книги из ГПНТБ / Автоматические средства обнаружения и тушения пожаров

Расчетный интервал времени выбран из условия Ат^Атмакс, где Атмакс — максимальный интервал време­ ни, определяемый по формуле,

“макс ~ 200 ккал/м2 • ч■град.

Коэффициент теплопередачи определялся по формуле

Расчеты были выполнены для ряда вариантов. Основные значения расчетных данных:

Рст= 7800; Сст=0,10б; ПСт= 0,000114; Ат=0,1 мин. бст = 0,003—0,03 м; K = t/tс = 1; 1,3; 1,6.

^ ш = 0; 8; 30 и 60° в 1 мин.

Результаты исследований огнестойкости строитель­ ных конструкций зданий показали, что установки АТП, воздействуя на пожар, создают безопасные условия для строительных конструкций даже со сравнительно низки­ ми пределами огнестойкости.

Т а б л и ц а 6

Скорость снижения температуры в помещении при тушении пожаров установками АТП

Скорость снижения температуры при тушении в zpadj

мин для пожаров с коэффициентом К

Огнестойкость в ч

В табл. 6 приведены требуемые скорости снижения температуры в помещении при тушении пожаров уста­ новками АТП для зданий, имеющих строительные кон­ струкции с огнестойкостью 0,1; 0,2; 0,3 и 0,4 ч.

Приведенные данные показывают, что эффективность работы установки тушения должна устанавливаться в зависимости от огнестойкости здания. Это особенно важ­

30

но при использовании легких стальных конструкций, а также листовых конструкций из стали, алюминия и стек­ лопластиков.

6. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ АСОП И АСТП

Область применения АСОП и АСТП в основном определяется экономической эффективностью этих си­ стем. Исключение составляют объекты, пожары на кото­ рых могут приводить к человеческим жертвам, и объек­ ты, тушение пожаров на 'которых передвижными средст­ вами тушения малоэффективно, и т. п. Для ряда случа­ ев составлен перечень объектов, подлежащих обязатель­ ному оборудованию АСОП и АСТП. Этот перечень при­ веден в действующих нормах или рекомендациях [15, 21], или в технической литературе [1,3].

Оценка экономической эффективности АСОП и АСТП представляет собой сложную экономическую и техническую задачу. Эффективность рассчитывается со­ поставлением экономического эффекта и затрат. При этом сравнительная экономическая эффективность при­ нимается по минимуму приведенных затрат, которые выражаются формулой

К — капитальные вложения.

Эксплуатационные расходы С включают в себя еже­ годные затраты на обслуживание и ремонт АСОП и АСТП (заработную плату обслуживающему персоналу

иремонтным рабочим, стоимость материалов на средний

итекущий ремонт и амортизационные отчисления). Ка­ питальные вложения К являются единовременными и со­ держат затраты на строительно-монтажные работы АСОП и АСТП. При расчете капитальных затрат ис­ пользуют укрупненные показатели стоимости, отнесен­ ные к 1 м2 или 1 мг защищаемого объекта. Общие капи­ тальные затраты складываются из стоимости установки

тушения (оборудования внутри цеха, сооружения и т. п ) и стоимости внешних сооружений (инженерных сооруже­ ний, расположенных вне защищаемого объекта). Ниже

31

приведены укрупненные внутрицеховые показатели стои­ мости АСТП: водяных средств тушения 1,5—3,5; водо­ пенных 2—4; газовых 10—40; порошковых 40—80 руб/м3. Капитальные затраты внешних сооружений могут изме­ няться в широком диапазоне в зависимости от условий инженерного обеспечения защищаемого объекта. Напри­ мер, при наличии водопровода с достаточным напором и расходом воды затраты на инженерное оборудование во­ дяных средств тушения не превышают 5% стоимости внутрицехового оборудования. Капитальные затраты бо­ лее точно устанавливаются сметной стоимостью, кото­ рая'составляется при разработке проекта АСОП или АСТП.

Поскольку АСОП и АСТП оберегают материальные ценности от огня, исключают или сокращают перебои ра­ боты объектов, вызываемые пожарами, и т. п., в расче­ тах годовой экономической эффективности учитывается сокращение ущербов У от пожара. Годовая экономиче­ ская эффективность АСОП и АСТП рассчитывается по формуле

ваемой группы объектов, имеющих одинаковые условия пожарной опасности, находят с использованием методов математической статистики путем построения матричной модели материального ущерба от пожара. Известно, что ущерб от пожара зависит статистически от продолжи­ тельности свободного горения tcb, времени тушения по­ жара тт, площади пожара Fn и расхода средств тушения

х— коэффициент, учитывающий косвенный ущерб, вызванный пожаром;

Тсв — продолжительность свободного горения (с момента загорания до начала тушения) в

мин-,

32

тт— продолжительность тушения пожара в

мин;

Ап— площадь пожара (принимается наиболь­ шая площадь) в м2;

Q — расход средств тушения в л/сек.

Ущерб от пожаров представляет собой сумму прямых и косвенных убытков от пожаров, т. е. ущерб, выража­ ющий непосредственное уничтожение материальных ценностей огнем, и ущерб, вызванный сокращением объема производства от простоя или временного выхода из строя сооружений в результате пожара. Поэтому ре­ альные потери от пожаров, как показывает анализ, про­

учитывает официальная статистика. В отдельных отрас­ лях промышленности (например, нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей) косвенные ущербы могут пре­ вышать прямые убытки 'более чем в 10 раз.

Исследованиями канд. техи. наук Ю. И. Аболенцева установлены численные значения параметров в формуле (32) для определения прямого ущерба от пожаров на предприятиях деревообрабатывающей промышленности:

тельности свободного горения тсв на 1 мин приводит к увеличению ущерба на 22,5 руб., а увеличение продол­

же время увеличение подачи воды для тушения пожара Q на 1 л/сек снижает ущерб на 30,2 руб.

В Англии нашел применение метод оценки экономи­ ческой эффективности с помощью индексов /, которые назначают на основе обработки статистического матери­ ала о возможных пожарах и размерах среднего ущерба от них для конкретного вида объектов: административ­ ные здания— 1; магазины— 1,9; производственные зда­ ния— 4,76; общественные здания — 3,3 и склады — 4,45. Капитальные вложения на АСОП и АСТП (в % от об­ щей стоимости зданий) узаконены в размере (0,2% ± ±0,06) I (где / —величина индекса). Расчеты показыва­ ют, что капитальные вложения в АСОП и АСТП могут превышать 1% общей стоимости здания.

Описанные методы оценки экономической эффектив­ ности используются для отраслей промышленности, имеющих традиционную технологию производства и ар­ хитектурно-планировочное решение.

При строительстве новых объектов на основе совре­ менной технологии и прогрессивных объемно-планиро­ вочных и конструктивных строительных решений при­ менять описанные выше методы нельзя, поскольку по­ добные объекты строятся впервые. В таких случаях величина индекса (ущерба) определяется расчетным путем в зависимости от вероятных последствий пожара, которые зависят от пожарной нагрузки (Мкал/м2), удельной теплоты пожара (Мкал[м2-ч), ценности защи­ щаемого объекта (оборудования, готовой продукции, сырья и т. п.) (в руб/м2), удельной загрузки (кг/м2), а также от показателей, характеризующих размеры ко­ свенного ущерба от простоя или нарушения нормально­ го режима объекта, вызванного возможным пожаров, и показателей, характеризующих тепловое, коррозионное и тому подобное воздействие пожара на объект. Эти по­ казатели определяют потенциальную опасность пожара, которая равна нулю лишь в том случае, если пожарная нагрузка равна нулю (отсутствуют сгораемые и огне­ опасные материалы). Вместе с этим при определении величины индекса (среднегодовых ущербов от пожаров по отрасли) необходимо учитывать частоту возникнове­ ния пожаров, вернее, вероятность появления пожаров.

•Показатели пожарной Опасности (вероятности появ­ ления пожаров) получают в результате статистической обработки материалов расследования загораний, проис­ шедших во время эксплуатации подобных объектов.

Анализ работы АСОП и АСТП показывает, что толь­ ко в 1970 г. ими предотвращено 96 крупных пожаров. В результате этого спасены материальные ценности на сум­ му более 5 млн. руб.

По данным институтов Гипротрубопровод, Ленгипрогаз и ГИПИ лакокрасочной промышленности, внедре­ ние АСТП в резервуарных парках с нефтепродуктами дает 70 тыс. рубежегодной экономии; на открытых уста­ новках переработки нефтепродуктов.— 262тыс. руб. еже­ годной экономии на каждой установке; в лакокрасочных заводах 628,6 тыс. руб. ежегодной экономии на каждом из заводов. Внедрение АСОП и АСТП для защиты объ ектов от пожаров в масштабе страны дает огромный эко­

3 4

номический эффект. При этом существенная экономия достигается за счет своевременного внедрения АСОП и АСТП (на стадии проектирования), а не в процессе строительства или эксплуатации защищаемого объекта. Капитальные затраты АСОП и АСТП для действующих объектов оказываются на 30—50% выше, чем для про­ ектируемых.

АСОП и АСТП рассматриваются как составная часть технологической автоматики объекта в целом, предназ­ наченной для обеспечения пожаробезопасных условий в зданиях, сооружениях, технологических установках и т. д. Такой подход дает возможность установить логиче­ скую связь между возможным огневым воздействием по­ жара и эффективностью выбранной системы пожарной защиты, определить оптимальные варианты защиты обо­ рудования и строительных конструкций от разрушитель­ ного действия пожара.

АСТП в первую очередь рекомендуются для следую­ щих производств и объектов:

производств взрывчатых веществ, порохов, ракетных топлив и т. п.

производств с наличием легкогорючих и горючих ве­ ществ и материалов;

объектов, уникальных по характеру технологическо­ го процесса и выполнению строительных и конструктив­ ных частей зданий и сооружений (опытные производст­ ва, высотные и подземные сооружения, установки специ­ ального назначения и т. п.);

энергетических узлов и блоков общегосударственного и районного значения, выход из строя которых влечет за собой прекращение энергопитания многих предприятий и объектов; например, крупные гидравлические, тепло­ вые, атомные электростанции (машинные залы, транс­ форматорные, кабельные туннели и другие особо ответ­ ственные блоки), центральные газовые станции и газо­ вые насосные;

производств и объектов, при пожарах на которых ту­ шение мобильными средствами затруднено из-за скопле­ ния дыма или вредных продуктов горения, большой пло­ щади здания и т. д.

бесфонарных зданий, базисных и промежуточных по­ мещений складов с большим количеством стеллажей, подземных, подвальных и полуподвальных складских и производственных помещений;

помещений зрелищных предприятий, рассчитанных на 800 и более посетителей, сцен, бутафорных, костюмер­ ных и складских помещений;

помещений с большим количеством уникальных и до­ рогостоящих ценностей и архивных материалов (напри­ мер, картинные галереи, выставочные залы, хранилища ценных бумаг, архивы и др.).

/

Г л а в а II. УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКИХ

СРЕДСТВ ОБНАРУЖЕНИЯ ПОЖАРОВ

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Статистика борьбы с пожарами показывает, что своевременно не обнаруженный пожар наносит большой ущерб, а борьба с ним весьма затруднена. Особенно это характерно для пожаров, возникших в вечернее и ночное время (рис. 9), когда в помещениях отсутствуют люди, v ACOifl позволяют задолго до развития пожара "в крупный, практически в начальной стадии его развития, оповестить дежурный персонал о загорании и месте его возникновения, а при необходимости включить установ­

охраняемого объекта с помощью преобразователей не­ электрических физических величин в электрические. Преобразователи реагируют на изменение среды и спо­ собны отличать нормальное состояние среды от аварий­ ного (пожар).

Электрический сигнал в случае возникновения пожа­ ра образуется в автоматическом пожарном извещателе. Затем сигнал по проводам передается на вторичный при­ бор.

Пожарный извещатель (датчик) является основным элементом АСОП. Его типом определяется вид аппара­ туры в целом. Извещатель содержит преобразователь не­ электрической величины в электрическую и усилительно­ релейный орган. При изменении состояния окружающей среды происходит изменение электрического параметра преобразователя, которое усиливается до уровня сраба­ ты вания релейного органа.

По способу преобразования преобразователи подраз­ деляются на параметрические, в которых неэлектриче­ ские величины преобразуются в электрические с по­ мощью вспомогательного источника тока, и генератор­ ные, в которых изменение неэлектрической величины вызывает появление собственной э. д. с.

Под характеристикой преобразования понимается за-

37

Рис. 9. Удельный почасо­ вой ущер'б от пожаров ■в течение суток

видимость между основным параметром преобразовате­ ля, определяющим срабатывание извещателя, и одним из параметров окружающей среды (контролируемого пространства)

где М — параметр преобразователя, изменяющийся под воздействием величины N\

N — параметр окружающей среды. Чувствительность преобразователя 5 определяется

как отношение изменения параметра преобразователя к изменению параметра окружающей среды:

Автоматические средства обнаружения пожара в за­ висимости от того, какой фактор пожара является опре­ деляющим при срабатывании извещателя, подразделя­ ются на тепловые, дымовые, световые, ультразвуковые и т. л.

Известны пожарные извещатели, которые реагируют одновременно на несколько явлений, сопутствующих по­ жару. Такие извещатели по принятой терминологии классифицируются как комбинированные. Для обнару­ жения пожара можно использовать различные преобра­ зователи: термо- и фоторезисторы, термопары, счетчики фотонов, биметалл, легкоплавкие сплавы, фотореле и т. д. Применение тех или иных чувствительных элемен­ тов определяется сложностью схемного и конструктив­ ного решения извещателей и их стоимостью. Наиболее просты по конструкции и имеют более низкую стоимость тепловые извещатели. По сложности и стоимости свето­ вые пожарные извещатели уступают тепловым, но зато превосходят их по быстроте и зоне действия. Сравни­

38

тельное быстродействие различных видов извещателей показано на рис. 10 [2].

Необходимость создания различных видов аппара­ туры пожарной автоматики обусловливается наличием разнохарактерных объектов, подлежащих пожарной за­ щите. Эффективность защиты объектов зависит от пра­ вильного выбора средств пожарной автоматики, опреде­ ляемого характером объекта. В большей степени это от­ носится к выбору пожарных извещателей, так как они непосредственно размещаются в охраняемых помеще­ ниях. Для удовлетворения различных условий использо­ вания пожарные извещатели конструируются в различ­ ных модификациях:

по исполнению — нормального исполнения, взрывобезопасные, искробезопасные, герметичные;

по принципу действия — максимальные и дифферен­ циальные.

Максимальные пожарные извещатели реагируют на абсолютные величины контролируемого параметра и срабатывают при определенном его значении.

Дифференциальные извещатели реагируют только на скорость изменения контролируемого параметра и сра­ батывают при определенном ее значении.

С тактической точки зрения пожарные извещатели и приемная аппаратура характеризуются такими основны­ ми параметрами:

пожарные извещатели (датчики) — чувствительно­ стью, инерционностью, зоной действия, помехозащищен ностью, конструктивным исполнением под различные ус­ ловия окружающей среды;

приемные аппараты — емкостью, напряжением пита­ ния.

Под чувствительностью понимается способность из­ вещателей обнаруживать незначительные очаги загора­ ний (т. е. аналитически — отношение величины электри­

39