Противопожарная защита: высокие технологии
Проблемы повышения пожаробезопасности и оснащения современными системами пожаротушения становятся все более актуальными. По данным Национальной ассоциации противопожарной защиты США, в условиях рыночной экономики 43% предприятий не могут возобновить свою деятельность непосредственно после пожара, 28% восстанавливаются в течение 3 лет, и лишь 23% продолжают функционировать в обычном режиме.
Пожарные в силу объективных причин зачастую не в состоянии вовремя приехать на место возгорания. В РФ среднее время прибытия пожарных составляет от 8 минут в городах до 19 минут в сельской местности, а в условиях мегаполисов может непредсказуемо увеличиваться из-за дорожных проблем.
Следуя инструкциям по безопасности и придерживаясь правил противопожарных ГОСТов и СНиПов, ущерб от огненной стихии можно существенно минимизировать. К сожалению, при строительстве этими нормами часто пренебрегают или выполняют их, что называется, "для галочки".
Правда, легкомысленное отношение к превентивным мерам противопожарной безопасности постепенно уступает место осознанному и серьезному. Так, уже несколько лет действует федеральная целевая программа "Пожарная безопасность и социальная защита до 2005 года". В результате осуществления этой программы, нацеленной на развитие предупреждения возгораний, планируется на 35% снизить потери от пожаров. При этом значительная роль отводится созданию стационарных средств пожаротушения.
На практике это означает, что ни одно здание не может быть введено в эксплуатацию без надежно работающей системы автоматического пожаротушения. Правительство Москвы еще в 1995 году приняло "Московские строительные нормы", в которых особо оговаривается, что при возведении многофункциональных зданий и комплексов должны быть предусмотрены системы противопожарной защиты (СПЗ), в которые входят: противодымная защита, внутренний противопожарный водопровод, автоматическое пожаротушение, лифты для пожарных подразделений, автоматическая пожарная сигнализация. При этом управление СПЗ должно осуществляться из одного центрального диспетчерского пункта.
Кроме того, особые требования предъявляются к внутреннему противопожарному водопроводу: в здании должно быть не менее двух вводов, внутренняя сеть должна быть кольцевой, напор необходимо поддерживать постоянный и насосные станции обязаны соответствовать I категории надежности, что означает повышенные требования к оборудованию.
Выполняя требования нормативных актов, инвесторы строительства вынуждены оснащать здания СПЗ, без них сооружение не будет допущено к эксплуатации. Однако строящиеся современные здания требуют и современных технологий противопожарной защиты. Дело в том, что вода и сейчас самый эффективный способ пожаротушения. Известно, что до 90% всех пожаров ликвидируется именно водой, и это наиболее простой, экологичный и дешевый способ. Но традиционное оборудование (пожарные стволы или стационарные системы) хотя и очень надежно, но имеет ряд недостатков. Проблема в том, что они потребляют огромное количество воды (более 0,08 л/см2), и их использование требует наличия емкостей и резервуаров. Кроме того, обычное распыление с диаметром капель от 0,4 до 2 мм вызывает буквально затопление помещения. Это приносит большие убытки, особенно в современных зданиях, переполненных электрокабелями и сложной техникой. Случается, что ущерб, наносимый водой, даже больше урона от пожара.
Казалось бы, надо перейти на безводные средства, однако их применение ограничено по ряду соображений: порошковые, газовые, аэрозольные системы хотя и обладают очень высокой эффективностью, но небезупречны с точки зрения экологии — ведь в них используется хладон (халон), а от него решено было отказаться в соответствии с Монреальским соглашением о защите озонового слоя Земли. Заменители хладона есть, но они существенно дороже.
В настоящее время все большее применение находит метод тушения огня тонкораспыленной водой (ТРВ). И хотя эта технология известна давно, применяли ее редко. Считалось, что большое количество воды более эффективно тушит очаг возгорания. Действительно, мощная струя воды (с диаметром капель более 400 мк) легко достигает ядра очага пожара, проникает в него и тушит, но при этом большая часть воды (до 60%) стекает ниже уровня возгорания и на горение не влияет.
При технологии тушения ТРВ механизм действия на пламя иной. Вот в чем заключается эффективность тонкодисперсной воды. Во-первых, вместо механического "сбивания" пламени, водяной туман (микрокапельки величиной менее 200 мк) увеличивает скорость поглощения тепла из горячих газов и пламени. Суммарная поверхность капель гораздо выше, чем при традиционных методах тушения, поэтому помимо увеличения скорости испарения увеличивается и суммарная площадь испарения мелких капель, а значит, потери тепла тоже гораздо больше.
Во-вторых, при быстром испарении водяной пар замещает воздух в зоне горения, вытесняя кислород, и огонь попросту "задыхается".
В-третьих, происходит затухание теплового излучения. Данные экспертов: тепловой поток от стандартных очагов возгорания на расстоянии 1,7 м снижается более чем в 4 раза, что локализует очаг возгорания. При этом воды выливается в несколько раз меньше, чем при обычном тушении. Так, при моделировании возгорания библиотечного фонда полностью затушить огонь удалось за 2 минуты, израсходовав всего 2,5 л воды на 1 м2.
Известно также, что главную опасность при пожаре представляет не открытое пламя, а неконтролируемое распространение дыма и огня. Раскаленный до критических температур дым не только ядовит, но и способен оказывать поджигающее действие.
Кроме того, он с легкостью распространяется по вентиляционным каналам. Тонкораспыленная вода не только охлаждает дымовые газы, но и осаждает ядовитые аэрозоли и позволяет контролировать начавшееся возгорание.
Системами ТРВ можно даже тушить возгорания электрощитовых: водяной туман не вызывает замыкания. Нельзя их применять только для тушения щелочных металлов, металлоорганики, карбидов, раскаленного угля и железа, поскольку все эти вещества при контакте с водой вступают в химическую реакцию с выделением огромного количества тепла.
Для реализации технологии ТРВ применяются давно и хорошо зарекомендовавшие себя спринклерные системы. Они компонуются системой специальных разбрызгивателей (спринклеров), соответствующей автоматикой и насосным модулем. Обычно это 2 высокопроизводительных насоса (основной и резервный) и "маленький" насос, пилотный или "жокей"-насос. Пилотный насос благодаря автоматике поддерживает заданное постоянное давление в системе, компенсируя утечки или срабатывание небольшого количества спринклеров. "Большой" насос вступает в действие или при команде с пульта диспетчера или автоматической системы, или при падении давления ниже определенного уровня. Подобное решение было применено при строительстве административного здания "Москва-Сити", где были использованы комбинации насосов Grundfos типа NK (в качестве основных) и Grundfos типа CR (как "жокей").
При всех достоинствах все такие системы требуют большого напора воды. Ряд импортных установок работает при очень высоком (до 70 атм) давлении, что довольно сложно обеспечить технологически. Поэтому приходится предусматривать монтаж специальных насосных станций, повышающих давление в сети. При этом возможны 2 варианта. В первом случае это несколько последовательно соединенных бустерных модулей (скважинный насос в герметичном стальном корпусе). Подобное решение было выбрано для системы пожаротушения Большого театра. Во втором варианте применяется стандартная насосная часть скважинного насоса, соединенная через повышающую передачу с асинхронным электродвигателем. Это позволяет поднять скорость вращения вала насоса в 2 раза (6 тысяч об/мин против обычных 2,9 тысяч об/мин) и добиться поставленной задачи.
Однако какая бы технология пожаротушения ни была выбрана, она должна стать частью общей системы безопасности, включающей в себя не только средства подавления очага пожара, но и средства детекции и управления всеми составляющими. Лучше всего рассчитывать подобные СПЗ еще на стадии проектирования новостройки или капитального ремонта здания. Только в этом случае можно предусмотреть все нюансы расположения водоводов, гидрантов, перекачивающих станций. При этом следует учесть, что стандартных решений попросту не бывает: каждое здание индивидуально, значит, и особенности автоматической системы пожаротушения тоже будут строго индивидуальны. Ведь даже 2 рядом стоящих типовых здания разнятся в деталях: одно находится на возвышенности, другое в низине, к одному есть удобный подъезд, к другому нет. Значит, и расчет СПЗ будет разным.
Особенно пристальное внимание при выборе и монтаже систем пожаротушения приходится обращать на реконструируемые здания. В старых домах много деревянных элементов (обшивка стен, межэтажные перекрытия), которые могли высохнуть до состояния трута, то есть достаточно одной искры от сварки, непотушенной сигареты — и памятник архитектуры сгорает дотла. А ведь в подобных зданиях часто расположены театры, другие общественные места. Здесь требуется поистине филигранная точность, чтобы соблюсти нормы безопасности и не покалечить архитектурный шедевр.
Отличным примером грамотного расчета СПЗ может служить здание Большого театра. Компания Grundfos, поставившая туда оборудование, изготовила для этого старинного здания уникальную компьютерную систему управления, связанную с центральным диспетчерским пунктом. СПЗ состоит из ряда бустерных модулей (специальные скважинные насосы в герметичном корпусе), позволяющих подавать до 1600 м3 воды в час. Кроме того, организована система гидрантов с использованием моноблочных насосов типа DNP. Все сложное насосное хозяйство управляется с единого пункта, что позволяет контролировать любое изменение ситуации. Подобные системы стоят в Московском Кремле, храме Христа Спасителя и других известных зданиях Москвы и других городов России.
В связи с новыми высокими технологиями противопожарной безопасности внесены изменения в российские нормы и правила. Так, по сравнению со старым СНиПом, новый норматив содержит дополнительные главы:
— установки пожаротушения высокократной пеной;
— установки пожаротушения тонкораспыленной водой;
— установки порошкового пожаротушения модульного типа;
— автономные установки пожаротушения;
— взаимосвязь систем пожарной сигнализации с другими системами, технологическим и электротехническим оборудованием зданий и сооружений.
Рассмотренные выше системы и методы пожаротушения и пожарной защиты дают основания для некоторого оптимизма: в среднем за год на 10% снизилось количество пожаров в производственных зданиях, зданиях общественного назначения и жилом секторе.
Вячеслав ГИЛЕВИЧ
Пожарные в силу объективных причин зачастую не в состоянии вовремя приехать на место возгорания. В РФ среднее время прибытия пожарных составляет от 8 минут в городах до 19 минут в сельской местности, а в условиях мегаполисов может непредсказуемо увеличиваться из-за дорожных проблем.
Следуя инструкциям по безопасности и придерживаясь правил противопожарных ГОСТов и СНиПов, ущерб от огненной стихии можно существенно минимизировать. К сожалению, при строительстве этими нормами часто пренебрегают или выполняют их, что называется, "для галочки".
Правда, легкомысленное отношение к превентивным мерам противопожарной безопасности постепенно уступает место осознанному и серьезному. Так, уже несколько лет действует федеральная целевая программа "Пожарная безопасность и социальная защита до 2005 года". В результате осуществления этой программы, нацеленной на развитие предупреждения возгораний, планируется на 35% снизить потери от пожаров. При этом значительная роль отводится созданию стационарных средств пожаротушения.
На практике это означает, что ни одно здание не может быть введено в эксплуатацию без надежно работающей системы автоматического пожаротушения. Правительство Москвы еще в 1995 году приняло "Московские строительные нормы", в которых особо оговаривается, что при возведении многофункциональных зданий и комплексов должны быть предусмотрены системы противопожарной защиты (СПЗ), в которые входят: противодымная защита, внутренний противопожарный водопровод, автоматическое пожаротушение, лифты для пожарных подразделений, автоматическая пожарная сигнализация. При этом управление СПЗ должно осуществляться из одного центрального диспетчерского пункта.
Кроме того, особые требования предъявляются к внутреннему противопожарному водопроводу: в здании должно быть не менее двух вводов, внутренняя сеть должна быть кольцевой, напор необходимо поддерживать постоянный и насосные станции обязаны соответствовать I категории надежности, что означает повышенные требования к оборудованию.
Выполняя требования нормативных актов, инвесторы строительства вынуждены оснащать здания СПЗ, без них сооружение не будет допущено к эксплуатации. Однако строящиеся современные здания требуют и современных технологий противопожарной защиты. Дело в том, что вода и сейчас самый эффективный способ пожаротушения. Известно, что до 90% всех пожаров ликвидируется именно водой, и это наиболее простой, экологичный и дешевый способ. Но традиционное оборудование (пожарные стволы или стационарные системы) хотя и очень надежно, но имеет ряд недостатков. Проблема в том, что они потребляют огромное количество воды (более 0,08 л/см2), и их использование требует наличия емкостей и резервуаров. Кроме того, обычное распыление с диаметром капель от 0,4 до 2 мм вызывает буквально затопление помещения. Это приносит большие убытки, особенно в современных зданиях, переполненных электрокабелями и сложной техникой. Случается, что ущерб, наносимый водой, даже больше урона от пожара.
Казалось бы, надо перейти на безводные средства, однако их применение ограничено по ряду соображений: порошковые, газовые, аэрозольные системы хотя и обладают очень высокой эффективностью, но небезупречны с точки зрения экологии — ведь в них используется хладон (халон), а от него решено было отказаться в соответствии с Монреальским соглашением о защите озонового слоя Земли. Заменители хладона есть, но они существенно дороже.
В настоящее время все большее применение находит метод тушения огня тонкораспыленной водой (ТРВ). И хотя эта технология известна давно, применяли ее редко. Считалось, что большое количество воды более эффективно тушит очаг возгорания. Действительно, мощная струя воды (с диаметром капель более 400 мк) легко достигает ядра очага пожара, проникает в него и тушит, но при этом большая часть воды (до 60%) стекает ниже уровня возгорания и на горение не влияет.
При технологии тушения ТРВ механизм действия на пламя иной. Вот в чем заключается эффективность тонкодисперсной воды. Во-первых, вместо механического "сбивания" пламени, водяной туман (микрокапельки величиной менее 200 мк) увеличивает скорость поглощения тепла из горячих газов и пламени. Суммарная поверхность капель гораздо выше, чем при традиционных методах тушения, поэтому помимо увеличения скорости испарения увеличивается и суммарная площадь испарения мелких капель, а значит, потери тепла тоже гораздо больше.
Во-вторых, при быстром испарении водяной пар замещает воздух в зоне горения, вытесняя кислород, и огонь попросту "задыхается".
В-третьих, происходит затухание теплового излучения. Данные экспертов: тепловой поток от стандартных очагов возгорания на расстоянии 1,7 м снижается более чем в 4 раза, что локализует очаг возгорания. При этом воды выливается в несколько раз меньше, чем при обычном тушении. Так, при моделировании возгорания библиотечного фонда полностью затушить огонь удалось за 2 минуты, израсходовав всего 2,5 л воды на 1 м2.
Известно также, что главную опасность при пожаре представляет не открытое пламя, а неконтролируемое распространение дыма и огня. Раскаленный до критических температур дым не только ядовит, но и способен оказывать поджигающее действие.
Кроме того, он с легкостью распространяется по вентиляционным каналам. Тонкораспыленная вода не только охлаждает дымовые газы, но и осаждает ядовитые аэрозоли и позволяет контролировать начавшееся возгорание.
Системами ТРВ можно даже тушить возгорания электрощитовых: водяной туман не вызывает замыкания. Нельзя их применять только для тушения щелочных металлов, металлоорганики, карбидов, раскаленного угля и железа, поскольку все эти вещества при контакте с водой вступают в химическую реакцию с выделением огромного количества тепла.
Для реализации технологии ТРВ применяются давно и хорошо зарекомендовавшие себя спринклерные системы. Они компонуются системой специальных разбрызгивателей (спринклеров), соответствующей автоматикой и насосным модулем. Обычно это 2 высокопроизводительных насоса (основной и резервный) и "маленький" насос, пилотный или "жокей"-насос. Пилотный насос благодаря автоматике поддерживает заданное постоянное давление в системе, компенсируя утечки или срабатывание небольшого количества спринклеров. "Большой" насос вступает в действие или при команде с пульта диспетчера или автоматической системы, или при падении давления ниже определенного уровня. Подобное решение было применено при строительстве административного здания "Москва-Сити", где были использованы комбинации насосов Grundfos типа NK (в качестве основных) и Grundfos типа CR (как "жокей").
При всех достоинствах все такие системы требуют большого напора воды. Ряд импортных установок работает при очень высоком (до 70 атм) давлении, что довольно сложно обеспечить технологически. Поэтому приходится предусматривать монтаж специальных насосных станций, повышающих давление в сети. При этом возможны 2 варианта. В первом случае это несколько последовательно соединенных бустерных модулей (скважинный насос в герметичном стальном корпусе). Подобное решение было выбрано для системы пожаротушения Большого театра. Во втором варианте применяется стандартная насосная часть скважинного насоса, соединенная через повышающую передачу с асинхронным электродвигателем. Это позволяет поднять скорость вращения вала насоса в 2 раза (6 тысяч об/мин против обычных 2,9 тысяч об/мин) и добиться поставленной задачи.
Однако какая бы технология пожаротушения ни была выбрана, она должна стать частью общей системы безопасности, включающей в себя не только средства подавления очага пожара, но и средства детекции и управления всеми составляющими. Лучше всего рассчитывать подобные СПЗ еще на стадии проектирования новостройки или капитального ремонта здания. Только в этом случае можно предусмотреть все нюансы расположения водоводов, гидрантов, перекачивающих станций. При этом следует учесть, что стандартных решений попросту не бывает: каждое здание индивидуально, значит, и особенности автоматической системы пожаротушения тоже будут строго индивидуальны. Ведь даже 2 рядом стоящих типовых здания разнятся в деталях: одно находится на возвышенности, другое в низине, к одному есть удобный подъезд, к другому нет. Значит, и расчет СПЗ будет разным.
Особенно пристальное внимание при выборе и монтаже систем пожаротушения приходится обращать на реконструируемые здания. В старых домах много деревянных элементов (обшивка стен, межэтажные перекрытия), которые могли высохнуть до состояния трута, то есть достаточно одной искры от сварки, непотушенной сигареты — и памятник архитектуры сгорает дотла. А ведь в подобных зданиях часто расположены театры, другие общественные места. Здесь требуется поистине филигранная точность, чтобы соблюсти нормы безопасности и не покалечить архитектурный шедевр.
Отличным примером грамотного расчета СПЗ может служить здание Большого театра. Компания Grundfos, поставившая туда оборудование, изготовила для этого старинного здания уникальную компьютерную систему управления, связанную с центральным диспетчерским пунктом. СПЗ состоит из ряда бустерных модулей (специальные скважинные насосы в герметичном корпусе), позволяющих подавать до 1600 м3 воды в час. Кроме того, организована система гидрантов с использованием моноблочных насосов типа DNP. Все сложное насосное хозяйство управляется с единого пункта, что позволяет контролировать любое изменение ситуации. Подобные системы стоят в Московском Кремле, храме Христа Спасителя и других известных зданиях Москвы и других городов России.
В связи с новыми высокими технологиями противопожарной безопасности внесены изменения в российские нормы и правила. Так, по сравнению со старым СНиПом, новый норматив содержит дополнительные главы:
— установки пожаротушения высокократной пеной;
— установки пожаротушения тонкораспыленной водой;
— установки порошкового пожаротушения модульного типа;
— автономные установки пожаротушения;
— взаимосвязь систем пожарной сигнализации с другими системами, технологическим и электротехническим оборудованием зданий и сооружений.
Рассмотренные выше системы и методы пожаротушения и пожарной защиты дают основания для некоторого оптимизма: в среднем за год на 10% снизилось количество пожаров в производственных зданиях, зданиях общественного назначения и жилом секторе.
Вячеслав ГИЛЕВИЧ
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 33 за 2004 год в рубрике инженерное оборудование
