Аналитический обзор современных отечественных и зарубежных систем спринклерного пожаротушения с принудительным пуском

Основой спринклерных систем с принудительным пуском являются спринклерные оросители оснащенный пусковым устройством, обеспечивающим его срабатывание при подаче управляющего импульса (электрического, гидравлического, пневматического, пиротехнического или комбинированного). Технология принудительного пуска спринклерных оросителей позволяет «запускать» спринклеры при подаче на них электрического сигнала. При этом не исключается и возможность срабатывания спринклера стандартным способом (например, в случае отключения автоматического пуска). На объектах, где срабатывание традиционного спринклера может произойти слишком поздно или не произойти вообще (в помещениях с большой высотой перекрытия), целесообразно применение принудительный пуск. Данная система может обнаружить возгорание на более ранней стадии чем классическая спринклерная система.

Сейчас существует всего четыре представителя производящих данную технологию:

• Tyco International Ltd. (США);
• W. Sprinkler A/S (Дания);
• ООО «Холдинг Гефест» (Россия);
• ЗАО «ПО «Спецавтоматика» (Россия).

Tyco International Ltd производит систему EAS-1 (рис. 1), но позиционирует её как систему для защиты складских помещений.

Рис. 1. Спринклерная система с электронным TYCO с электронным управлением EAS-1

Спринклерная система с электронным управлением TYCO EAS-1 оснащена адресными тепловыми датчиками, подключенными к электронной системе управления, которая непрерывно анализирует информацию о температуре в защищаемой зоне. В случае пожара система рассчитана на одновременную работу группы спринклеров, окружающих очаг возгорания, на самой ранней стадии развития пожара.

Основные компоненты системы (рис. 2):

• Спринклерный ороситель модель TY720;
• Тепловой пожарный извещатель AUTOPULSE;
• Кабельная линия AUTOPULSE;
• Блок управления AUTOPULSE EAS-1.

Рис. 2. Схема спринклерной системы

Тепловые извещатели для управления оросителями AUTOPULSE могут быть установлены непосредственно на потолке. Если извещатель установлен не на потолке, максимальное расстояние от него до поверхности потолка должно составлять 12 дюймов (305 мм).

Извещатель и спринклер, к которому он подключен, могут быть расположены на максимальном расстоянии:

• 12 дюймов (305 мм) друг от друга по горизонтали;
• 3 фута (914 мм) друг от друга по вертикали.

Режимы работы

Дежурный режим

Когда система настроена на обслуживание, трубопровод системы находится под давлением, а блок управления AUTOPULSE EAS-1 находится в обычном режиме ожидания.

В режиме ожидания блок управления отслеживает следующую информацию:

• условия окружающей среды;
• состояние тепловых датчиков и целостность соответствующей цепи;
• состояние спринклера и целостность соответствующей цепи.

Блок управления анализирует, находятся ли условия в нормальном диапазоне, и проверяет готовность датчиков и спринклеров к работе. Если температура находится в пределах нормы и все датчики и спринклеры готовы к работе, система считается нормальной.

Если температура выходит за пределы нормального диапазона или какой-либо из тепловых датчиков или разбрызгивателей не работает, блок управления указывает на неисправность или неисправности. Эта информация может быть передана в систему пожарной сигнализации здания для оповещения жителей здания, пожарной части и/или центральной станции мониторинга по мере необходимости.

Режим пожар

В случае пожара тепловые извещатели передают информацию на блок управления возгорании. Программное обеспечение в блоке управления анализирует информацию от нескольких извещателей и определяет, указывает ли полученная информация на состояние пожара. По мере того как огонь продолжает разрастаться, программное обеспечение подтверждает сигнатуру пожара и определяет, какие спринклеры следует использовать для оптимального тушения пожара. Затем блок управления одновременно включает все необходимые спринклеры для тушения пожара. Вода поступает по трубопроводу системы к открытым спринклерам.

G.W. Sprinkler A/S представляет нам только непосредственно ороситель с электроприводом GW–S (рис. 3).

Рис. 3. Спринклер с электроприводом GW–S

Спринклер электрическим приводом Metron, обеспечивает мгновенное и дистанционное срабатывание спринклера – обычно в сочетании с системой обнаружения и/или ручного пуска.

Компания ЗАО «ПО «Спецавтоматика» предлагает нам несколько вариантов систем с принудительным пуском:

• Устройство принудительного пуска спринклерных оросителей (распылителей) УПП «Старт-1»;
• Устройство принудительного пуска спринклерных оросителей (распылителей) УПП «Старт-2»;
• Устройство принудительного пуска спринклерных оросителей (распылителей) УПП «Старт-3»;
• Устройство принудительного пуска оросителей (распылителей) УПП «Старт-4».

УПП «Старт-1» (рис. 4) предназначено для дистанционного и автономного пуска спринклерных оросителей в автоматических установках пожаротушения при помощи пиротехнического привода.

Рис. 4. УПП «Старт-1»

Устройство монтируется на оросителе и обеспечивает принудительный пуск оросителя путем подачи внешнего сигнала на выводы встроенного электрически управляемого пиротехнического привода.

УПП «Старт-1» срабатывает при поступлении сигнала от установки пожарной сигнализации дистанционно или от автономного прибора обнаружения возгорания. При подаче электрического импульса на пиропатрон, воспламенительный состав срывает колпачок, который разрушает термочувствительную колбу запорного устройства спринклерного оросителя механическим воздействием, после чего огнетушащее вещество подается в зону горения.

В случае отказа электрических устройств обнаружения и пуска спринклерные оросители срабатывают в своем обычном режиме под воздействием теплового потока от источника возгорания.

УПП «Старт-2» (рис. 5) обеспечивает раннее обнаружение пожара, принудительный автономный и дистанционный пуск электрического привода оросителя.

Рис. 5. УПП «Старт-2»

Принцип работы

В дежурном режиме при отсутствии пожара через интервал времени примерно 2 мин. автоматически выполняется проверка работоспособности устройства. При его исправности выдается однократный световой сигнал «Норма». При возникновении неисправности периодически выдается светозвуковой сигнал («Авария»). При нажатии кнопки «Контроль» происходит проверка исправности батареи, цепей тепловых сенсоров и запуска. В зависимости от их состояния выдается один из следующих однотональных светозвуковых сигналов:

• один сигнал – устройство исправно («Норма»);
• два сигнала – низкий уровень заряда батареи питания («Авария»);
• три сигнала – неисправность одного или двух тепловых сенсоров («Авария»);
• четыре сигнала – обрыв цепи пиротехнического привода («Авария»).

При обнаружении изменений температуры в защищаемом объекте, характерных для возникновения пожара, устройство активирует оптический канал контроля, выделяет низкочастотные спектральные составляющие инфракрасного излучения и сравнивает полученные данные с предварительно записанными в его памяти с априорными образами. В зависимости от степени их коррелированности устанавливает уровни пожарной опасности («Норма», «Пожар», «Пуск»). В случае обнаружения пожара в защищаемом объекте устройство формирует сигнал «Пожар» и вырабатывается сигнал «Пуск».

Команда «Пуск» формируется путем выдачи пускового тока на выходные контакты для подключения привода.

УПП «Старт-3» (рис. 6) монтируется на оросителе, обеспечивает раннее обнаружение пожара, принудительный автономный и дистанционный пуск оросителя с помощью встроенного пиротехнического привода.

Рис. 6. УПП «Старт-3»

Устройство контролирует параметры температуры и инфракрасного излучения, рекуррентно сопоставляет полученные данные с априорно заданными образами, представляющими нормальное состояние защищаемого объекта и типовые варианты развития пожара, в зависимости от степени их совпадения классифицирует пожарную ситуацию по стадии ее развития уровнями опасности: «Норма», «Пожар», «Пуск», «Авария».

В дежурном режиме при отсутствии пожара через интервал времени примерно 2 мин. автоматически выполняется проверка работоспособности устройства. При его исправности выдается однократный световой сигнал «Норма». При возникновении неисправности периодически выдается светозвуковой сигнал («Авария»). При нажатии кнопки «Контроль» происходит проверка исправности батареи, цепей тепловых сенсоров и запуска. В зависимости от их состояния выдается один из следующих однотональных светозвуковых сигналов:

• один сигнал – устройство исправно («Норма»);
• два сигнала – низкий уровень заряда батареи питания («Авария»);
• три сигнала – неисправность одного или двух тепловых сенсоров («Авария»);
• четыре сигнала – обрыв цепи пиротехнического привода («Авария»).

При обнаружении изменений температуры в защищаемом объекте, характерных для возникновения пожара, устройство активирует оптический канал контроля, выделяет низкочастотные спектральные составляющие инфракрасного излучения и сравнивает полученные данные с предварительно записанными в его памяти с априорными образами. В зависимости от степени их коррелированности устанавливает уровни пожарной опасности («Норма», «Пожар», «Пуск»). В случае обнаружения пожара в защищаемом объекте устройство формирует сигнал «Пожар» и вырабатывается сигнал «Пуск».

Команда «Пуск» формируется путем выдачи пускового тока на выходные контакты для подключения пиротехнического привода.

УПП «Старт-4» (рис. 7) обнаруживает пожар путём одновременного контроля в четырёх примыкающих зонах скорости нарастания температуры (дифференциальный канал) или порогового (максимального) значения температуры с помощью разнесенных на расстояние до 9 м малоинерционных тепловых сенсоров, классифицирует пожарную ситуацию по стадии ее развития уровнями опасности с выдачей во внешние цепи сигналов управления: «Дежурный режим», «Неисправность», «Пожар 1», «Пожар 2» и «Пуск».

Рис. 7. УПП «Старт-4»

Устройство обеспечивает автономное автоматическое и дистанционное управление с программируемой функцией локального и глобального пуска и дистанционного блокирования автоматического пуска одного (двух) пиротехнических приводов принудительного пуска оросителей с контролем исправности этих цепей.

В дежурном режиме устройство автоматически выполняет проверку исправности элементов питания, цепей тепловых сенсоров и цепей запуска и при наличии неисправности периодически через интервал времени примерно 2 мин. выдаёт соответствующий светозвуковой сигнал «Неисправность» (согласно табл.).

Таблица

Описание световых и светозвуковых сигналов «Неисправность»

При отсутствии неисправностей выдается однократный световой сигнал «Дежурный режим». Устройство также дублирует состояние с помощью выходных винтовых разъёмов для подключения устройства к шлейфу пожарной сигнализации.

В режиме «Неисправность» на протяжении интервала времени между автоматическими проверками устройство не выдаёт световых сигналов.

Для ручной проверки исправности элементов питания, цепей выносных датчиков и цепей запуска нажать на кнопку «Контроль» длительностью не менее 1 с. В зависимости от их состояния выдается один из следующих однотональных светозвуковых сигналов.

При обнаружении изменений температуры в защищаемом объекте, характерных для возникновения пожара устройство устанавливает уровни пожарной опасности («Дежурный режим», «Пожар 1», «Пожар 2»). В случае обнаружения пожара в защищаемом объекте устройство формирует сигнал «Пожар 2» и с установленной временной задержкой формирует управляющий сигнал «Пуск» на исполнительный механизм (электрический привод).

Управляющий сигнал формируется путем выдачи пускового тока на выходные контакты винтового разъёма для подключения электрического привода.

ООО «Холдинг Гефест» является родоначальником систем с принудительным пуском. Её разработкой является автоматическая установка пожаротушения с принудительным пуском (АУП-ПП-Гефест).

АУП-ПП-Гефест позволяет:

• обнаружить пожар значительно раньше, чем сработает традиционный спринклер, с помощью адресных пожарных извещателей (например, дифференциальных ИПТ);
• осуществлять адресный (с точностью до отдельного спринклера или их группы) принудительный запуск пожаротушения на ранней стадии развития пожара, когда ущерб от него еще незначителен;
• минимизировать ущерб от необоснованного пролива воды при тушении, т. к. орошаемая площадь сопоставима с площадью пожара на момент начала тушения;
• обеспечивать локализацию и гарантированное тушение пожара при вскрытии группы спринклеров (конфигурируется) на площади, заведомо превышающей площадь очага, на пути возможного распространения пожара;
• контролировать вскрытие спринклеров (принудительное или самостоятельное) с точностью до каждого спринклера.

Применение АУП-ПП-Гефест позволяет:

• для помещений высотой более 10 м – не увеличивать расход воды, интенсивность орошения и минимальную площадь, а принимать эти параметры как для помещений высотой 10 м;
• для помещений высотой менее 10 м, 1-й и 2-й групп по степени опасности развития пожара (см. Приложение А СП 485.1311500.2020 [3]) – при применении ТРВ снизить расход воды в 1,5–2 раза по сравнению с нормативным по СП 485.1311500.2020 [3] или стандарту организации [4].

АУП-ПП могут применяться в качестве компенсирующих мероприятий при:

• превышение нормативной площади пожарного отсека;
• превышение допустимой высоты складирования;
• превышение нормативных расстояний нахождения пожарной части от защищаемого объекта;
• превышение нормативной протяженности путей эвакуации;
• превышение нормативной высоты здания;
• наличие атриумных и многосветных пространств;
• ненормативной степени огнестойкости здания;
• ненормативном пределе огнестойкости строительных конструкций, в том числе светопрозрачных перегородок;
• размещение групп помещений с различной функциональной пожарной опасностью в пределах одного пожарного отсека.

АУП-ПП-Гефест позволяют реализовать алгоритмы запуска по совокупности сигналов от независимых систем обнаружения признаков пожара (например, сигнала о срабатывании сателлитного теплового и дымового извещателей пожарных).

Сателлитные извещатели пожарные тепловые (максимально-дифференциальными) размещаются таким образом, чтобы совпадали соответствующие центры зоны контроля извещателя и зоны орошения СО-ПП (расхождение не более 0,5 м).

Изучив характеристики и принцип действия представленного оборудования можно сделать выводы об основных отличиях систем:

Представленные системы имеют различный принцип активации спринклерных оросителей. В системах Tyco International Ltd., G.W. Sprinkler A/S механическим способом за счет электроприводов, данный способ является наиболее быстродействующим. ЗАО «ПО «Спецавтоматика» в свою очередь использует пиротехнический привод. ООО «Холдинг Гефест» воздействует на тепловой замок оросителя путем нагрева. Данный способ является наиболее инерционным, но за счет этого остается возможность контроля вскрытия теплового замка.

Разница в представленных алгоритмах пуска. Системы G.W. Sprinkler A/S и ЗАО «ПО «Спецавтоматика» является можно сказать автономными и не имеют возможность задавать логику срабатывания. У систем, представленных Tyco International Ltd имеются приборы управления и программное обеспечение, благодаря чему есть возможность осуществлять групповой пуск оросителей, производить дополнительный запускать оросителя для охлаждения конструкций, а так же осуществлять пуск оросителей не находящиеся в зоне пожара, для обеспечения безопасной эвакуации людей.