Водопровод и канализация 

Пример расчета спринклерной (дренчерной) распределительной сети водяных и пенных АУП. Дренчерные завесы: теория и практика Применение дренчерных завес над дверными проемами


ПРИЛОЖЕНИЕ 9.

ПРИМЕР РАСЧЕТА СПРИНКЛЕРНОЙ

(ДРЕНЧЕРНОЙ) РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ

ВОДЯНЫХ И ПЕННЫХ АУП.

Подробный расчет распределительных сетей выполняется по алгоритму, описанному в разделе IV настоящего пособия.

Общий расход распределительной сети рассчитывается ис­ходя из условия расстановки необходимого количества оросите­лей, обеспечивающих защиту расчетной площади, в том числе и в случае необходимости монтажа оросителей под технологиче­ским оборудованием, площадками или вентиляционными коро­бами, если они препятствуют орошению защищаемой поверхно­сти. Расчетная площадь принимается согласно НПБ 88-2001 в зависимости от группы помещений (см. табл. 1.1.2-1.1.4 на­стоящего пособия).

Рассмотрим пример противопожарной защиты помеще­ния супермаркета с шириной торгового зала 21 м. Согласно НПБ 88-2001 торговые залы по степени пожарной опасности и функциональному назначению относятся к группе помещений I (см. табл. 1.1.5 настоящего пособия). Нормативная интенсив­ность орошения таких помещений согласно НПБ 88-2001 со­ставляет 0,08 л/(с-м 2), а площадь для расхода воды - 120 м 2 (см. табл. 1.1.2 настоящего пособия).

Выбор оросителей производится в соответствии с техни­ческими параметрами и эпюрами орошения. Предпочтение необходимо отдавать тем оросителям, которые имеют:

при наименьшем давлении - наиболее близкую к нормативному значению эпюру орошения в пределах защищаемой площади;

при разных давлениях - наибольшее отношение интенсивности орошения аналогичных эпюр защищаемой площади.

В пределах одного помещения должны использоваться только однотипные оросители с одинаковыми диаметрами вы­ходных отверстий.

Из всего многообразия оросителей, выпускаемых ПО "Спецавтоматика" (г. Бийск), этим условиям наилучшим обра­зом отвечают оросители СВН-10 (ДВН-10) при защищаемой площади 7,1 м 2 (радиус 1,5 м). Эпюры орошения оросителей, выпускаемых ПО "Спецавтоматика"(г. Бийск), приведены в приложении 6 (подразд. П6.4).

Поэтому в качестве оросителей используем оросители типа СВН-10 (ДВН-10) (диаметр выходного отверстия 10 мм, коэффициент производительности К - 0,35). Количество оро­сителей в левой части рядка - 4, в правой - 3. Расстояние ме­жду оросителями l , принимается равным 3 м. Высота установ­ки оросителей от пола - 4 м.

Так как орошение оросителем СВН-10 (ДВН-10) не огра­ничивается площадью зоны орошения F op = 7,1 м 2 , то с учетом взаимного перекрытия периферийных областей условно предпо­лагаем, что в пределах, близких к заданной интенсивности оро­шения, каждый ороситель защищает площадь, имеющую форму квадрата:

F ор = 3*3 = 9 m 2 .

Расчет распределительной сети должен проводиться из условия срабатывания всех оросителей, наиболее удаленных от водопитателя и смонтированных на площади 120 м 2 , хотя при этом общая площадь защищаемого помещения может быть во много раз больше, а количество оросителей - достигать 800 (на одну секцию).

Схема и план распределительного трубопровода приме­нительно к торговому залу супермаркета представлены соот­ветственно на рис. П9.1 и П9.2.

Поскольку расстояние между оросителями и стенами не должно превышать половины расстояния между спринклер­ными оросителями (а точнее - половины расстояния, указан­ного в табл. 1.1.2 настоящего пособия), количество оросителей, наиболее удаленных от водопитателя, защищающих зону пло­щадью 120 м 2 , согласно рис. П9.2 составляет 14.


В идеальном случае, если площадь орошения не изменя­ется в зависимости от давления, то интенсивность орошения можно определить из соотношения

где i H - нормативное значение интенсивности орошения; i 0 , Р о -фиксированные значения интенсивности орошения и давления подачи, принятые по эпюре орошения оросителя; Q o - расход оросителя, соответствующий принятому фиксированному дав­лению эпюры орошения; Q , Р - соответственно расход и дав­ление подачи, обеспечивающие нормативное значение интен­сивности орошения.

На практике, как правило, с изменением давления меня­ется и площадь орошения, причем чаще всего с повышением давления площадь орошения увеличивается.

Следовательно, по одному фиксированному значению i 0 при соответствующем Р о нельзя пользоваться выше приведенной формулой - необходимо иметь набор эпюр орошения для варьируемых значений давления и высоты монтажа оросителя над полом.

Эпюры орошения и график реального расхода оросителя ти­па СВН-10 (ДВН-10) приведены в приложении 6 (подразд. П6.4) настоящего пособия .

Как следует из эпюр орошения, при повышении давле­ния в 10 раз (с 0,05 до 0,5 МПа) интенсивность орошения в пределах площади, ограниченной радиусом 1,5 м, увеличива-

Методом интерполяции определяется давление, при кото­ром средняя интенсивность орошения на площади F op = 7,1 м 2 (радиус R = 1,5 м 2) составит i P = 0,08 л/(с-м 2).


Противопожарная водяная завеса в определении ГОСТ Р 51043-2002 «Установки водяного и пенного пожаротушения автоматические. Оросители. Общие технические требования. Методы испытаний» - поток воды/водяных растворов, блокирующий распространение пожара и/или предупреждающий прогрев технологического оборудования до установленных предельно допустимых температур. В определении введенного в действие 01.05.2009 Федерального закона 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» противопожарная водяная завеса относится к типу противопожарных преград (ст. 37 123-ФЗ), однако в силу своей специфичности противопожарная водяная завеса (как и противопожарные разрывы) не нормируется по пределу огнестойкости ни в ст. 88 123-ФЗ, ни в обязательных для исполнения приложениях.


Следует отметить, что:

  • в пакете стандартов, утвержденных 10.03.2009 года распоряжением Правительства РФ N 304-р «Перечень национальных стандартов, содержащих правила и методы исследований (испытаний) и измерений, в том числе правила отбора образцов, необходимые для применения и исполнения Федерального закона Технический регламент о требованиях пожарной безопасности и осуществления оценки соответствия», нет нормативно-правовых актов, регулирующих методы испытаний предела огнестойкости противопожарной водяной завесы по установленным предельным состояниям;
  • в наиболее актуальном на текущий момент своде правил СП 4.13130 «Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты. Требования к объемно-планировочным и конструктивным решениям», утвержденном Приказом МЧС России от 24.04.2013 № 288, противопожарная водяная завеса упоминается только единожды в п. 6.5. «Требования к сооружениям производственных объектов» в части «наружных конвейерных с перегрузочными узлами, пешеходных, кабельных, комбинированных галерей и эстакад», где противопожарные водяные завесы или противопожарные двери 2 типа регламентируется устанавливать в местах примыкания галерей к зданиям с категорий А, Б и В;
  • ГОСТ Р 51043-2002 «Установки водяного и пенного пожаротушения автоматические. Оросители. Общие технические требования. Методы испытаний» дает определения терминов «противопожарная водяная завеса», «ширина завесы» (длина фронта защищаемой площади с установленным удельным расходом воды/растворов воды), «глубина завесы» (длина перпендикулярной к ширине завесы защищаемой площади с установленным удельным расходом воды/растворов воды), «защищаемая площадь» (площадь с интенсивностью и равномерностью орошения, соответствующей технической документации и не ниже нормативных значений), однако не регламентирует технических и/или противопожарных требований к водяным завесам;
  • НПБ 88-01 (Нормы пожарной безопасности. Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования, 2001), имеющие спорный юридический статус после введения в действие 123-ФЗ, СП 5.13130.2009, а также в свете разъяснений МЧС России «по применению приказа МЧС России от 18 июня 2003 г. N 315» и ст. 4 123-ФЗ, регламентируют противопожарные водяные завесы, как дренчерные завесы с расходом воды или раствора пенообразователя 1,0 л/с и расстоянием от теплового замка побудительной системы до плоскости перекрытия от 0,08 до 0,4 м;

Справка: Дренчерная установка - с дренчерными оросителями/распылителями, имеющими открытые выходные отверстия в отличие от сплинкерных оросителей/распылителей, оборудованных запорным устройством на выходном отверстии, которое вскрывается при срабатывании теплового замка.

Типовой дренчерный ороситель (слева) и типы оросителей по NFPA 15 (Standard for Water Spray Fixed Systems for Fire Protection) 2011 года (справа).

Дисперсность распыления воды в дренчерных и сплинкерных установках не регламентируется, как не регламентируется и средний диаметр капель в разбрызгиваемом потоке при формировании противопожарной водяной завесы, хотя это имеет очень важное значение. ГОСТ Р 51043-2002 классифицирует оросители по конструкции на 7 видов, в том числе для водяных завес, но не определяет оросители водяных завес исключительно, как дренчерные, т.е. не связанные с тепловым замком.

  • аналогично НПБ 88-01 только к дренчерным установкам привязывает противопожарные водяные завесы в разделе 1 «Учебно-методическое пособие в помощь специалистам проектных и монтажных организаций, страховым компаниям, службам безопасности. Общие требования к комплексному обеспечению безопасности многофункциональных высотных зданий и комплексов» (2004 года), где определена возможность исполнения дренчерной водяной завесы в две линии сручным, дистанционным и автоматическим управлением, и расходом воды не менее 1 л/с на каждый погонный метр каждой из двух линий.

Противопожарная водяная завеса в нормах и требованиях СП 5.13130.2009.


Наиболее полно регламентирует противопожарные водяные завесы свод правил СП 5.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования», где определены:

  • включение дренчерных установок, формирующих противопожарные водяные завесы автоматически по сигналу/сигналам пожарных извещателей, побудительных систем, спринклерной автоматической установки пожаротушения, датчиков технологического оборудования, а также вручную, как дистанционно, так и по месту;
  • возможность управления с одного узла несколькими функционально связанными противопожарными водяными завесами;
  • подключение установки противопожарной водяной завесы для защиты дверных и технологических проемов к питающим и распределительным трубопроводам спринклерных АУП через автоматическое или ручное запорное устройство, к подводящим трубопроводам спринклерных АУП через автоматическое запорное устройство;
  • обустройство противопожарных водяных завес в одну нитку с удельным расходом 1 л/(с·м) при ширине защищаемых технологических проемов, ворот или дверей до 5 м, и в две нитки при ширине защищаемых технологических проемов, ворот или дверей 5 м и больше с удельным расходом каждой не менее 0.5 л/(с·м) и расстоянием между нитками 0,4—0,6 м, а также размещением оросителей в шахматном порядке и расположением крайних оросителей на расстоянии не более 0,5 м от стены;
  • обустройство противопожарных водяных завес, ориентированных на повышение огнестойкости стен, в две нитки - каждая по разные стороны стены на расстоянии не более 0,5 м, с удельным расходом каждой нитки не менее 0.5 л/(с·м) и приоритетом включения в работу нитки со стороны пожара;
  • обустройство противопожарных водяных завес, ориентированных на защиту тамбур-шлюзов в противопожарных преградах, с удельным расходом не менее 1 л/(с·м) и расположением внутри тамбур-шлюза;
  • обеспечение размера свободной от пожарной нагрузки зоны 2 м в обе стороны от противопожарной водяной завесы, выполненной в одну нитку, и 2 м в противоположные стороны от каждой ниткипротивопожарной водяной завесы из двух ниток;
  • установка технических средств местного включения противопожарных водяных завес непосредственно у защищаемых проемов и/или на ближайшем участке эвакуационного пути.

Реальные противопожарные свойства водяных завес.


Недостаточность формализации нормирования противопожарной водяной завесы в РФ, как средства противопожарной защиты, обуславливает два возможных подхода менеджмента объектов к обустройству противопожарных водяных завес:

  • в случае преимущественно формального применения противопожарной водяной завесы можно руководствоваться скудной информацией действующих СП 4.13130 2013 года, ГОСТ Р 51043-2002, НПБ 88-01 или СП 5.13130.2009, благо 123-ФЗ и Информационное письмо об участии надзорных органов МЧС России в рассмотрении проектной документации №19-16-563 от 1 апреля 2013 года определяют исключение из полномочий государственных инспекторов по пожарному надзору прав по осуществлению надзорных функций на стадии проектирования, строительства и ввода в эксплуатацию законченных строительством объектов. Одновременно с этим - уповать на скорейшую реализацию «концепции гармонизации российских и международных нормативных документов в области пожарной безопасности», принятой Протоколом №4 от 18 июня 2013 заседания Правительственной комиссии по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций, и обеспечению пожарной безопасности;
  • если противопожарная водяная завеса будет использоваться для реальной противопожарной защиты от распространения пожара, перегрева технологического оборудования и иных задач, характерных противопожарным преградам и заполнениям противопожарных преград, то в отсутствии формализованных в РФ норм по дисперсности распыления, расходу воды, эффективности водяной завесы при воздействии разных температур и т.д. можно использовать международную научно-исследовательскую базу.

Так, в международной концепции противопожарная водяная завеса – средство пожарной защиты для препятствия распространению пожара на объектах и в помещениях (вокзалы, театры, цеха предприятий, торговые залы и пр.), а также снижения воздействия опасных факторов пожара на предметы и людей путем снижения плотности лучистого/конвективного теплового потока, защитного охлаждения поверхностей и воздуха, осаждения дыма и вредных/опасных продуктов горения. Причем противопожарная водяная завеса может быть и вертикального и горизонтального исполнения.


Международным научным сообществом и в технических регламентах ЕС в качестве определяющего показателя эффективности принят коэффициент пропускания водяной завесы H – отношение выходящего из геометрического контура капли потока энергии к проникающему в каплю (общему) энергетическому потоку, который определяется по формуле Н = exp{-0.734··n·d²·l}, где d и n – диаметр и концентрация капель соответственно в противопожарной водяной завесе; η - коэффициент пропускания капли; l – толщина водяной завесы; Т – температура очага пожара. Графические зависимости коэффициента пропускания водяной завесы от диаметра капель и расхода воды (см. рис. ниже), как и формула коэффициента пропускания водяной завесы показывают, что эффективность защиты противопожарной водяной завесы мало зависит от температуры очага пожара, но возрастает (коэффициент пропускания уменьшается) при уменьшении диаметра водяных капель и увеличении расхода воды. Однако реально эффективной и сравнительно экономичной по расходу будет противопожарная водяная завеса с диаметром капель менее 0,2 мм, а при дисперсности распыления 0,5 – 1 мм тепловой поток от пожара экранируется менее, чем на четверть.

Графики зависимостей коэффициента пропускания (Н) водяной завесы от диаметра капель (d) (слева) и расхода воды (Q) (справа).

Возгорание помещений – одна из серьезных и важных проблем на сегодняшний день. При несоблюдении норм и правил пожарной безопасности материальные потери исчисляются тысячами, а иногда и миллионами. А если гибнут люди? Как это можно оценить?

Особое место в борьбе с пожарами занимают системы автоматического пожаротушения, ведь они исключают в своей работе присутствие человека.

Автоматические системы пожаротушения

Системы автоматического пожаротушения предназначены для своевременного реагирования на источник возгорания и, как следствие, быстрой ликвидации возгорания . Такие системы, как правило, устанавливаются в местах, в которых существует наибольшая вероятность возникновения пожара или задымления. Например, в производственных помещениях, архивных кабинетах, стоянках закрытого типа, складских помещениях.

Основной целью установки таких систем является обнаружение возгорания, тушение самого очага пожара, сохранение жизни людей. Эти системы предназначены для немедленного реагирования , быстрого уничтожения опасности с минимальным риском для здоровья и жизни людей.

Автоматические установки пожаротушения применяются в совокупности с системой оповещения и пожарной сигнализацией.

К основным типам автоматических систем пожаротушения относятся:

  • водяные установки;
  • пенные установки;
  • газовые и аэрозольные установки;
  • порошковые установки;
  • и дренчерные установки.

Принцип работы дренчерной системы

Более подробно рассмотрим устройство и принцип работы дренчерной системы пожаротушения. Основная цель такой системы – это уничтожение очагов возгорания и невозможность дальнейшего распространения огня. Дренчерные системы предназначены для тушения пожаров на больших территориях .

Основным элементом конструкции такой системы является дренчерный ороситель (дренчер). Дренчер представляет собой установку орошения открытого типа , встраиваемую на трубопроводах водяных систем. Подача воды в дренчеры осуществляется из водопровода, который связан с насосом. Диаметр водопровода пропорционален скорости движения струи воды. Установка, благодаря которой осуществляется подача воды бывает:

  • электрическая;
  • гидравлическая;
  • пневматическая.

При возникновении возгорания в помещении датчик фиксируют скачок температуры и передают сигнал на пульт. Пульт сверяет данные сигнала с допустимыми значениями и если те превышают заданное значение, дает команду для активации насосной станции.

Насосная станция незамедлительно начинает подачу воды или иные средства пожаротушения в трубопроводы, а те в свою очередь доставляют их к дренчерам и распыляются по всей поверхности пожаротушения . Таким образом, происходит ликвидация возгорания в местах локализации пожара.

Требования к системе. Виды и стандарты

Основным требованием при установке дренчерной системы является факт, что на каждый дренчер приходится девять квадратных метров орошаемой поверхности. Расстояние между дренчерами должно составлять три метра. Расход воды должен составлять пол-литра за секунду на каждый метр поверхности.

Особое внимание следует уделить скорости прохождения воды через трубопроводы . Подводящий трубопровод пропускает воду, имея скорость 3 м/с, а скоростная характеристика распределительного трубопровода должна составлять 10 м/с.

В зависимости от применяемого типа привода выделяют следующие виды дренчерных систем:

  • механические;
  • пневматические;
  • гидравлические;
  • электрические;
  • комбинированные.

Действующими стандартами разделяют такие системы и по степени быстродействия :

Блок в 50% от начала статьи статьи

  • мгновенная активизация всех элементов;
  • средняя скорость реагирования всех элементов;
  • инерционные установки.

Стандартами регламентируются мощности дренчерных систем. Для установок повышенной мощности или большой пожаротушение осуществляется в течение часа работы, а для среднемощных установок – около получаса.

Преимущества перед другими системами

Основным преимуществом перед спринклерными установками является отсутствие замков на распыляющих насадках , что повышает скорость реагирования такой системы. Для своевременного начала работы дренчерной системы достаточно лишь поступления сигнала от датчиков. Система пожаротушения исключает присутствие людей.

Выделяют и иные преимущества таких систем:

  • покрытие средством пожаротушения большой площади одновременно;
  • создание преграды для невозможности распространения огня, излучения, дыма;
  • приемлемая стоимость оборудования и несложный монтаж установки;
  • автоматическая активация системы дымоудаления;
  • наличие системы оповещения;
  • круглосуточный контроль температурного режима.

Современные варианты исполнения

Современные дренчерные установки в своей конструкции имеют сенсорные датчики , работающие на фотоэлементах. Такие датчики имеют максимальное значение входного сигнала, что позволяет им среагировать на увеличение допускаемой температуры за 0,6 секунды. Датчики отличаются еще и большой точностью.

Во многих современных дренчерных системах в качестве материала для пожаротушения применяют легко дисперсную пену, при этом диаметр трубопроводов не увеличивают, что позволяет сохранять легкость всей конструкции.

Водяная завеса

Во время пожаротушения дренчерные системы способны создавать водяные завесы. Благодаря такой завесе площадь, на которой обнаружен очаг возгорания, или непосредственно объект в помещении отгораживается от остальных площадей водой, и возможность дальнейшего распространения пожара сводится к нулю .

В зависимости от мощности применяемой установки в системе такая водяная завеса способна продолжительный период времени изолировать очаг возгорания. Для эффективной работы системы дренчеры встраиваются в проемах входа и въезда.

Блок в 75% от начала статьи статьи

Дренчеры, предназначенные для создания завес, располагаются друг от друга на расстоянии двух метров. Оросители в дверных проемах – на расстоянии 0,5 метра друг от друга.

Резюме

Дренчерные автоматические системы пожаротушения незамедлительно реагируют на источник возникновения возгорания, благодаря сверхчувствительным датчикам. Бывают различных видов. Такие системы способны создавать водяные завесы, ограждая свободные от огня территории, а, самое главное, исключают присутствие человека во время пожаротушения. Отличаются простотой конструкции и приемлемой ценой.

Среди различных способов локализации и устранения источников возгорания в зданиях любого назначения особое место занимает дренчерная система пожаротушения. Она является одной из наиболее распространенных систем, поскольку отличается надежностью, проверенной временем. Цель данной статьи – описать устройство и принцип работы этой системы водяного пожаротушения.

Установки подобной конструкции появились еще в начале прошлого века в Англии. Сеть разветвленных по цехам трубопроводов в случае пожара заполнялась водой с помощью ручных помп и предназначалась для гашения огня по всей площади помещения. С тех пор назначение дренчерных систем пожаротушения не изменилось, они используются, как правило, в производственных помещениях с повышенной пожарной опасностью, например, на деревообрабатывающих предприятиях, в цехах химических производств, где присутствует большое количество легковоспламеняющихся материалов и так далее.

Задачей данных установок является устранение источников возгорания путем орошения водой большой площади либо сдерживание пожара в определенных границах с помощью водных дренчерных завес.

Конструкция дренчерной установки очень схожа со спринклерной системой, где от узла пожарных насосов по зданию расходится сеть трубопроводов. Основной элемент системы – это ороситель, не имеющий теплового замка и всегда находящийся в открытом состоянии. Этим и отличаются спринклерные и дренчерные установки пожаротушения, трубопроводы в них в обычной обстановке пусты, а заполняются водой лишь по сигналу тревоги.

Исключение – дренчерное водяное пожаротушение взрывоопасных производств. Здесь трубы заполнены водой, но без избыточного давления, а оросители установлены розетками вверх. Эти мероприятия проводятся с целью уменьшения промежутка времени между сигналом тревоги и началом гашения огня.

Устройства для непосредственного распыления воды различаются двух типов:

  • распылители лопаточного типа с диаметром отверстия 12 мм;
  • дренчерные оросители для водяной завесы, их диаметры бывают 10, 12, 16 мм.

Орошаемая площадь горизонтальной поверхности от каждого распылителя принимается равной ориентировочно 9 м2, если в технической документации на изделие не прописаны другие данные. Поскольку в схеме используется принцип перекрывания зон орошения, то шаг установки дренчеров составляет 3 м, а расстояние до ближайшей стены должно составлять 1.5 м. Если требуется осуществлять дренчерное пожаротушение вертикальной поверхности или распылять воду над полом, то шаг установки принимается по ее расходу, равному 0.5 л/сек на 1 м2.Все основные элементы дренчерной установки показаны на схеме:

Принцип работы дренчерной системы

По способу срабатывания при возгорании системы делятся на 2 вида:

  1. Путем автоматического открывания клапанов, установленных на магистральном трубопроводе.
  2. Ручным способом, с помощью задвижки.

Примечание. В последнее время задвижки снабжаются электроприводами, поэтому для активации пожаротушения достаточно просто нажать соответствующую кнопку. Групповой клапан открывается автоматически под воздействием тросового, пневматического или гидравлического привода.

При нормальной обстановке сухотрубная система пожаротушения заполняется водой только до узла управления, в состав которого входит групповой клапан (выше на схеме трубы с водой показаны синим цветом). После возникновения очага возгорания и повышения температуры срабатывает тепловой пожарный извещатель, передавая сигнал тревоги на шкаф управления. Оттуда в автоматическом режиме поступает команда на гидравлический или пневматический привод, открывающий клапан на магистральном трубопроводе. Дренчерные системы пожаротушения также могут включаться и от тросового привода. В нем трос, расположенный в помещении, закреплен зажимами с плавкими вставками, что разрушаются при нагреве.

Тросовой привод

После открытия клапана или задвижки пожарная сеть начинает заполняться водой, одновременно включается в работу главный пожарный насос, обеспечивая большой расход воды, составляющий 0.1 л/сек на 1 м2 защищаемой поверхности. В отдельных случаях, например, когда на объекте имеются материалы, содержащие резину, этот расход может быть увеличен до 0.3 л/сек. В этом и заключается принцип работы дренчерной системы пожаротушения, где для гашения пламени или создания водяных завес используются большие объемы воды.

В первый час работы насосная станция опорожняет пожарный резервуар, обеспечивая высокий расход воды для интенсивного орошения площадей. После того как емкость опустеет, насос качает воду из общей сети. При этом расход уменьшается, поскольку центральный водопровод на это не рассчитан, поэтому эффективность системы падает.

Заключение

В силу своих особенностей дренчерная система применяется избирательно, поскольку в результате обильного орошения она может нанести урон не меньший, чем сам пожар. По этой причине дренчеры устанавливаются только в коридорах офисных зданий с целью создания водяных завес

Всё про ультразвуковые увлажнители воздуха
Пожарный гидрант: типы, назначение, установка, схема Мобильные кондиционеры без воздуховода: особенности эксплуатации Как работает система чиллер-фанкойл
Система газового пожаротушения: модули, установка, монтаж

Одной из современных тенденций, прослеживающихся при строительстве складских, производственных, торговых, развлекательных и других объектов, является увеличение занимаемых ими площадей, что влечет за собой рост пожарной нагрузки, увеличение длины путей эвакуации и, как следствие, увеличение пожарной опасности и возможного ущерба от пожара.
В последние несколько лет в различных документах, направленных на снижение пожарной опасности, в том числе в технических условиях, отражающих специфику противопожарной защиты объекта, технических решениях в области противопожарной безопасности, различных компенсирующих мероприятиях все чаще встречается такое техническое решение, как дренчерная завеса. При этом отсутствует опыт эксплуатации таких завес (хотя длина некоторых из них достигает несколько сотен метров), отсутствует информация о выполнении дренчерными завесами своих функций при реальных пожарах. В нормативных документах вопросы необходимости применения, особенности проектирования таких завес отражены недостаточно. Мало исследованы возможности использования дренчерных завес как компенсирующих мероприятий для предотвращения распространения огня, дыма за пределы дренчерной завесы. Анализу существующих представлений об эффективности применения дренчерных завес и посвящается настоящая статья.

1. Сущность, назначение, классификация и область применения дренчерных завес

ГОСТ дает понятия водяных завес и их физических параметров:

Водяная завеса: поток воды или ее растворов, препятствующий распространению через него пожара и / или способствующий предупреждению прогрева технологического оборудования до предельно допустимых температур.
Ширина завесы: фронтальная протяженность защищаемой площади, в пределах которой обеспечивается заданное значение удельного расхода.
Глубина завесы: перпендикулярная к ширине завесы протяженность защищаемой площади, в пределах которой обеспечивается заданный удельный расход.
Удельный расход водяной завесы: расход, приходящийся на один погонный метр ширины завесы в единицу времени.
Водяные завесы выполняют функции охлаждения и предотвращения распространения пожара и его опасных факторов (ОФП) через оконные, дверные и технологические проемы, за пределы защищаемого оборудования, зоны или помещений, а также для обеспечения безопасных условий для эвакуации людей из горящих помещений. Таким образом, водяные завесы могут выполнять раздельно или в совокупности две основные функции:

  • экранирование тепловых потоков, дыма и токсичных продуктов горения с целью исключения распространения пожара и его опасных факторов за пределы водяных завес;
  • охлаждение технологического оборудования с целью исключения нагрева его конструкций до предельно допустимых температур.

Водяные завесы подразделяются объемные, контактные и поверхностные.
Объемная завеса — пленочный, капельный или струйный поток, направленный непосредственно оросителем по вертикальной плоскости защищаемого пространства, обеспечивающий неприемлемые условия для распространения через него пожара.
Контактная завеса — поток, направленный непосредственно оросителем на преграду, с которой жидкость в раздробленном (капельном или струйном) виде падает вниз под действием гравитационных сил в атмосфере окружающей среды, и обеспечивает неприемлемые условия для распространения через него пожара.
Поверхностная завеса — поток, направленный непосредственно оросителем на преграду, по которой жидкость в раздробленном (капельном или струйном) или пленочном виде стекает вниз под действием гравитационных сил по защищаемой поверхности, и способствующий предупреждению прогрева технологического оборудования до предельно допустимых температур.
Примером объемных завес являются водяные завесы, устраиваемые для защиты театральных занавесей, примером контактных — завесы для оконных проемов, примером поверхностных — завесы для орошения резервуаров, причем в последнем случае на горящем резервуаре реализуется функция охлаждения стенок, а на смежном с горящим — функция экранирования теплового потока.

Дренчерные завесы можно классифицировать:
по области их применения:
1.1. в театрах, для защиты проемов портала сцены, арьерcцены, карманов сцены, склада декораций .
Дренчеры устанавливают под колосниками сцены и арьерсцены, под нижним ярусом рабочих галерей и соединяющими их нижними переходными мостиками, в сейфе скатанных декораций и во всех проемах сцены, включая проемы портала, карманов и арьерсцены, а также части трюма, занятой конструкциями встроенного оборудования сцены и подъемно-опускных устройств. Орошение противопожарного занавеса следует предусматривать со стороны сцены. Расстановку дренчерных оросителей производят, исходя из следующих условий: расход воды на орошение проемов сцены принимается 0,5 л / с на 1 м проема, на орошение портала сцены - не менее 0.5 л / с на 1 м ширины портала при его высоте до 7.5 м и 0.7 л / с на 1 м при высоте более 7.5.
1.2. вместо противопожарных стен 1-го типа для деления зданий на пожарные отсеки в общественных, административных и других зданиях (рис. 1).

Рис.1. Дренчерная завеса в торговом центре
В зданиях вокзалов вместо противопожарных стен допускается устройство водяных дренчерных завес в две нити, расположенных на расстоянии 0.5 м и обеспечивающих интенсивность орошения не менее 1 л / с на 1 м длины завес. Время работы завес - не менее 1 ч.
1.3. для сообщения помещений для хранения автомобилей на этаже с помещениями другого назначения в стоянках автомобилей .
Сообщение помещений для хранения автомобилей на этаже с помещениями другого назначения или смежного пожарного отсека допускается через тамбуршлюз с подпором воздуха при пожаре или с устройством дренчерной завесы над проемом со стороны автостоянки.
1.4. для защиты постоянно открытых технологических проемов в производственных и складских зданиях.
При невозможности устройства в противопожарных преградах дверей, ворот, люков и клапанов - в противопожарных преградах, отделяющих помещения категории В от других помещений, следует предусматривать комплекс мероприятий по предотвращению распространения пожара и проникания горючих газов, паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, пыли, волокон, способных образовывать взрывоопасные концентрации, в смежные этажи и помещения. Эффективность этих мероприятий должна быть обоснована.
1.5. в местах примыкания эвакуационных лестниц к галереям и эстакадам поперек конвейерных лент в складах лесных материалов, а также в местах примыкания галерей и эстакад к зданиям .
В местах примыкания галерей и эстакад к зданиям и помещениям категорий А, Б и В, перегрузочным узлам следует предусматривать дренчерные завесы с расходом воды не менее 1 л / с на 1 м ширины проема либо открытые тамбур-шлюзы длиной не менее 4 м, оборудованные автоматическими установками пожаротушения с расходом воды 1 л / с на 1 м2 пола тамбура. В местах примыкания эвакуационных лестниц к галереям и эстакадам поперек конвейерных лент следует предусматривать дренчерные завесы с сухотрубами диаметром 77 мм, оборудованными пожарными соединительными головками для подключения пожарных машин.
1.6. для отделения технологической площадки от танкеров на причальных комплексах для перевалки нефти и нефтепродуктов (рис. 2);

Рис.2. Дренчерная завеса на причальном комплексе
1.7. для охлаждения горящего и соседних резервуаров в резервуарных парках (рис.3).
Стационарная установка охлаждения резервуара состоит из горизонтального секционного кольца орошения (оросительного трубопровода с устройствами для распыления воды), размещаемого в верхнем поясе стенок резервуара, сухих стояков и горизонтальных трубопроводов, соединяющих секционное кольцо орошения с сетью противопожарного водопровода, и задвижек с ручным приводом обеспечения подачи воды при пожаре на охлаждение всей поверхности резервуара и любой ее четверти или половины (считая по периметру) в зависимости от расположения резервуаров в группе.

Рис. 3. Охлаждение резервуаров
1.8. в саунах ;
Помещение парильной следует оборудовать по периметру дренчерным устройством (из перфорированных сухотрубов, присоединенных к внутреннему водопроводу) с управлением перед входом в парильную.

по виду использованных оросителей :

  • специальные оросители для дренчерных завес в проемах (рис. 4);
  • специальные оросители для дренчерных завес на причальных комплексах;
  • обычные дренчеры;

Рис. 4. Дренчерный ороситель

по виду пуска:

  • автоматический пуск от автоматической установки пожаротушения и / или от автоматической пожарной сигнализации;
  • ручной дистанционный пуск от кнопки дистанционного пуска (электрический);
  • ручной местный пуск от кнопки ручного пуска (электрический) и / или от крана включения завесы (механический);

по нормативной интенсивности:

  • 1 л / с на 1 м длины завесы (стандартно для большинства объектов);
  • 0,7 л / с на 1 м длины завесы (используется в театрах);
  • 0,5 л / с на 1 м длины завесы (используется в театрах);
  • индивидуально для объекта в соответствии с согласованными Техническими условиями, техническими решениями, компенсирующими мероприятиями.

2. Дренчерная завеса как компенсирующее отступления от противопожарных норм мероприятие. Особенности применения дренчерных завес

В больших по площади торгово-развлекательных центрах, гипермаркетах в последние 10 лет, для того чтобы не выделять противопожарными стенами 1-го типа (REI150) пожарные отсеки и сохранить необходимую торговую или другую площадь, широко стали применяться дренчерные завесы. Длина реально проектируемых сегодня дренчерных завес, используемых в качестве компенсирующего мероприятия вместо противопожарных стен, достигает 250 м. При этом «предел огнестойкости», если так можно выразиться, дренчерной завесы, работающей по проекту, - 1 час, в лучшем случае EI60. Причем реальных исследований и огневых испытаний, подтверждающих хотя бы эти данные, проектировщиками и заказчиками не проводится. Предположим ситуацию пожара в торговом центре с хранением товара на витринах или стеллажах. Сможет ли дренчерная завеса сдерживать пожар при горении витрин или стеллажей в случае, если завеса расположена перпендикулярно им? А если завеса расположена параллельно стеллажам, и в результате металлические конструкции стеллажей через 8-15 минут развития пожара не смогли удерживать товары, и горящие товары рассыпались по торговому залу, в том числе и перелетев через дренчерную завесу? Продолжат ли они гореть в другом пожарном отсеке? Сможет ли вообще дренчерная завеса сдерживать пожар как противопожарная стена 1-го типа?

Среди проектировщиков и архитекторов отсутствует единое мнение, есть ли необходимость суммировать площади нескольких этажей, когда они объединены открытым проемом или атриумом с открытыми лестницами, эскалаторами и лифтами. Существуют технические решения ограждать открытые проемы по периметру дренчерными завесами. В этом случае с большой долей вероятности пламя, дым и токсичные продукты горения не проникнут с горящего этажа на другие этажи через открытые проемы или атриум. Однако встречаются и варианты, в которых предлагается увеличить количество спринклеров по периметру открытых проемов. Неочевидна не только эффективность, но и целесообразность такого технического решения.

При нормативной интенсивности орошения расход воды численно равен ширине постоянно открытого проема, в некоторых случаях несколько сотен литров в секунду. Например, работа дренчерной завесы в течение одного часа для защиты проема 100 м потребует расхода воды 100 л / с. Это повлечет за собой установку насосов электрической мощностью 150-200 кВт и резервуара 400 м3. При этом необходимо также учитывать, что расход дренчерной завесы необходимо суммировать с расходом воды на спринклерную установку пожаротушения и на пожарные краны внутреннего противопожарного водопровода.
Проектировщиками и заказчиками должен приниматься во внимание тот факт, что при пожаре в защищаемое помещение будет вылито те же 400 м3 воды.
Необходимо отметить, что не распространено так широко применение защитных экранов, спускающихся с перекрытия, которые могли бы быть особенно эффективны в сочетании с дренчерными завесами.

Для проектирования и применения дренчерных завес во всех других случаях, кроме , особенно в качестве компенсирующего мероприятия, организациями, имеющими лицензию, должны быть разработаны Технические условия, отражающие специфику противопожарной защиты конкретного объекта. Технические условия должны быть согласованы с ГПН МЧС России.

3. Методика проектирования и расчета дренчерных завес

Структурная схема типовой дренчерной завесы изображена на рис. 5. Методика расчета дренчерных завес приведена в . Специальные оросители для дренчерных завес выпускаются Бийским заводом «Спецавтоматика», а также ведущими производителями пожарно-технического оборудования в мире, хотя в отечественной практике часто встречаются случаи проектирования водяных дренчерных завес на оросителях общего назначения. При выборе основных характеристик оросителя необходимо провести перерасчет интенсивности орошения в удельный расход, приходящийся на 1 м ширины завесы.

Рис.5. Схема дренчерной завесы: 1 – специальный дренчер; 2 – ширина проема в противопожарной преграде; 3 – реле потока; 4 – клапан (включение дренчерной завесы автоматически); 5 – кран (включение дренчерной завесы вручную на месте); 6 – прибор управления пожарный; 7 – кнопка дистанционного пуска (включение дренчерной завесы вручную дистанционно)

При этом нормативным параметром является интенсивность орошения, а проектными параметрами - вид оросителя, напор на оросителе, расстояние между оросителями, диаметр трубопровода, на котором размещены оросители, высота установки оросителей.
Для создания водяных завес используются оросители общего назначения или специальные оросители. Оросители для водяных завес обеспечивают как короткие, так и достаточно протяженные зоны орошения, т.е. орошаемая ими зона в зависимости от объекта защиты может приобретать любые размеры как по ширине, так по длине и по высоте. Основным гидравлическим параметром водяных завес является удельный расход .

Под удельным расходом понимается:
— для пространственных и контактных завес — расход, приходящийся на 1 м ширины завесы или проема;
— для поверхностных завес — расход, приходящийся на 1 м длины завесы.

Нормативное значение удельного расхода зависит от конкретных объектов защиты. Согласно СНиП 2.04.09-84 для производственных, административных и жилых зданий удельный расход должен быть не менее 1л/с м, по СНиП 2.08.02 для культурно-зрелищных учреждений — в пределах (0,5-0,7) л/с м, по СНиП 2.11.03-93 для орошения резервуаров с нефтепродуктами должен быть в пределах (0,2 — 0,75) л/с м, а при горении в обваловании максимальное значение удельного расхода составляет 1-1,1 л/с м. Сравнительную оценку эффективности различных типов оросителей между собой можно осуществлять по ширине гарантированной завесы, в пределах которой должен быть одинаковым удельный расход.

Согласно НПБ 88 и СНиП 2.08.02 давление в наиболее удаленном и высоко расположенном оросителе должно быть не менее 0,05 МПа. По существу это требование неправомерно, т.к. любой ороситель независимо от его места расположения должен обеспечить необходимый удельный расход. Поэтому величина давления должна определяться из расчета, чтобы при срабатывании оросителя в защищаемой зоне поддерживались требуемые условия орошения.

Несмотря на отсутствие статистических данных, результатов экспериментов одним из основных компенсирующих мероприятий, направленных на снижение пожарной опасности при значительном превышении площадей пожарных отсеков, является применение дренчерных завес, разделяющих помещения большой площади. Завесы получили широкое распространение, поскольку других возможностей увеличить площадь пожарного отсека, в том числе нормативных, у проектировщиков сегодня попросту нет.

Литература

  1. ГОСТ 54043-2002. Установки водяного и пенного пожаротушения автоматические. Оросители. Общие технические требования. Методы испытаний.
  2. СНИП 2.11.03-93. Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы.
  3. СНИП 21-02-99*. Стоянки автомобилей.
  4. СНИП 2.08.02-89*. Общественные здания и сооружения.
  5. СНИП 21?03-2003. Склады лесных материалов. Противопожарные нормы.
  6. СНИП 2.08.01-89*. Жилые здания.
  7. СНИП 31-01-2003. Здания жилые многоквартирные.
  8. ТСН 21-303-2003. Жилые здания. Требования пожарной безопасности.
  9. ВСН 12-87. Причальные комплексы для перегрузки нефти и нефтепродуктов.
  10. Мешман Л. М., Цариченко С. Г., Былинкин В. А., Алешин В. В., Губин Р. Ю. Проектирование водяных и пенных автоматических установок пожаротушения /Под общ. ред. Н. П. Копылова. - М.: ВНИИПО МЧС РФ, 2002. - 413 с.
  11. Мешман Л. М., Цариченко С. Г., Былинкин В. А. и др. Оросители водяных и пенных автоматических установок пожаротушения /Под общ. ред. Н. П. Копылова. - М.: ВНИИПО, 2002. - 315 с.
  12. НПБ 88-2001*. Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования.
  13. Ороситетель дренчерный для водяных завес «ЗВН»: Пособие по применению. - Бийск: ЗАО «ПО «Спецавтоматика», 2005.
  14. СНИП 31-05-2003. Общественные здания административного назначениия.

Порядок проектирования дренчерных завес с использованием оросителей марки «ЗВН» производства ЗАО «ПО «Спецавтоматика»

Данный документ носит рекомендательный характер и определяет последовательность расчета необходимого количества оросителей марки «ЗВН» и расстояний между ними для защиты проемов высотой до 2,5 м и любой протяженности в соответствии с главным требованием НПБ 88-2001* (п. 4.24.), касающегося завес: «Расстояние между оросителями дренчерных завес следует определять из расчета расхода воды или раствора пенообразователя 1,0 л/с на 1 м ширины проема».

Порядок проектирования

1. Выбрать тип оросителя «ЗВН» («3», «5» или «8»), принимая во внимание коэффициент производительности оросителя и ширину защищаемого проема:
— до 2 м – любой тип;
— от 2 м до 4 м – «ЗВН-5» или «ЗВН-8»;
— свыше 4 м – «ЗВН-8».

2. По таблице технических характеристик на конкретный ороситель (далее по тексту – «таблица») принять уровень давления Р (свободного напора) перед диктующим оросителем.
3. Из таблицы для оросителя выбрать ширину B (м) завесы при давлении Р и высоте установки Н (2 м или 2,5 м).
4. Определить расчетным путем расход через диктующий ороситель по формуле:

где Q – расход, л/с;
К – коэффициент производительности;
Р – принятое в п.2 давление, МПа.

5. Для оросителя выбрать из таблицы значение интенсивности I (среднего удельного расхода) на 1 м ширины завесы (учитывая Р и Н ), или определить интенсивность по формуле:
I = Q / В, (л/м * с).

6. Определить, исходя из требования «1,0 л/с на 1 м ширины проема», требуемое минимальное количество оросителей n для защиты левой и правой сторон проема по формуле:

n = 1 / I , (шт.).

Примечания.
1. Полученное значение необходимо округлить в большую сторону до ближайшего целого числа.
2. При ширине проема менее 4 м для оросителей «ЗВН-8» на данном этапе сразу принимается количество n +1 за значение N (см. ниже п. 9), а расстояние (шаг) между оросителями, высчитывается из условия расположения всех оросителей над проемом.
7. Принять расстояние l кр (м) от края проема до первого оросителя, соблюдая условие перекрытия завесой угла проема (т.е., учитывая угол распыла из оросителя при давлении Р ) и при высоте установки оросителей относительно верхнего края проема h (м):
— при h = 0 (оросители на уровне верхнего края проема) принять l кр = 0;

— при h = 0,25 м — l кр = 0,35 м (для «ЗВН-3» — l кр = 0,1 м);
— при h = 0,5 м — l кр = 0,7 м (для «ЗВН-3» — l кр = 0,2 м).
Примечание. Для проемов шириной менее 3 м рекомендуется принимать l кр =0 .

8. Определить максимальное расстояние (шаг) l между оросителями n (см. п. 6) по формуле (обозначение величин – см. выше):

9. Определить максимальное количество оросителей N (шт.) по длине проема L (м) по формуле:

Примечание. Полученное значение необходимо округлить в большую сторону до ближайшего целого числа.

10. Скорректировать значения l кр (справа и слева), чтобы они были равны, а оросители симметрично, относительно центра проема, расставлены на расстоянии l .
11. Уточнить количество оросителей N . Если значение h принято от 0,25 м до 0,5 м, а количество оросителей N ? 2п+3, то допускается средние оросители устанавливать через один с шагом 2 l .
12. Если стена между отсеками противопожарная (например, кирпичная или бетонная), то допускается устанавливать оросители в 2 ряда (по обе стороны стены), при этом расстояние между рядами оросителей должно быть не более 0,5 м.
13. Произвести гидравлический расчет секции и подобрать соответствующее оборудование.

Приложение

Пример расчета дренчерной секции-завесы

Требуется определить количество оросителей и рассчитать расстояния между ними для защиты проема высотой 2 м и шириной 10 м.
1. Выбираем оросители «ЗВН-8» с коэффициентом производительности К=0,19.
>2. Принимаем по таблице характеристик оросителя Р =0,4 МПа.
3. Оросители будем устанавливать на высоте 2,5 м над уровнем пола. Ширина завесы одного оросителя В составляет 7 м.
4. Расход через диктующий ороситель вычислим по формуле. Получим Q=1,2 л/с.
5. Рассчитаем значение интенсивности по формуле. Получим I = 0,17 л/м * с.
6. Определим минимальное количество оросителей п для защиты правой и левой сторон проема. Округлив результат до ближайшего большего целого получим п =6 шт.
7. Высота установки оросителей над проемом h = 0,5 м, следовательно примем l кр = 0,7 м.
8. Определим шаг установки оросителей по краям проема – получим l =0,56 м.
9. Определим количество оросителей по ширине всего проема. Опять же округлив, получим N =17 шт.
10. Скорректируем расстояния до крайних оросителей относительно проема. Получим расстояния l кр =1/2 * (10м – 16 l) = 0,5 м.
11. Уточним количество оросителей N . В нашем случае выполняется условие N ? 2п+3, поэтому из схемы установки оросителей следует убрать 3 шт., а 2 оросителя установить через расстояние 2 l = 1,1 м.
Результат решения графически представлен на рисунке 1.

Также, на рисунке 2, представлен фрагмент середины завесы при том же расчете, но с большой шириной проема L . Оросители, в соответствии с п.11 расчета, установлены на расстоянии 2 l = 1,1 м. Как видно из рисунка, любой участок проема находится под действием не менее 6 оросителей (т.е. минимального количества оросителей, равным п , для которого рассчитана совокупная интенсивность I не менее 1 л/м * с (см. п.6)).

Приложение

Рисунок 1. Результат расчета

Рисунок 2. Фрагмент середины завесы с оросителями, установленными с шагом 2 l .