Дренчерные и спринклерные системы — устройство, принцип работы и отличия между ними

Немного исторических фактов

Автоматическая система пожаротушения впервые появилась в начале 19 века. Она была разработана и запатентована англичанином, а система представляла собой набор труб, которые подавались из резервуара с водой, и специальных устройств с большим количеством мелких отверстий, способных распылять жидкость. Такая система была установлена в отдельном помещении и могла помочь погасить источник огня.

Его можно было активировать только тогда, когда перегорал присоединенный к нему горючий шланг, открывались замки, удерживающие клапан, и вода поступала прямо в систему орошения. В последующие годы система постоянно модернизировалась, что привело к развитию спринклерных систем. И лидерство в этом развитии явно принадлежит Англии.

На российских фабриках и заводах спринклерные системы начали появляться только в конце 19 века. Это значительно сократило потери от пожаров, поэтому заводы не жалели средств на установку систем противопожарной защиты на своих предприятиях. К началу 20-го века около полутысячи заводов уже были оснащены системами пожаротушения. Был даже построен завод, который носил название «Русский спринклер».

К 1925 году эта компания уже производила до 300 спринклеров в день. Первоначально для спринклеров использовались резиновые прокладки, но иногда они становились препятствием для эффективного тушения пожара, особенно когда термочувствительный компонент разрушался и вода не попадала в систему. Сегодня использование резиновых прокладок при производстве спринклеров строго запрещено.

Отличия дренчерной и спринклерной систем

Различия между скважинными и спринклерными системами показаны в таблице ниже.

Скважинные системы	Спринклерные системы
Многоразовый	Должен быть заменен после первого использования
Переливается по всей защищаемой территории и позволяет потушить и локализовать огонь	Спринклеры работают избирательно только в зоне, охваченной огнем
Возможна установка датчиков дыма и температуры	Головка спринклера закрыта тепловым замком, который открывается, и система активируется при повышении температуры
Линия системы заполнена воздухом или огнетушащим веществом, но без давления	Вода под давлением циркулирует в трубе системы
Время срабатывания до 5 минут, уменьшенное за счет использования электрического привода	Время высвобождения от 5 до 10 минут, в зависимости от времени нагрева термозащелки
Высокий расход огнетушащего вещества, так как все форсунки работают одновременно	Снижение потребления благодаря выборочной работе спринклеров

Внимание! Системы дренчерной обработки являются более совершенными благодаря охвату территории, скорости активации и возможности многократного использования.

Дренчерные системы пожаротушения

Эти системы используются для различных целей:

• прямое тушение пожара;
• охлаждение взрывоопасных предметов;
• создание противопожарного занавеса для ограничения распространения огня.

Устройства этого типа популярны благодаря своей универсальности.

Описание и особенности

Само устройство состоит из следующих компонентов:

1. Емкость, содержащая огнетушащее вещество. Установка включает в себя монтаж двух химических резервуаров. Основной резервуар используется для тушения пламени в первые 15 минут после сигнала, резервный резервуар для продолжения тушения пожара в течение часа. Часто установка подключается к источнику пожарной воды, если таковой имеется.
2. Насос. Устанавливается в тех случаях, когда водопроводная сеть или водохранилище не обеспечивают требуемого напора.
3. Система разветвленных линий. Система труб, по которым вода или пена подается к месту пожара.
4. Промокашки. Это спринклеры, подключенные к магистрали на выходе огнетушащего вещества. В зависимости от назначения устройства они бывают лопастными и розеточными.

Агрегаты делятся на два типа в зависимости от заполнения трубопровода:

1. Сухотрубные устройства устанавливаются на объектах с низким уровнем риска. Как следует из названия, линии хранятся пустыми, готовыми к приему воды. При запуске вещество подается в трубы. Этот процесс занимает некоторое время, поэтому системы с сухими трубами считаются медленными.
   

   В качестве дополнения. При установке такого механизма сливы можно устанавливать головой вверх и головой вниз — полые трубы полностью предотвращают протечки.

2. С другой стороны, дренчеры используются на предприятиях с высоким риском взрыва. В таких установках вода в трубах есть всегда, но без напора. Благодаря этому качеству механизм потопа мгновенно реагирует на возгорание. Форсунки устанавливаются головками строго вверх во избежание утечки огнетушащего вещества.

Системы пожаротушения

Область применения

Возможности, предоставляемые системами пожаротушения, определяют диапазон мест, в которых они используются. Их применение включает в себя:

• химические заводы;
• Предприятия по переработке древесины и целлюлозы
• Малярные мастерские;;
• крупномасштабные производственные предприятия;
• Складские помещения с легковоспламеняющимися или взрывоопасными веществами.

Вентиляторы способны создать так называемую водяную завесу, т.е. отделить помещение, в котором вспыхнул пожар, от окружающих помещений. В результате огонь, дым и угарный газ взяты под контроль. Их часто устанавливают вдоль коридоров или в дверных проемах в больших зданиях, особенно если часть помещения имеет высокий риск возгорания или взрыва.

Капельные дождеватели

Нормы и правила

Системы дренчерного пожаротушения — это автоматические системы, на которые распространяются все правила и нормы, разработанные в области пожарной безопасности.

К числу наиболее значимых нормативных актов относятся:

• Свод правил СП 5.13130.2009 по автоматическим системам пожаротушения и сигнализации;
• НПБ 88-01 о стандартах и правилах проектирования систем пожаротушения и пожарной сигнализации.

В этих документах изложены обязательные стандарты, которым должны соответствовать системы пожаротушения, в том числе.

• перечень технических средств, которые могут быть использованы для автоматического подключения;
• допустимые диаметры труб;
• расположение локальных мер активации;
• расстояние между спринклерами и от теплового блока до горизонтальной или вертикальной поверхности;
• максимальная высота, при которой помещение заполняется пеной.

Что касается функции водяной завесы, то нормативные документы регулируют

• возможность установки одной или нескольких линий, в зависимости от ширины двери или дверного проема;
• особенности установки сливов, предназначенных для защиты стен и тамбуров.

Механизм срабатывания системы дренчерного тушения

Способ срабатывания системы затопления обычно определяется совместно владельцем здания и пожарной службой еще на этапе планирования системы. Механизм срабатывания включает либо спринклерные блокировки, либо датчики дыма и температуры. Выбор способа запуска системы затопления зависит от потребностей защищаемой территории.

Гидравлической

Этот механизм активирует замок. Когда температура повышается, замок открывается, создавая полость в воздуховоде. Давление в воздуховоде падает, что является сигналом для срабатывания устройства.

Тросовой

Внутри спринклерного замка находится трос. В случае пожара замок плавится, а кабель разрывается, высвобождая заряд. Начинается движение воды по трубе.

Электрической

Самый современный и быстрый тип устройства. Датчики считывают температуру дыма или помещения и передают информацию на блок управления. Если параметры превышают заданные в системе, работа устройства начинается автоматически. Электрический механизм реагирования — отличный вариант для взрывоопасных помещений.

Пневматической

Используется тот же тип замка, что и в гидравлическом механизме. Разница лишь в том, что пневматическое устройство используется в системах газового пожаротушения.

Преимущества дренчерных установок

Автоматические системы пожаротушения на основе струйных распылителей имеют следующие преимущества:

1. Быстрое время реагирования при обнаружении пожара. Стандартные системы срабатывают по сигналу от инфракрасного теплового детектора или детектора пламени, когда температура поднимается выше порогового значения 70-75 °C или когда температура в локальной зоне обнаружения резко повышается на 10-15 °C.

   Детектор дыма, в зависимости от настроек, может реагировать на высокий уровень пыли в производственном помещении. Поэтому целесообразно использовать в системе пожарной сигнализации несколько различных типов датчиков и устанавливать сигнализацию на групповое срабатывание.

2. Стандартные насосы, входящие в систему, создают напор от 100 до 600 м3/ч. Это обеспечит быстрое заполнение линий и активное распыление больших объемов воды над очагом пожара. Устройство выключается вручную.
3. Можно управлять большими площадями и объемами помещений. При расчете диаметров труб и расположении распылительных форсунок конструкция позволяет подать необходимый объем воды в самую удаленную точку защищаемого объекта для тушения пожара самой высокой категории сложности, допустимой для данного здания.
4. Возможность полностью автоматизированных установок с возможностью не только активации, но и прекращения работы в соответствии с заранее заданными параметрами. Обычно это объем огнетушащей жидкости, используемой для тушения пожара. Для тушения пожара любой сложности в общественном здании без взрывоопасных веществ достаточно 15-200 м3 воды.
5. Одним из главных преимуществ является возможность многократного использования системы. Компоненты системы пожаротушения не требуют замены или повторного запуска после возникновения пожара. Проблемы могут возникнуть только с пластиковыми пожарными извещателями, которые, возможно, придется заменить на неповрежденные.
6. Системы водяного пожаротушения дренчерного типа могут быть легко переоборудованы для использования альтернативных огнетушащих веществ: пены, газа или комбинированных средств. Такое переоснащение потребует минимальных инвестиций и только модификации центрального блока.

Расчет и правила монтажа системы дренчерного пожаротушения

Расчеты системы основаны на количестве воды, необходимой для тушения пожара. Количество зависит от присутствующих материалов. Например, наличие большого количества целлюлозы, резины или другой смолы увеличивает потребность в огнетушащей воде в три раза по сравнению со стандартом.

При расчете установки для типичного помещения следует придерживаться следующих рекомендаций:

• Один дренчер способен обработать площадь 9 м2;
• Расположите их на расстоянии не менее 3 метров друг от друга и 1,5 метра от стены;
• Объем протекающей воды должен составлять не менее 0,5 л/с на 1м2 помещения;
• Скорость потока воды через линию подачи распылителей должна быть не менее 3 м/с, а для линии распределения — не менее 10 м/с.
• Установка производится в оконных, дверных и технологических проемах, через которые огонь может проникнуть в соседнее помещение;
• Для создания завес используются сливы-розетки, с диаметром сливного отверстия 10,12,16 мм. С другой стороны, дрены-лопаты, которые используются непосредственно для тушения, имеют диаметр отверстия 12 мм.

Прежде всего, следует помнить, что расчет и установка огнетушащего оборудования должны выполняться профессионалами, имеющими подтвержденный опыт в данном виде работ.

Особенности монтажа

Дренчерное пожаротушение относится к инженерным конструкциям и требует профессионального подхода к установке системы. Для помещений разного размера, формы, назначения и расположения в здании используются различные пространственные планировки и типы оборудования.

Общим для всех видов строительства является перечень основных компонентов и последовательность этапов работ.

Схема установки вентилятора водяного тумана

Для установки системы защиты необходимы следующие детали и оборудование:

• водопровод, состоящий из подающей и распределительной частей;
• мокрые спринклеры, которые устанавливаются на распределительных трубах (их количество следует рассчитывать исходя из общей длины труб и размера помещения);
• одной или нескольких насосных станций на основе параметров здания;
• системы управления для автоматического или ручного управления.

Работы по установке состоят из нескольких этапов:

• гидравлические и сварочные работы, в ходе которых трубы собираются, крепятся к несущим конструкциям и соединяются, образуя систему, и подключаются к источнику воды и насосному оборудованию;
• электромонтажные работы, необходимые для подключения электропитания к насосам и системам управления;
• установка и настройка пожарных извещателей, системы пожарной сигнализации и контрольной панели;
• там, где нет централизованного водоснабжения, устанавливаются емкости для хранения воды и пенообразователя.

Процесс установки должен обеспечивать:

• соответствие всех параметров проектной и технической документации;
• система герметизируется на стыках;
• чтобы систему можно было обслуживать и периодически проводить техническое обслуживание и де-фильтрацию.

Монтажные работы завершаются испытаниями на герметичность и работоспособность системы.

Устройство установки и ее основные элементы

1. Спринклеры типа DVV с раструбом вверх;
2. Разъемная муфта для трубопровода;
3. Подача огнетушащего вещества к извещателю;
4. Спринклеры пожаротушения, тип DWH, розеткой вниз;
5. Пневматическая индукционная линия;
6. Теплоизолирующий кабель;
7. Шлейфовые пожарные извещатели:
   1. Детекторы дыма;
   2. Инфракрасные детекторы температуры;
   3. Открытые пожарные извещатели;
8. Устройство контроля уровня жидкости;
9. Гидравлическая индукционная линия;
10. Устройства управления потоком с пневматическим, гидравлическим и электрическим приводом;
11. Блок управления противотуманным вентилятором с проводным управлением;
12. Блок контроля уровня жидкости в резервуаре;
13. Автоматическая подача воды;
14. Шкаф управления автоматической подачей воды;
15. Однодисковый обратный клапан;
16. Шкафы управления и контроля;
17. Резервный насос;
18. Емкость для огнетушащего вещества;
19. Главный насос;
20. Обезвоживающий насос;
21. Обезвоживающая яма;
22. Насос для наполнения диспенсера водой;
23. Компрессор.

Испытание дренчерной установки тушения пожаров

  

Спринклерный узел управления

Тип блока управления определяет режим работы, вариант системы. Задача механизма — подать сигнал на панель или БУ о включении насоса. Устройство определяет активацию и то, подается огнетушащее вещество или нет.

Узел водозаполненный

«Мокрый» клапан, внутренне заполненный жидкостью под высоким давлением. Версии:

1. угловатый;
2. прямой поток.

Суть работы: тепловая завеса разрушается, головка спринклера открывается и давление изменяется. Разница давления передается воде в камере соединения и компенсатору — механизм активируется, посылая сообщение на блок управления.

• Плюсы: Нет необходимости в дополнительных сигнальных клапанах.
• Минусы: Возможность ложного самозапуска из-за гидроудара, повреждения спринклеров, вода может замерзнуть. Для снижения риска предусмотрена камера задержки (время можно установить от 0 до 16 секунд). Если движение жидкости в спринклерной системе вызвано внешней причиной, вода будет сбрасываться в канализацию.

Узел воздушный

Блок управления может быть заполнен сжатым кислородом или азотом вместо жидкости. Другое название — воздушный мембранный спринклерный клапан.

Используется принцип различия, баланса:

1. Давление воздуха на стороне линии с дождевателем и на водозаборной части дождевателя создает равновесие.
2. При открытии впускного отверстия происходит декомпрессия — давление падает, равновесие нарушается, затвор отодвигается и огнетушащее вещество поступает в трубы.

Воздушный блок более подвержен ложным срабатываниям, но обмерзания не происходит.

Воздушный контрольно-пусковой

Принцип работы КПУУ дополнен контролем целостности цепей оборудования (изменения МПа, разрывы, отказы), что полностью исключает ложные срабатывания.

Разнообразная активация:

1. Предварительные действия — слежение за срабатыванием пожарных детекторов или спринклеров;
2. Предварительная тревога с контролем запуска — только после сигнала от датчиков;
3. с двойным контролем запуска — активация по пожарным извещателям и после активации хотя бы одного спринклера.

Центры контроля воздуха и управления пуском устанавливаются на объектах, где существует риск механического повреждения труб, спринклеров: на промышленных, военных, нефтехимических предприятиях, в морозильных камерах.

Конструкция спринклерной системы и принцип работы

Основными элементами такой системы, как следует из названия, являются спринклеры. Это обычные спринклеры, оснащенные тепловыми замками, которые «открываются» при возникновении пожара. Такими замками могут быть плавкие связи или заполненные жидкостью стеклянные колбы. В «неподвижном» состоянии замок удерживается пружиной, на конце которой находится клапанная крышка, предотвращающая вытекание воды. Как сам распылитель, так и его компоненты изготовлены из цветных металлов, которые не боятся коррозии.

Механизм блокировки не срабатывает, пока температура окружающей среды не начнет повышаться и не достигнет определенного критического уровня. Затем жидкость в стеклянной колбе расширяется, колба лопается (или гладкий вкладыш становится мягким), замок открывается, пружина срабатывает, крышка клапана поднимается, и вода под давлением начинает выплескиваться наружу. Затем давление воды в системе снижается, срабатывает датчик, и насос автоматически включается для стабилизации давления в системе.

Все спринклерные системы должны иметь следующие характеристики:

1. Жесткость. Это важно, поскольку в системе постоянно поддерживается высокое давление. В случае утечки ценные документы и оборудование, находящиеся в помещении, могут быть уничтожены.
2. Долговечность. Спринклерная система должна продолжать функционировать, даже если температура на объекте опустится до градусов ниже нуля, если по ней будет нанесен физический удар, если существует риск контакта с агрессивными средами.
3. Надежность тепловой блокировки. Он не должен срабатывать без видимых причин.
4. Чувствительность и скорость срабатывания. Максимально допустимое время работы системы должно составлять 600 секунд для спринклеров высокотемпературного типа и 300 секунд для спринклеров низкотемпературного типа.
5. Интенсивность орошения. Этот показатель напрямую зависит от диаметра отводов и должен соответствовать определенным требованиям.

Виды спринклерных оросителей

Спринклер — спринклер из легкого сплава АСПТ с осадительной резьбой, фиксирующим сегментом (колба, паяльная пластина) на выходном отверстии при заданной температуре.

Алгоритм работы:

1. достигается критическая температура;
2. головка устройства:
   • пайка — менее распространена, поскольку плавильные пластины ненадежны;
   • Термочувствительная жидкость расширяется, пузырь спринклерного замка лопается;
3. поломка замка;
4. отверстие открывается — удерживаемая вода вытекает.

Температура реакции варьируется от +57 до +182°C. Инерционность — главный недостаток опрыскивателя: до 300 с для низкотемпературных продуктов (+57, +68°C) и до 600 с для высокотемпературных продуктов. Механизм является одноразовым. После активации он заменяется на новый. Срок службы наполнителя в режиме ожидания составляет 10 лет.

В колбах жидкость имеет разный цвет в зависимости от величины начала химической реакции.

Декоративная дождевальная розетка ASPT также имеет рабочую функцию: она обеспечивает необходимое разбрызгивание, направление: завесу из мелкодисперсной водяной пыли, крупных капель, струй. Средний дождеватель покрывает радиус 2 м.

Из чего состоит спринклер:

1. стопорные винты;
2. розетка;
3. запорная лампа;
4. Пружина Бельвиля или резина (встречается реже, так как плавится и деформируется);
5. Корпус с резьбой.

ПОЗИЦИЯ

Спринклеры позиционного типа имеют несколько модификаций в ориентации выходного отверстия для распыления химического вещества в топку:

1. универсальный — фиксируется в любом направлении;
2. вогнутая — вертикальная установка;
3. плоские — распыляющей частью вверх;
4. для горизонтального монтажа.

CORNER

Схема распыления моделируется: устройство с миниатюрным колпачком позволяет выбрать необходимый угол для эффективного распыления. При выборе правильной настройки создается наиболее эффективная водяная завеса, распыляющая материалы и оборудование на месте пожара.

Тонкоструйные дождеватели с сетчатым калибровочным колпачком создают плотную завесу из струи. Расход воды снижается, а эффективность повышается, создавая пожарное одеяло с тонким туманом огнетушащего вещества.

ТОНКИЙ ТУМАН

Уменьшает повреждение водой обработанных поверхностей. Часто используется при пожарах класса А.

БЫСТРОЕ ДЕЙСТВИЕ

В конструкции спринклеров быстрого действия используются компоненты, обеспечивающие меньшую инерцию. Устраняется длительная задержка между возникновением пожара и взломом замка на спринклере.

Устройства быстрого реагирования рекомендуются для складов с высокими стеллажами (до 12,5 м) и потолками (до 20 м).

Огнетушащие составы

Второе название спринклерных систем — системы тушения на водной основе, поскольку используются составы на водной основе.

Максимум, что можно изменить в качестве огнетушащего вещества — это образование пены. Пенные системы имеют отдельный резервуар с пеногенератором и специальными калибраторами.
{пена}
Пена расширяет диапазон классов пожаротушения. Смесь имеет различные химические добавки (фториды). Пенообразующее вещество менее вредно для материалов.

Требования к состоянию огнетушащих веществ

Огнетушащие вещества не должны содержать коррозийных примесей. Необходимо использовать те же препараты, что и для обычных водяных или пенных огнетушителей.

Недостатки систем

Однако спринклерные системы имеют и некоторые недостатки, а именно.

1. Система включается не сразу, а только при повышении температуры до критической точки. Он может не работать при наличии дыма;
2. существует зависимость от системы водоснабжения;
3. На работу устройства влияет температура;
4. не распространяется в случае пожара на приборы, подключенные к электрической сети.

Преимущество этой системы в том, что она распыляет воду не только на источник огня, но и на близлежащие предметы, предотвращая их возгорание. Автоматическая спринклерная система не требует помощи человека, а является неотъемлемой частью противопожарного оборудования. Как только давление в водопроводных трубах начнет падать, в центре управления прозвучит сигнал тревоги, и на место прибудет пожарная бригада. Спринклерные системы пожаротушения относятся к классу основного противопожарного оборудования.

Монтаж спринклерной системы тушения: нормы и требования

Проектирование, установка и обслуживание осуществляется лицензированной пожарной командой. Необходимо учитывать высоту потолков, радиус и расположение душевых, а также характеристики вентиляции. Возможна глубокая установка дождевателей для придания декоративного вида.

Основы процесса установки:

1. трубы:
   • соединенные;
   • оцинкованные внутри и снаружи;
   • крепление к потолку. Для подвески спринклеров используются металлические зажимы с шагом 1,5 м;
   • соединения: сварка, зажим с помощью фитингов, монтажные гильзы;
2. распределение спринклеров должно быть в соответствии с инструкциями: для радиуса 2 м расстояние между головками должно составлять примерно 4 м;
3. распределение, аккумуляторы, баки, насосы находятся в отдельном помещении (пристройка, подвал). Там же осуществляется подключение к системе водоснабжения;
4. установлен отдельный блок защиты (резервный контур управления).
5. Давление в системе должно быть до 1 МПа.

Обслуживание спринклерных систем

1. В завершение работы спринклерной системы проводится пробный запуск — имитация пожара с заменой спринклеров на дренчерные спринклеры.
2. Технический осмотр включает проверку на наличие утечек, коррозии. При обнаружении дефектов производится замена тепловых замков и других компонентов, а жидкость сливается. Осуществляется принудительный запуск и перезапуск.
3. Гарантированный срок службы — 10 лет, полная проверка с тестированием, капитальный ремонт, гидравлический пересчет — раз в 3 года.
4. Рабочая температура от -50 до +50˚C (от +5˚C для систем, заполненных водой) или в соответствии с рекомендациями производителя.
5. Обслуживание системы после отключения заключается в перезапуске оборудования: замене тепловых затворов, переводе панелей в режим ожидания.