением, газово-водной смеси к распылительным узлам. В таком случае баллоны должны располагаться в максимально возможной близости к распылительным устройствам, чтобы исключить потерю давления. Если используется насос высокого давления, то от него к распылителям прокладываются трубопроводные магистрали, которые можно проложить за подвесным потолком, не портя дизайна помещения.

Модуль пожаротушения тонкораспыленной водой с низким давлением предусматривает раздельное хранение жидкости и газа. В формируемую газово-жидкостную смесь могут добавляться специальные примеси, способствующие быстрому тушению очагов возгорания. Рабочая смесь может подаваться по одному трубопроводу, что упрощает задачу монтажа такого рода систем пожаротушения и последующее их техническое обслуживание.

При расположении баллонов с газом на территории защищаемого объекта нужно учитывать рабочую площадь, на которую рассчитан один баллон и, в соответствии с этим, выбирать их количество.

Не допускается установка резервуаров, наполненных раствором для тушения пожара на большом удалении от оросителей, а баллонов с газом на больших расстояниях от этих емкостей.

Заключение

Правильный расчет и выбор числа баллонов с газом, а также равномерное распределение оросителей позволит эффективно бороться с очагами пламени при внезапном возгорании. Благодаря высокой эффективности водяного тумана, формируемого модулями тонкораспыленного пожаротушения, можно за рекордно быстрое время нейтрализовать пожар любой степени сложности. Это позволит защитить ценные вещи, хранимые в защищаемых помещениях, а также минимизировать вероятность несчастных случаев на объекте во время пожара.

Установки пожаротушения тонкораспылённой водой - это еще один вид установок использующих воду. Но в отличие от спринклерных и дренчерных установок в случае пожара частицы воды в несколько сот раз меньше, что уменьшает расход воды, скорость падения частиц, на горящую поверхность, создавая в объеме помещения влажную завесу. Установки пожаротушения тонкораспыленной водой бывают:

модульные – используют в небольших помещениях;

централизованные (агрегатные) – используют для защиты больших помещений.

Проектирование таких установок связано с некоторыми трудностями. В связи с тем, что необходимо разрабатывать технические условия для каждого защищаемого объекта и соответственно проходить защиту в МЧС.

Газовые установки пожаротушения – это одна из разновидностей устройств по борьбе с пожарами, основным принципом работы которой является «разбавление» кислорода в воздухе до концентраций при которых он (кислород) не может поддерживать горение. Огнетушащим веществом является газ.

Установки аэрозольного пожаротушения - основным огнетушащим веществом является тонкодисперсный порошок. Установка работает на основе ускорения окислислительно-восстановительных реакций горения. В результате работы образуется аэрозоль, обладающий хорошими огнетушащими свойствами.

6.Огнетушащие вещества и средства пожаротушения.

Огнетушащие вещества и средства, применяемые для тушения пожаров, делятся на первичные, стационарные и полустационарные.

Первичные средства пожаротушения предназначены для ликвидации небольших загораний до приведения в действие стационарных и полустационарных средств или прибытия пожарной команды. К ним относятся ручные и передвижные огнетушители, переносные огнетушащие установки с различными огнетушащими веществами , внутренние пожарные краны, ящики с песком, асбестовые покрывала, бочки с водой и ведра к ним, противопожарные щиты с набором инвентаря и др.

Основные огнетушащие вещества - вода в жидком и парообразном состоянии, химическая и воздушно-механическая пена, водные растворы солей, инертные газы, галои-дированные огаетушащие составы и сухие огаетушащие порошки.

Наиболее распространенным средством тушения пожаров является вода. Попадая в зону горения, вода нагревается и испаряется, отнимая большое количество теплоты от горящих веществ; 1 л воды при нагревании от 0 до100°С поглощает около 4*10s Дж теплоты, а при испарении - 22*10s Дж. При испарении воды образуется большое количество пара (из 1 л образуется больше 1700 л пара), который затрудняет доступ воздуха к очагу горения. Кроме того, сильная струя воды может сбить пламя, что облегчает тушение пожара.

Вода используется в виде компактных или распыленных струй, в тонкораспыленном состоянии (с размером капель 10 мкм) и со смачивателями. В виде компактных и распыленных струй из лафетных и ручных пожарных стволов вода применяется для тушения большинства твердых горючих веществ и материалов (круглых и пиленых материалов и изделий из древесины), тяжелых нефтепродуктов, для создания водяных завес и охлаждения объектов, находящихся вблизи очага пожара. Тонкораспыленной водой эффективно тушатся твердые вещества и материалы, горючие и даже легковоспламеняющиеся жидкости. При этом снижается расход воды, минимально увлажняются и портятся материалы, снижается температура в горящем помещении и осаждается дым.

Водяной пар применяют для тушения пожаров в помещениях объемом до 500 м3 и небольших пожаров на открытых площадках и установках. Пар увлажняет горящие предметы и сни­жает концентрацию кислорода.

Пена представляет собой массу пузырьков газа, заключенных в тонкие оболочки жидкости. Растекаясь по поверхности горящей жидкости, пена изолирует ее от пламени, вследствие чего прекращается поступление паров в зону горения. В связи с тем, что в пене содержится вода, происходит некоторое охлаждение поверхности жидкости.

Применяют два вида пены: химическую и воздушно- механическую. Химическую пену получают при взаимодействии щелочного и кислотного растворов в присутствии специальных веществ - пенообразователей, при этом образуется углекислый газ. Пузырьки газа обволакиваются водой с пенообразователем, в результате создается устойчивая пена, которая может долго оставаться на поверхности жидкости. Воздушно-механическая пена представляет собой смесь воздуха, воды и пенообразователя. Пену используют для тушения легковоспламеняющихся жидкостей.

Инертные газы , главным образом углекислота и азот, понижают концентрацию кислорода в очаге горения и тормозят интенсивность горения. Их целесообразно использовать в тех случаях, когда применение воды может вызвать взрыв, распространение горения, повреждение аппаратуры и приборов и уникальных ценностей (в музеях и др.). Они плохо тушат вещества, способные тлеть (дерево, бумагу), и не тушат волокнистые материалы (хлопок, ткани и др.).

Углекислота - незаменимое средство для быстрого тушения небольших очагов пожара, а также вследствие своей неэлектропроводности для тушения загоревшихся электродвигателей и других электротехнических установок.

Порошковые составы применяют для тушения легковоспламеняющихся жидкостей, сжиженных газов и др. Огнегасящее действие их основано на изоляции горящего материала от доступа кислорода воздуха или изоляции паров или газов от зоны горения. Отрицательным свойством таких порошков является то, что они не охлаждают горящие вещества и те могут повторно воспламеняться от нагретых конструкций. Применение порошковых составов ограничено ввиду их сравнительно небольшой огнетушащей эффективности, кроме того, при хранении они слеживаются.

Основные способы пожаротушения:

охлаждение очага горения или горящего материала ниже определенных температур;

изоляция очага горения от воздуха или снижение концентрации кислорода в воздухе путем разбавления негорючими газами;

механический срыв пламени сильной струей воды или газа; торможение (ингибирование) скорости реакции окисления;

создание условий огнепреграждения, при которых пламя распространяется через узкие каналы, сечение которых ниже установленного диаметра.

Складские помещения: особенности пожаров

Сегодня ни один складской комплекс или производственное помещение не обходится без высокоэффективной системы пожаротушения. Учитывая то, что большинство материальных ценностей, хранящихся на складах, относятся к горючим, легко воспламеняемым материалам или хранятся в горючей упаковке, системы пожарной сигнализации и пожаротушения являются для всех складских помещений обязательными.

Особенностями складов и логистических комплексов являются - большая площадь и высота помещений, наличие различных зон складирования, установка высоких, вплоть до перекрытия, стеллажей, узкие проходы между ними и между зонами складирования, наличие не отапливаемых складских помещений, большое количество хранящихся там материальных ценностей, потеря которых при пожаре или повреждения при контакте с огнетушащим веществом может стоить очень дорого.

Выбор установки автоматического пожаротушения. Обоснование применения тонкораспыленной воды (ТРВ)

Основными нормативными документами, служащими основанием для проектирования установок пожаротушения являются Федеральный закон № 123-ФЗ и СП 5.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования». На большие и сложные объекты, в том числе и на склады с высотой складирования грузов более 5,5 м часто разрабатываются специальные технические условия (СТУ), в которых определяется тип установки для данного конкретного объекта.

Наряду с требованиями нормативных документов по пожарной безопасности необходимо учитывать особенности таких объектов и просчитать экономическую эффективность выбранного огнетушащего вещества, а также знать все его особенности и недостатки.

Пожары в складских помещениях из-за высокой плотности горючей нагрузки характеризуются быстрым ростом температуры и увеличением площади пожара, что существенно затрудняет их тушение и приводит к серьезному материальному ущербу. Часто пожар на складе, не оборудованном автоматической системой пожаротушения, приводит к полному сгоранию хранящихся на нем материалов и обрушению строительных конструкций из-за высокой температуры.

Системы пожаротушения складов и производственных цехов должны быть направлены в первую очередь на быструю локализацию пожара и предотвращение значительного материального ущерба. Большая концентрация горючих материалов требует больших расходов воды на пожаротушение. Как правило, основной задачей при проектировании систем автоматического пожаротушения на таких объектах является обеспечение их достаточного водоснабжения. При отсутствии или недостаточном расходе водопровода возникает необходимость в обустройстве резервуаров или водоемов для хранения противопожарного запаса воды.

В условиях недостатка воды особый интерес представляет пожаротушение тонкораспыленной водой (ТРВ). Эффективность этого способа в ряде случаев значительно выше обычных крупнокапельных систем, а для их реализации требуется значительно меньший расход и запас воды.

Главной преимущество такой системы – это существенная экономия воды. Благодаря распылителям данного класса расходуется в четыре раза меньше литров воды, а капли со сверхмалым диаметром (не более 100-150 мкм) наносят меньше вреда помещению и его интерьеру, при этом справляются с очагом возгорания гораздо эффективнее.

Для помещений для хранения материалов на основе целлюлозы (бумага, продукты деревообработки), продовольственных и фармацевтические складов, складов со сложной и дорогой электронной техникой тонкораспыленная вода (ТРВ) является наиболее приемлемым решением.

В то же время не надо забывать, что тонкораспыленная вода не должна применяться для тушения пожаров класса Д, а также химически активных веществ и материалов, в том числе:

Взрывоопасных при взаимодействии с водой (алюминийорганические соединения, щелочные металлы);

Разлагающихся при взаимодействии с водой с выделением горючих газов (литийорганические соединения, азид свинца, гидриды алюминия, цинка, магния);

Взаимодействующих с водой с сильным экзотермическим эффектом (серная кислота, хлорид титана, термит);

Самовозгорающихся веществ (гидросульфат натрия).

Механизм пожаротушения установок ТРВ

Тонкораспыленная вода (ТРВ) это – эффективное и экономичное средство тушения пожаров. Благодаря использованию в качестве огнетушащего вещества воды, подаваемой под высоким давлением, и получению капель величиной не более 100-150 микрон создается мелкодисперсный туман, который быстро насыщает защищаемый объем помещения, сокращая при этом концентрацию кислорода, значительно увеличивая эффективность пожаротушения при использовании минимального количества воды.

Кроме того, при испарении воды в зоне горения образуется пар, который на время препятствует газообмену продуктов горения с кислородом, а также участвует в снижении концентрации кислорода вблизи зоны горения.

Водяной туман, обладая высокой теплоемкостью и большой суммарной активной площадью поверхностей капель, резко снижает температуру в зоне пожара, прекращая химическую реакцию горения. Быстрое распыление и высокий охлаждающий эффект водяного тумана позволяют эвакуировать людей, находящихся в помещении, даже во время работы системы пожаротушения. Таким образом, вода, помимо охлаждения, реализует еще два механизма тушения: изоляцию и разбавление.

Преимущества применения установок тонкораспыленной водой (ТРВ)

Основные преимущества тушения складских помещений модульными автоматическими установками пожаротушения тонкораспыленной водой:

Автономность технологической части установки от внешних источников. Для системы ТРВ не требуется подвода ни воды, ни электроэнергии.

Системы ТРВ демонстрируют высокую эффективность тушения в сочетании с низким расходом огнетушащего вещества;

Полная безопасность при воздействии ТРВ на людей и материальные ценности, если модули заправлены чистой водой без добавок;

Продленная огнетушащая активность. По окончании работы установки водяной туман висит в помещении еще в течение 10-15 минут и продолжает поступать в зоны с повышенной температурой. Это особенно важно для подавления процессов тления и предотвращения повторного возгорания.

Минимальные материальные затраты при восстановлении и приведении модулей пожаротушения тонкораспыленной водой МУПТВ в рабочее состояние после срабатывания. Демонтаж модулей не требуется, заливка воды в сам модуль осуществляется на месте.

Тонкораспыленная вода обладает высокой дымоосаждающей способностью. Практика доказывает, что после сработки установки тонкораспыленной воды нет необходимости во включении системы дымоудаления.

Из-за подачи для пожаротушения очень маленького количества огнетушащего вещества (ОТВ) не требуется дополнительных устройств для его удаления после срабатывания установки.

Экологическая чистота (применяются сертифицированные, безопасные добавки для человека);

Простота монтажа, технического обслуживания и эксплуатации;

Способ хранения огнетушащего вещества и газа-вытеснителя может быть совместным и раздельным. В качестве огнетушащего вещества используется вода по ГОСТ 2874, которая может содержать различные добавки, сохраняющие качество воды и повышающие эффективность процесса тушения. При определенных добавках модули тонкораспыленной воды можно использовать и при температуре до – 50 0С.

В качестве газа-вытеснителя используются азот газообразный технический ГОСТ 9293, воздух, смесь азота и двуокиси углерода.

Модульные установки пожаротушения тонкораспыленной водой соответствуют климатическому исполнению «УХЛ» категории размещения «4» по ГОСТ 15150-69, но в диапазоне температур от 5°С до 55°С. Степень защиты электрооборудования от внешних воздействий по ГОСТ 14254 IP 33 или IP 54.

Трубопроводы установки следует выполнять из оцинкованной или нержавеющей стали. Трубопроводы должны быть герметичными при максимальном давлении Рраб.макс. (13 Мпа) и выдерживать испытательное давление Рисп. = 1,25Рраб.мах.

Принцип работы установки пожаротушения тонкораспыленной водой

Принцип работы установки ТРВ заключается в следующем:

1. Система пожарной сигнализации обнаруживает возгорание и выдает электрический сигнал на запорно-пусковое устройство на пусковом баллоне модуля пожаротушения тонкораспыленной водой.

2. Запорно-пусковое устройство модуля пожаротушения тонкораспыленной водой открывается и газ-вытеснитель из пускового баллона поступает в емкость с огнетушащим веществом (вода и огнетушащие добавки), в которой образуется газожидкостная смесь.

Несмотря на отсутствие необходимой нормативно-технической базы, систему пожаротушения тонкораспыленной водой можно применять уже сейчас, но совсем не так, как ее позиционируют на рынке недобросовестные продавцы.

За последние пять лет в своей профессиональной деятельности мне неоднократно приходилось сталкиваться с вопросами, связанными с предложениями применения модульных и стационарных установок пожаротушения на основе тонкораспыленной воды. Ее иногда для большего эффекта называют "водяной туман".

Систему эту зачастую преподносят как панацею от всех видов пожаров, и применение ее, по словам поставщиков оборудования для создания ТРВ, практически не ограничено.

Более того, идет агрессивная политика по внедрению этого оборудования. И никакие барьеры - нормативные, моральные, профессиональные, научные - не останавливают людей, готовых ради расширения рынка сбыта, создавать мифы и беззастенчиво, с вдохновением, в псевдонаучных статьях утверждать то, что никоим образом не соответствует действительности.

Вот выдержки из одной такой статьи. Не называю авторов, думаю, что они сами себя узнают. Цитирую:

"Сейчас уже нет надобности агитировать за тонкораспыленную воду (ТРВ). Ее преимущество перед традиционными способами пожаротушения более чем очевидно. При этом все большее значение приобретают системы пожаротушения, которые используют высокое давление (10 МПа и более). При таких давлениях на второй план уходят проблемы, связанные с потерями давления в магистральных линиях; споры о размерах частиц воды, обладающих эффективной пожаротушащей способностью (скоростная высокодисперсная струя воды имеет распределение частиц воды от нескольких микрон до десятков микрон), а само пожаротушение, даже на открытых площадках, из поверхностного переходит в разряд объемных (при скорости истечения воды, например в 200 м/с, образующийся водяной туман способен огибать преграды, проникая в самые недоступные места)... Высокая дисперсность капель и скоростной напор существенно повышают огнетушащую способность таких установок..."

Не вступая в полемику, оставим на совести авторов все вышесказанное и читаем дальше:

"При создании установок пожаротушения с помощью ТРВ на основе высокого давления (ТРВ ВД) пришлось столкнуться с главной проблемой - отсутствием научных и практических знании о процессе истечения высокоскоростных струй воды в атмосферу, о взаимодействии высокоскоростной струи, состоящей из капель мелкой дисперсности, со встречными тепловыми (конвективными) потоками и т.д."

Что скажешь, проблема действительно сложная и решение ее тянет не на одну докторскую диссертацию и не на один патент. Но, как видим ниже, авторам она оказалась по силам:

"Для решения этой задачи пришлось разрабатывать научно-теоретический аппарат, создавать специальные пожарные стволы для ТРВ ВД, отрабатывать принципиально новые струйные, ротационные, тангенциальные и т.п. форсунки, выполнить большой объем экспериментальных исследований".

После такого любое дело и проблема должны быть легко решены, но вдруг такая досадная мелочь По словам авторов, "остается главное препятствие на пути широкомасштабного внедрения новой технологии пожаротушения с использованием ТРВ ВД - это отсутствие соответствующей нормативной базы".

Вроде бы, что стоит специалистам, разработавшим и научно-теоретический аппарат и принципиально новые форсунки, разработать полстраницы машинописного текста, так необходимые для проектирования подобных установок? Однако вот уже более 10 лет нормативной базы как не было, так и нет.

И сейчас самое время разобраться наконец-то, что это такое ТРВ, почему все ее сторонники, производители не могут определить ее нормативные расходы и условия ее применения для тушения пожаров. Для этого обратимся к мнению серьезных ученых и специалистов, далеких от авантюризма и безответственных высказываний.

В.П. Пахомов, главный инженер ЗАО "ПО "Спецавтоматика":

"Применение АУПТ с тонкораспыленной водой существенно сдерживается отсутствием регламентированных требований. Это вызвано тем, что для за -щиты объекта при помощи тонкораспыленной воды недостаточно обеспечить заданную интенсивность орошения, как в случае с ординарной водой, для которой в НПБ-88 определены количественные значения интенсивности орошения, гарантирующие надежную защиту для различных групп помещений. Дело в том, что для реализации всех преимуществ, которые дает ТРВ, капли должны преодолеть конвективные тепловые потоки и достичь поверхности горения".

Не вдаваясь в подробности и математические выкладки (это сделано уже не раз на страницах специализированных журналов), можно утверждать, что для выполнения этой задачи капли тонкораспыленной воды должны обладать гораздо более высокой начальной скоростью.

Именно скорость капель является тем параметром, без которого нельзя однозначно регламентировать процесс обеспечения пожарной безопасности при помощи ТРВ. Однако этой характеристики мы не найдем ни в одном из официальных документов, включая паспортные данные оросителей. Это связано с тем, что процесс тушения тонкораспыленной водой еще недостаточно изучен, и для получения точных зависимостей необходимо провести большое количество экспериментов.

В нынешней ситуации применение оросителей ТРВ, согласно НПБ-88, должно производиться на основе нормативно-технической документации предприятия-изготовителя. Изготовитель, в свою очередь, руководствуется результатами огневых испытаний, в ходе которых экспериментально подтверждается способность оросителя потушить очаг пожара определенного класса. В этом случае корректность заявленных параметров оросителя зависит от опыта производителя, наличия в его распоряжении необходимых методик, оборудования и персонала. Не последнюю роль играет и его "умеренность" в стремлении завысить технические характеристики в надежде получить дополнительную прибыль из-за более широкой области применения оросителей.

При этом необходимо отметить, что условия, при которых капли воды имеют высокую начальную скорость и способны достичь поверхности очага горения, можно охарактеризовать как способ тушения по поверхности.

В ряде публикаций показано, что размер капель, способных попасть на поверхность очага горения, должен быть не менее 150-200 микрон. Такие капли очень быстро падают и не могут накапливаться в воздухе. Для объемного тушения пожара необходимо генерировать капли размером 30 микрон, которые могли бы накапливаться в воздухе и создавать необходимую огнетушащую концентрацию. Однако помимо того, что устойчивая генерация с высокой массовой скоростью капель размером менее 30 микрон является сложной задачей, одновременно с процессом образования капель происходит их слипание и быстрое оседание. До настоящего времени нет надежных результатов по созданию оборудования для получения устойчивой огнетушащей концентрации мелкодисперсных капель воды во всем защищаемом объеме.

Мнение от фирмы NaNo Mist System, США, К.С. Адига РФ Хегер:

"В случае использования техники пожаротушения тонкораспыленной водой образуются капли со средним диаметром более 30 мкм. Капли такого размера бывают слишком большими для того, чтобы их можно было использовать для полного заполнения зоны пожара; такие капли испытывают значительное гравитационное воздействие и плохо проникают в те зоны горения, где наблюдается высокая загруженность объемов".

А.Н. Баратов, главный научный сотрудник ВНИИПО, д.т.н., профессор:

"Тушение распыленными струями имеет ряд преимуществ (в первую очередь сокращается расход воды), и поэтому в последние годы этот способ находит все большее применение.

Вместе с тем среди специалистов существует мнение, что тушение пожаров тонкораспыленной водой менее эффективно, чем объемное тушение ингибирующими горение составами. Причем дискутируется возможность реализации именно объемного способа пожаротушения распыленной водой, заключающегося в равномерном заполнении защищаемого объема устойчивой взвесью примерно монодисперсной каплеобразной средой.

Имеющиеся технические устройства не могут решить эту проблему. Они создают, по существу, локальные потоки распыленной воды, и в этих условиях проникновение капель в пламя связано с необходимостью учета встречного потока продуктов горения. Для этого размер капель должен быть примерно 100 мкм. При этом расход воды оказывается весьма значительным, а значит, данный способ тушения не может конкурировать с объемным газовым пожаротушением.

Воду нельзя использовать для тушения веществ, бурно реагирующих с ней с выделением горючих газов. Также применение ТРВ недостаточно эффективно для тушения материалов, склонных к тлению".

Из всего вышеизложенного, а также исходя из собственного опыта, могу сделать следующие выводы:

Способ пожаротушения на основе тонкораспыленной воды, безусловно, является поверхностным по площади. Этот способ пожаротушения не может конкурировать с объемным газовым пожаротушением. В нормативных документах не может быть регламентирована объемная концентрация ТРВ, так как до настоящего времени нет такого оборудования. Применять данный способ пожаротушения на тех объектах, где согласно нормам должно применяться объемное пожаротушение, нельзя, и все дискуссии об этом и попытки внедрения при сегодняшнем состоянии науки и техники, на мой взгляд, должны быть прекращены.
В федеральных нормативных документах отсутствуют требования к установкам пожаротушения тонкораспыленной водой по интенсивности орошения (л/с м2) и времени подачи огнетушащего вещества, это не позволяет разрабатывать типовые проектные решения для защиты объектов.

Применение запрещено!

Вопрос применения установок ТРВ на промышленных предприятиях в качестве аналога дренчерной системы пожаротушения также вызывает большие сомнения. Связано это с дорогостоящей водоподготовкой, к которой предъявляются совершенно другие, более высокие требования по сравнению с обычными способами водяного пожаротушения, более дорогостоящими материалами для изготовления оборудования для получения ТРВ, высокими требованиями к условиям эксплуатации систем, при соблюдении которых может быть обеспечена их работа.

Как практический работник, многократно наблюдавший закупорку отверстий диаметром в сантиметр, уверен, что если не будут соблюдаться вышеуказанные условия, все отверстия в установках подачи ТРВ будут закупорены, и они станут неработоспособными.

И для чего, собственно, городить все это дорогостоящее специальное оборудование, когда задачу можно эффективно решить при помощи обычной дренчерной системы с добавлением в воду пленкообразующего пенообразователя Инерционность системы мала и давление требуется менее 10 атм.

На объектах ОАО "Газпром" установки пожаротушения на основе тонкораспыленной воды запрещены. В соответствии с Концепцией противопожарной защиты объектов ОАО "Газпром" на объектах транспорта газа принят объемный способ газового пожаротушения с применением двуокиси углерода.

Все объекты, где в технологическом процессе применяются жидкие углеводороды, защищены автоматическими дренчерными установ- " ками пожаротушения с добавлением в воду специального пленкообразующего пенообразователя. На объектах ОАО "Газпром" при выборе АУПТ мы исходим из критериев надежности, простоты в обслуживании, унификации на всех однотипных объектах отрасли, оптимальности цены, предельно малой инерционности, эффективности технологии пожаротушения, предотвращения повторного загорания и без нанесения при этом ущерба технологическому оборудованию.

Возникает вопрос: так что, установки пожаротушения на основе ТРВ никуда негодны и нигде неприменимы?

Применение разрешено!

Смею утверждать - у них уже сегодня есть область применения.

Все дело в непрофессионализме и недобросовестности людей, пытающихся любой ценой внедрить эти установки на промышленные объекты. Этому есть объяснение - большие объемы реализации.

Но вот на что хотелось бы обратить внимание. В ВИПТШ МВД СССР на занятиях по пожарной тактике, разбирая потушенные пожары, строя графики наращивания сил и средств, а также расхода воды на тушение, нас учили, что в идеале для тушения 1 м2 твердого горючего вещества требуется 0,5 л воды. На реальных пожарах на 1 м2 выливается сотни литров, а иногда тонны воды. Не случайно при пожарах в жилых домах зачастую больше ущерба бывает не от огня, а от пролитой воды.

На мой взгляд, применение ранцевых установок ТРВ для тушения квартирных пожаров не только оправдано, но и необходимо. И то, что их нет на вооружении каждой пожарной машины, стоящей в боевом расчете в городских частях, вызывает недоумение.

Применение стационарных установок тонкораспыленной воды оправдано только там, где автоматическое пожаротушение необходимо, но нельзя применить другие виды пожаротушения; в основном это объекты с постоянным пребыванием людей. И диапазон этот достаточно широк: вагоны метро, круизные лайнеры, гостиницы, больницы. Список можно продолжить.

Охлаждающий эффект распыленной воды обеспечит снизить температуру в помещении, позволяя эвакуировать людей и облегчая работу подразделениям пожарной охраны. Получаемый большой объем распыляемой воды будет способствовать уменьшению расхода воды на тушение, и соответственно снизится ущерб, причиняемый от пролива. Применение ТРВ на указанных объектах будет эффективным, спасет много человеческих жизней, имущество. В этом случае применение специально обслуживаемых и дорогостоящих установок подачи ТРВ целесообразно и оправдано. Кроме того, это сохранит нервы и время специалистам, занимающимся противопожарной защитой промышленных объектов на профессиональном уровне, и надеемся, отпадет необходимость отвлекаться от основной работы для того, чтобы отбиться от очередного "революционного", "не имеющего аналогов" способа и от установки пожаротушения тонкораспыленной водой.

P.M.Тагиев,
заместитель генерального директора ООО "Газобезопасность" ОАО "Газпром",
доктор технических наук