Типичные ошибки при проектировании модульных установок пожаротушения и их последствия.
Типичные ошибки при проектировании модульных установок пожаротушения и их последствия
ВВЕДЕНИЕ
К сожалению, процесс проектирования модульных установок пожаротушения до сих пор вызывает у специалистов проектных организаций больше вопросов, чем ответов. И каждый ИП решает эти вопросы по своему разумению, но не всегда правильно.
Проблема в том, что действующие в этой области нормативные документы, а именно их терминология, содержание, стиль изложения, подразумевают наличие значительного пласта базовых знаний у пользующихся ими специалистов.Если этих знаний недостаточно, то процесс принятия технического решения становится некоторой лотереей – сработает система при пожаре или не сработает, по везет или не повезет…
ВНИИПО в 2003 году выпустил, на мой взгляд, очень полезный документ. Называется он – «Средства пожарной автоматики. Область применения. Выбор типа.» и носит статус рекомендаций. Это тот самый случай, когда статус документа полностью соответствует его назначению. Эти «Рекомендации…» иллюстрируют непосредственно процесс проектирования систем пожарной автоматики, причем делают это стройным образом со ссылками на действующие (в тот момент времени) нормативные документы. Рекомендации не дают ничего нового, но последовательно проявляют и объясняют принятие тех или иных технических решений, т.е. просто являются своеобразным «лоцманом» в море СНиПов, ГОСТов и Норм…
Заинтересовавшиеся специалисты этот документ без труда разыщут и смогут подробно с ним ознакомиться, а я постараюсь в этой статье просто поделиться опытом решения ряда вопросов, периодически возникающих в процессе проектирования модульных установок пожаротушения, и обратить внимание читателя на некоторые неочевидные при рассмотрении, но важные при работе автоматики пожаротушения моменты.
1. ВЫБОР КЛАССА ПОЖАРА. ВЫБОР МОДУЛЯ ПОЖАРОТУШЕНИЯ
При сборе исходных данных о защищаемом объекте кроме объемнопланировочных решений требуется определить перечень горючих веществ (материалов) в помещении и соответствующий им класс или подкласс пожара (определяется по Приложению Свода правил 9.13130.2009 «Техника пожарная. Огнетушители. Требования к эксплуатации.»).
Если возможны комбинированные очаги пожара, то необходимо выбирать более универсальный по области применения модуль пожаротушения. При этом его огнетушащая способность определяется по данным производителя (паспорт) для выбранных классов пожара по минимальным значениям.
Типичной ошибкой при проектировании является попытка использовать максимальные значения огнетушащей эффективности выбранного модуля. Например, использовать характеристики модуля по тушению пожара класса «А» на объекте с наличием горючих (ГЖ) и легковоспламеняющихся (ЛВЖ) жидкостей недопустимо, т.к. в абсолютном большинстве случаев эти значения не совпадают. Последствия – недостаток ОТВ приводит к неэффективной работе модульной установки при пожаре, т.е. тушения не происходит.
2. АНАЛИЗ ОФП. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИДА ПОЖАРНЫХ ИЗВЕЩАТЕ ЛЕЙ (ПИ) ДЛЯ ЗАПУСКА МОДУЛЕЙ ПОЖАРОТУШЕНИЯ
В соответствии с ГОСТ 12.3.04691 АУПТ должна срабатывать до окончания начальной стадии пожара.
Минимальную продолжительность начальной стадии пожара tнсп в помещении определяют в соответствии с ГОСТ 2.1.004.
При наличии в защищаемом помещении пыли или дымов необходимо проанализировать возможность ложного срабатывания дымового ПИ с заданными порогами срабатывания. При этом следует учитывать, что большинство модулей пожаротушения при срабатывании выбрасывают в зону тушения мелкодисперсные фракции, воспринимаемые абсолютным большинством дымовых ПИ как дым.
Расчет критического времени пожара, необходимого для обеспечения своевременной эвакуации людей, проводят по методике, изложенной в ГОСТ 12.1.004. Задача заключается в выборе схемы пожара, которая приводит к наиболее быстрому развитию одного из опасных факторов пожара (ОФП).
Развитие ОФП зависит от вида горючих веществ и материалов и площади горения, которая, в свою очередь, обуславливается свойствами самих материалов, а также способом их укладки и размещения.
Типичной ошибкой при проектировании является попытка использовать дымовые ПИ как для подачи сигнала «Тревога» в систему оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ), так и для формирования команды на запуск средств пожаротушения. Это возможно не всегда, т.к., с одной стороны, место обнаружения дыма совсем неоднозначно локализует место очага пожара, а с другой – срабатывание модульной установки по та кому сигналу вполне способно вызвать «эффект лавины» по мере распространения ОТВ в соседние зоны контроля. Излишне говорить, что для модульных систем, являющихся системами с ограниченным запасом ОТВ, своевременность воздействия в большинстве случаев является определяющей… Вероятно, при проработке вышеперечисленных в текущем разделе требований выявится необходимость проработки двух систем пожарной сигнализации, реагирующих на разные ОФП (например, дым+тепло). Это будет дороже, но это будет правильно.
3. ВЫБОР РАЗМЕРОВ ЗОН ТУШЕНИЯ, ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЗОН ТУШЕНИЯ ПРИ СРАБАТЫВАНИИ
При анализе пожарной опасности хранящихся на защищаемом объекте материалов в числе других параметров есть такой, как линейная скорость распространения пламени по поверхности горючего материала. Он должен определяться по справочным данным еще на этапе формирования ТЗ, но в практике проектирования модульных установок почти никогда не встречается. А ведь именно он является определяющим при определении размеров зон тушения и времени их реакции.
В идеальном случае пожар возникает в центре зоны обнаружения и за некоторое время, не превышающее tнсп (!), обнаруживается ПИ. К моменту прохождения на моду ли командного импульса очаг не успел распространиться за пределы зоны тушения. Тушение происходит «в штатном режиме» и, как правило, успешно.
Но предсказать место возникновения очага в реальности почти невозможно! Чем больше помещение и чем больше в нем зон тушения, тем выше вероятность возникновения пожара на границе таких зон. Нормативными документами допускается некоторая технологическая задержка при запуске соседних зон пожаротушения, но достаточно ли мала эта задержка? Если происходит горение твердых горючих веществ (ТГВ, класс пожара «А»), то за время между обнаружением пожара и моментом подачи ОТВ очаг из-за относительно низких линейных скоростей распространения, как правило, далеко «не уходит» и оказывается в зоне прямо го воздействия ОТВ. Да и характер горения ТГВ позволяет воздействовать на очаг по степенно. А вот в случае с тушением розлива ГЖ и ЛВЖ (класс пожара «В»), возникшем на границе зон, такая задержка может стать фатальной, т.к. по парам пожар может успеть вернуться в уже «потушенную» зону и продолжить развитие.
Типичной ошибкой при проектировании является то, что проектировщики не же лают анализировать сам процесс развития и тушения пожара, а слепо следуют нормативным документам, не обращая внимания на все возможные особенности этого процесса.
4. ПОДАЧА КОМАНДНОГО ИМПУЛЬСА, РАСЧЕТ СЕЧЕНИЯ ПОДВОДЯ ЩИХ ПРОВОДОВ, РАСЧЕТ ПУСКОВЫХ ТОКОВ
Модули пожаротушения приводятся в действие путем подачи на них от прибора пожарного управления (ППУ) командного токового импульса определенных параметров. Обычным значением пускового тока является значение 0,10,7 А на модуль. Принято считать, что чем больший ток способен выдать ППУ, тем больше модулей на него можно «повесить» и …тем лучше, потому что дешевле. Это совсем не так.
Выходной импульс ППУ сам «не знает» о том, что обязан соответствовать достаточным для запуска значениям на входе в модуль тушения. При достаточной длине линии пуска (ЛП) он может как потерять большую часть своей энергии на проводах, так и «воз никнуть» в виде наведенной ЭДС. Если сравнивать требования, предъявляемые к шлейфам сигнализации, контролируемые при проведении сертификационных испытаний ППУ, с требованиями к ЛП, то очевидна справедливая жесткость к первым и практическое отсутствие вторых. Задача по обеспечению прохождения командного импульса до самых удаленных «потребителей» полностью лежит на инженере проектировщике.
Типичной ошибкой при проектировании является незнание и/или неприменение специалистами законов Ома, Кирхгофа и Джоуля-Ленца. В результате такая ситуация, когда работоспособная и полностью диагностируемая (в дежурном режиме) система мо дульного пожаротушения не срабатывает при пожаре или срабатывает без пожара, становится традиционной. Отдельного упоминания в этом разделе стоит необходимость контроля емкости аккумуляторной батареи – резервного источника питания (РИП) в ходе эксплуатации. Все автомобилисты знают, что этот параметр снижается со временем. В какой-то момент на копленной энергии просто не хватит именно тогда, когда она нужнее всего, но это, скорее, вопрос, требующий от специалистов по проектированию хотя бы упоминания в пояснительной записке к проекту, т.к. относится к области эксплуатации АУПТ.
5. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ…
Взаимодействие системы модульного (аэрозольного, порошкового, водяного (ТРВ) и газового) пожаротушения с датчиками контроля состояния дверей, информационными табло, устройствами (кнопками) местного и удаленного ручного пуска, инженерными системами здания и т.п., как правило, достаточно подробно отражено в нормативных документах. Но сделано это, к сожалению, на уровне требуемого «факта»… А вот численные значения раз личных задержек, пауз, моментов и времен практически нигде не оговорены. Да и прямых методик их расчета не существует. Для грамотного определения параметров взаимодействия всех технических устройств, обеспечивающих пожарную безопасность, недостаточно только формализованных требований Сводов Правил! Здесь снова надо пользоваться, например, методиками ГОСТ 12.1.004 и строить всю систему взаимодействия! Только в этом случае будет понимание того, как наиболее вероятным (!) способом будет развиваться ситуация на объекте при пожаре.
Типичными ошибками при проектировании являются:
— полная блокировка автоматического пуска установок (газовых, порошковых и аэрозольных) при работе дымозащиты. Так часто трактуется требование п.14.6 СП 5.13130.2009., а это только запрет на одновременную работу таких систем. Его цель очевидна – поддержание необходимой концентрации ОТВ в момент тушения и исключение его утечки через работающую систему дымоудаления. Иначе говоря, система дымоудаления не должна удалять ОТВ в то время, когда этот ОТВ нужен для тушения пожара. А до процесса тушения и после его окончания дымозащита должна работать!
— отсутствие в проектной документации или в прилагаемых заданиях требования об оснащении доводчиками дверей в те защищаемые помещения, где используются установки пожаротушения, нормативно критичные к контролю состояния дверей.
Такие ошибки приводят к тому, что исправная АУПТ зачастую физически не может сработать и благополучно сгорает вместе с защищаемым объектом.
6. УЧЕТ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТУШЕНИЯ ПРИ ЗАЩИТЕ РАЗЛИЧНЫХ ОБЪЕКТОВ
Все модульные установки пожаротушения состоят из некоторого набора единичных средств тушения – модулей. При сертификационных испытаниях каждый вид модуля проверяется на огнетушащую эффективность. Хоть и делается это по разным методикам (т.к. единой методики проверки огнетушащей эффективности до сих пор не существует!), но делается обязательно. Результаты этих испытаний находят отражение в технической документации (паспорт).
Типичной ошибкой при проектировании является невнимательное отношение к указанным значениям огнетушащих характеристик и примечаний к этим значениям, как правило, описывающим те условия, при которых значения были получены. Результат – неверное размещение средств тушения и/или их недостаточное количество. Следствие – невозможность подачи достаточного количества ОТВ в нужное место, т.е. низкая эффективность работы при пожаре.
7. КОНТРОЛЬ ЦЕЛОСТНОСТИ ПУСКОВЫХ ЦЕПЕЙ
Для модульных установок характерной чертой является наличие большого количества пусковых цепей, которые необходимо контролировать. Это требование справедливо и полностью оправдано. Понятно, что способы его реализации могут иметь множество вариантов, но сложность в том, что во многих случаях при проектировании систем модульного тушения инженерами проектировщиками производится «коммерческая оптимизация» требований норм проектирования, ведущая за собой резкое снижение надежности системы тушения.
Типичной ошибкой при проектировании является параллельное подключение модулей пожаротушения в единую пусковую цепь, исходя из одной лишь ее нагрузочной способности. А для уверенности в том, что модули запустятся в нужный момент, требуется контроль каждой цепи запуска. Сложность в том, что для большинства ППУ действует правило: «Один канал пуска – один модуль!». В этом случае требование выполняется, но растет количество ППУ, проводов, объем монтажных работ и, соответственно, стоимость. Некоторые компании выпускают специальные блоки сопряжения, устанавливаемые рядом с каждым модулем и контролирующие его состояние. Но в случае их использования к перечисленным проблемам добавляется вопрос обеспечения электропитания таких устройств в дежурном режиме от РИП. С учетом обычных для таких «девайсов» токов потребления в 20 30 мА достаточно просто посчитать требуемую емкость аккумуляторов РИП. Есть системное решение у одной из компаний, производящей как модули пожаротушения, так и аппаратуру управления к ним, когда при параллельном включении модулей порошкового пожаротушения в линию пуска каждый контролируется на обрыв без каких либо дополнительных устройств. Можно включать до 30 моду лей в каждую из четырех линий пуска. Но это, скорее, исключение из общего пра вила… В других случаях способ контроля вынужден изобретать ГИП.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Модули пожаротушения тем и отличаются от иных систем, что позволяют тушить пожары минимальными средствами с максимальной эффективностью! Но обязательным условием реализации этого преимущества является грамотное построение всей системы противопожарной защиты. От этого часто зависит человеческая жизнь!
__________________________________________________________
А. Мацук
зам. генерального директора по науке группы компаний «ЭТЕРНИС»
АЛГОРИТМ БЕЗОПАСНОСТИ №3, 2011?