Устройство и принцип работы спринклерного пожаротушения, нормы установки

Спринклерные системы пожаротушения – это автоматические средства тушения возгорания. Оросители создают завесу из огнетушащего вещества (ОТВ), локализуя и ликвидируя пожар.

Нормы по эксплуатации систем спринклерного типа:

1. СП 5.13130.2009;
2. ГОСТ Р 51043-2002;
3. ФЗ N 123-ФЗ (техрегламент);
4. Пост. N 390 (противопожарный режим);
5. НПБ 88-2001 (проектирование, монтаж).

Что такое спринклерная система

Спринклерные автоматические системы пожаротушения (АСПТ) представляют собой магистраль и разводку трубопроводов, содержащую под напором огнетушащее вещество или заполняемую ОТВ при обнаружении возгорания.

В охраняемом помещении создается разветвленная сеть, а на местах распыления вкручиваются специальные реагирующие на огонь, открывающие выход ОТВ самосрабатывающие водяные оросители – спринклеры.

Как работает спринклерная система

Суть работы АСПТ спринклерного типа состоит в выпуске огнетушащего состава на очаг возгорания. Система непрерывно готова к подаче ОТВ. Давление в трубах постоянное, создаваемое насосом-жокеем. Активируется выход воды спринклером – распылителем с тепловым замком.

Спринклерная система срабатывает и тушит этапами:

1. При возникновении пожара температура повышается.
2. Тепловой замок спринклера разрушается (разбивается колба или расплавляется пломба), открывая отверстие для воды.
3. ОТВ выходит через ороситель, сначала самотеком.
4. Узел управления фиксирует снижение давление (Мпа) – подает сигнал на БУ.
5. «Жокей» насос поддерживает напор небольшое время. Далее включается основная насосная станция.

Для задействования спринклерной системы пожаротушения и основных насосов требуется реагирование двух датчиков последовательно:

1. Теплового – в спринклере.
2. Гидравлического/воздушного – в узле управления между разводкой с распылительными головками с жидкостью или воздухом, и источником ОТВ, перекрытым пружинным клапаном.

Варианты:

Области применения

Системы пожаротушения спринклерного типа используются на:

1. объекты хранения данных;
2. автостоянки под землей, надземные – выше 1 этажа;
3. сооружения с фасадом от 30 м. Для категорий опасности Д, Г высота не имеет значения;
4. одноэтажки из металлических элементов с горючим утеплителем. Для общественных зданий данного типа площадь – больше 800 м², административных и бытовых – от 1200 м²;
5. торговые предприятия с наземной частью от 2500 м², с подвальной (цокольной) – от 200 м². Исключения: реализация негорючих товаров (металлы, стекло, фарфор, пища);
6. постройки, где торгуют легко воспламеняемыми материалами. Исключение: розница упаковками до 20 л.;
7. выставочные ангары, залы, галереи от 1000 м²;
8. объекты для массового отдыха от 800 посадочных мест;
9. склады со стеллажами от 5,5 м.

Автоматическая система полива характерна для тушения:

• водные судна – есть неограниченный доступ к ОТВ;
• пенные и спринклерные устройства применяют для опасных зон с ГСМ, топливом, полимерами, резиной (производства, цеха, склады);
• открытые, технологические проемы: водные завесы на арках, атриумах, стройплощадках;
• противопожарные отсеки больших помещений.

Преимущества и недостатки

Достоинства АСПТ спринклерного типа:

1. нет ограничений по размеру помещений, количеству персоналу. ОТВ безопасное;
2. не надо заправлять;
3. экономичность – вода дешевая;
4. не требует герметизации помещения;
5. магистраль модифицируется под особенности (формы) объекта;
6. удобно при централизованном водоснабжении – тушащий состав постоянно циркулирует в трубах на месте возгорания, любые объемы доступны, время распыления неограниченное;
7. простая замена спринклеров, большой выбор распылителей (орошение струей, пылью, в точку);
8. полная автоматизация, автономность;
9. независимость от питания в очаге пожара;
10. охват больших площадей;
11. долговечность (от 10 лет).

Минусы спринклерной АСПТ:

1. инерционность (время с момента срабатывания). Тепловой замок разрушается продолжительно – до 300 или 600 сек.;
2. реагируют только на температуру;
3. риск ложных срабатываний, при этом процесс трудно остановить;
4. сложность проектировки, монтажа: соблюдают обширные НПБ;
5. ограниченность классами пожара A, B (пенные), видами тушащих составов (вода, пена);
6. при отсутствии централизованного водоснабжения – потребность в емкостях для ОТВ, дополнительных насосах;
7. тепловые замки делают невозможным применение спринклеров, где неравномерно, непредвиденно нагревается воздух;
8. вода замерзает – установка не работает при отрицательных температурах, кроме «сухого» варианта или с теплым водоснабжением;
9. спринклеры нужно менять после активации.

Спринклерная и дренчерная системы: отличия

Оба варианта имеют инерционность, но при термочувствительном запорном устройстве она больше. У оборудования с открытыми распылителями период ожидания выпуска тушащей смеси зависит лишь от доставки воды по магистрали.

Отличие спринклерной системы от дренчерной:

Устройство спринклерного пожаротушения

АСПТ может включать в себя два варианта: «сухой» и водозаполненной с переключением по мере необходимости.

Водозаполненная часть:

1. подача воды, источник с дозатором;
2. пожарный резервуар с переливным, тестовым трубопроводом;
3. насос с всасывающим шлангом, около него – водяной узел управления (спринклерный клапан);
4. обратный клапан для перекрытия или обеспечения постоянного напора.

Водовоздушная часть:

1. источник;
2. воздушный узел управления (сухой клапан);
3. насос для резервуара;
4. компрессор;
5. резервуар (пневмоцистерна, водопитатель).

Общие элементы:

1. магистраль со спринклерными распылителями;
2. гибкая подводка;
3. шкафы, блоки управления;
4. пожарные извещатели.

Дополнительные элементы АСПТ:

1. запорная арматура;
2. резервные, откачивающие насосы;
3. дренажные приямки;
4. датчики контроля ОТВ;
5. для вспененного тушащего состава:
   
   • пенный ороситель;
   • емкости для хранения пенообразователя с устройством контроля уровня;
   • пеногенераторы;
   • дозатор.

Спринклерная система пожаротушения в больших помещениях может иметь несколько секций (зон), индивидуальные сигнальные клапаны, устройства подачи сжатого воздуха для повышения давления.

Спринклерный узел управления

Тип узла управления определяет режим работы, вариант компоновки. Задачи механизма – сигнализировать на пульт или БУ для включения насоса. От узла зависит активация и будет ли включена подача огнетушащего состава.

Узел водозаполненный

«Мокрый» клапан внутри заполнен жидкостью под высоким давлением. Варианты:

1. угловой;
2. прямоточный.

Суть работы: разрушается термозатвор, спринклерная головка открывается, напор меняется. Перепад давления передается воде в камере узла и компенсатору – механизм активируется, отправляет сообщение на блок управления.

• Плюс: нет потребности в дополнительных сигнальных клапанах.
• Минус: возможность ложных самозапусков из-за гидроударов, неисправностей оросителей, вода может замерзнуть. Для уменьшения риска есть замедляющая камера (время выставляется от 0 до 16 сек.). Если движение жидкости в спринклерной АСПТ вызвано посторонней причиной, то вода стравливается в канализацию.

Узел воздушный

Управляющий узел может наполняться вместо жидкости сжатым кислородом или азотом. Второе название – спринклерный мембранный воздушный клапан.

Используется дифференциальный принцип, равновесие:

1. Напор воздуха со стороны магистрали с оросителями и от части поступления воды на задвижку создает баланс.
2. При открытии оросителя происходит разгерметизация – давление падает, равновесие нарушается, запор отодвигается, тушащее вещество поступает в трубы.

Воздушный узел больше подвержен ложным срабатываниям, но нет промерзания.

Воздушный контрольно-пусковой

Принцип работы КПУУ дополненный контролем целостности цепей оборудования (изменение Мпа, разрывы, поломки), что полностью исключает ложную тревогу.

Разновидности включения:

1. предварительного действия – после реагирования пожарных извещателей или оросителей;
2. предварительного срабатывания с контролем пуска – только после сигнала датчиков;
3. с двойным контролем старта установки – активация от пожарных датчиков и при запуске хотя бы одного спринклерного распрыскивателя.

Воздушные контрольно-пусковые узлы устанавливают на объектах с риском механических повреждений труб, оросителей: промышленные, военные, нефтехимические предприятия, морозильные отсеки.

Виды спринклерных оросителей

Спринклер – распрыскиватель АСПТ из легких сплавов с посадочной резьбой, запорным сегментом (колба, распаивающаяся пластина) на выходном отверстии, открывающимся при определенной температуре.

Алгоритм работы:

1. достигается критическая температура;
2. головка устройства:
   
   • распаивается – встречается реже, поскольку плавящиеся пластины ненадежные;
   • термочувствительная жидкость расширяется, запирающая колба оросителя трескается;

3. замок разрывается;
4. открывается отверстие – сдерживаемая вода распыляется.

Колбы в зависимости от значения для начала химической реакции имеют разный цвет жидкости.

Спринклерная декоративная розетка АСПТ имеет и рабочую функцию: обеспечивает требуемое разбрызгивание, направление: завеса из мелкодисперсной водной пыли, крупные капли, струи. В среднем ороситель охватывает радиус 2 м.

Из чего состоит спринклер:

1. винты стопорные;
2. розетка;
3. запорная колба;
4. пружина тарельчатого типа или резина (реже, так как она плавится и деформируется);
5. корпус с резьбой.

Позиционные

Спринклеры позиционного типа имеют несколько модификаций ориентации розетки для разных вариантов распыления ОТВ в очаг:

1. универсальные – фиксируется в любом направлении;
2. вогнутые – вертикальная установка;
3. плоские – разбрызгивающей частью вверх;
4. для горизонтальной фиксации.

Угловые

Струя моделируется: устройство с миниатюрным козырьком розетки позволяет выбрать требуемый угол для эффективного распыления. Подобрав правильную настройку, создается наиболее результативная водная завеса, орошающая материалы и оборудование в очаге возгорания.

Тонкодисперсные

Спринклеры для тонкого распыления с сетчатым колпачком-калибратором создают плотную завесу ОТВ. Расход воды сниженный, одновременно повышается эффективность, создается огнпреграждающий экран облаком мелкой взвеси огнетушащего вещества.

Пониженный уровень повреждения влагой обрабатываемых поверхностей. Часто применяется для пожаров класса A.

Быстродействующие

Конструкция спринклеров с ускоренным действием имеет элементы, обеспечивающие меньшую инерционность. Ликвидируется большая задержка между возникновением возгорания и разрыва замка на оросителе.

Устройства быстрого срабатывания рекомендованы на складах с высокими стеллажами (до 12,5 м) и потолками (до 20 м).

Огнетушащие составы

Второе название спринклерных систем – установки водяного пожаротушения, поскольку используются составы на основе воды.

Максимум, как можно модифицировать ОТВ – создание пены. В пенных системах есть отдельный бак с пеногенератором, специальные калибровщики.
{banner_downtext}
Пена расширяет диапазон тушения классов пожара. Смесь имеет различные химические добавки (фторные). Вспененное вещество меньше повреждает материалы.

Требования к состоянию огнетушащих веществ

Вещества для тушения должны быть без примесей, приводящих к коррозии труб. Используются те же составы, что для обычных водных или пенных огнетушителей.

Монтаж спринклерной системы тушения: нормы и требования

Разработку проекта, монтаж и ТО производят лицензированные предприятия. Учитывают высоту потолков, радиус и диаграммы распыления, характеристики вентиляции. Возможен вариант углубленного монтажа оросителей для декоративного вида.

Основы процесса установки:

1. трубы:
   
   • шовные;
   • оцинкованные снаружи и изнутри;
   • крепление к потолку. Используются металлические спринклерные подвесные хомуты, шаг 1,5 м;
   • соединения: сварка, опрессовка фитингами, установочные муфты;

2. расстановка оросителей должна соответствовать инструкции: при радиусе распространения капель в 2 м расстояние между головками около 4 м;
3. разводку, аккумуляторы, баки, насосы размещают в отдельном помещении (пристройка, подвал). Там же производится подключение к водоснабжению;
4. отдельно устанавливается пульт охраны (дублирующая схема управления).
5. в системе должно быть давление до 1 Мпа.

Обслуживание спринклерных систем

1. Монтаж спринклерной системы завершается испытанием – имитацией пожара с заменой спринклеров на дренчерные оросители.
2. ТО включает осмотр на предмет выявления утечек, коррозии. При обнаружении дефектов тепловые замки и другие элементы заменяются со сливом жидкости. Производится принудительный пуск и перезапуск.
3. Гарантированный срок эксплуатации – 10 лет, полная проверка с испытанием, капитальным ремонтом, повторный гидравлический расчет – раз в 3 года.
4. Температуры эксплуатации от -50 до +50˚С (для водозаполненных – от +5 ˚С) или рекомендованные производителем.
5. Обслуживание системы после срабатывания заключается в возвращении оборудования в рабочее состояние: заменяют термозатворы, приводят узлы управления в режим ожидания.