11.2. Защита автоматическими установками тушения (аупт) и обнаружения пожара (ауоп)

При принятии решений по нормированию установок пожарной автоматики руководствуются перечнем зданий, сооружений, помещений и оборудования, подлежащих защите автоматическими установками тушения и обнаружения пожара (НПБ 110-96), а также ведомственными, отраслевыми перечнями, другими нормативными документами, утвержденными в установленном порядке по согласованию с Главным управлением Государственной противопожарной службы МВД России.

Тип автоматической установки тушения пожара (спринклерная, дренчерная), способ тушения (по объему, по площади, локальный и др.), вид огнетушащих средств (вода, пена, аэрозоль, порошок, газ или др.), тип оборудования установок (приемной станции, извещателя и т. п.) определяется в зависимости от технологических особенностей защищаемых зданий и помещений с учетом принятой проектом схемой противопожарной защиты и требований действующих нормативно-технических документов.

Если площадь помещений, подлежащих оборудованию системами автоматического пожаротушения, составляет 40 % и более от общей площади этажей здания, сооружения, следует предусматривать оборудование здания, сооружения в целом системами автоматического пожаротушения.

Согласно СНиП 2.04.09-84 исходные требования для проектирования установок пожарной автоматики устанавливаются в зависимости от группы помещений, характеризуемой пожарной опасностью веществ и материалов, их количеством, функциональным назначением помещений. Всего предусмотрено семь групп помещений (зрительные залы, библиотеки, музеи и т. п.; производство натуральных и синтетических волокон; машинные залы и т. п.; склады несгораемых материалов в сгораемой упаковке; склады твердых сгораемых материалов; склады ЛВЖ и ГЖ, резинотехнических изделий и т. п.).

Например, установками водяного пожаротушения оборудуются в зависимости от площади: склады химических волокон, мебельной продукции, текстильных и трикотажных изделий, лубяных волокон, ваты; помещения, предназначенные для хранения фанеры, шпона, сгораемых моделей, целлулоидных изделий. А для защиты вычислительных центров, архивов, книгохранилищ, библиотек, картинных галерей, музеев и ряда производств, где применение воды по условиям технологии недопустимо, используются установки газового пожаротушения.

В закрытых объемах используются установки объемного пожаротушения. На выбор системы пуска (гидро или электропуск) может влиять высота помещений. В высоких помещениях довольно трудно создать температуру 72°С в небольшой промежуток времени для плавления вставки спринклера.

Пример: Принять нормативные решения по пожарной автоматике сушильно-пропиточного отделения III машинного цеха ТЭЦ.

Сушильно-пропиточное отделение площадью 66 м² (11 хб) находится в помещении цеха (III машинного) площадью 3000 м² (75x40) и отгорожено от него металлическими щитами высотой 1,5 м. Высота цеха 12 м. В отделении применяется толуол и лакокрасочные материалы.

Согласно НПБ 110-96 "Перечень зданий, сооружений, помещений и оборудования, подлежащих защите автоматическими установками тушения и обнаружения пожара" окрасочные и сушильно-пропиточные цехи и отделения с применением органических растворителей независимо от их площади подлежат оборудованию автоматическими установками пожаротушения (см. п. 4.6.) Поскольку отсутствует закрытый объем помещения сушильно-пропиточного отделения, то тушение пожара в нем с помощью автоматической установки объемного газового тушения не представляется возможным.

Принимая во внимание эту причину и высоту помещения 12 м, следует отметить, что возможность применения спринклерных установок водяного и пенного пожаротушения исключена, так как для их срабатывания необходимо создание t = 72°С на уровне оросителей, т. е. у перекрытия, что в данных условиях не обеспечивается. Заключение очевидное, не требующее дополнительных расчетов температурного режима в помещении. Кроме того, применение спринклерных установок нецелесообразно из-за высокой линейной скорости распространения пламени в связи с наличием в технологии окраски нефтяного толуола (V = 23 м/мин) и большой замазученностью помещения лакокрасочными материалами.

Согласно данным справочника [6] толуол и лакокрасочные материалы рекомендуется тушить пеной или распыленной (тонкораспыленной) водой. Таким образом, естественно возможным вариантом автоматической противопожарной защиты помещения в существующих условиях является использование пенной дренчерной установки пожаротушения с электропуском (гидравлический пуск исключен, в связи с невозможностью использования спринклеров, а равно и тепловых замков типа 23Т). Электропуск установки возможен с помощью автоматических пожарных извещателей, при этом применение тепловых и дымовых автоматических пожарных извещателсй (АПИ) нецелесообразно по причине длительности-периода достижения значений температуры или концентрации дыма и задержки срабатывания. От применения таких извещателей зависит инерционность всей установки в целом. Таким образом, в данном случае следует использовать извещатели пламени.

В связи с тем, что данное помещение по НПБ 105-95 относится к взрывоопасным (что следует подтвердить расчетом избыточного давления при взрыве), а по ПУЭ-86 к зоне класса В-16, применение АПИ в системе пуска установки возможно только во взрывозащищенном исполнении. Расчет избыточного давления взрыва (ДР) производится по формуле:

ΔP = [(m·H_т·P_o·Z)/(V_п·ρ_в·C_в·T_о·K_н)]·[1/K], (11.1)

где: m - масса горючего газа, пара ЛВЖ или взвешенной в воздухе горючей пыли, поступившей из разгерметизированного технологического оборудования, кг;

Н_т - теплота сгорания истекающего вещества, кДж/кг;

Р_о - атмосферное давление, 101 КПа;

Z - коэф. участия горючего вещества во взрыве (Z = 0,5 для газов и пылей, Z = 0,3 для паров жидкостей, Z = 1 для водорода);

V_п - свободный объем помещения, принимаемый равным 0,8 от геометрического объема, м³;

r_в - плотность воздуха (можно принять равной 1,2 кг/м³);

С_в - теплоемкость воздуха (можно принять равной 1,01 кДж/кг-К);

Т_о - температура в помещении (можно принять равной 293 К);

К_н - коэф., учитывающий негерметичность помещения (принимается равным 3);

K-At + 1 - (А -кратность воздухообмена, с^-1; t - время поступления взрывоопасных веществ в помещение, с.) - коэф., учитывающий аварийную вентиляцию (этот коэф. учитывается, если аварийная вентиляция оборудована резервными вентиляторами, автоматическим пуском при достижении взрывоопасной концентрации и электропитанием по первой категории надежности по ПУЭ).

С учетом численных значений показателей, входящих в уравнение, получаем:

ΔР = [(0,96·m·H_т·Z)/V_п]·[l/K] (11.2)

Величина m рассчитывается в зависимости от агрегатного состояния горючего вещества.

1) При разгерметизации аппарата/С горючим газом (ГГ):

m = (V₁ + V_и)·ρ, (11.3)

где: V₁ = (V_ап·Р_ап·T)/(P_о·T_o)

V_ап - объём аппарата, м³;

Р_ап - давление в аппарате, КПа;

Т, Т_о - температура в аппарате и в помещении, К

объем газа, поступившего из аппарата, м³;

V_т = V_1т + V_2т - объем газа, вышедшего из трубопроводов, м³;

ρ - плотность газа при н. у., кг/м³;

V_1т = q·t (11.4)

q -расход газа из трубопроводов, м³/с;

t - время отключения трубопроводов, с

объем газа, выходящего из подводящего трубопровода, м³;

V_2т = 0,01·r·L (11.5)

r - радиус сечения трубопровода, м;

L - длина трубопровода от аппарата до задвижки, м

объем газа, вышедшего из трубопроводов после их отключения, м³

2) При разгерметизации оборудования с ЛВЖ:

m = m_р + m_п + m_о, (11.6)

где: m_p - масса жидкости, испарившейся при разливе, кг;

m_п - масса жидкости, испарившейся с поверхности аппарата, кг;

m_o - масса жидкости, испарившейся со свежеокрашенной поверхности, кг.

При этом:

m_p = W_и·F_и·t_и, (11.7)

где: W_и=10^-6·η·(М·Р_н)^1/2

η - коэф. учета движения воздуха по табл. 11.2;

М - молекулярная масса ЛВЖ;

Р_н - давление насыщенных паров при расчетной температуре, Кпа

скорость испарения, кг/м²с;

F_и - поверхность разлива, принимаемая 1л на 1 м², если ЛВЖ содержит более 70% растворителя, и 1л на 0,5 м² в остальных случаях;

t_и - время испарения (принимается по времени полного испарения, но не более 3600 с).

Таблица 11.3

Скорость воздуха, м/сек	Значение η при температуре воздуха, оС
	10	15	20	30	35
0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
0,1	3,0	3,6	2,4	1,8	1,6
0,2	4,6	3,8	3,5	2,4	2,3
0,5	6,6	5,7	5,4	3,6	3,2
1	10,0	8,7	7,7	5,6	4,6

3) При наличии взрывоопасной пыли:

m = m_вз + m_ав, (11.8)

где: m_вз = K_вз·m_п

(К_вз = 0,9) - доля взвешенной пыли;

m_п = (K_г/K_y)·(m₁ + m₂),

K_г - доля горючей пыли,

К_у - коэф. эффективности уборки, принимаемый при ручной сухой 0,6 и при влажной 0,7, при механизированной на ровном полу 0,9 и на полу с выбоинами 0,7;

m₁ = М·(1-α)·β₁ - масса пыли, оседающей за межуборочный период, кг;

М - масса пыли, выделившейся за этот период, кг;

α - доля пыли, удаляемой вентиляцией;

β₁ - доля пыли на труднодоступных местах,

β₂ - то же на доступных местах (обычно β₁ = 1, β₂ = 0) - масса взвихрившейся пыли;

m_ав = (m_ап + q·t)·K_п

m_ап - масса пыли, выброшенная при аварии из аппарата, кг;

К_п - коэффициент пыления, равный 0,5 при размере частиц более 350 мкм и 1,0 при размере частиц менее 350 мкм.

К серийно выпускаемым извещателям пламени во взрывозащищенном исполнении относятся извещатели на инфракрасное излучение пламени, входящее в комплект противопожарного сигнально-пускового блока ИСПБ-ДП-1.

Вид взрывозащиты извещателей - взрывонепроницаемая оболочка ВЗГ с уровнем защиты 1Р-65.

Оросители эвольвентные типа ОЭ-25 с установкой их на высоте 4 м в плоскости ограждения защищаемого помещения со стороны прохода. Для увеличения дальности струи пены принимаем угол разворота ОЭ-25 вверх от горизонтали 30°. Все расчетные данные принимаются в соответствии [4].