На основе чего осуществляется расч т системы газового пожаротушения

Автоматические установки газового пожаротушения: устройство, принцип работы, применение

Автоматические установки газового пожаротушения – это оборудование для ликвидации возгораний газовым огнетушащим веществом (ГОТВ), содержащимся сжиженным/сжатым под давлением в сосудах и направляемым по трубопроводам к распылителям (насадкам) по периметру защищаемой зоны.

Централизованные автоматические установки запускаются от сигнала извне (с пульта управления) по побудительной линии при срабатывании датчиков, они одновременно выполняют функции АПС.

трубопроводы: побуждения, питания, распределения, подведения;

Отличие типов установок:

• батарея емкостей или ИР;
• сосуды в блок боксе и основной узел управления обособлены: в пожарной станции на значительном расстоянии;
• стационарный пульт (часто с дежурным персоналом) охватывает как одну основную, так и несколько зон (от 2), то есть централизованный.

Элементы (агрегаты) соединены, но функционально и конструктивно они отдельные, самостоятельные.

Модули (реже батарея):

• самодостаточные, цельные, автономные устройства. Все необходимые для срабатывания расположено в одном корпусе или компактно;
• объединяются в сеть, но нет основательной станции, пульт (БУ) небольшой и находится около разводки с распылителями;
• вся схема расположена в охраняемой зоне или близко к ней (основное отличие);
• объем небольшой.

Зависят от сигнала с пульта.

Могут быть автономными.

Вместимость значительная (250 – 5000 л).

Объем емкостей небольшой (5 – 20 л).

Где применяются АУГП

Газовое пожаротушение применяется для классов/материалов:

А – обычные твердые (бумага, уголь, дерево). Менее эффективные, чем водные, порошковые, но есть плюс: ГОТВ не оставляет следов;

Не применяют или слабо результативные:

для материалов (п. 8.1 СП 5.13130):
из волокон, сыпучие, пористые, самовоспламеняющиеся, тлеющие внутри (опилки, хлопок, сено);

Требуют проектирования по спецнормам или не применяются (п. 1.2, 1.3 НПБ 88):

Запрещено объемное тушение CO₂:

Обязательность АУПТ для конкретных площадей определена НПБ 110 и в Прил. А СП 5.

Централизованные установки газового пожаротушения применяются для ликвидации пожаров на объектах:

серверные, электрощитовые комнаты, диспетчерские, радиотелевизионные помещения. Газ диэлектрик, проникает, не оставляет следов, поэтому незаменим для электрооборудования;

Принцип работы АУГП

Датчик фиксирует возгорание.

ГОТВ выходит паро- или газообразным (поэтому важна герметичность): холодный пар, туман, хлопья снега, иней. Принцип действия:

Виды газовых систем тушения пожаров

Агрегаты АУГП обладают широким диапазоном особенностей. Разновидности установок:

Тушение объемное или локальное по объему.

• электро;
• пневмо;
• механика;
• комбинированный.

• авто (основное);
• дистанционное;
• местное (ручное).

ГОТВ (табл. 8.1 СП 5.13130)

• углекислотные;
• хладоновые;
• аргонные;
• азотные.

Углекислотные системы

АУГП со сжиженной углекислотой (CO₂, диоксид или двуокись углерода) – самые распространенные. Преимущество по сравнению с хладоновыми:

доступные, привычные в применении;

Применяется двуокись углерода по ГОСТ 8050-85, она же и выталкивающее тело. Обычно емкости закачные, дополнительные ИХГ применяются редко. Углекислота действеннее и рекомендована для локального тушения, но вреднее фреонов – для летального исхода достаточно несколько вдохов.

Хладоновые установки

В АУГП также используются баллоны с хладонами («безопасными»), это группа фреонов. Особенности по сравнению с CO₂:

действуют мягче, что лучше, когда не желателен перепад t°;

Используют (табл. 8.1 СП 5): хладоны 23, 125, 218, 227ea, 318Ц, ТФМ-18И (смесь с йодистым метилом), 217J1, CF₃J, «сухая» вода – Novec™ 1230 (Фторкетон, ФК-5-1-12).

Другие газы

Другие виды заряда, это, как правило, сжатые вещества – не сжиженные, как предыдущие, кроме серы:

Применяют другие смеси, согласованные с ГПС. В роли вытеснителя п. 8.3.2 СП 5 рекомендует азот (ГОСТ 9293) или воздух с точкой росы не выше -40 °C.

Нормы проектирования газового тушения

Основы по планированию АУГП есть в СП 5, НПБ 88, ГОСТ Р 53325. Используют акты по АПС, отдельным агрегатам (ГОСТы Р 53325-2012 , Р 53283, Р 53281), рекомендации ВНИИПО.

Требования к помещениям

по герметичности:
не больше по таб. Д.12 СП 5, кроме установок с Ar, N, для которых значение – до 0,001 м⁻¹;

Где следует размещать запас огнетушащего газа

сосуды и распред. узлы – в обособленной станции;

отделены п/п перегораживающими конструкциями 1 т. и перекрытиями 3 т., высота от 2,5 м, а если есть изотермические резервуары, то от их верха до потолка – минимум 1 м;

Расчет газовой установки пожаротушения

Эталонный пример расчета – рабочая документация ООО ОСК проект для.

Требования к баллонам

Применяют ИР, баллоны, модули. Последние 2 чаще в батареях. Условия есть в ГОСТ Р 53281.

количество ГОТВ и рабочего тела в схожих модулях одинаковое, модели на одном коллекторе – аналогичные. Подсоединение осуществляется с обратным клапаном (исключение: при одновременной подаче достаточно заглушки);

Батарея – это нескольких модулей (2 – 12 шт.) с трубным коллектором. В составе есть пусковой сосуд со сжатым газом. Сами ёмкости состоят из корпуса, запорно-пускового устройства (ЗПУ) газового пожаротушения, внутри предохранительная мембрана, ниппель, сифонная трубка. Конструкции выпускаются как уже готовые устройства, на коллекторе всегда есть ручной старт.

Для агрегатного оснащения характерные именно батареи (ГОСТ Р 53281):

сосуды одного типоразмера;

Требования к монтажу АУГП

Общие нормы для монтажа газового пожаротушения:

расположение насадок – из расчета равномерного заполнения;

крепятся металлическими хомутами, кронштейнами;

зазор до перекрытий – до 0,5 м;

Правила эксплуатации АУГП

Нормативные документы по эксплуатации АУГП:

Типовые инструкции:
О действиях сотрудников…;

пуск с защитой от случайных срабатываний;

Краткая инструкция по эксплуатации:

При наличии персонала АУГП ставят в режим дистанционного, ручного управления.

Техническое обслуживание и проверка исправности

Составляется годовая программа испытаний и ТО. Нормативная база:

РД 009-01-96 (тип. регл. N 2), СТО 56947007-33.040.10.118-2012 (Прил. 22)

Объем ТО и проверки системы:

Типовой регламент № 2 технического обслуживания систем газового пожаротушения

службой эксплуатации предприятия

специализированными организациями по договору 1 вариант

специализированными организациями по договору 2 вариант

Осмотр всей системы (отсутствие повреждений, грязи, прочность, наличие пломб и т.п.), части:

• техническая: трубы, оросители, арматура, баллоны, манометры, распред. устройств и т.д.
• электротехн.: автоматика, компрессор и т.д.;
• сигнализационная: приемно-контр. приборы, шлейфы, извещатели, оповещатели.

Контроль рабочего положения запорной арматуры, давления в побудительной сети и пусковых баллоных и т.д.

Контроль основного и резервного источников питания, проверка автоматического переключения питания с рабочего ввода на резервный

Контроль качества огнегасящего вещества

Проверка работосп. составных частей системы (технологической части, электротехнической части и сигнализационной части)

Проверка работоспособности системы в ручном (местном, дистанционном) и автоматическом режимах

Метрологическая проверка КИП

Измерение сопротивления защитного и рабочего заземления

Измерение сопротивления изоляции электрических цепей

1 раз в три года

Гидравлические и пневматические испытания трубопроводов на герметичность и прочность (опрессовка).

1 раз в 3,5 года

Техническое освидетельствование составных частей системы, работающих под давлением

в соответствии с нормами Госгортехнадзора

1. Первый вариант – сроки технического обслуживания для объектов с массовым пребыванием людей.
2. По строке 7. Проверка работоспособности системы с пуском огнегасящего вещества в защищаемые помещения производится не реже одного раза в 3 года.
3. Дозарядка и перезарядка баллонов огнегасящим веществом производится заводами, имеющими зарядные станции, по договорам. При их отсутствии дозарядка и перезарядка организовывается Заказчиком.

Полная перезарядка баллонов производится после срабатывания, при потере массы ОТВ больше 5 – 10%, при каждом переосвидетельствовании, но не реже 1 раза в 5 лет (стандартно для емкостей низкого давления до 60 бар), для бесшовных корпусов высокого давления (150 бар) – 1 раз в 10 лет. По срокам перезарядки, регулярности ТО также руководствуются ТД, ПБ 03-576-03 (табл. 14).

На клейме указываются временные рамки переосвидетельствования баллона, проводимое изготовителем или лицензированным исполнителем (пример порядка есть в инструкциях по услугам ЗАО МЭЗ Спецавтоматика).

Периодичность взвешивания баллонов пусковых по п. 3.4.6 РД 009-01-96 – 1 раз в полгода, остальных – 1 раз в месяц (проверка качества ГОТВ, п. 4 таблицы Типового регламента N 2). Данный вопрос спорный, но есть общее положение в п. 8.8.8 СП 5: периоды определяются изготовителем. По баллонам с узлами контроля массы мониторинг проводится ими же постоянно, поэтому взвешивание требуется только после срабатывания, при перезарядке, при освидетельствовании и перед монтажом. Применяется специальное весовое устройство для баллонов.

Акт проверки газовых систем пожаротушения: образец

Все действия с АУГП – обслуживание газового пожаротушения, проверки, испытания, замена частей, активация – заносят в журнал контроля. По тестированию установки, техобслуживанию составляются акты, протоколы. Формы есть в ГОСТ Р 50969.

Источник

Расчет параметров установки газового пожаротушения

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ И ПРОЕКТИРОВАНИЮ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ АВТОНОМНЫХ УСТАНОВОК ЛОКАЛЬНОГО ГАЗОВОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ НЕГЕРМЕТИЧНЫХ ШКАФОВ С ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРОЙ В ПОМЕЩЕНИЯХ ЭНЕРГОБЛОКОВ АЭС

Методические указания разработали:

Главный научный сотрудник отдела 2.3 д.т.н., профессор

И о. главного инженера Технологического филиала концерна «Росэнергоатом», к.т.н.

Ведущий научный сотрудник отдела 2.3 к.т.н.

Главный специалист Технологического филиала концерна «Росэнергоатом», к.т.н.

«Методические указания. » рекомендуется использовать для проектных и конструкторских организаций, занимающихся разработкой систем противопожарной защиты атомных станций.

1. ОСНОВАНИЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Методические указания по расчету и проектированию основных параметров автономных установок локального газового пожаротушения для противопожарной защиты негерметичных шкафов с параметрами негерметичности до 2,5 м — 1 в помещениях энергоблоков АЭС разработаны в соответствии с договором № 4836/Н-2.3 от 20 марта 2007 г. между ФГУ ВНИИПО МЧС России и Технологическим филиалом концерна «Росэнергоатом».

2. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Целью работы является разработка методических указаний по расчету и проектированию основных параметров автономных установок локального газового пожаротушения для противопожарной защиты шкафов с параметрами негерметичности до 2,5 м — 1 в помещениях энергоблоков АЭС.

Нормативные документы по проектированию установок газового пожаротушения, предназначенных для противопожарной защиты объемов приборных шкафов с параметрами негерметичности до 2,5 м — 1 , в настоящее время отсутствуют. В связи с этим основной задачей настоящей работы является определение условий и нормы подачи газового огнетушащего вещества (ГОТВ) для тушения в приборных шкафах подобного типа.

3. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

В настоящее время, как в России, так и за рубежом растет число объектов, оснащенных электронной и электротехнической аппаратурой. К такого рода объектам относятся помещения со шкафами управления технологическими процессами на атомных электрических станциях, объекты телекоммуникационных компаний и компаний сотовой связи, стационарные и мобильные комплексы управления движением железных дорог, серверные, посты управления технологическими процессами и подобные им объекты. С точки зрения пожарной опасности такого рода объекты характеризуются рядом общих черт, а именно:

— Основную ценность составляет электронное, электротехническое оборудование и средства связи, установленные в специальных шкафах в помещениях, подлежащих защите установками пожаротушения;

— Основным источником зажигания является электропроводка в шкафах с электронной, электротехнической аппаратурой или средствами связи;

— Основной горючей нагрузкой в помещении является изоляция электропроводов, горючий материал печатных плат, входящих в состав электронного и электротехнического оборудования, в некоторых случаях — горючие материалы, применяющиеся для изготовления шкафов, в которых смонтировано оборудование;

— Шкафы, в которых смонтировано электронное и электротехническое оборудование, в связи с необходимостью обеспечения естественной вентиляции для охлаждения установленного оборудования имеют значительную величину параметра негерметичности свыше 2,5 м — 1 ;

— Электронное и электротехническое оборудование, установленное в шкафах, имеет высокую стоимость, а косвенные убытки, вызванные сбоем в работе данного оборудования, зачастую во много раз превышают стоимость самого оборудования;

Российский и зарубежный опыт обеспечения пожарной безопасности рассматриваемых объектов достаточно ясно свидетельствует о том, что наиболее эффективным и надежным средством противопожарной защиты в данном случае являются установки газового пожаротушения [1, 2]. Газовые огнетушащие вещества не проводят электрический ток, не оставляют следов на защищаемой собственности и не причиняют ей вреда, легко проникают внутрь защищаемого оборудования сложной конфигурации, легко удаляются вентилированием. При правильном выборе средств обнаружения пожара и алгоритма срабатывания установки огнетушащий газ способен ликвидировать пожар в его начальной стадии, сводя к минимуму возможный ущерб. Следует учесть, что применительно к рассматриваемым объектам проектирование систем газового пожаротушения имеет ряд специфических особенностей.

В частности, наиболее экономически целесообразно обеспечивать тушение шкафов с электронным оборудованием, а не объема помещения, в котором они установлены. Это связано с тем, что объем помещения, в котором шкафы установлены, во много раз превышает объем самих шкафов; стоимость оборудования, установленного в шкафах, во много раз превышает стоимость остального имущества в защищаемом помещении; основные источники зажигания располагаются в данных шкафах; и, наконец, подача огнетушащего вещества непосредственно в шкаф, в котором обнаружено загорание, позволяет избежать потерь времени на доставку огнетушащего вещества в очаг горения, связанных с распределением газового огнетушащего состава в объеме защищаемого помещения и проникновения его в шкаф с электронной аппаратурой, в котором обнаружено загорание, что приводит к уменьшению масштабов возможного ущерба.

Такого рода стратегия защиты шкафного оборудования накладывает специфические требования на проектирование систем газового пожаротушения. Система газового пожаротушения, защищающая один или несколько шкафов с электронным оборудованием, должна удовлетворять следующим основным требованиям:

— Быстродействие системы обнаружения пожара должно быть достаточным для обеспечения ликвидации загорания в приемлемо короткий срок, минимизируя ущерб, наносимый пожаром электронному оборудованию в загоревшемся шкафу и исключая распространение пожара на соседние шкафы;

— Подача газового огнетушащего вещества должна быть организована таким образом, чтобы обеспечить создание во всем объеме защищаемого шкафа огнетушащей концентрации за максимально короткий срок;

— Масса огнетушащего вещества, подаваемого в шкаф в случае пожара, должна быть достаточной для создания во всех точках объема шкафа огнетушащей концентрации, с учетом степени негерметичности шкафа. Основным препятствием при проектировании такого рода систем автоматического газового пожаротушения на территории России является несовершенство современной российской нормативной базы. В частности, максимальный параметр негерметичности, при котором в соответствии с НПБ 88-2001* [3] разрешается защищать помещения (оборудование) автоматической установкой газового пожаротушения, составляет 0,001 м — 1 для азота и аргона и 0,044 м — 1 (при объеме до 10 м 3 ) для других газовых огнетушащих веществ. Шкафы с электронным оборудованием, с параметром негерметичности более 0,5 м — 1 , согласно [3] не подлежат защите автоматическими установками газового пожаротушения. Вместе с тем зарубежный опыт однозначно показывает, что при условии расчета количества огнетушащего вещества, учитывающего условия применения установки, и, в частности, повышенную негерметичность оборудования (шкафа), установка газового пожаротушения обеспечивает надежную и эффективную защиту такого рода объектов. Локальное тушение негерметичных (с параметром негерметичности свыше 0,5 м — 1 ) приборных шкафов с электронной и электротехнической аппаратурой, используемых в помещениях энергоблоков АЭС представляет особую актуальность. Применение огнетушащих хладонов, в частности хладона 125 и 227еа, для этих целей нормативными документами не предусмотрено. Это объясняется отсутствием данных о норме и продолжительности подачи, требуемых для локального тушения по объему хладоном.

В НПБ 88-2001* в пп. 7.23-7.27 [3] декларируется использование установок локального пожаротушения по объему. При этом, установки локального пожаротушения по объему применяются для тушения пожаров отдельных агрегатов или оборудования в тех случаях, когда применение установок объемного пожаротушения технически невозможно или экономически нецелесообразно. Расчетный объем локального пожаротушения определяется произведением высоты защищаемого агрегата или оборудования на площадь проекции на поверхность пола. При этом все расчетные габариты (длина, ширина и высота) агрегата или оборудования должны быть увеличены на 1 м. При локальном пожаротушении по объему следует использовать двуокись углерода, причем нормативная массовая концентрация составляет 6 кг/м 3 .

Анализ этого положения показывает, что с изменением физического объема защищаемого оборудования, коэффициент отношения расчетного объема к физическому объему неодинаков. Например, при физическом объеме 1 м 3 отношение расчетного объема к физическому объему составляет значение 18. При возрастании физического объема указанный коэффициент становится меньше. В частности, при значениях физических объемов 27, 64, 125, 343, 1000 м 3 указанный коэффициент составляет значения, соответственно: 3,7; 2,8; 2,35; 1,9; 1,584. Фактически увеличение расчетного объема к физическому означает возрастание нормативной массовой огнетушащей концентрации для двуокиси углерода, которая в нормах декларируется равной 6 кг/м 3 . Например, при тушении оборудования с физическим объемом 1 м 3 необходимо использовать массу двуокиси углерода, равную 108 кг, а при тушении оборудования с физическим объемом 27 м 3 необходимо использовать массу двуокиси углерода равную почти 600 кг.

Очевидно, что указанный подход к определению нормативных показателей при расчете и проектировании установок локального по объему пожаротушения не является обоснованным и нуждается в существенной корректировке. Кроме того, указанный подход в значительной мере тормозит развитие газового пожаротушения, так как даже при сравнительно небольших размерах оборудования или агрегатов применение локального по объему пожаротушения с применением двуокиси углерода становится экономически невыгодным и неэффективным.

Решение о целесообразности тушения очагов пожара в негерметичных приборных шкафах с увеличенным параметром негерметичности (более 0,5 м — 1 ) локальным по объему способом может быть принято только после экспериментального определения норм (интенсивности и продолжительности) подачи ГОТВ.

В частности, для тушения шкафной электронной аппаратуры ГОТВ за рубежом широко применяется технология « Fire Trace » [2]. Автономные установки пожаротушения, выполненные по этой технологии, применяются для тушения пожаров класса А2 и В по [4] в промышленных помещениях или блоках (шкафах) небольших объемов, в которых установлено электрическое или электронное оборудование или находятся горючие жидкости. Одним из преимуществ технологии « Fire Trace » является ее автономность. Такого рода система может применяться независимо от наличия средств автоматической пожарной сигнализации и источников электроснабжения. При необходимости возможно взаимодействие с системой автоматической пожарной сигнализации.

Модуль газового пожаротушения, изготовленный по технологии « Fire Trace », состоит из баллона с ГОТВ, запорно-пусковым устройством и шаровым краном для подключения термочувствительной трубки-детектора. Термочувствительная трубка изготовлена из сополимера специального состава, который разрывается в точке перегрева (при температуре 110-120 °С) с образованием «сопла». Автономный пуск установки типа « Fire Trace » осуществляется при разрушении полимерной трубки, проложенной внутри защищаемого объема (шкафной аппаратуры). При этом давление в трубке резко падает и осуществляется подача ГОТВ из модуля непосредственно в очаг пожара и весь объем защищаемого шкафа.

В 2006 году ФГУ ВНИИПО МЧС России совместно с концерном «Росэнергоатом» проведены НИР и НИОКР с проведением огневых испытаний по тушению шкафов с негерметичностью до 0,5 и 2,5 м — 1 . По результатам разработаны, утверждены и согласованы ФГУ концерн «Росэнергоатом» «Рекомендации по противопожарной защите автономными УГПТ негерметичных приборных шкафов с электронным оборудованием в помещениях энергоблоков АЭС».

4. ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАЩИЩАЕМЫХ ОБЪЕКТОВ

АЭС содержит ряд помещений с негерметичной шкафной электроаппаратурой. Электроаппаратура и оборудование шкафов предназначена для контроля и управления реакторной установкой энергоблока.

Шкафы могут располагаться как отдельно, так и секционно — по несколько шкафов в ряд. При этом между установленными в одном ряду шкафами перегородки могут отсутствовать, т.е. часть шкафов установленных в один ряд может иметь единый объем (в основном на энергоблоках 1980-90 годов).

Внутри шкафов размещено электрическое оборудование (платы, приборы автоматики и т.п.), электрические провода и кабели. Степень загроможденности шкафов, в которых установлено электронное и электротехническое оборудование, варьируется в широких пределах и может составлять от 10 до 50 % от объема шкафа, причем внутри шкафа обеспечивается свободная циркуляция воздуха для улучшения конвективного воздухообмена. Негерметичность шкафов без принудительной вентиляции составляют открытые проемы, расположенные в верхней и боковых частях каждого шкафа. Параметр негерметичности шкафов может достигать значения 2,5 м — 1 .

Характеристики шкафов (размеры, количество в секции, объем) изложены в таблицах 1, 2 и 3 (Белоярская АЭС)

Источник

На основе чего осуществляется расчёт системы газового пожаротушения

Средства пожаротушения

На данный момент широко используются два типа системы газового пожаротушения:

• На основе модулей. Управляются от центрального контроллера системы пожарной безопасности или являются автономными устройствами, в состав которых входит легкоплавкий запорный механизм.
• С подачей огнетушащего вещества через трубопровод. Следует понимать, что в этом случае гидравлический расчет установки газового пожаротушения существенно отличается от аналогичных расчётов водяных и водопенных систем. Причина состоит в том, что при движении по трубопроводу хладонов или других огнетушащих веществ в сжиженном состоянии, происходит их частичное испарение. Таким образом, в трубах находится газожидкостная смесь, значительно отличающаяся по плотности от обычных пожаротушащих жидкостей. Именно поэтому стандартные методы расчётов для спринклерных и дренчерных систем применять невозможно.

Особенности проектирования

Перед тем, как рассчитать автоматическое газовое пожаротушение, нужно определить специфику функционирования защищаемого объекта:

• класс пожарной безопасности;
• материалы, используемые для облицовки;
• оборудование, материалы и вещества, находящиеся в помещениях и т.п.

В зависимости от совокупности этих факторов необходимо осуществить подбор характеристик огнетушащего вещества.

Виды огнетушащих веществ

Углекислый газ. Является одним из наиболее дешевых вариантов газового огнетушащего вещества. Он довольно эффективен и кроме вытеснения кислорода из помещения обладает ещё и охлаждающими свойствами. Такие ГОВ являются универсальными и могут быть использованы для тушения пожаров практически любого типа (за исключением возгорания щелочных металлов). Углекислый газ находится в баллонах в сжиженном состоянии под давлением, поэтому требует систематического контроля утечки весовым методом.

Хладон 23. Содержится в баллонах в жидком виде. Обладает высоким собственным давлением в емкости, благодаря чему не нуждается в применении вытесняющих газов. Его рекомендуется использовать для тушения пожаров в помещениях, где возможно нахождение людей. Вещество является экологически чистым и неагрессивным.

Азот. Является довольно дешёвым огнетушащим веществом, однако баллоны с сжиженным азотом взрывоопасны при воздействии на них высоких температур.

Пример срабатывания системы

Выбор автоматизированной системы пожаротушения

Выбор типа автоматизированной системы пожаротушения (газовые автономные модули или централизованная подача через трубопровод) зависит прежде всего от архитектурных особенностей:

• этажность здания,
• площадь здания,
• высота помещений.

Применение установки с трубопроводом и централизованным размещением баллонов рекомендуется для нескольких помещений (более 3) одинакового класса пожарной безопасности и в пределах одного строения. При этом, расстояние между ними не должно превышать 100 м.

Расчёт технических параметров и сметы на газовое пожаротушение осуществляется в соответствии с нормативным документом НПБ 88-2001.

Баллоны с ГОВ

Ключевые параметры

Основные параметры, которые следует определить при расчёте системы газового пожаротушения:

• количество огнетушащего вещества,
• размещение автономных модулей или распылителей,
• тип системы управления,
• трассы прокладки трубопроводов или кабелей управления. Пример сметы на газовое пожаротушение

ВАЖНО! Настоятельно рекомендуется, чтобы все работы, связанные с проектированием, установкой, пусконаладкой и дальнейшим обслуживанием установки газового пожаротушения осуществляла одна компания.

Пример расчета автоматического газового пожаротушения осуществляется по следующим параметрам:

Источник



Расчет параметров установки газового пожаротушения

В данной статье мы рассмотрим возможные варианты оптимального построения автоматических установок газового пожаротушения по результатам гидравлических расчетов трубной разводки и других сопутствующих параметров защищаемого объекта.

Вопросы более эффективного использования огнетушащего вещества.

Главный инженер проекта ООО «АСПТ Спецавтоматика»
В.П. Соколов

Немного истории в вопросе способа гидравлического расчета трубопроводов и определения площади отверстий насадка для установок газового пожаротушения. Теоретически, динамику поведения огнетушащего вещества в трубопроводах по эскизу трубной разводки и расстановки насадков можно проанализировать с помощью математических уравнений и формул, разработанных учеными работающих в данной области науки. Строится математическая модель гидродинамики процесса на базе высшей математики. Математический анализ производится с некоторыми упрощениями в физике происходящего процесса, а также путем задания допустимых границ расчета, использования постоянных констант и ограничения величин задаваемых параметров, используемых в расчетах. Эти упрощения и ограничения определяют погрешность расчетов, которая от сложности расчета может достигать до 14%.

В свое время, нам пришлось пользоваться такой методикой для практических расчетов установок газового пожаротушения, правда, все расчеты проводились ручным методом с по-мощью калькулятора. В зависимости от сложности гидравлического расчета это занимало достаточно много времени, иногда до недели. Расчет заключался в том, что, меняя значения исходных данных, необходимо было пересчитывать уравнения и формулы, пока полученный результат не соответствовал оптимальным значениям всех параметров гидравлического расчета.
Документ, по которому производился гидравлический расчет установки газового пожаротушения, назывался: «Методика гидравлического расчета трубопроводов установок газового пожаротушения». Данная методика была разработана для нас в соответствии с договором № 6719/Н-2.3. ФГУ ВНИИПО МЧС России. Методика разрабатывалась на основе научно-исследовательских работ, проведенных в различных организациях, а также в ФГУ ВНИИПО МЧС России, в области установок газового пожаротушения.

Но время не стоит на месте и сегодня АСПТ Спецавтоматика имеет универсальную компьютерную программу «Vector» для гидравлических расчетов трубной разводки с насадками, расчета массы огнетушащего вещества для создания нормативной огнетушащей концентрации в защищаемом объеме и расчета времени выхода ГОТВ из модулей газового пожаротушения.

Программа «Vector», одна из немногих программ позволяющая достаточно точно и оптимально решать всевозможные сложные задачи в области гидравлического расчета систем газового пожаротушения в короткие сроки.

Для подтверждения достоверности результатов расчета проведена верификация гидрав-лических расчетов по программе «Vector» и получено положительное Экспертное заключе-ние № 40/20-2016 от 31.03.2016г. Академии ГПС МЧС России на использование программы гидравлических расчетов «Vector» в установках газового пожаротушения, производства АСПТ Спецавтоматика со следующими огнетушащими веществами:

• ФК-5-1-12 (Novec 1230)
• Хладон 125
• Хладон 227еа
• Хладон 318Ц
• СО2 (двуокись углерода)

Программа «Vector» — это современный программный продукт, имеющий тенденцию к постоянному обновлению, развитию и совершенствованию программного обеспечения, позволяющему пользователю удобно и просто работать с программой на компьютере.

Программа для гидравлических расчетов «Vector» при заданной схеме установки газово-го пожаротушения, включает в себя следующие исходные данные, задаваемые вручную проектировщиком:

• площадь помещения, м2;
• высота помещения, м;
• дополнительный объем, вычитаемый из основного объема, м3;
• минимальная температура в помещении, град. С;
• высота помещения над уровнем моря, м;
• предельно допустимое избыточное давление в помещении, кПа;
• нормативное время подачи ГОТВ, с;
• площадь постоянно открытых проемов, м2;
• параметр «П» учитывающий расположение проемов;
• тип ГОТВ;
• нормативная огнетушащая концентрация ГОТВ;
• плотность паров ГОТВ, кг/ м3;
• повышающий коэффициент для пожара по СП 5.13130.2009;
• тип модулей ГПТ;
• коэффициент загрузки модуля;
• рабочее (начальное) давление заправки при температуре 20ºС, МПа;
• тип рукава высокого давления РВД;
• распределительные устройства РУ (при централизованном ГПТ);
• стандарт (ГОСТ) применяемых труб.

Давайте теперь рассмотрим более подробно некоторые наиболее значимые исходные данные для гидравлического расчета из списка перечисленного выше существенно влияющие на результат расчета.

Одним из таких параметров является суммарная площадь постоянно открытых проемов в защищаемом помещении «ΣF_н, м 2 ». Данная величина влияет на расчетное количество газа «М_р», так как через постоянно открытые проемы происходит утечка части газа. Значить эти потери должны быть компенсированы, чтобы полученного расчетом количества газа «М_р», хватило на создание нормативной огнетушащей концентрации вещества в защищаемом объеме. Получение реального значения параметра «ΣF_н, м 2 » в защищаемом помещении всегда связано с большой проблемой. Смотрим выкопировку из раздела СП. 5.13130.2009.

8.14. Требования к защищаемым помещениям.

8.14.1 Параметр негерметичности защищаемых помещений не должен превышать значе-ний, указанных в Таблице Д.12 приложения Д. Должны быть приняты меры по ликвидации технологически необоснованных проемов, установлены доводчики дверей, уплотнены ка-бельные проходки.
8.14.3. В системах воздуховодов общеобменной вентиляции, воздушного отопления и кондиционирования воздуха защищаемых помещений следует предусматривать автоматиче-ски закрывающиеся при обнаружении пожара воздушные затворы (заслонки или противопо-жарные клапаны).

Требования по пунктам 8.14.1 и 8.14.3 должны безукоризненно выполняться как на стадии проектирования, так и на стадии строительства, по всем помещениям, которые подлежат защите газовым пожаротушением. Часто от Заказчика к Исполнителю поступает техническое задание на автоматизированную установку газового пожаротушения (АУГПТ) в котором указано, что площадь постоянно открытых проемов равна нулю и таким образом помещение считается полностью герметичным. Расчет установки АУГПТ производиться без потерь на утечку газа через открытые проемы. Но в идеально герметизированном объеме куда поступает огнетушащее вещество могут создаваться условия для появления избыточного давления превышающее заданное предельно допустимое избыточное давление в том же объеме. Это чревато нанесению вреда как самому помещению, так и защищаемому оборудованию например серверам. Если в помещении имеются окна, то они могут разрушиться и газ уйдет из помещения, не оказав нужного воздействия на очаг возгорания. Чтобы этого не произошло требуется установка специального клапана (клапанов) сброса избыточного давления (КСИД) площадь которого вычисляется по формулам из Приложения З — «Методика расчета площади проема для сброса избыточного давления в помещениях, защищаемых установками газового пожаротушения» СП 5.13130.2009. В нашем случае КСИД автоматически вычисляется программой гидравлического расчета «Vector».

Но чаще всего имеется другая крайность. В техническом задание указывается параметр негерметичности защищаемых помещений взятый из Таблицы Д.12 приложения Д и вычис-ляемый по формуле:

— параметр негерметичности помещения, м -1 ; (1)

где: ΣF_н — суммарная площадь проемов, м 2 ;

V_р — расчетный объем защищаемого помещения, м 3 .

Преобразуем вышеописанную формулу (1) для нахождения величины суммарной пло-щади проемов ΣF_н, м 2 по Таблице Д.12:

ΣF_н = V_р δ — суммарная площадь проемов, м 2 . (2)

Выкопировка небольшой части начала Таблицы Д.12 из Приложения Д — «Исходные данные для расчета массы газовых огнетушащих веществ».

Д.12 Значения параметра негерметичности в зависимости от объема защищаемого помещения.

Параметр негерметичности, не более	Объем защищаемого помещения
0,044 м –1	до 10 м 3
0,033 м –1	от 10 до 20 м 3
0,028 м –1	от 20 до 30 м 3
0,022 м –1	от 30 до 50 м 3
0,018 м –1	от 50 до 75 м 3
0,016 м –1	от 75 до 100 м 3
0,014 м –1	от 100 до 150 м 3
0,012 м –1	от 150 до 200 м 3

Возьмем для примера первую строку Таблицы Д.12. В соответствие с расчетом по формуле (2) суммарная площадь проемов для объема 10 м 3 получается равной 0,44 м 2 . Это очень большой открытый проем для помещения с газовым пожаротушением с небольшим объемом. А если брать для расчета в Таблице Д.12 строки с большими объемами помещений, то можем получить открытые проемы до 5 м 2 и более. Это означает что две, три двери в защищаемом помещении постоянно открыты.

И так, реально для расчетов мы имеем два крайних значения параметра площади постоянно открытых проемов. Нулевое значение параметра определяет сто процентное появление клапанов КСИД, а значение параметра, определяемое по Таблице Д.12, требует добавление компенсирующего количества огнетушащего вещества (газа) на утечку через открытые проемы. При этом добавленное гидравлическим расчетом количество газа может составлять в процентном отношении от 7 до 15%, что, в зависимости от типа применяемого огнетушащего вещества весьма ощутимо будет сказываться на бюджете Заказчика, используемого для защиты своих помещений систему газового пожаротушения.

Мы не рассматриваем сейчас вариант, когда объект, подлежащий защите системой газового пожаротушения, имеет строительную готовность, и мы можем точно определиться со значением параметра площади открытых проемов. В большинстве случаев гидравлические расчеты требуются уже на стадии начала строительства.

АСПТ Спецавтоматика разработала для внутреннего пользования вариант таблицы для определения, площади постоянно отрытых проемов при расчетах в программе «Vector». Если Заказчиком в техническом задании (ТЗ) не указано значение параметра площади открытых проемов в защищаемом помещении, то мы используем данные Таблицы 1.

Нет идеально герметичных помещений. Проемы все равно существуют. В каждом помещении есть двери, а иногда присутствуют окна. При выпуске огнетушащего вещества (газа) осуществляется воздействие избыточного давления на площадь двери и окна, что способствует к появлению небольших микрощелей. Остается определиться с ними и посчитать значения.

Количественные данные по постоянно открытым проемам в защищаемом помещении для параметра ΣF_н, м 2 смотри в Таблице 1.

п/п №	Наименование изделия	Постоянно открытые проемы, м 2
1	Одностворчатая дверь, не более	0,021*
2	Двухстворчатая дверь, не более	0,039*
3	Одностворчатое деревянное окно, не более	0,024*
4	Двухстворчатое деревянное окно, не более	0,036*
5	Одностворчатое евроокно, не более	0,016*
6	Двухстворчатое евроокно, не более	0,024*

* Данные в Таблице 1 получены расчетным путем и соответствуют принятой методике гидравлического расчета установок газового пожаротушения в ООО «АСПТ Спецавтоматика».

Суммарную площадь постоянно открытых проемов в защищаемом помещении вычисляем по формуле:

ΣF_д — суммарная площадь постоянно открытых проемов всех дверей (тип двери по Таблице 1 умножается на их количество имеющихся в защищаемом помещении);

ΣF_о — суммарная площадь постоянно открытых проемов всех окон (тип окна по Таблице 1 умножается на их количество имеющихся в защищаемом помещении);

ΣF_инж — суммарная площадь постоянно открытых проемов инженерных систем пожарной автоматики и т.п. (при наличии действующих постоянно открытых проемов в стене, на потолке или в полу данные площади вычисляются отдельно и суммируются);

Кб – коэффициент безопасности (постоянная величина) равный — 1,1.

Рассмотрим теперь вопрос расположения модулей газового пожаротушения на защищаемом объекте, общие требования к трубопроводу и насадкам в свете получения достоверности результатов при выполнении гидравлического расчета. Смотрим выкопировку раздела «8» из СП. 5.13130.2009.

8.8 Сосуды для газового огнетушащего вещества.

8.8.3 Сосуды следует размещать, возможно, ближе к защищаемым помещениям…

8.9 Трубопроводы.

8.9.9 Внутренний объем трубопроводов не должен превышать 80% объема жидкой фазы расчетного количества ГОТВ при температуре 20°С.

Неукоснительное выполнение требований пунктов 8.8.3 и 8.9.9 это залог получения наиболее точного и близкого к оптимальным значениям результата гидравлического расчета.

Рассмотрим влияние длины и диаметра труб коллектора, а также распределительного трубопровода на результаты расчета количества массы огнетушащего вещества и нормативное время выпуска. Рассмотрим в качестве примера автоматизированную установку (объемного) газового пожаротушения (АУГПТ) с подачей газа по нескольким направлениям от централь-ной станции пожаротушения. На РИС-1 дан график функциональной зависимости величин «Vтр» от «Vжг» в соответствии с требованием пункта 8.9.9 свода правил СП 5.13130.2009.

Вычисления производились по формуле:

где: Vтр — внутренний обьем труб аксонометрической схемы, л;

Vжг — объем жидкой фазы расчетного количества ГОТВ (хладон 227еа) при температуре 20°С и рабочем давлении 4.2 МПа, л.

Дополнительная ось на графике РИС-1 это «Мг,кг » — расчетное количество массы ГОТВ (хладон 227еа) при температуре 20°С и рабочем давлении 4.2МПа в килограммах. Расчет производился по формуле:

где: Vжг — объем жидкой фазы расчетного количества ГОТВ (хладон 227еа) при температуре 20°С и рабочем давлении 4.2 МПа, л;

k — коэффициент равный — 1,85, кг/л.

График построен с помощью интерполяции по нескольким расчетным точкам. График является линией раздела между двумя зонами. Условно назовем их зона над графиком и зона под графиком.

В начале гидравлического расчета по программе «Vector» производиться расчет массы огнетушащего вещества необходимого для тушения защищаемого помещения. Затем рисуется аксонометрическая схема трубной разводки от модуля газового пожаротушения до выпускных насадок. Имея результат расчета количества огнетушащего вещества и его значение равное объему жидкой фазы ГОТВ в соответствии с построенным графиком получаем значение «Vтр» внутренний объем труб аксонометрической схемы, который по п. 8.9.9 мы не имеем права превышать.

Возможны два варианта расчета. Первый мы не превысим эту величину в 80% находимся в зоне под графиком и получаем готовый расчет. В случае превышения этой величины программа «Vector» укажет на эту ошибку.

Выход из этой ситуации:

— первое, необходимо размещать оборудование как это требует п. 8.9.3 (сосуды следует размещать, возможно, ближе к защищаемым помещениям…);

— второе, если аксонометрическую схему оптимизировать нельзя, необходимо увеличивать количество огнетушащего вещества «Мг, кг» до тех пор, пока, например, точка «В» (см. РИС-1) не окажется в зоне под графиком. В нашем примере это вместо 555кг. (Хладона 227еа) придется выпускать по этому направлению газового пожаротушения 740кг. В некоторых случаях с использованием автоматической станции пожаротушения, которая находится на первом этаже, а защищаемое помещение находится на 10 этаже и удалено от нее на 80 — 100 метров увеличение количества газа может достигать в несколько раз. Это весьма сложно объяснить Заказчику.

Экономя, Заказчик хочет централизованной станцией автоматического газового пожаро-тушения обеспечить тушение всех направлений ГПТ, а длины и диаметры труб аксономет-рической схемы по зданию, а также получаемое количество газа не дает преимуществ перед модульным пожаротушением. Можно например взять чтобы часть помещений тушилась централизованной автоматической станцией пожаротушения, а удаленные помещения имели модульное пожаротушение.

График функциональной зависимости величин «Vтр» от «Vжг» в соответствии с требованием пункта 8.9.9 свода правил СП 5.13130.2009.

Мы рассмотрели в этой статье наиболее важные и чувствительные параметры, которые оказывают влияние на конечные результаты гидравлических расчетов, выполненных в про-грамме «Vector». Но это еще не все подводные камни, с которыми приходиться встречаться. Реальные объекты, на которых реализуются системы газового пожаротушения, представляют собой великое многообразие трудностей, которые приходиться преодолевать разработчикам. Тем ценней, что развитие возможностей компьютерной техники позволило упростить нам свою работу в этой области. С появлением специализированных программ таких как «Vector» трудозатраты по гидравлическим расчетам сократились в десятки раз и особенно это ценно, когда требуется посчитать для сравнения несколько вариантов одного и того же гидравлического расчета.

Программа «Vector» использует в своих расчетах только оборудование производства ООО «АСПТ Спецавтоматика», которое на сегодняшний день является одним из самых надежных, технически совершенным и оптимальным с точки зрения финансовых затрат.

В нашей организации регулярно проводится бесплатное обучение по программе гидравлических расчетов «Vector», где вы сможете получить наиболее полные ответы на все возникающие вопросы, а также получить любые консультации в области потивопожарной защиты.

Источник