Установка «Гарант-Р» – новые возможности проектирования систем обнаружения и тушения пожара на высотах свыше 9 метров с учетом требований СП 5.13130

 

Установка «Гарант-Р» – новые возможности проектирования систем обнаружения и тушения пожара на высотах свыше 9 метров с учетом требований СП 5.13130.

 

Состояние вопроса, постановка задачи.
Автоматическая установка «Гарант-Р», разработчик и производитель ГК «ЭТЕРНИС», хорошо известная на рынке средств пожарной автоматики и пожаротушения, представляет из себя группу модулей пожаротушения, каждый из которых состоит из емкости с огнетушащим составом, совмещенного конструктивно с точечным двухканальным адресно-аналоговым пожарным извещателем. Извещатели информационно объединены в систему посредством приемно-передающего радиоканала и в свою очередь, являются многоточечными тепловыми пожарными извещателями (МТИ) суммирующего (кумулятивного) типа, которые обеспечивают защиту помещений большой площади с высокими потолками, а также своевременное обнаружение пожаров на ранней стадии их возникновения.

 

Если остановится более подробно на преимуществах МТИ , то в первую очередь следует отметить.
• МТИ, связанные по радиоканалу дают возможность монтажа и эксплуатации на объектах со сложной конфигурацией потолков, с наличием большого количества оборудования и движущихся объектов, что существенно расширяет область их применения по сравнению с многоточечными, соединенными проводными линиями.
Так как датчик (сенсор) МТИ распределяется равномерно по площади потолка всего помещения, то сигнал на его выходе дает информацию о наличии пожара независимо от места его расположения в помещении и степени распространения признаков пожара.

• Известно, что извещатели кумулятивного действия позволяют реализовать большую чувствительность к факторам пожара, поскольку тепловые извещатели кумулятивного действия позволяют осуществлять преобразование значительной части тепловой энергии в электрический сигнал в отличие от извещателей точечного типа. Потери тепловой энергии, выделяемой при горении, в зависимости от высоты перекрытия не существенны, что позволяет осуществлять обнаружение пожара в помещениях с высокими потолками.
• Ущерб от пожара может быть очень существенным при появлении пламенного горения. При этом, к ущербу необходимо отнести как полное уничтожение продукции огнем, так и частичное повреждение продукции в результате воздействия высокой температуры или тушащего вещества.
Для снижения ущерба от пожара необходимо обеспечить раннее достоверное обнаружение пожара при высокой стабильности работы в условиях применения .
Всем этим задачам отвечают многоточечные тепловые пожарные извещатели (МТИ) суммирующего (кумулятивного) типа.
То есть с технической точки зрения задача противопожарной защиты помещений различного назначения извещателями МТИ вполне решаема. С другой стороны анализ национальных стандартов и сводов правил по пожарной безопасности, регламентирующих требования к пожарным извещателям и требования по их размещению показал, что имеются ограничения по их применению, а при более внимательном рассмотрении и явные противоречия, которые требуют разъяснений.

Так, в СП 5.13130.2009 содержатся требования по контролируемой площади и размещению различных тепловых точечных пожарных извещателей.
При этом, условия применения таких извещателей ограничены геометрическими размерами защищаемых помещений.
Параметры, приведенные в таблице 13.5 СП 5.13130, следует принимать как минимально достижимые. Что касается МТИ, то их размещение, согласно требованиям СП 5.13130, « производится только в соответствии с рекомендациями изготовителя данного извещателя, согласованными с уполномоченной организацией».
С другой стороны, в этом же документе в разделе 5, посвященном водяным и пенным установкам пожаротушения, разрешается установка спринклеров на высотах до 20 метров. Получается, что спринклерные распылители по сравнению с тепловыми извещателями имеют преимущества по высотам размещения. Почему? Ведь если сравнить индексы RTI (индекс тепловой инерционности), а данный показатель является мерой чувствительности спринклерного оросителя или теплового извещателя к динамическому нагреву), то этот показатель у тепловых пожарных извещателей почти в два раза ниже, то есть извещатели гораздо чувствительнее к нагреву и выполнят свои функции быстрее. В новой редакции СП 5.13130, согласно требованиям п. 6.2.19, регламентируется показатель RTI, который должен составлять не более 50 (м·с)0,5. Дословно : « При пожарной нагрузке более 1400 МДж/м2 для складских помещений, для помещений высотой более 10 м. и для помещений, в которых основными горючими веществами являются ЛВЖ и ГЖ, коэффициент тепловой инерционности спринклерных оросителей по ГОСТ Р 51043 должен быть не более 50 (м·с)0,5». Этот же показатель у тепловых извещателей составляет порядка 20 (м·с)0,5.

 

 

Таким образом, ограничение применения тепловых извещателей по высотам, с точки зрения обнаружения пожара, противоречит логике и, как минимум, они должны применяться на тех же высотах, что и спринклерные оросители и с тем же шагом. Очевидно, что решение данного вопроса в будущем потребует проведение дополнительных испытаний, возможно введение новых обязательных технических требований как для тепловых извещателей, так и для спринклерных оросителей, их новой градации и т.п. На данный же момент сложилась ситуация, когда с одной стороны имеются перспективы реализации технических возможностей тепловых пожарных извещателей и
МТИ в частности. С другой стороны реализации новых возможностей препятствует отсутствие нормативной базы, которая имеет явные противоречия.

 

Пути решения задачи защиты объектов с высотами свыше 9 метров системой «Гарант-Р».
Исходя из вышеизложенного, было принято решение о проведении широкого круга предварительных полигонных испытаний установки «Гарант-Р» с многоточечными тепловыми пожарными извещателями (МТИ) суммирующего (кумулятивного) типа. Предварительные экспериментальные оценки создали предпосылки для проведения совместно с ФГУ ВНИИПО МЧС России работы, целью которой являлось подтверждение возможности применения МТИ на высотах свыше 9 метров и разработка рекомендаций по проектированию системы обнаружения пожара на основе системы «Гарант-Р», реализующей кумулятивный способ обнаружения
пожара с помощью тепловых сенсоров связанных по радиоканалу в единую систему. Разработка рекомендаций должна была позволить выполнить обязательные требования пункта 13.7 СП 5.13130-2009 , в котором указывается , что « Размещениечувствительных элементов извещателей кумулятивного действия производится в соответствии с рекомендациями изготовителя данного извещателя, согласованными с уполномоченной организацией», и таким образом создать нормативно-правовое поле применительно к конкретному техническому решению реализованному в системе «Гарант-Р».

Результаты проведенных ФГУ ВНИИПО МЧС России совместно с ГК «ЭТЕРНИС» экспериментов подтвердили возможность применения установки «Гарант-Р» в помещениях с высотами перекрытий (свыше 9 метров), чем установленные в таблице 13.5 СП 5.13130.2009. Общеизвестно, что эффективность обнаружения пожара зависит от многих факторов, таких как, геометрические размеры здания, физические препятствия, наличие вентиляции, стратификация, количества горючих материалов, их размещения, климатических параметров среды помещения и т. д.
С учетом этих факторов также экспериментально подтвердилось, что наиболее перспективно применение системы «Гарант – Р» в помещениях большой площади, где размеры (длина, ширина) превышают минимальные расстояния между модулями, необходимые для эффективного пожаротушения не менее чем в 2.5 раза.
Кроме того, после обобщения экспериментальных данных, выяснилось, что имеется возможность создания расчетной методики применения системы для помещений с высокими потолками за счет большей чувствительности средств обнаружения пожара. Предложенная расчетная методика, предусматривающая оценку предельно-допустимых высот для обнаружения пожара, в последующем была апробирована экспериментально. Обобщенный материал был представлен в виде рекомендаций ( Титульный лист рекомендаций представлен на рис.1), включающих методику расчета возможностей применения системы «Гарант – Р» для размещенной пожарной нагрузки в помещениях различного размера и назначения.
Так как многие здания или помещения имеют очень близкие условия, это позволяет применять для таких объектов разработанные рекомендации и объектно-ориентированное проектирование для достижения требуемого уровня противопожарной защиты для однородных групп объектов.
Предложенная в рекомендациях методика расчета учитывает многие параметры применительно к конкретному объекту, и для системы «Гарант –Р» в соответствии с данными рекомендациями могут быть оценены максимально достижимые параметры обнаружения.

 

 

Проектирование конкретного объекта с использованием данной методики и рекомендаций позволяет работать в рамках существующих норм, особенно тогда, когда существуют ограничения по применению технических средств обнаружения пожара или есть необходимость повышения уровня противопожарной защиты. Кроме того, в соответствии с требованиями, национальными стандартами, содержащими правила и методы исследований (испытаний) и измерений, необходимых для исполнения ФЗ-№123, и нормативных документов МЧС в области обеспечения пожарной безопасности для значительного ряда объектов защиты необходимо проводить оценку пожарного риска. Оценка рисков и, соответственно, уровня противопожарной защиты проводится в процессе проектирования. Возможность установить необходимое время реакции системы «Гарант-Р» в зависимости от характеристик объекта защиты, приводимое в рекомендациях, позволяет произвести точную оценку эффективности системы и, соответственно, рассчитать риски.

 

 

Расчетный метод решения задач применения «Гарант-Р», его возможности и пример реализации.
С помощью расчетов определяется возможность применения системы «Гарант – Р» для размещенной пожарной нагрузки в помещениях различного размера, предельно-допустимой чувствительности и параметров размещения отдельных модулей в системе. Все расчеты осуществляются в Mathcad 2000 .
Для реализации «кумулятивности» в зоне, определяемой по расчетному радиусу должно быть не менее 2-х (сенсоров).
Особенностью разработанной методики применительно к системе «Гарант-Р» является то, что при определении шага расстановки кумулятивных извещателей можно учитывать огнетушащую способность модулей пожаротушения, например при конструктивном совмещении модуля пожаротушения с системой «Гарант-Р». В этом случае, расстояние между модулями выбирается по их тушащей способности, в случае получения
расчетных расстояний между извещателями больше или равными расстоянию между модулями пожаротушения, шаг расстановки последних является базовым и система обнаружения и тушения пожара совмещается.

 

Расчетная методика последовательно выполняет следующие расчеты:
• Расчет критического времени развития пожара, по истечении которого воздействия опасных факторов пожара на человека превышают допустимые значения;
• Расчет критического времени пожара на начальной стадии;
• Обоснование критического времени для предотвращения распространения пожара за пределы защищаемого объекта;
• Выбор расчетной схемы развития возможного пожара в защищаемом помещении и определение класса пожара по темпу изменения его тепловой мощности (вводится проектировщиком);
• Определение предельно допустимой тепловой мощности очага пожара;
• Расчет необходимого (требуемого для выполнения задачи цели) время обнаружения пожара;
• Расчет времени обнаружения пожара для обеспечения безопасной эвакуации людей из защищаемого помещения;
• Расчет времени обнаружения пожара для последующей его локализации и ликвидации автоматической установкой пожаротушения;
• Расчет времени обнаружения пожара для последующей его локализации и ликвидации оперативным подразделением ГПС;
• Расчет условий ограничения применения системы.

На сайте ООО НПО «Этернис» в свободном доступе представлена программа расчета и примеры ее реализации для объектов различного назначения.

В последующем планируется опубликовать цикл статей, в которых на конкретных примерах будет рассмотрен опыт использования расчетного метода решения задачи применения установки «Гарант-Р» на высотах свыше 9 метров применительно к объектам различного назначения.

 

Общие выводы.
• В результате проведенной работы было установлено, что МТИ могут успешно использоваться в помещениях различного назначения на высотах свыше 9 метров.
• Созданы рекомендации согласованные с ФГУ ВНИИПО МЧС России, позволяющие их рассматривать как нормативно-правовой документ по применению МТИ на высотах свыше 9 метров .
• Разработана и апробирована расчетная методика оценки условий применения установки «Гарант-Р», позволяющая применить объектно-ориентированное проектирование, исходя из конкретных условий эксплуатации,
изменения расположения извещателей, что позволяет достигнуть требуемых параметров системы и, повысить ее эффективность, снизив уровень пожарного риска.

 

Старшинов Б. П., старший научный сотрудник отдела пожарной автоматики ФГБУ ВНИИПО МЧС России
Мацук А. М., зам. генерального директора по науке группы компаний «ЭТЕРНИС»
Долговидов А. В., начальник нормативно-технического отдела группы компаний «ЭТЕРНИС»

Наши партнеры
  • Гарант
  • ТД Тинко
  • Луис+
  • ТМ
  • ИД Безопасность