Спринклерная система пожаротушения: что это, принцип работы, устройство и виды

Автоматическая спринклерная система подает воду в зону пожара, когда температура возле потолка достигает установленного значения. Вопреки распространенному представлению, оросители обычно не срабатывают одновременно во всем здании. Открываются только те спринклеры, которые нагрелись до пороговой температуры.

Благодаря локальному принципу работы тушение может начаться еще до прибытия пожарных подразделений. Но эффективность системы зависит от правильного проекта: необходимо учесть назначение объекта, пожарную нагрузку, температуру в помещениях, характеристики водоснабжения и возможные сценарии развития огня.

Что такое спринклерная система

Спринклерная система - это автоматическая установка, в которой воду подают через закрытые оросители, оборудованные тепловыми замками. При пожаре нагретый воздух поднимается к потолку и воздействует на ближайший спринклер. Его тепловой замок срабатывает, после чего начинается орошение защищаемой зоны.

Задача системы заключается в обнаружении локального повышения температуры и воздействии непосредственно на очаг. Одновременно автоматика может сформировать сигнал о пожаре, запустить насосное оборудование и передать команды другим противопожарным системам.

Требования к проектированию спринклерных установок устанавливает действующий СП 485.1311500.2020 с изменениями № 1 и 2.

Чем спринклер отличается от спринклерной установки и системы

Спринклер, или спринклерный ороситель, - это отдельное устройство, через которое распыляется вода. Он состоит из корпуса, выпускного отверстия, теплового замка и элемента, формирующего поток.

Спринклерная установка - совокупность технических средств пожаротушения. Помимо оросителей, в нее входят трубопроводы, узлы управления, запорная арматура, насосы, источники воды, контрольно-сигнальные устройства и автоматика.

Спринклерная система - более широкое понятие, которым на практике называют всю установленную на объекте противопожарную защиту спринклерного типа. Она может включать несколько секций, насосную станцию, резервуары, средства контроля и взаимодействие с пожарной сигнализацией.

Проще говоря, спринклер - это одна конечная точка выпуска воды, установка - комплект работающего оборудования, а система - организованная защита объекта в целом.

Принцип работы спринклерной системы

В дежурном режиме трубопроводы находятся под расчетным давлением. В водозаполненной системе в них постоянно находится вода, а в воздушной - сжатый воздух, удерживающий узел управления в закрытом положении.

При пожаре происходит следующая последовательность:

• Горячий воздух и продукты горения поднимаются к перекрытию.
• Нагревается тепловой замок ближайшего оросителя.
• Когда температура достигает заданного значения, замок разрушается или размыкается.
• Открывается выпускное отверстие спринклера.
• Падение давления приводит в действие узел управления и при необходимости запускает насос.
• Вода поступает через открытый ороситель и распределяется по защищаемой площади.
• Система формирует сигнал о срабатывании.

В обычной спринклерной установке каждый ороситель реагирует на нагрев самостоятельно. Если температура возле соседних устройств не достигла порогового значения, они остаются закрытыми. Поэтому сцена из кино, в которой из-за одного небольшого очага вода одновременно льется со всех потолков здания, не соответствует нормальной работе классической системы.

При какой температуре срабатывает спринклер

Единой температуры срабатывания для всех спринклеров нет. Тепловой замок выбирают с учетом нормальной и максимально возможной температуры в помещении. В обычных условиях часто применяют оросители с номинальной температурой срабатывания 57, 68 или 79 °C. Для горячих цехов, сушильных камер и других помещений с повышенной фоновой температурой используют более высокотемпературные исполнения.

Температура воздуха в помещении при этом не должна обязательно целиком достичь указанного значения. Для срабатывания достаточно, чтобы до нужной температуры нагрелся термочувствительный элемент конкретного оросителя.

Нельзя самостоятельно ставить спринклер с более низким порогом «для большей чувствительности». Если рядом находятся отопительные приборы, технологическое оборудование или под потолком регулярно скапливается горячий воздух, неправильно подобранный тепловой замок может сработать без пожара.

Требования к конструкции водяных и пенных оросителей, их тепловым замкам и испытаниям устанавливает действующий ГОСТ Р 51043-2002.

Отличие спринклерной системы от дренчерной

Спринклерный ороситель закрыт тепловым замком до срабатывания. Он открывается после локального нагрева, поэтому вода поступает преимущественно в зону пожара.

Дренчерный ороситель открыт постоянно - теплового замка у него нет. Подача огнетушащего вещества начинается после открытия общего клапана по сигналу пожарной автоматики, от побудительной системы или при ручном пуске. В результате вода поступает сразу через группу дренчеров на всей защищаемой секции.

Спринклерный принцип удобен для автоматического тушения в границах очага. Дренчерный используют, когда необходимо быстро оросить большую площадь, защитить технологическое оборудование или создать водяную завесу, препятствующую распространению огня и теплового излучения.

Устройство спринклерной системы

Состав оборудования зависит от площади, назначения и конфигурации объекта. В типовую установку входят:

• спринклерные оросители;
• трубопроводы распределительной и питающей сети;
• узлы управления;
• насосное оборудование;
• основной и резервный источники воды, если они предусмотрены проектом;
• запорная, регулирующая и сигнальная арматура;
• датчики давления и потока;
• средства управления, контроля и передачи сигналов;
• дренажные, испытательные и промывочные устройства.

Все элементы рассчитывают как единый комплекс. Просто установить под потолком несколько оросителей и подключить их к бытовому водопроводу недостаточно: система должна обеспечивать нужные расход, давление, интенсивность и продолжительность подачи воды.

Спринклерный ороситель

Корпус оросителя присоединяется к трубопроводу. Выходное отверстие в дежурном режиме закрыто запорным элементом, который удерживается тепловым замком. Перед ним расположен рассекатель: при срабатывании вода ударяется о него и распределяется по расчетной площади.

Распространенный вариант теплового замка - герметичная стеклянная колба, заполненная термочувствительной жидкостью. При нагревании жидкость расширяется, давление внутри увеличивается, и при заданной температуре колба разрушается. После этого запорный элемент освобождает отверстие.

Вместо колбы может применяться плавкий тепловой замок. Его детали соединены материалом, который теряет прочность при установленной температуре. Принцип остается тем же: ороситель открывается под действием тепла, а не дыма.

Сработавший спринклер не возвращается в исходное состояние самостоятельно. После пожара или испытания его заменяют, а специалисты восстанавливают установку и проверяют ее работоспособность.

Спринклерный узел и трубопровод

Узел управления отделяет питающую часть установки от распределительной сети и контролирует подачу воды. При открытии спринклера давление в трубопроводе изменяется, клапан узла срабатывает, а вода направляется в защищаемую секцию. Одновременно система может передать сигнал на пожарный пост и запустить насосы.

Сеть трубопроводов доставляет огнетушащее вещество к каждому оросителю. Ее диаметр, трассировку и конфигурацию определяют гидравлическим расчетом. Учитывают количество одновременно работающих спринклеров, удаленность расчетного участка, высоту здания, необходимую интенсивность орошения и потери давления.

Отдельно предусматривают возможность проверки, промывки и удаления воды. Положение арматуры требует постоянного контроля: случайно закрытая задвижка способна оставить часть объекта без защиты.

Виды спринклерных систем и установок

Спринклерные системы различаются по состоянию трубопровода, огнетушащему веществу, скорости реакции и назначению. Тип выбирают не по удобству монтажа, а по условиям объекта.

Установки по среде в трубопроводе

Водозаполненная система постоянно содержит воду в питающей и распределительной сети. После открытия спринклера она практически сразу поступает в зону пожара. Такой вариант применяют в отапливаемых помещениях, где исключено замерзание воды.

Воздушная система в дежурном режиме заполнена сжатым воздухом или газом. Когда спринклер открывается, давление падает, воздушный клапан пропускает воду, и она заполняет трубопровод. Система сложнее и срабатывает с небольшой задержкой, зато подходит для неотапливаемых складов, холодных помещений и других зон, где вода в трубах может замерзнуть.

В одном здании могут одновременно использоваться обе схемы: водозаполненная - в отапливаемой части, воздушная - в холодных секциях.

Огнетушащее вещество

Вода поглощает большое количество тепла и охлаждает горящие материалы, строительные конструкции и окружающий воздух. Поэтому водяные системы широко применяют для защиты помещений с обычной пожарной нагрузкой: древесиной, бумагой, текстилем, упаковкой и многими видами продукции.

Однако вода подходит не для каждого риска. Ее нельзя применять для тушения веществ, которые вступают с ней в опасную реакцию, выделяют горючие газы или интенсивно разбрызгиваются. Возможность воздействия на электрооборудование также оценивают при проектировании с учетом напряжения, способа распыления и отключения питания.

В отдельных схемах применяют воду с добавками либо пенообразующий раствор. Такие системы рассчитывают отдельно в зависимости от свойств горючих материалов.

Установки по быстродействию

Скорость реакции зависит от тепловой чувствительности оросителя и всей схемы установки. Стандартный спринклер рассчитан на обычную динамику развития пожара. Быстродействующий быстрее реагирует на повышение температуры и раньше начинает подавать воду.

Быстродействующие оросители применяют там, где пламя способно распространяться особенно интенсивно или раннее воздействие критично для защиты людей и имущества. Но заменить стандартные спринклеры на более чувствительные без расчета нельзя. На результат влияют высота потолка, вентиляция, расположение оборудования, температура среды и свойства пожарной нагрузки.

Следует различать температуру и быстродействие. Два спринклера могут иметь одинаковый порог срабатывания, но по-разному быстро нагреваться в одном тепловом потоке.

Системы по назначению

В жилых зданиях приоритетом становится раннее воздействие на очаг при безопасной эвакуации людей. Оборудование подбирают с учетом планировки, отделки, высоты помещений и условий водоснабжения.

Для офисов важны открытые рабочие зоны, коридоры, архивы, технические помещения и участки с электронным оборудованием. Одна схема не всегда подходит всему зданию: например, серверная может потребовать другого способа тушения, чем помещение с мебелью и бумажными материалами.

На производственных объектах учитывают технологические процессы, высоту цеха, оборудование, категории помещений и пожарную нагрузку. Для складов имеют значение вид продукции, упаковка, способ и высота хранения.

Где применяется спринклерное пожаротушение

Спринклерные установки используют там, где вода совместима с обращающимися материалами, а локальное автоматическое тушение соответствует расчетному сценарию пожара.

Необходимость автоматической установки определяют по совокупности признаков: назначение здания, площадь, этажность, высота, категория помещения, характеристики материалов и требования специальных нормативных документов. Перечень объектов, которые подлежат защите автоматическими установками, устанавливает СП 486.1311500.2020.

Объекты и помещения

Спринклерное пожаротушение может применяться на следующих объектах:

• торговые и многофункциональные комплексы;
• гостиницы и общественные здания;
• офисные центры;
• подземные и закрытые автостоянки;
• склады и логистические комплексы;
• производственные цеха;
• архивы и книгохранилища;
• помещения с большой площадью и значительной пожарной нагрузкой.

Это не означает, что на каждом таком объекте обязательно устанавливают одну и ту же систему. Где-то достаточно водозаполненной сети, где-то требуется воздушная секция, тонкораспыленная вода, пена или другой вид автоматического пожаротушения.

Спринклерная система АУП-ТРВ BONTEL

АУП-ТРВ BONTEL - автоматическая установка пожаротушения агрегатного типа с тонкораспыленным огнетушащим составом. Она может выполнять задачи пожаротушения и внутреннего противопожарного водопровода.

Установка выпускается в спринклерном, дренчерном и спринклерно-дренчерном исполнениях. В спринклерной системе распылитель открывается при нагреве теплового замка до заданной температуры, поэтому состав подается непосредственно в зону пожара. Для отапливаемых помещений применяют водозаполненное исполнение, для объектов с температурой ниже 5 °C - воздушное.

В состав АУП-ТРВ входят распылители, трубопроводы, распределительные устройства, резервуар с огнетушащим составом и насосная станция. Тонкое распыление позволяет воздействовать на очаг без порошкового облака и большого объема пены, снижая загрязнение помещения и оборудования.

Тип установки, запас состава, расположение распылителей и параметры подачи определяют при проектировании с учетом назначения объекта и возможного сценария пожара. АУП-ТРВ BONTEL применяется для тушения пожаров классов А и В, а также электрооборудования под напряжением при соблюдении предусмотренных проектом мер электробезопасности.

FAQ

Возможно ли случайное срабатывание спринклера?

Исправный и правильно подобранный спринклер не реагирует на дым, пар или сигнал обычного дымового извещателя. Его тепловой замок должен нагреться до заданной температуры.

Непреднамеренное срабатывание возможно при механическом повреждении колбы, перегреве помещения, ошибочном выборе температурного исполнения, замерзании воды или нарушении требований к монтажу. Поэтому оросители нельзя окрашивать, закрывать отделкой, использовать как крепление или задевать при перестановке оборудования.

Можно ли установить систему самостоятельно?

Нет. Для спринклерной установки необходимы проект, гидравлический расчет, подбор оросителей и насосного оборудования, монтаж, пусконаладочные работы и испытания. Ошибка в диаметре труб, давлении или размещении спринклеров может привести к тому, что вода не поступит в нужном количестве либо не покроет защищаемую площадь.

Работы должны выполнять профильные специалисты, а в случаях, предусмотренных законодательством, - организация с соответствующей лицензией. Самостоятельно можно только не заслонять оросители, не повреждать их и своевременно сообщать о протечках или изменении состояния системы организации, выполняющей техническое обслуживание.

Вывод

Спринклерная система включается автоматически и подает огнетушащее вещество преимущественно в зону пожара. Благодаря этому воздействие на очаг начинается на ранней стадии и помогает ограничить распространение огня до прибытия пожарных подразделений.

Эффективность установки зависит не только от оросителей, но и от запаса огнетушащего вещества, давления, трубопроводов, автоматики и правильно выбранной температуры срабатывания. Спринклерный принцип реализован и в АУП-ТРВ BONTEL с тонкораспыленным огнетушащим составом. Исполнение и параметры системы определяют при проектировании с учетом особенностей объекта и возможных сценариев пожара.