Спринклерная система пожаротушения – на чем основан принцип работы. Знакомимся со спринклерной системой пожаротушения Система пожарной автоматической установки спринклерная

Спринклерная система пожаротушения является одной из наиболее популярных автоматических систем борьбы с пожаром, применяемая на объектах различного назначения. Спринклерное пожаротушение — это сети трубопроводов заполненных жидкостью или другими веществами, вдоль них размещаются специальные оросители. Слово сплинкер произошло от английского слова, обозначающего ороситель или разбрызгиватель.

В пожарной безопасности спринклер представляет собой насадку, через нее при автоматической подаче команды «пожар» производится разбрызгиванием жидкости. Система работает не за счёт подачи воды сплошной струей, а создает мелкодисперсный водяной туман, рассеиваемый по всему помещению. В результате сокращается расход воды и значительно уменьшается степень повреждения имущества.

Основные функции

Различают установки водяные и заполненные газом, так называемые сухотрубные конструкции.

Основные задачи спринклерной системы:

• обнаружение источника возгорания;
• поднятие тревоги;
• первоначальная работа по сдерживанию огня да появления пожарных расчётов.

За счет орошения помещения спринклерная установка пожаротушения:

• позволяет снизить температуру у источника возгорания;
• помогает эвакуировать людей;
• обеспечить возможность срочной эвакуации ценного имущества.

Отличается высокой надежностью и малым процентом ложных срабатываний. Иногда можно встретить наименование «клинкерная система пожаротушения», но это просто ошибочное наименование, используемое заказчиками, далекими от знания пожарной терминологии.

Область применения

Спринклерная система пожаротушения – это вид оборудования, чей порядок использования утвержден постановлением нормативными документами в области пожаротушения.

Спринклерные установки водяного пожаротушения обязаны устанавливать владельцы определенной недвижимости, к которой относятся:

• хранилища компьютерных данных (серверные, центра обработки данных и так далее)
• стоянки для автомобилей, расположенные под или над землей
• здание имеющие высоту более 30 м, кроме жилых комплексов
• здания при строительстве которых использовались металлические конструкции и горючие утеплитель ные материалы площадью более 800 кв.м.
• торговые объекты, имеющие общую площадь от 3,5 тыс. кв.м. наземных этажей и от 200 кв.м. цокольных помещений
• склады и торговые объекты, где находятся горючие или легковоспламеняемые материалы
• складские помещения с установленными стеллажами и полками выше 5,5 метров
• залы для проведения выставок с площадью больше 1 тыс.кв.м.
• залы (кино, концертные и так далее) вместимостью выше 800 мест

Объекты, не включенные в утвержденный обязательный список, могут использовать спринклерные установки по своему желанию. Установки могут обслуживать как огромные помещения, так и обычные квартиры.

Преимущества и недостатки

Спринклерное пожаротушение относится к наиболее распространенным способам защиты помещений от пожаров. Его широкому распространению способствует целый ряд положительных факторов, в том числе:

• относительно низкая себестоимость оборудования, монтажа и расходных материалов;
• возможность использовать его в помещении любого размера;
• полностью автоматизированная система контроля и запуска;
• не потребляет электроэнергию;
• доступность и низкая стоимость воды;
• простота монтажа при наличии централизованного водоснабжения;
• снижение температуры в месте возгорания;
• безвредность для здоровья;
• дает возможность для эвакуации людей и ценного имущества;
• минимальный вред имуществу благодаря мельчайшему распылению жидкости;
• дает небольшой процент ошибочных срабатываний;
• служит в течение многих лет.

Одновременно АУПТ спринклерная не является универсальным решением для всех случаев, так как обладает рядом существенных ограничений, таких как:

• установка возможна только на объектах с централизованным водоснабжением;
• нельзя использовать в помещениях, где располагается работающее электрооборудование;
• реагирует на изменение температуры, поэтому не используется в производственных или бытовых помещениях, где производятся операции, вызывающие нагревание воздуха;
• не пригодна к использованию на объектах с возможными отрицательными температурами;
• для включения необходимо некоторое время (инерционность);
• срабатывание происходит при высоких температурах (минимум 79 о С);
• является одноразовой установкой, так как после срабатывания необходима замена всех синклеров.

Требования к системе

Спринклерная установка пожаротушения – это одна из систем пожарной безопасности, к которой предъявляются строгие требования, сформулированные в нормативных документах, СНИПах, ГОСТах, приказах, РД и так далее.

1. Основной показатель, которому должно отвечать оборудование, — это скорость срабатывания и тушения пожара в момент его возгорания. От этого зависит уровень возможного ущерба и распространения огня на соседние объекты.
2. Устанавливается зависимость между уровнем температуры, на которую реагирует система и скоростью срабатывания, т.е. от теплового уровня зависит инерционность системы. При t=79˚С замок спринклера должен разрушаться в течение 300 секунд.
3. Существуют отдельные требования по максимально допустимому расстоянию между распылителями. Расстояния между спринклерами не должны превышать 4 м, так как радиус рассеивания воды составляет 2 метра.
4. устанавливается периодичность проведения контрольных мероприятий и технического обслуживания системы.
5. Каждый комплект оборудования должен иметь паспорт, сертификат качества и другие сопроводительные документы.

Обратите внимание!

Если системы устанавливаются на объектах с автономным водоснабжением, то в комплексе необходимо предусмотреть дополнительный насос и источник электропитания.

Существуют специальные требования по проектированию и монтажу оборудования, которые обеспечивают работоспособность системы с учетом особенностей строения (высота, количество помещений, вид перекрытий, и так далее).

Нормы и правила

Все оборудование, которое касается пожарной безопасности, строго регламентируется. Нормы и правила касаются различных показателей и изложены в ряде нормативных документов, в том числе:

• ФЗ от 22.07.08 г. № 123-ФЗ по вопросам технического регламента требований, обеспечивающих пожарную безопасность
• Постановление правительства РФ №390, касающееся противопожарного режима, от 25.04.12 г.
• НПБ 88-2001 о нормах проектирования установок пожаротушения и сигнализации
• СП 5.13130.2009 о нормах и правилах проектирования систем противопожарной защиты
• ряд других документов

В законодательном порядке определяются обязательные для спринклерной системы пожаротушения нормы установки оборудования, в том числе:

• параметры помещений
• допустимое количество оросителей
• вместимость трубопроводов и емкостей для хранения воды
• допустимые места для установки спринклеров
• пределы расстояния от спринклера до других предметов (кровли, розеток, перекрытий, стен, перегородок)
• наличие защитных решеток
• положение оросителей

Монтаж и эксплуатация систем осуществляется с соблюдением всех норм.

Особенности монтажа

Монтаж спринклерной системы пожаротушения производится в соответствии с утвержденной технологией и соблюдением последовательности операций.

• Распределительные узлы, резервуары с водой и узел управления устанавливаются в отдельном помещении с ограниченным доступом.
• дублирующий узел управления размещается на пульте охраны
• для монтажа трубопроводов используются бесшовные трубы с наружной и внутренней оцинковкой
• соединение труб обеспечивается сваркой или опрессовыванием
• в ходе соединения в систему врезаются спринклеры
• к потолкам система крепится с помощью резиновых хомутов, расстояние между креплениями не должно превышать 1,5 м.

Установка спринклерной системы пожаротушения требует надежного соединения всех узлов и обеспечения высокой прочности системы.

Испытание спринклерной установки тушения пожаров

Заключение

Если возникают вопросы по поводу спринклерной системы пожаротушения и хочется на практике увидеть что это такое, достаточно внимательно посмотреть на потолок, находясь в кинотеатре, картинной галерее, в серверной или на подземной стоянке.

Основным элементом этой системы является спринклер – распыляющее устройство, использующее воду, находящуюся под большим давлением. Оно вмонтировано в систему трубопроводов и, как правило, размещается на потолке в тех помещениях, которые надо защитить от опасности пожара. Контролируется и управляется система посредством многочисленных датчиков, которые реагируют как на признаки задымления, так и на аномальное повышение температуры.

В случае опасности пожара сигналы о ней поступают от датчиков в блок управления, который и запускает работу спринклера. Но его запорный элемент может быть разрушен только под действием высокой температуры. В дежурном режиме входное отверстие спринклерного оросителя закрыто специальным клапаном-запором. Эти затворы могут быть разрушены не везде, а только в тех установках, которые подверглись действию высоких температур, что позволяет применять систему для тушения локальных очагов пожара, не заливая водой те помещения, где температура в норме. На первый взгляд это, конечно, очень удобно, но в некоторых скорость срабатывания спринклера может существенно отличаться от скорости распространения пожара, что является одним из самых существенных недостатков работы такой системы.

Эффективность работы спринклерной системы вполне сопоставима с тем, как работают системы порошкового пожаротушения.

Недостаток спринклерной системы пожаротушения

К плюсам спринклерной системы пожаротушения относится невысокая стоимость оборудования, установки и эксплуатации. Но к ее работе имеются нарекания, касающиеся инерции срабатывания. При низком уровне потолков (до 5-7 м) и значительном первичном повышении температуры спринклеры срабатывают оперативно. Однако в помещениях с высокими потолками и пожаром, первой стадией которого является низкотемпературное тление, характеризующееся незначительным выделением тепла, спринклеры просто не срабатывают вовремя, допуская развитие процесса до значительного повышения температуры, сопровождающегося и значительными разрушениями.

Сегодня на рынке систем противопожарной безопасности есть и другие устройства, использующие в своей работе дренчерный способ, в котором огнетушащая смесь сразу распыляется на значительной площади, заведомо большей, чем площадь начавшегося возгорания. В результате, системы, действующие по такому принципу, отличаются быстротой срабатывания и высокой эффективностью, гарантируя устранение пожарной опасности в самом зародыше. Но к недостаткам дренчерных систем можно отнести то, что ущерб от их работы, порою, сопоставим с уроном, нанесенным огнем.

В СНИПах, регламентирующих нормы и правила проектирования систем пожаротушения, не устанавливаются конкретные технические требования по проектированию и принципу действия подобных установок. Поэтому одни производители спринклерных систем пожаробезопасности работают в направлении снижения их тепловой инерционности, а другие пытаются найти компромиссное решение между спринклерной и дренчерной установками пожаротушения, сочетающее в себе преимущества каждой из них.

Современные спринклерные системы пожаротушения

Для снижения цены и облегчения монтажа, в современных спринклерных системах применяются пластиковые трубы, а для повышения эффективности – системы управляемого пожаротушения, в которых реализованы оптимальные алгоритмы функционирования на основе анализа характера пожара и его развития. Работа таких систем по-прежнему основывается на использовании спринклерных оросительных установок, но оснащенных возможностью принудительного пуска.

Для повышения эффективности в современных спринклерных системах пожаротушения целесообразно иметь возможность снятия запорного клапана с пролонгацией принудительного пуска до момента, когда это необходимо.

Инициирующее устройство для управляемого пуска может иметь различные конструктивные и технические воплощения, но его основным назначением является обеспечение локального разогрева запорного клапана для активации оросительной сплинклерной системы. Среди технических решений, которые уже нашли свое воплощение в спринклерных системах нового поколения, можно назвать электронагревательные контактные элементы: нити накаливания и резисторы, газовые генераторы и фотоустройства с высоким тепловыделением.

На рынке новейших систем пожаротушения, отличающихся высокой надежностью и эффективностью, которые можно устанавливать не только в общественных местах и промышленных зданиях, но и в квартирах или частных домах, представлены разработки как отечественных, так и зарубежных компаний. В предлагаемых ими спринклерных системах управляемого пуска используются электрорезисторы или газогенерирующие устройства, играющие роль инициаторов работы оросителя.

Среди всех существующих способов борьбы с возгораниями, спринклерная система пожаротушения стоит особняком. Особенность ее в простоте конструкции, отсутствии сложной автоматики.

Ее действие основывается на автоматическом открытии воды. Система реагирует на повышение температуры в помещении. При ее достижении критических значений из разбрызгивателя подается вода.

Немного истории

Первые спринклерные системы были разработаны в начале XIX века. За такой продолжительный срок они видоизменились, но принцип работы остался прежним. Своей живучести они обязаны простоте конструкции. Сложных полупроводниковых или цифровых элементов в них нет.

Простота определяет и надежность устройств. Основные изменения коснулись используемых в производстве систем материалов, повышения их мощности, установки современных элементов. Неизменным остается только основной принцип работы спринклерной системы пожаротушения.

Конструктивно, система имеет вид разветвленного трубопровода с водой под давлением. Места выхода рабочей жидкости герметично закрываются колпаками, способными разрушаться под воздействием высокой температуры. Упрощенно работу системы можно описать следующим образом. При возникновении очага возгорания в помещении температура повышается, материал колпака плавится. Из системы труб разбрызгивается вода. Конструктивные изменения коснулись не принципа работы, а ее усовершенствования. В современных системах применяется спринклер. По сути, это и есть разбрызгиватель, благодаря которому выполняется разбрызгивание под давлением тушащей жидкости.

Достоинства:

• Может использоваться в жилых, офисных, административных, промышленных зданиях.
• Быстрое реагирование на возгорание.

Хорошо работает вместе с датчиками дыма. Последние увеличивают эффективность системы за счет своевременного оповещения о повышении задымленности. Использование их без устройств пожаротушения не оправдано, их эффективность не всегда бывает высокой.

Снижение эффективности объясняется следующими факторами:

• Сигнал тревоги можно просто не услышать.
• Люди не всегда успевают эвакуироваться из горящего помещения.

Установка спринклерной системы пожаротушения вместе с датчиками дыма позволяет увеличить эффективность обоих элементов в разы. Датчики подают сигнал тревоги, а система пожаротушения моментально реагирует на возгорание разбрызгиванием воды.

Дополнительные преимущества дает и использование водопроводной воды в качестве тушащей жидкости:

• Низкая себестоимость.
• Отсутствие дефицита на воду.
• Экологичность, нетоксичность.
• Безопасность для человека.
• Хорошая тушащая способность.

Схемы современных систем

Схемы спринклерных систем пожаротушения разрабатываются на основе использования современных материалов. Для монтажа трубопровода используют пластиковые трубы. Это экономически целесообразный выбор. Затраты на обустройство пластикового трубопровода в разы ниже, чем стоимость металлических конструкций.

Установка труб из пластика дает возможность на долгие годы забыть о любых проблемах. На их внутренних поверхностях не откладывается известковый налет. Просвет трубы в течение продолжительного времени будет сохранять первоначальные значения. Пластиковые трубы легкие, они не увеличивают нагрузку на строительные конструкции. Монтировать их очень просто.

Основной недостаток водного огнетушения – негативное воздействие на многие материалы, например, древесину, бумагу. Это потребовало разработки систем, использование которых не увеличивает ущерб. Так как колпак разрушается под воздействием температуры, применение современных материалов обеспечило поэтапное срабатывание распылителей. Первыми всегда начинают работать элементы, расположенные максимально близко к очагу возгорания.

Трубопровод системы пожаротушения подключается к водопроводной сети. Для поддержания необходимого давления устанавливаются обратные клапаны. В результате получается полностью автономная, энергонезависимая система, готовая к запуску в любой момент. Срабатывание одного из распылителей приводит к резкому понижению давления. После этого срабатывают датчики давления, запускающие насосное оборудование, обеспечивающее необходимое резервное водоснабжение.

Водяное спринклерное пожаротушение способно эффективно защитить помещение в радиусе 12м. Если сработавший распылитель не справился с очагом возгорания, температура воздуха продолжает возрастать. Включаются соседние спринклеры.

Ограничения

Автоматическое спринклерное пожаротушение имеет некоторые ограничения на использование. Во-первых, они связаны с возможностью использования воды для тушения пожаров разных классов. Например, для серверных, промышленных объектов выбор такой системы не оправдан, так как вода не может использоваться для тушения электрооборудования.

К другим недостаткам можно отнести:

• Инерционность системы. Вода в трубопроводе охлаждает колпак. Его разрушение и срабатывание системы начинается с небольшим запозданием.
• Зависимость от надежности работы водопроводной системы.
• Работа спринклерной системы зависима от температуры окружающего воздуха, которая может повышаться не только в результате возгорания.
• Смачивание водой окружающих поверхностей. Этот параметр может рассматриваться и как достоинство, и как негативный момент в работе системы. С одной стороны, вода наносит ущерб вещам. С другой – смачивание поверхностей препятствует распространению огня.

Сухие системы

Классические спринклерные системы имеют ограничение на свое использование. Для их работы требуется вода. Если нет возможности постоянной бесперебойной подачи воды, система будет бесполезной. Нельзя применять спринклеры и при низких температурах. Вода при отрицательных температурах замерзает и может привести к полному разрушению системы, разрывам труб. Решить проблему с использованием добавок, способных понизить точку замерзания, не всегда получается. Они образуют на внутренней поверхности труб налет, сужающий их просвет. Со временем трубы могут засориться до такой степени, что система полностью потеряет свою работоспособность.

Решить проблему позволила разработка сухих систем. До тех пор, пока система находится в режиме ожидания, она заполняется сжатым воздухом. При срабатывании спринклера воздух выходит, возникает разрежение. Под его воздействием в клапаны водяной системы и в трубы подается вода. Для ускорения работы дополнительно устанавливаются устройства, обеспечивающие практически моментальное понижение давление и быстрое наполнение труб водой.

Их работа выглядит следующим образом: при срабатывании одного разбрызгивателя автоматические открываются другие клапаны. В результате в системе мгновенно падает давление и вода подается быстрее.

Монтаж сухих систем возможен только с пластиковыми трубами. Металлические конструкции разрушаются под воздействием кислорода.

Несмотря на кажущуюся простоту, спринклеры находятся в постоянной работоспособности, в режиме ожидания. В результате монтажом и обслуживанием системы должна заниматься специализированная компания, имеющая лицензию на проведение подобных работ.

Дренчерные системы – разновидность водного пожаротушения. Иногда их считают самостоятельными конструкциями, иногда называют разновидностью спринклерных. Основное их сходство – в схеме монтажа трубопровода, в котором находится вода. Отличаются дренчерные и спринклерные системы пожаротушения способом срабатывания. Сигнал для начала работы в дренчерном пожаротушении подается с центрального пульта или извещателя. Такой способ возбуждения позволил избавиться от основного недостатка водных систем – инертности.

Эта разновидность может монтироваться на любых объектах. Их тип и предназначение значения не имеют. В неотапливаемых объектах дренчерные системы монтируются с сухими трубопроводами, заполненными воздухом.

Нельзя монтировать сухое пожаротушения на объектах, где есть риск взрыва, интенсивного возгорания с высокой скоростью распространения огня.

Примеры и цены

Спринклерные и дренчерные системы – одни из самых доступных на рынке оборудования для пожаротушения. Назвать конкретную цену устройства невозможно.

Она складывается из разных составляющих:

• Площадь помещения.
• Необходимое количество спринклеров с тепловыми замками.
• Трубы.
• Запорная арматура (обратные клапаны).
• Насосное оборудование.
• Резервный накопитель воды.

Основным параметром ценообразования все же остается площадь помещения. Именно от нее зависит количество материалов и комплектующих. Цены на услуги компаний, проектирующих и монтирующих пожарные системы, тоже могут немало различаться.

В среднем, для небольшого помещения площадью до 500 кв. метров разработка проекта и установка всех элементов обойдется в 65000 рублей.

Автоматическая дренчерная система пожаротушения

1. ВОДА И ВОДНЫЕ РАСТВОРЫ

Вода - наиболее распространенное огнетушащее вещество (ОТВ), она обладает высокой удельной теплоемкостью и скрытой теплотой парообразования, химической инертностью к большинству веществ и материалов, низкой стоимостью и доступностью. Основные недостатки воды - высокая электропроводность, низкая смачивающая способность, недостаточная адгезия к объекту тушения. Следует также учитывать ущерб защищаемому объекту от применения воды.

Подача воды в виде компактной струи обеспечивает ее доставку на большое расстояние. Однако эффективность применения компактной струи невелика, т. к. основная масса воды не участвует в процессе тушения. В этом случае основной механизм тушения - охлаждение горючего, в отдельных случаях возможен срыв пламени.

Распыление воды существенно повышает эффективность тушения, однако возрастают затраты на получение водяных капель и их доставку к очагу горения. В нашей стране струю воды в зависимости от среднеарифметического диаметра капель подразделяют на распыленную (диаметр капель более 150 мкм) и тонкораспыленную (менее 150 мкм) . Основной механизм тушения - охлаждение горючего, разбавление паров горючего водяным паром. Тонкораспыленная струя воды с диаметром капель менее 100 мкм способна, кроме того, эффективно охлаждать химическую зону реакции (пламя).

Применение раствора воды со смачивателями повышает проникающую (смачивающую) способность воды. Реже применяют добавки:
- водорастворимых полимеров для повышения адгезии к горящему объекту ("вязкая вода");
- полиоксиэтилена для повышения пропускной способности трубопроводов ("скользкая вода", за рубежом "быстрая вода");
- неорганических солей для повышения эффективности тушения;
- антифризов и солей для уменьшения температуры замерзания воды.

Воду нельзя применять для тушения веществ, интенсивно реагирующих с ней с выделением тепла, а также горючих, токсичных или коррозионно-активных газов. К таким веществам относятся многие металлы, металлоорганические соединения, карбиды и гидриды металлов, раскаленные уголь и железо.
Так, водопенные средства не применяют для тушения следующих материалов :
- алюминийорганических соединений (реакция со взрывом);
- литийорганических соединений; азида свинца; карбидов щелочных металлов; гидридов ряда металлов - алюминия, магния, цинка; карбидов кальция, алюминия, бария (разложение с выделением горючих газов);
- гидросульфита натрия (самовозгорание);
- серной кислоты, термитов, хлорида титана (сильный экзотермический эффект);
- битума, перекиси натрия, жиров, масел, петролатума (усиление горения в результате выброса, разбрызгивания, вскипания).

Кроме того, нельзя использовать компактные струи воды для тушения пылей во избежании образования взрывоопасной среды. Следует учитывать, что при тушении нефти или нефтепродуктов водой может произойти выброс или разбрызгивание горящих продуктов .

2. СПРИНКЛЕРНЫЕ И ДРЕНЧЕРНЫЕ УСТАНОВКИ ПОЖАРОТУШЕНИЯ

2.1. Назначение и устройство установок

Установки водяного, пенного низкой кратности, а также водяного пожаротушения со смачивателем подразделяются на спринклерные и дренчерные .
Спринклерные установки предназначены для локального тушения пожаров и/или охлаждения строительных конструкций, дренчерные - для тушения пожара по всей расчетной площади, а также для создания водяных завес.
Указанные установки водяного пожаротушения распространены наиболее часто и составляют около половины общего количества УПТ. Они применяются для защиты различных складов, универмагов, помещений производства горячих натуральных и синтетических смол, пластмасс, резиновых технических изделий, кабельных каналов, гостиниц и др .
Спринклерные установки предпочтительно использовать для защиты помещений, в которых предполагается развитие пожара с интенсивным тепловыделением. Дренчерные установки орошают очаг загорания на защищаемом участке помещения по команде от технических средств обнаружения пожара. Это позволяет произвести ликвидацию загорания на ранней стадии и быстрее, чем спринклерными установками .
Современные термины и определения применительно к водяным АУП приведены в НПБ 88-2001 и пособии .
Для пояснения устройства и работы спринклерной установки пожаротушения ее упрощенная принципиальная схема приведена на рис. 1.

Рис. 1. Принципиальная схема спринклерной установки пожаротушения.

Установка содержит водоисточник 14 (внешний водопровод), основной водопитетель (рабочий насос 15) и автоматический водопитатель 16. Последний представляет собой гидропневматический бак (гидропневмобак), который заполнен водой через трубопровод с задвижкой 11.
Для примера схема установки содержит две различные секции: водозаполненную секцию с узлом управления (УУ) 18 под давлением водопитателя 16 и воздушную секцию с УУ 7, трубопроводы питающий 2 и распределительный 1 которой заполнены сжатым воздухом. Воздух нагнетается компрессором 6 через обратный клапан 5 и клапан 4.
Включение спринклерной установки происходит автоматически при повышении температуры в защищаемом помещении до заданного предела. Пожарным извещателем является тепловой замок спринклерного оросителя (спринклера). Наличие замка обеспечивает герметизацию выходного отверстия оросителя. В первую очередь срабатывают спринклеры, расположенные над очагом пожара. При этом падает давление в распределительном 1 и питающем 2 трубопроводах, срабатывает соответствующий УУ и вода из автоматического водопитателя 16 по подводящему трубопроводу 9 подается на тушение через открывшиеся спринклеры.
Ручное включение спринклерной установки не осуществляется.
Сигнал о пожаре вырабатывается сигнальным прибором 8 УУ. Прибор управления 12 при получении сигнала включает рабочий насос 15, а при его отказе резервный насос 13. При выходе насоса на заданный режим работы автоматический водопитатель 16 отключается с помощью обратного клапана 10.
Дренчерная установка (рис. 2) содержит дополнительные устройства обнаружения пожара, т. к. дренчерные оросители не содержат теплового замка.

Рис. 2 Принципиальная схема дренчерной установки пожаротушения

Для автоматического включения используется побудительный трубопровод 16, который заполнен водой под давлением вспомогательного водопитателя 23 (для неотапливаемых помещений вместо воды применяют сжатый воздух). Для примера в первой секции к трубопроводу 16 подключены побудительно-пусковые клапаны 6, которые в исходном состоянии закрыты с помощью троса с тепловыми замками 7. Во второй секции к аналогичному трубопроводу 16 подключены распределительные трубопроводы с спринклерными оросителями.
Выходные отверстия дренчерных оросителей открыты, поэтому питающий 11 и распределительнные 9 трубопроводы заполнены атмосферным воздухом (сухотрубы). Подводящий трубопровод 17 заполнен водой под давлением вспомогательного водопитателя 23, который представляет собой гидропневмобак, заполненный водой и сжатым воздухом. Давление воздуха контролируется с помощью электроконтактного манометра 5. На данной схеме водоисточником установки выбран открытый водоем 21, забор воды из которого осуществляется насосами 22 или 19 через трубопровод с фильтром 20.
УУ 13 дренчерной установки содержит гидравлический привод, а также сигнализатор давления 14 типа СДУ.
Автоматическое включение установки производится в результате срабатывания спринклерных оросителей 10 или разрушения тепловых замков 7, падает давление в побудительном трубопроводе 16 и узле гидропривода УУ 13. Клапан УУ 13 открывается под давлением воды в подводящем трубопроводе 17. Вода поступает к дренчерным оросителям и орошает помещение, защищаемое секцией установки.
Ручной пуск дренчерной установки производится с помощью шарового крана 15.
Несанкционированное (ложное) срабатывание спринклерных и дренчерных установок может привести к подаче воды и нанесению ущерба защищаемому объекту при отсутствии пожара. На рис. 3 приведена упрощенная принципиальная схема спринклерной АУП, которая позволяет практически исключить опасность такой подачи воды.

Рис. 3 Принципиальная схема спринклерной установки пожаротушения

Установка содержит спринклерные оросители на распределительном трубопроводе 1, который в условиях эксплуатации заполнен сжатым воздухом до давления около 0,7 кгс/см 2 с помощью компрессора 3. Давление воздуха контролирует сигнализатор 4, который установлен перед обратным клапаном 7 с дренажным вентилем 10.
УУ установки содержит клапан 8 с запорным органом мембранного типа, сигнализатор давления или потока жидкости 9, а также задвижку 15. В условиях эксплуатации клапан 8 закрыт давлением воды, которая поступает в пусковой трубопровод клапана 8 от водоисточника 16 через открытый вентиль 13 и дроссель 12. Пусковой трубопровод соединен с краном ручного пуска 11 и с дренажным клапаном 6, оборудованным электрическим приводом. Установка содержит также технические средства (ТС) автоматической пожарной сигнализации (АПС) - пожарные извещатели и приемно-контрольный прибор 2, а также пусковой прибор 5.
Трубопровод между клапанами 7 и 8 заполнен воздухом с давлением, близким к атмосферному, что обеспечивает работоспособность запорного клапана 8 (main valve).
Нарушение герметичности распределительного трубопровода установки, например, вследствие механического повреждения трубопровода или теплового замка оросителя, не приведет к подаче воды, т. к. клапан 8 закрыт. При снижении давления в трубопроводе 1 до 0,35 кгс/см 2 сигнализатор 4 вырабатывает тревожный сигнал о неисправности (разгерметизации) распределительного трубопровода 1 установки.
Ложное срабатывание АПС также не приведет к подаче воды в защищаемое помещение. Управляющий сигнал от АПС с помощью электропривода откроет дренажный клапан 6 на пусковом трубопроводе запорного клапана 8, в результате чего последний откроется. Вода поступит в распределительный трубопровод 1, где остановится перед закрытыми тепловыми замками спринклерных оросителей.
При проектировании АУВП выбирают ТС АПС таким образом, чтобы они обладали меньшей инерционностью, чем спринклерные оросители. Поэтому в случае пожара ТС АПС срабатывают первыми и открывают запорный клапан 8. Вода поступает в трубопровод 1 и заполняет его. Поэтому к моменту открытия оросителя вследствие пожара вода находится перед оросителем, т. е. инерционность принятой схемы установки соответствует водозаполненной спринклерной УВП.
Следует отметить, что подача первого тревожного сигнала от АПС позволяет оперативно ликвидировать небольшие пожары первичными средствами пожаротушения (ручными огнетушителями и т. п.). При этом подачи воды также не произойдет, что является достоинством принятой схемы АУВП.
За рубежом указанные схемы спринклерных установок находят применение для защиты компьютерных комнат, хранилищ ценностей, библиотек, архивов, а также помещений с температурой воздуха ниже 5 °С. В нашей стране они применены для защиты государственной Публичной библиотеки в г. Москве.

2.2. Состав технологической части спринклерных и дренчерных установок водяного пожаротушения

2.2.1. Источник водоснабжения
В качестве источника водоснабжения установок водяного пожаротушения применяют открытые водоемы, пожарные резервуары или водопроводы различного назначения.

2.2.2. Водопитатели

В соответствии с НПБ 88-2001 основной водопитатель обеспечивает работу установки пожаротушения с расчетным расходом и давлением воды (водного раствора) в течение нормируемого времени.
В качестве основного водопитателя может быть применен источник водоснабжения, если он гарантированно обеспечивает расчетный расход и давлением воды (водного раствора) в течение нормируемого времени. При недостаточных гидравлических параметрах источника водоснабжения применяют насосную установку, которую размещают в насосной станции.
Вспомогательный водопитатель автоматически обеспечивает давление в трубопроводах, необходимое для срабатывания узлов управления, а также расчетные расход и напор воды (водного раствора) до выхода на рабочий режим основного водопитателя. Обычно применяют гидропневматические баки (гидропневмобаки), которые оборудуют поплавковыми клапанами (либо управляемыми задвижками или затворами), предохранительными клапанами, манометрами, визуальными уровнемерами, датчиками уровня, трубопроводами для заполнения их водой и выпуска ее при тушении пожаров, а также устройствами для создания требуемого давления воздуха.
Автоматический водопитатель автоматически обеспечивает давление в трубопроводах, необходимое для срабатывания узлов управления. В качестве автоматического водопитателя могут быть использованы водопроводы различного назначения с необходимым гарантированным давлением, подпитывающий насос (жокей-насос) или гидропневмобак.

2.2.3. Узел управления (УУ) - это совокупность запорных и сигнальных устройств с ускорителями (замедлителями) их срабатывания, трубопроводной арматуры и измерительных приборов, расположенных между подводящим и питающим трубопроводами установок водяного (пенного) пожаротушения и предназначенных для их пуска и контроля за работоспособностью.

Узлы управления обеспечивают:
- подачу воды (пенных растворов) на тушение пожаров;
- заполнение питающих и распределительных трубопроводов водой;
- слив воды из питающих и распределительных трубопроводов;
- компенсацию утечек из гидравлической системы АУП;
- проверку сигнализации об их срабатывании;
- сигнализацию при срабатывании сигнального клапана;
- измерение давления до и после узла управления.

Согласно ГОСТ Р 51052-97 клапаны узлов управления подразделяют на спринклерные, дренчерные и спринклерно-дренчерные.
Максимальное давление рабочей среды составляет не менее 1,2 МПа, минимальное - не более 0,14 МПа.
Время срабатывания сигнализаторов давления и потока жидкости не превышает 2 с.

2.2.4. Трубопроводы

Трубопроводы установки подразделяют на подводящий (от основного водопитателя до УУ), питающий (от УУ до распределительного трубопровода) и распределительный (трубопровод с оросителями в пределах защищаемого помещения). Преимущественно применяют трубопроводы, изготовленные из стали. При соблюдении ряда ограничений возможно применение трубопровода из пластмассовых труб.

2.2.5. Оросители

2.2.5.1. Ороситель - это устройство, предназначенное для тушения, локализации или блокирования пожара путем разбрызгивания или распыливания воды или водных растворов.
Подробная классификация оросителей приведена в работе . Деление оросителей по наличию запорного устройства на спринклерные и дренчерные имеет важное значение для практического применения.
В отечественной практике дренчерный ороситель состоит из корпуса и специального элемента (чаще всего розетки), формирующего необходимое направление и структуру водяного потока. Выходное отверстие дренчерного оросителя открыто.
Спринклерный ороситель содержит дополнительное запорное устройство, которое герметично перекрывает выходное отверстие и вскрывается при срабатывании теплового замка. Последний состоит из термочувствительного элемента и запорного клапана.
Разрабатываются комбинированные спринклерные оросители, которые дополнительно содержат управляемый привод - его срабатывание от управляющего (обычно электрического) импульса приводит к открыванию теплового замка.
Блокирование пожара часто выполняют с применением оросителей, формирующих водяные завесы. Такие завесы предотвращают распространения пожара через оконные, дверные и технологические проемы, по пневмо- и массопроводам, за пределы защищаемых оборудования, зон или помещений, а также обеспечивают приемлемые условия эвакуации людей из горящих зданий.

2.2.5.2. Тепловой замок спринклерного оросителя срабатывает при достижении температуры, равной номинальной температуре срабатывания термочувствительного элемента.
В качестве термочувствительного элемента наряду с плавкими все чаще используются разрывные элементы - стеклянные термоколбы (рис. 4). Разрабатываются тепловые замки с упругим элементом, так называемым, элементом "памяти формы".

Рис. 4. Конструкция оросителя с термоколбой С.Д. Богословского:
1 – штуцер; 2 – дужки; 3 – розетка; 4 – прижимной винт; 5 – колпачок; 6 – термоколба; 7 – диафрагма

Тепловой замок с плавким термочувствительным элементом представляет собой рычажную систему, которая находится в равновесии при помощи двух металлических пластин, паянных внахлестку легкоплавким припоем. При температуре срабатывания припой теряет прочность, при этом рычажная система под воздействием давления в оросителе выходит из равновесия и освобождает клапан (рис. 5).

Рис. 5. Срабатывание спринклерного оросителя

Недостатком плавкого термочувствительного элемента является подверженность припоя коррозии, что приводит к изменению (увеличению) температуры срабатывания. Припой при этом становится хрупким и ломким (особенно в условиях вибрации), вследствие чего возможно произвольное вскрытие оросителя.
Оросители с термоколбами более стойки к внешним воздействиям, эстетичны и технологичны в изготовлении. Современные термоколбы представляют собой стеклянные тонкостенные герметично запаянные ампулы, заполненные специальной термочувствительной жидкостью, например, метилкарбитолом с высоким температурным коэффициентом расширения . При нагреве за счет энергичного расширения жидкости давление в термоколбе повышается, и при достижении предельного значения термоколба разрушается на мелкие частички.
Вскрытие термоколбы происходит со взрывным эффектом, поэтому даже возможные отложения на термоколбе в процессе ее эксплуатации не могут помешать ее разрушению.
Надежность термоколб не зависит от того, насколько долго и часто они подвергались действию температуры, близкой к номинальной температуре срабатывания.
Оросители с термоколбами легко поддаются контролю целостности теплового замка: так как жидкость, заполняющая термоколбу, не окрашивает стеклянных стенок, то при наличии трещин на термоколбе и утечки жидкости такой спринклерный ороситель легко идентифицируется как неисправный.
Высокая механическая прочность термоколб делает не критическим для оросителей воздействие вибраций или резких колебаний давления в водопроводной сети.
В настоящее время в качестве термочувствительных элементов тепловых замков спринклерных оросителей с разрывными элементами широкое применение нашли термоколбы фирмы "Job GmbН" типа G8, G5, F5, F4, F3, F 2.5 и F1.5, фирмы "Day-Impex Lim" типа DI 817, DI 933, DI 937, DI 950, DI 984 и DI 941, фирмы Geissler типа G и фирмы "Norbert Job" типа Norbulb. Имеются сведения об освоении выпуска термоколб в России и фирмой "Grinnell" (США).
В зависимости от тепловой инерционности срабатывания зарубежные изготовители условно разделяют термоколбы на три зоны.
Зона I - это термоколбы типа Job G8 и Job G5 для работы в обычных условиях.
Зона II - это термоколбы типа F5 и F4 для оросителей, размещенных в нишах или скрытно.
Зона III - это термоколбы типа F3 для спринклерных оросителей в жилых помещениях, а также в оросителях с увеличенной площадью орошения; термоколбы F2.5; F2 и F1.5 - для оросителей, время срабатывания которых должно быть минимальным по условиям применения (например, в оросителях с тонкодисперсным распыливанием, с повышенной площадью орошения и оросителях, предназначенных для использования в установках предупреждения взрывов ). Такие оросители, как правило, маркируют литерами FR (Fast Response).
Примечание: цифра после буквы F обычно соответствует диаметру термоколбы в мм.

2.2.5.3. Основными нормативными документами, регламентирующими применение, технические требования и методы испытаний оросителей, являются ГОСТ Р 51043-97 , НПБ 87-2000, НПБ 88-2001 и НПБ 68-98 , а также в НТД .
Структура обозначения и маркировка оросителей в соответствии с ГОСТ Р 51043-97 приведена ниже.
Примечание: Для дренчерных оросителей поз. 6 и 7 не указывают.

К основным гидравлическим параметрам оросителей относят расход, коэффициент производительности, интенсивность орошения или удельный расход, а также площадь орошения (или ширина защищаемой зоны - длина завесы), в пределах которых обеспечиваются декларируемые интенсивность орошения (или удельный расход) и равномерность орошения.
Основные требования ГОСТ Р 51043-97 и НПБ 87-2000 , которым должны удовлетворять оросители общего назначения, представлены в табл. 1.

Таблица 1. Основные технические параметры оросителей общего назначения

Вид оросителя	Условный диаметр выходного отверстия, мм	Наружная присоединительная резьба R	Минимальное рабочее давление перед оросителем, МПа	Защищаемая площадь, м 2 , не менее	Средняя интенсивность орошения, л/(с·м 2 ), не менее
					0,020 (>0,028)
					0,04 (>0,056)
					0,05 (>0,070)

Примечания:
(текст) - редакция по проекту ГОСТ Р .
1. Указанные параметры (защищаемая площадь, средняя интенсивность орошения) приведены при установке оросителей на высоте 2,5 м от уровня пола.
2. Для оросителей монтажного расположения В, Н, У площадь, защищаемая одним оросителем, должна иметь форму круга, а для расположения Г, Г в, Г н, Г у - форму прямоугольника размером не менее 4х3 м.
3. Для оросителей, имеющих выходное отверстие, форма которого отличается от формы круга, и максимальный линейный размер, превышающий 15 мм, а также для оросителей, предназначенных для пневмо- и массопроводов, и оросителей специального назначения размер наружной присоединительной резьбы не регламентируется.

Под защищаемой площадью орошения здесь подразумевается площадь, средняя интенсивность (или удельный расход) и равномерность орошения которой не менее нормативной или установленной в ТД.
Наличие теплового замка приводит к появлению дополнительных требований для спринклерного оросителя в части времени и температуры срабатывания. Различают:

номинальную температуру срабатывания - температура срабатывания, указанная в стандарте или в технической документации на данный вид изделия и на спринклерном оросителе;
номинальное время срабатывания - значение времени срабатывания спринклерного оросителя или оросителя с управляемым приводом, указанное в технической документации на данный вид изделия;
условное время срабатывания - время с момента помещения спринклерного оросителя в термостат с температурой, превышающей номинальную температуру срабатывания на 30 °С, до срабатывания теплового замка спринклерного оросителя.

Номинальная температура, условное время срабатывания и цветовая маркировка спринклерных оросителей по ГОСТ Р 51043-97 , НПБ 87-2000 и планируемому ГОСТ Р представлены в табл. 2.

Таблица 2. Номинальная температура, условное время срабатывания и цветовая маркировка спринклерных оросителей

Температура, °С		Условное время срабатывания, с, не более	Маркировочный цвет жидкости в стеклянной термоколбе (разрывном термочувствительном элементе) или дужек оросителя (при плавком и упругом термочувствительном элементе)
номинальная срабатывания	предельное отклонение
			Оранжевый
			Фиолетовый
			Фиолетовый

Примечания:
1. При номинальной температуре срабатывания теплового замка от 57 по 72 °С дужки оросителей допускается не окрашивать.
2. При использовании в качестве термочувствительного элемента термоколбы дужки оросителя допускается не окрашивать.
3. "*" - только у оросителей с плавким термочувствительным элементом.
4. "#" - оросители как с плавким, так и разрывным термочувствительным элементом (термоколбой).
5. Не помеченные знаками "*" и "#" значения номинальной температуры срабатывания - термочувствительным элементом является термоколба.
6. В ГОСТ Р 51043-97 отсутствуют номиналы температур 74* и 100* °С.

2.2.5.4. Для создания водяных завес используют оросители общего назначения или специальные оросители. Наиболее часто применяют дренчерные оросители, т. е. конструкции оросителей без теплового замка .
В отечественной практике основные требования к оросителям, формирующим объемные и контактные завесы, изложены в НПБ 87-2000 .
В главе 9.4. Завесы содержатся общие сведения об особенностях проектирования и монтажа установок для водяных завес. Более подробно указанный вопрос рассмотрен в пособии .

2.2.5.5. Для ликвидации пожаров с высокой интенсивностью тепловыделения, например, в больших и высотных складах пластмассовых материалов, эффективность обычных оросителей оказалась недостаточной, т.к. сравнительно мелкие капли воды уносятся мощными конвективными потоками пожара. Для тушения таких пожаров в 1960-х годах за рубежом был применен спринклерный ороситель с отверстием 17/32"; после 1980-х - оросители со сверхбольшим отверстием (ELO), ESFR и "больших капель". Они производят капли воды, которые способны проникать сквозь мощный восходящий конвективный поток, образующийся при серьезном пожаре в складском помещении. За рубежом спринклерные оросители "больших капель" используют для защиты упакованной в картон пластмассы или вспененной пластмассы на высоте порядка 6 м (кроме воспламеняющихся аэрозолей). Применение дополнительных внутристеллажных спринклеров может заметно увеличить указанную высоту складирования горючих материалов.
Дополнительное достоинство оросителя типа "ELO" заключается в том, что его работоспособность обеспечивается при более низких давлениях воды. Для многих водоисточников такое давление может быть получено без применения насоса-повысителя, что заметно снижает стоимость АУП.
Ороситель типа ESFR разработаны для того, чтобы быстро реагировать на развитие огня и орошать источник пожара интенсивным потоком воды. Зарубежные исследования показывают, что для тушения модельного пожара требуется срабатывание меньшего количества оросителей типа ESFR, поэтому общее количество поданной воды и, следовательно, возможный ущерб от нее, уменьшаются. Зарубежные авторы рекомендуют применять ороситель типа ESFR для защиты любой продукции, включая упакованные в картон или неупакованные невспененные пластмассовые материалы, складируемые на высоте до 10,7 м в помещениях высотой 12,2 м. Они способны защитить упакованную в картон вспененную пластмассу на высоте до 7,6 м в помещениях высотой до 12,2 м.

2.2.5.6. Современные интерьеры офисных и культурно-зрелищных зданий и сооружений часто оформляют По виду монтажа такие оросители подразделяют на :
углубленные - оросители, у которых корпус или дужки частично находятся в углублении подвесного потолка или стеновой панели;
потайные - оросители, у которых корпус, дужки и частично термочувствительный элемент находятся в углублении подвесного потолка или стеновой панели;
скрытые - потайные оросители, скрытые декоративной крышкой.

В качестве теплового замка используют как термоколбы, так и плавкие элементы. Пример конструкции и срабатывания такого оросителя приведен на рис. 6. После срабатывания крышки розетка оросителя под собственным весом и воздействием струи воды из оросителя по двум направляющим опускается вниз на такое расстояние, чтобы углубление в потолке, в котором смонтирован ороситель, не влияло на характер распыла воды.

Рис. 6. Спринклерные оросители для монтажа в подвесных потолках.

Температура плавления спая декоративной крышки, как правило, ниже температуры срабатывания собственно оросителя на один разряд.
Это условие необходимо, чтобы существенно не завышать время срабатывания АУП. Действительно, при ложном срабатывании декоративной крышки подача воды из оросителя исключается. Однако в реальных условиях пожара декоративная крышка сработает заблаговременно и не будет препятствовать поступлению теплового потока к тепловому замку оросителя.

2.3. Проектирование спринклерных и дренчерных установок водяного пожаротушения

Подробно вопросы проектирования водопенных АУП рассмотрены в учебном пособии . В пособии показаны особенности проектирования как традиционных спринклерных и дренчерных водопенных АУП, так и установок пожаротушения тонкораспыленной (распыленной) водой, АУП для защиты стационарных высотных стеллажных складов, модульных и роботизированных установок. Показаны правила гидравлического расчета АУП, приведены примеры.
Подробно рассмотрены основные положения действующей отечественной НТД в указанной области. Особое внимание уделено изложению правил разработки технического задания на проектирование, сформулированы основные положения по согласованию и утверждению этого задания.
Содержание и порядок оформления рабочего проекта, в том числе пояснительной записки, также детально рассмотрены в пособии .
В упрощенном виде алгоритм проектирования традиционной установки водяного пожаротушения, составленный на основе данных пособия , приведен ниже.

1. По данным НПБ 88-2001 устанавливают группу помещения (производства или технологического процесса) в зависимости от его функционального назначения и пожарной нагрузки сгораемых материалов.
Выбирают ОТВ, для чего устанавливают эффективность тушения горючих материалов, сосредоточенных в защищаемых объектах, водой, водным или пенным раствором по данным НПБ 88-2001 (гл. 4), а также . Проверяют совместимость материалов в защищаемом помещении с выбранным ОТВ - отсутствие возможных химических реакций с ОТВ, сопровождающихся взрывом, сильным экзотермическим эффектом, самовозгоранием и т.п.

2. С учетом пожароопасности (скорость распространения пламени) выбирают вид установки пожаротушения - спринклерная, дренчерная или АУП тонкораспыленной (распыленной) водой.
Автоматическое включение дренчерных установок осуществляют по сигналам от установок пожарной сигнализации, побудительной системы с тепловыми замками или спринкленными оросителями, а также от датчиков технологического оборудования. Привод дренчерных установок может быть электрический, гидравлический, пневматический, механический или комбинированный.

3. Для спринклерной АУП в зависимости от температуры эксплуатации устанавливают тип установки – водозаполненная (5°С и выше) или воздушная. Следует отметить, что в НПБ 88-2001 применение водовоздушных АУП не предусмотрено.

4. По данным гл. 4 НПБ 88-2001 принимают интенсивность орошения и площадь, защищаемую одним оросителем, площадь для расчета расхода воды и расчетное время работы установки.
Если используется вода с добавкой смачивателя на основе пенообразователя общего назначения, то интенсивность орошения принимают в 1,5 раза меньше, чем для водяных АУП.

5. По паспортным данным оросителя с учетом коэффициента полезного использования расходуемой воды устанавливают давление, которое необходимо обеспечить у "диктующего" оросителя (наиболее удаленного или высоко расположенного), и расстояние между оросителями (с учетом гл. 4 НПБ 88-2001).

6. Расчетный расход воды в спринклерных установках определяют из условия одновременной работы всех спринклерных оросителей на защищаемой площади (см. табл. 1 гл. 4 НПБ 88-2001, ), с учетом коэффициента полезного использования расходуемой воды и того обстоятельства, что расход оросителей, установленных вдоль распределительных труб, возрастает по мере удаления от "диктующего" оросителя.
Расход воды для дренчерных установок рассчитывают из условия одновременной работы всех дренчерных оросителей в защищаемом складском помещении (5, 6 и 7-я группы объекта защиты) . Площадь помещений 1, 2, 3 и 4-й групп для определения расхода воды и числа одновременно работающих секций находят в зависимости от технологических данных, а при их отсутствии - по данным .

7. Для помещений складов (5, 6 и 7-я группы объекта защиты по НПБ 88-2001) интенсивность орошения зависит от высоты складирования материалов.
Для зоны приемки, упаковки и отправки грузов в складских помещениях высотой от 10 до 20 м с высотным стеллажным хранением значения интенсивности и защищаемой площади для расчета расхода воды, раствора пенообразователя по группам 5, 6 и 7, приведенные в НПБ 88-2001 и , увеличивают из расчета 10 % на каждые 2 м высоты.
Общий расход воды на внутреннее пожаротушение высотных стеллажных складов принимают по наибольшему суммарному расходу в зоне стеллажного хранения или в зоне приемки, упаковки, комплектации и отправки грузов.
При этом учитывают, что объемно-планировочные и конструктивные решения складов должны соответствовать СНиП 2.09.02-85 и СНиП 2.11.01-85, стеллажи оборудуют горизонтальными экранами и т.п.

8. Исходя из расчетного расхода воды и продолжительности тушения пожара вычисляют расчетное количество воды. Определяют вместимость пожарных резервуаров (водоемов), при этом учитывают возможность автоматического пополнения водой в течение всего времени тушения пожара.
Расчетное количество воды хранят в резервуарах различного назначения, если предусмотрены устройства, не допускающие расход указанного объема воды на другие нужды.
Количество пожарных резервуаров (водоемов) должно быть не менее двух. При этом в каждом из них хранят 50 % объема воды для пожаротушения, а подача воды в любую точку пожара обеспечивают из двух соседних резервуаров (водоемов).
При расчетном объеме воды до 1000 м 3 допускается хранить воду в одном резервуаре.
К пожарным резервуарам, водоемам и проемным колодцам обеспечивают свободный проезд пожарных машин с облегченным усовершенствованным покрытием дорог. Места расположения пожарных резервуаров (водоемов) отмечают указателями по ГОСТ 12.4.009-83.

9. В соответствии с выбранным типом оросителя, его расходом, интенсивностью орошения и защищаемой им площадью разрабатывают планы размещения оросителей и вариант трассировки трубопроводной сети. Для наглядности изображают (необязательно в масштабе) аксонометрическую схему трубопроводной сети.
При этом учитывают следующее:
9.1. В пределах одного защищаемого помещения устанавливают однотипные оросители с одинаковым диаметром выходного отверстия.
Расстояние между спринклерными оросителями или тепловыми замками в побудительной системе определено НПБ 88-2001. В зависимости от группы помещения оно составляет 3 или 4 м. Исключением являются оросители под балочным перекрытием с выступающими частями более 0,32 м (при классе пожарной опасности перекрытия (покрытия) К0 и К1) или 0,2 м (в остальных случаях). В этих случаях оросители устанавливают между выступающими элементами перекрытия с учетом обеспечения равномерности орошения пола.
Кроме того, следует устанавливать дополнительные спринклерные оросители или дренчерные оросители с побудительной системой под преграды (технологические площадки, короба и т. п.) шириной или диаметром более 0,75 м, расположенные на высоте более 0,7 м от пола.
Лучшие результаты по быстродействию срабатывания получаются при размещении площади дужек оросителя перпендикулярно воздушному потоку; при ином размещении оросителя за счет экранирования термоколбы дужками от воздушного потока время срабатывания возрастает .
Оросители размещают так, чтобы поток воды сработавшего оросителя не воздействовал непосредственно на смежные оросители. Минимальное расстояние между оросителями под гладким перекрытием - 1,5 м.
Расстояние между спринклерными оросителями и стенами (перегородками) не должно превышать половины расстояния между оросителями и зависит от уклона покрытия, а также класса пожарной опасности стены или покрытия.
Расстояние от плоскости перекрытия (покрытия) до розетки спринклерного оросителя или теплового замка тросовой побудительной системы должно составлять 0,08…0,4 м, а до отражателя оросителя, установленного горизонтально относительно своей оси типа - 0,07…0,15 м.
Размещение оросителей для подвесных потолков - в соответствии с ТД на данный вид оросителя.
Дренчерные оросители размещают с учетом их технических характеристик и карт орошения для обеспечения равномерности орошения защищаемой площади.
Спринклерные оросители в водозаполненных установках устанавливают розетками вверх или вниз, в воздушных - розетками только вверх. Оросители с горизонтальным расположением отражателя применяют в любом варианте спринклерной установки.
При опасности механического повреждения оросители защищают кожухами. Конструкцию кожуха выбирают так, чтобы исключить уменьшение площади и интенсивности орошения ниже нормативных значений.
Особенности размещения оросителей для получения водяных завес подробно описаны в пособиях .
9.2. Трубопроводы проектируют из стальных труб: по ГОСТ 10704-91 - со сварными и фланцевыми соединениями, по ГОСТ 3262-75 - со сварными, фланцевыми, резьбовыми соединениями, а также по ГОСТ Р 51737-2001 - с разъемными трубопроводными муфтами только для водозаполненных спринклерных установок для труб диаметром не более 200 мм.
Подводящие трубопроводы разрешено проектировать тупиковыми, если установка содержит до трех узлов управления и длина наружного тупикового водопровода не превышает 200 м. В остальных случаях подводящие трубопроводы должны быть кольцевыми и разделяться на участки задвижками из расчета не более трех узлов управления на участке.
Питающие трубопроводы проектируют как кольцевыми, так и тупиковыми в зависимости от конфигурации помещения, формы перекрытия (покрытия), наличия колонн и световых фонарей и других факторов.
Тупиковые и кольцевые питающие трубопроводы оборудуют промывочными задвижками, затворами или кранами с диаметром условного прохода не менее 50 мм. Такие запорные устройства снабжают заглушками и устанавливают в конце тупикового трубопровода или в наиболее удаленном от узла управления месте - для кольцевых трубопроводов.
Задвижки или затворы, монтируемые на кольцевых трубопроводах, должны пропускать воду в обоих направлениях. Наличие и назначение запорной арматуры на питающих и распределительных трубопроводах регламентировано НПБ 88-2001.
На одной ветви распределительного трубопровода установок, как правило, следует устанавливать не более шести оросителей с диаметром выходного отверстия до 12 мм включительно и не более четырех оросителей с диаметром выходного отверстия более 12 мм.
В дренчерных АУП питающие и распределительные трубопроводы допускается заполнять водой или водным раствором до отметки наиболее низко расположенного оросителя в данной секции. При наличии специальных колпачков или заглушек на дренчерных оросителях трубопроводы могут быть заполнены полностью. Такие колпачки (заглушки) должны освобождать выходное отверстие оросителей под давлением воды (водного раствора) при срабатывании АУП.
Следует предусматривать теплоизоляцию водозаполненных трубопроводов, проложенных в местах их возможного замерзания, например, над воротами или дверными проемами. При необходимости предусматривают дополнительные устройства для спуска воды.
В ряде случаев допускается подключать к питающим трубопроводам внутренние пожарные краны с ручными стволами и дренчерные оросители с побудительной системой включения, а к питающим и распределительным трубопроводам - дренчерные завесы для орошения дверных и технологических проемов.
Согласно проектирование трубопроводов из пластмассовых труб имеет ряд особенностей. Такие трубопроводы проектируют только для водозаполненных АУП по техническим условиям, разработанным для конкретного объекта и согласованным с ГУГПС МЧС России. Предварительно трубы проходят испытания в ФГУ ВНИИПО МЧС России.
В качестве примера в пособии приведены трубы и соединительные детали, изготовленные из полипропилена "Рандом сополимер" (товарное название PPRC) на номинальное давление 2 МПа.
Выбирают пластмассовые трубопроводы со сроком службы в установках пожаротушения не менее 20 лет. Применяют трубы только в помещениях категорий В, Г и Д, причем в установках наружного пожаротушения их использование запрещено. Проводку пластмассовых труб предусматривают как открытую, так и скрытую (в пространстве фальшпотолков). Трубы прокладывают в помещениях с диапазоном температур от 5 до 50 °С, расстояния от трубопроводов до источников тепла ограничены. Внутрицеховые трубопроводы на стенах зданий располагают на 0,5 м выше или ниже оконных проемов.
Внутрицеховые трубопроводы из пластмассовых труб запрещено прокладывать транзитом через административные, бытовые и хозяйственные помещения, распределительные устройства, помещения электроустановок, щиты системы контроля и автоматики, вентиляционные камеры, тепловые пункты, лестничные клетки, коридоры и т. п.
На ветвях распределительных пластмассовых трубопроводов применяют спринклерные оросители с температурой срабатывания не более 68 °С. При этом в помещениях категорий В1 и В2 диаметр разрывных колб оросителей не превышает 3 мм, для помещений категорий В3 и В4 - 5 мм.
При открытой установке спринклерных оросителей расстояние между ними не превышает 3 м (или 2,5 м для настенных спринклерных оросителей).
При скрытой установке спринклерных оросителей пластмассовые трубопроводы закрывают потолочными панелями (с огнестойкостью не менее EI 15).
Рабочее давление трубопровода из пластмассовых труб должно быть не менее 1,0 МПа .
9.3. Разделяют трубопроводную сеть на секции. Согласно секция пожаротушения - это совокупность питающих и распределительных трубопроводов с размещенными на них оросителями, подсоединенными к одному общему узлу управления (УУ).
Количество оросителей всех типов в одной секции спринклерной установки не должно превышать 800, а общая вместимость трубопроводов (только для воздушной спринклерной установки) - 3,0 м 3 . Вместимость трубопровода может быть увеличена до 4,0 м 3 при использовании УУ с акселератором или эксгаустером.
Для исключения ложных сигналов о срабатывании применяют камеру задержки перед сигнализатором давления УУ спринклерной установки.
При защите нескольких помещений или этажей здания одной спринклерной секцией для выдачи сигнала, уточняющего адрес загорания, а также включения систем оповещения и дымоудаления допускается устанавливать на питающих трубопроводах, исключая кольцевые, сигнализаторы потока жидкости. Перед сигнализатором потока жидкости устанавливают запорную арматуру, указанную в НПБ 88-2001.
Сигнализатор потока жидкости можно применить в качестве сигнального клапана в водозаполненной спринклерной установке, если за ним установлен обратный клапан .
Секция спринклерной установки с 12 и более пожарными кранами должна иметь два ввода.

10. Проводят гидравлический расчет.
Гидравлический расчет противопожарного водопровода АУП сводится к решению трех основных задач :
а) определение давления на входе в противопожарный водопровод (на оси выходного патрубка насоса или иного водопитателя), если заданы расчетный расход воды, схема трассировки трубопроводов, их длина и диаметр, а также тип арматуры. В данном случае расчет начинается с определения потерь давления при движении воды (при заданном расчетном расходе) и заканчивается расчет выбором марки насоса (или другого вида водопитателя).
б) определение расхода воды по заданному давлению в начале противопожарного трубопровода. Расчет начинается с определения гидравлических сопротивлений всех элементов трубопровода и заканчивается установлением расчетного расхода воды в зависимости от заданного давления в начале противопожарного водопровода.
в) определение диаметров трубопроводов и других элементов противопожарного трубопровода по расчетному расходу воды и давлению в начале противопожарного трубопровода. Диаметры арматуры противопожарного водопровода выбирают исходя из заданного расхода воды и потерь давления по длине трубопровода и на используемой арматуре.

Причиной неэффективного тушения пожара нередко является неправильный расчет распределительных сетей АУП (недостаточный расход воды). Основная задача такого расчета - определение расхода через каждый ороситель и диаметра различных участков трубопровода. Последние выбирают исходя из расчетного значения расхода и потерь давления по длине трубопровода . При этом должна обеспечиваться нормативная интенсивность орошения каждого защищаемого участка.
В пособиях рассмотрены варианты определения необходимого давления у оросителя при заданной интенсивности орошения. При этом учитывается, что при изменении давления перед оросителем площадь орошения может оставаться неизменной, увеличиваться или уменьшаться.
В общем случае требуемое давление в начале установки (после пожарного насоса) складывается из следующих составляющих (рис. 7):

где Р г - потери давления на горизонтальном участке трубопровода АБ;
Р в - потери давления на вертикальном участке трубопровода БД;
Р м - потери давления в местных сопротивлениях (фасонных деталях Б и Д);
Р уу - местные сопротивления в узле управления (сигнальном клапане, задвижках, затворах);
Р о - давление у "диктующего" оросителя;
Z - геометрическая высота "диктующего" оросителя над осью насоса.

Рис. 7. Расчетная схема установки водяного пожаротушения:
1 – водопитатель;
2 – ороситель;
3 – узлы управления;
4 – подводящий трубопровод;
Р г – потери давления на горизонтальном участке трубопровода АБ;
P в – потери давления на вертикальном участке трубопровода БД;
Р м – потери давления в местных сопротивлениях (фасонных деталях Б и Д);
Р уу – местные сопротивления в узле управления (сигнальном клапане, задвижках, затворах);
Р о – давление у “диктующего” оросителя;
Z – геометрическая высота “диктующего” оросителя над осью насоса

Максимальное давление в трубопроводах установок водяного и пенного пожаротушения – не более 1,0МПа.
Гидравлические потери давления P в трубопроводах определяют по формуле:

где l - длина трубопровода, м; k - потери давления на единицу длины трубопровода (гидравлический уклон), Q - расход воды, л/с.
Гидравлический уклон определяют из выражения:

где А - удельное сопротивление, зависящее от диаметра и шероховатости стенок, x 10 6 м 6 /с 2 ; K m - удельная характеристика трубопровода, м 6 /с 2 .
Как показывает опыт эксплуатации, характер изменения шероховатости труб зависит от состава воды, растворенного в ней воздуха, режима эксплуатации, срока службы и т. п.
Значение удельного сопротивления и удельная гидравлическая характеристика трубопроводов для труб различного диаметра приведены в .
Расчетный расход воды (раствора пенообразователя) q , л/с, через ороситель (генератор пены):

где K - коэффициент производительности оросителя (генератора пены) в соответствии с ТД на изделие; Р - давление перед оросителем (генератором пены), МПа.
Коэффициент производительности К (в зарубежной литературе синоним коэффициента производительности-"К-фактор") является совокупным комплексом, зависящим от коэффициента расхода и площади выходного отверстия :

где K - коэффициент расхода; F - площадь выходного отверстия; q - ускорение свободного падения.
В практике гидравлического проектирования водяных и пенных АУП расчет коэффициента производительности обычно осуществляют из выражения:

где Q - расход воды или раствора через ороситель; Р - давление перед оросителем.
Зависимости между коэффициентами производительности выражаются следующим приближенным выражением :

Поэтому при гидравлических расчетах по НПБ 88-2001 значение коэффициента производительности в соответствии с международным и национальными стандартами необходимо принимать равным :

или

Однако необходимо учитывать, что не вся диспергируемая вода поступает непосредственно в защищаемую зону.

Рис. 8. Схема, характеризующая распределение интенсивности орошения из оросителя с вертикальной подачей огнетушащего вещества

На рис. 8 приведена эпюра орошения оросителем защищаемой площади. На площади круга радиусом Ri обеспечивается требуемое или нормативное значение интенсивности орошения, а на площадь круга радиусом R орош распределяется все огнетушащее вещество, диспергируемое оросителем.
Взаимную расстановку оросителей можно представить двумя схемами: в шахматном или квадратном порядке (рис. 9).
Оросители необходимо размещать таким образом, чтобы обеспечить наиболее эффективное орошение защищаемой зоны.

Рис. 9. Способы взаимной расстановки оросителей:
а – шахматный; б – квадратный

Способы взаимной расстановки оросителей

Если линейные размеры защищаемой зоны кратны радиусу Ri или остаток больше 0,5 Ri , и практически весь расход оросителя приходится на защищаемую зону, то при равном количестве оросителей и при одинаковой защищаемой площади наиболее выгодно размещение оросителей в рядках в шахматном порядке.
В этом случае конфигурация расчетной площади представляет собой вписанный в окружность шестиугольник, в наибольшей степени приближающийся по форме к орошаемой оросителями площади круга. При этом достигается более интенсивное орошение боковых сторон. Однако при квадратном расположении оросителей увеличивается зона взаимного действия оросителей.
Согласно НПБ 88-2001 расстояние между оросителями зависит от групп защищаемых помещений и составляет для одних групп не более 4 м, для других - не более 3 м.
Рассмотрим одновременную подачу ОТВ всеми однотипными традиционными розеточными оросителями, смонтированными в пределах рассматриваемого распределительного трубопровода. При этом интенсивность орошения неравномерна, причем, как правило, у оросителей на периферии трубопровода интенсивность орошения минимальна.
На практике возможны три схемы компоновки оросителей на распределительном трубопроводе: симметричная, симметричная закольцованная и несимметричная (рис. 10). На рис. 10, а приведена симметричная схема расположения оросителей на распределительном трубопроводе - секция А.
В технической литературе распределительный трубопровод называют рядком (например, трубопровод СD), а распределительный трубопровод, начинающийся от питающего трубопровода до конечного оросителя, - ветвью.
Для каждой секции пожаротушения определяют наиболее удаленную или высокорасположенную защищаемую зону, и гидравлический расчет проводят именно для этой зоны. Давление Р 1 у "диктующего" оросителя 1, расположенного дальше и выше остальных, должно быть не менее:

где q - расход через ороситель; К - коэффициент производительности; Р мин раб - минимальное допустимое давление для данного типа оросителя.

Расход первого оросителя 1 является расчетным значением Q 1-2 на участке l 1-2 между первым и вторым оросителем. Потери давления Р 1-2 на участке l 1-2 определяют по формуле:

где К т - удельная характеристика трубопровода.

Рис. 10. Расчетная схема спринклерной или дренчерной секции пожаротушения:
А – секция с симметричным расположением оросителей;
Б – секция с несимметричным расположением оросителей;
В – секция с закольцованным питающим трубопроводом;
I, II, III – рядки распределительного трубопровода;
а, b…јn, m – узловые расчетные точки

Следовательно, давление у оросителя 2:

Расход оросителя 2 составит

Расчетный расход на участке между вторым оросителем и точкой "а", т. е. на участке "2-а" будет равен

Диаметр трубопровода d, м, определяют по формуле:

где Q - расход воды, м 3 /с; ?? - скорость движения воды, м/с.

Скорость движения воды в трубопроводах водяных и пенных АУП не должна превышать 10 м/с.
Диаметр трубопровода выражают в миллиметрах и увеличивают до ближайшего значения, указанного в НД[(13 - 15].
По расходу воды Q 2-а определяют потери напора на участке "2-а":

Напор в точке "а" равен Таким образом, для левой ветви I рядка секции А необходимо обеспечить расход Q 2-а при давлении Р а. Правая ветвь рядка симметрична левой, поэтому расход для этой ветви тоже будет равен Q 2-а, следовательно, и давлениев точке "а" будет равно Р а.

В итоге для I рядка имеем давление, равное Р а, и расход воды:

Правая часть секции Б (рис. 5, б) не симметрична левой, поэтому левую ветвь рассчитывают отдельно и определяют для нее Р а и Q’ 3-а.
Если рассматривать правую часть "3-а" рядка (один ороситель) отдельно от левой "1-а" (два оросителя), то давление в правой части Р’а должно быть вроде бы меньше давления Ра в левой части. Так как в одной точке не может быть два разных давления, то принимают большее значение давления Ра и определяют уточненный расход для правой ветви Q 3-а:

Суммарный расход воды из I рядка:

Потери давления на участке "а-b" находят по формуле:

Давление в точке "b" равно

Рядок II рассчитывают по гидравлической характеристике:

где l - длина расчетного участка трубопровода, м.
Так как гидравлические характеристики рядков, выполненных конструктивно одинаково, равны, характеристику рядка II определяют по обобщенной характеристике расчетного участка трубопровода:

Расход воды из рядка II определяют по формуле:

Расчет всех последующих рядков до получения расчетного расхода воды проводят аналогично расчету рядка II.
Общий расход подсчитывают из условия расстановки необходимого количества оросителей, обеспечивающих защиту расчетной площади, в том числе и в случае необходимости монтажа оросителей под технологическим оборудованием, площадками или вентиляционными коробами, если они препятствуют орошению защищаемой поверхности.
Расчетную площадь принимают в зависимости от группы помещений по данным НПБ 88-2001 .
Поскольку давление у каждого оросителя различно (самое низкое давление у наиболее удаленного или вышерасположенного оросителя), то необходимо учитывать и различный расход из каждого оросителя при соответствующем коэффициенте полезного использования воды.
Поэтому расчетный расход АУП должен определяться по формуле:

где Q АУП - расчетный расход АУП, л/с; q n - расход n-го оросителя, л/с; f n - коэффициент использования расхода при расчетном давлении у n-го оросителя; i n - средняя интенсивность орошения n-м оросителем (не менее нормированной интенсивности орошения; S n - нормативная площадь орошения каждым оросителем с нормированной интенсивностью.
Кольцевую сеть (рис. 10) рассчитывают аналогично тупиковой сети, но при 50 % расчетного расхода воды по каждому полукольцу.
От точки "m" до водопитателей вычисляют потери давления в трубах по длине и с учетом местных сопротивлений, в том числе в узлах управления (сигнальных клапанах, задвижках, затворах).
В приближенных расчетах местные сопротивления принимают равными 20 % сопротивления сети трубопроводов.
Потери напора в узлах управления установок Р уу (м) определяют по формуле:

где yY - коэффициент потерь давления в узле управления (принимается по ТД на узел управления в целом или на каждый сигнальный клапан, затвор или задвижку индивидуально); Q - расчетный расход воды или раствора пенообразователя через узел управления.
Расчет ведут таким образом, чтобы давление у узла управления не превышало 1 МПа.
Ориентировочно диаметры распределительных рядков можно выбирать по числу установленных на трубопроводе оросителей. В табл. 3 указана взаимосвязь между наиболее часто используемыми диаметрами труб распределительных рядков, давлением и числом установленных спринклерных оросителей.

Таблица 3.
Взаимосвязь между наиболее часто используемыми диаметрами труб распределительных рядков,
давлением и числом установленных спринклерных оросителей

Условный диаметр трубы, мм	20	25	32	40	50	70	80	100	125	150
Количество оросителей при большом давлении	1	3	5	9	18	28	46	80	150	Более 150
Количество оросителей при малом давлении	-	2	3	5	10	20	36	75	140	Более 140

Наиболее распространенной ошибкой при гидравлическом расчете распределительных и питающих трубопроводов является определение расхода Q по формуле:

где i и F ор - соответственно интенсивность и площадь орошения для расчета расхода, принимаемые по НПБ 88-2001.

В установках с большим числом оросителей при одновременном их действии возникают значительные потери давления в системе трубопроводов. Поэтому и расход, а соответственно и интенсивность орошения каждого оросителя различные. В результате ороситель, установленный ближе к питательному трубопроводу, имеет большее давление и соответственно больший расход. Указанную неравномерность орошения иллюстрирует гидравлический расчет рядков, которые состоят из последовательно расположенных оросителей (табл. 4, рис. 11 ).

Рис. 11. Расчетная схема несимметричной секции пожаротушения с семью оросителями в рядке:
d – диаметр, мм; l – длина трубо-провода, м; 1-14 – порядковые номера оросителей

Таблица 4. Значения расхода и давления в рядках

Номер расчетной схемы рядков

Диаметр труб участков, мм

Давление, м

Расход оросителя л/с

q 6 / q 1

Суммарный расход рядка, л/с

Q ф 6 / Q p 6

Равномерное орошение Q p 6 = 6q 1

Неравномерное орошение Q ф 6 = q ns

Примечания:
1. Первая расчетная схема состоит из оросителей с отверстиями диаметром 12 мм с удельной характеристикой 0,141 м 6 /с 2 ; расстояние между оросителями 2,5 м.
2. Расчетные схемы рядков 2-5 представляют собой рядки из оросителей с отверстиями диаметром 12,7 мм с удельной характеристикой 0,154 м 6 /с 2 ; расстояние между оросителями 3 м.
3. Через Р 1 обозначено расчетное давление перед оросителем, а через
Р 7 - расчетное давление в рядке.

Для первой расчетной схемы расход воды q 6 из шестого оросителя (расположенного около питательного трубопровода) в 1,75 раза больше, чем расход воды q 1 из конечного оросителя. Если бы все оросители работали равномерно, то суммарный расход воды Q p 6 можно было найти умножением расхода воды оросителя на число оросителей в рядке: Q p 6 = 0,65·6 = 3,9 л/с.
При неравномерной подаче воды из оросителей суммарный расход воды Q ф 6 , согласно приближенному табличному методу расчета, находят последовательным суммированием расходов; он составляет 5,5 л/с, что на 40 % выше Q p 6 . Во второй расчетной схеме q 6 в 3,14 раза больше q 1 , а Q ф 6 в два с лишним раза превышает Q p 6 .
Неоправданное увеличение расхода тех оросителей, перед которыми имеется более высокое давление, ведет к дополнительному повышению потерь давления в питающих трубопроводах секции и тем самым к еще большему увеличению неравномерности орошения.
Диаметры трубопроводов секции оказывают существенное влияние не только на падение давления в сети, но и на расчетный расход воды. Увеличение расхода воды водопитателя при неравномерной работе оросителей приводит к повышению в значительной мере строительных затрат на водопитатель, которые, как правило, являются решающими в определении стоимости установки.
Равномерного расхода из оросителей, а следовательно, и равномерного орошения защищаемой поверхности при давлениях, изменяющихся по длине трубопроводов, можно достичь различными способами, например, устройством диафрагм, применением оросителей с изменяющимися по длине трубопровода выходными отверстиями и т. п.
Однако существующие нормы (НПБ 88-2001) в пределах одного защищаемого помещения не допускают использовать оросители с разными выпускными отверстиями (если более точно, то должны устанавливаться только однотипные оросители).
Использование диафрагм никаким нормативным документом не регламентировано. Поскольку при использовании диафрагм каждый ороситель и рядок имеют постоянный расход, расчет питающих трубопроводов, от диаметров которых зависят потери давления, ведут независимо от давления, числа оросителей в рядке и расстояний между ними. Это обстоятельство в значительной мере упрощает гидравлический расчет секции пожаротушения.
Расчет сводится к определению зависимости падения давления на участках секции от диаметров труб. При выборе диаметров трубопроводов отдельных участков следует придерживаться условия, при котором потери давления на единицу длины мало отличаются от среднего гидравлического уклона:

где k - средний гидравлический уклон; ?Р - потери давления в линии от водопитателя до "диктующего" оросителя, МПа; l - длина расчетных участков трубопроводов, м.
Расчеты показывают, что установочная мощность насосных агрегатов, приходящаяся на преодоление потерь давления в секции при применении оросителей с одинаковым расходом, может быть уменьшена в 4,7 раза, а объем неприкосновенного запаса воды в гидропневмобаке вспомогательного водопитателя - в 2,1 раза. Уменьшение металлоемкости трубопроводов при этом составит 28 %.
Однако в учебном пособии признано нецелесообразным применение перед оросителями диафрагм разного диаметра, обеспечивающих одинаковый расход из оросителей. Причина заключается в том, что в процессе эксплуатации АУП не исключена вероятность перестановки диафрагм, что существенно нарушит равномерность орошения.
Для раздельных противопожарных водопроводов (внутреннего противопожарного по СНиП 2.04.01-85* и автоматических установок пожаротушения по НПБ 88-2001) допустима установка одной группы насосов при условии обеспечения этой группой расхода Q, равного сумме потребности каждого водопровода:

где Q ВПВ Q АУП - расходы, необходимые соответственно для внутреннего противопожарного водопровода и водопровода АУП.
В случае присоединения пожарных кранов к питающим трубопроводам суммарный расход определяют по формуле:

где Q ПК - допустимый расход из пожарных кранов (принимается по СНиП 2.04.01-85*, табл. 1-2).
Продолжительность работы внутренних пожарных кранов, оборудованных ручными водяными или пенными пожарными стволами и подсоединенных к питающим трубопроводам спринклерной установки, следует принять равной времени работы спринклерной установки.
Для ускорения и повышения точности гидравлических расчетов спринклерных и дренчерных АУП целесообразно использовать вычислительную технику.

11. Выбирают насосную установку.
Насосные установки выполняют роль основного водопитателя и предназначены для обеспечения водяных (пенных) АУП необходимым давлением и расходом огнетушащего вещества.
По своему назначению насосные установки подразделяют на основные и вспомогательные.
Вспомогательные насосные установки используются в течение времени, пока не требуется значительный расход ОТВ (например, в спринклерных установках на период, пока срабатывают не более 2-3 оросителей). В случае, если пожар принимает угрожающие масштабы, то в работу включаются основные насосные агрегаты (в НТД они часто упоминаются как основные пожарные насосы), обеспечивающие требуемый расход. В дренчерных АУП используются, как правило, только основные пожарные насосные установки.
Насосные установки состоят из насосных агрегатов, шкафа управления и системы обвязки гидравлическим и электромеханическим оборудованием.
Насосный агрегат состоит из привода, соединенного через передаточную муфту с насосом (или блоком насосов), и фундаментной плиты (или основания). В зависимости от требуемого расхода в АУП может использоваться один или несколько рабочих насосных агрегатов. Независимо от количества рабочих агрегатов в насосной установке должен быть предусмотрен один резервный насосный агрегат.
При использовании в АУП не более трех узлов управления насосные установки допускается проектировать с одним вводом и одним выходом, в остальных случаях - с двумя вводами и двумя выходами.
Принципиальная схема насосной установки с двумя насосами, одним вводом и одним выходом приведена на рис. 12; с двумя насосами, двумя вводами и двумя выходами - на рис. 13; с тремя насосами, двумя вводами и двумя выходами - на рис. 14.

Независимо от количества насосных агрегатов схема насосной установки должна обеспечивать подачу воды в подающий трубопровод АУП от любого ввода путем переключения соответствующих задвижек или затворов:
- напрямую через обводную линию, минуя насосные агрегаты;
- от любого насосного агрегата;
- от любой совокупности насосных агрегатов.

Перед и после каждого насосного агрегата монтируют задвижки (затворы), что позволяет проводить регламентные или ремонтных работ без нарушения работоспособности АУП. Для исключения обратного перетока воды через насосные агрегаты или обводную линию на выходе насосов и обводной линии устанавливаются обратные клапаны, которые можно монтировать и за задвижкой (затвором). В этом случае при демонтаже задвижки (затвора) для ее ремонта не будет необходимости производить слив воды из подводящего трубопровода.
Как правило, в АУП используют центробежные насосы.
Подходящий тип насоса подбирают по характеристикам Q-H, которые приведены в каталогах. При этом учитывают следующие данные: требуемые напор и подача (по результатам гидравлического расчета сети), габаритные размеры насоса и взаимная ориентация всасывающих и напорных патрубков (это определяет условия компоновки), масса насоса.
Пример выбора насоса для спринклерной АУП приведен в пособии .

12. Размещают насосную установку насосной станции.
12.1. Насосные станции размещают в отдельном помещении зданий на первых, в цокольных и подвальных этажах, которые имеют отдельный выход наружу или на лестничную клетку с выходом наружу. Допускается размещать насосные станции в отдельно стоящих зданиях (пристройках), а также в помещении производственного здания, которое отделено от других помещений противопожарными перегородками и перекрытиями с пределом огнестойкости REI 45 по СНиП 21-01-97*.
В помещении насосной станции поддерживают температуру воздуха от 5 до 35 °С и относительную влажность не более 80 % при 25 °С. Указанное помещение оборудуют рабочим и аварийным освещением по СНиП 23-05-95 и телефонной связью с помещением пожарного поста, у входа размещают световое табло "Насосная станция".
12.2. Насосную станцию следует относить:
- по степени обеспеченности подачи воды - к 1-й категории согласно СНиП 2.04.02-84*. Количество всасывающих линий к насосной станции, независимо от числа и групп установленных насосов, должно быть не менее двух. Каждая всасывающая линия должна быть рассчитана на пропуск полного расчетного расхода воды;
- по надежности электроснабжения - к 1-й категории согласно ПУЭ (питание от двух независимых источников электроснабжения). При невозможности выполнить это требование допускается устанавливать (кроме подвальных помещений) резервные насосы с приводом от двигателей внутреннего сгорания.

Насосные станции проектируют, как правило, с управлением без постоянного обслуживающего персонала. При автоматическом или дистанционном (телемеханическом) управлении обязательно предусматривают местное управление.
Одновременно с включением пожарных насосов должны автоматически выключаться все насосы другого назначения, запитанные в данную магистраль и не входящие в АУП.
12.3. Размеры машинного зала насосной станции надлежит определять с учетом требований СНиП 2.04.02-84* (раздел 12). Учитывают требования к ширине проходов .
Для уменьшения габаритов станции в плане допускается устанавливать насосы с правым и левым вращением вала, при этом рабочее колесо должно вращаться только в одном направлении.
12.4. Отметку оси насосов определяют, как правило, исходя из условий установки корпуса насосов под заливом:
- в емкости (от верхнего уровня воды (определяемого от дна) пожарного объема при одном пожаре, среднего (при двух и более пожарах;
- в водозаборной скважине - от динамического уровня подземных вод при максимальном водоотборе;
- в водотоке или водоеме - от минимального уровня воды в них: при максимальной обеспеченности расчетных уровней воды в поверхностных источниках - 1 %, при минимальной - 97 %.

При этом учитывают допустимую вакуумметрическую высоту всасывания (от расчетного минимального уровня воды) или требуемый заводом-изготовителем необходимый подпор со стороны всасывания, а также потери давления (напора) во всасывающем трубопроводе, температурные условия и барометрическое давление.
Для забора воды из запасного резервуара также предусматривают установку насосов "под залив". При этом в случае размещения насосов выше уровня воды в резервуаре применяют устройства для заливки насосов или самовсасывающие насосы.
12.5. При использовании в АУП не более трех узлов управления насосные установки проектируются с одним вводом и одним выходом, в остальных случаях - с двумя вводами и двумя выходами.
Всасывающие и напорные коллекторы с запорной арматурой располагают в насосной станции, если это не вызывает увеличения пролета машинного зала.
Трубопроводы в насосных станциях, как правило, выполняют из стальных труб на сварке. Предусматривают непрерывный подъем всасывающего трубопровода к насосу с уклоном не менее 0,005.
Диаметр труб, фасонных частей и арматуры принимают на основании технико-экономического расчета, исходя из рекомендуемых скоростей движения воды, указанных в табл. 5.

Диаметр труб, мм	Скорость движения воды, м/с, в трубопроводах насосных станций
	всасывающих	напорных
Св. 250 до 800

На напорной линии у каждого насоса предусматривают обратный клапан, задвижку и манометр, а на всасывающей - задвижку и манометр. При работе насоса без подпора на всасывающей линии задвижку и манометр на ней устанавливать не требуется.
Если давление в наружной сети водопровода менее 0,05 МПа, то перед насосной установкой размещают приемный резервуар, вместимость которого указана в разделе 13 СНиП 2.04.01-85*.
12.6. При аварийном отключении рабочего насосного агрегата должно быть предусмотрено автоматическое включение резервного агрегата, запитанного в данную магистраль.
Время выхода пожарных насосов (при автоматическом или ручном включении) на рабочий режим не должно превышать 10 мин.
12.7. Для подключения установки пожаротушения к передвижной пожарной технике выводят наружу трубопроводы с патрубками, оборудованными соединительными головками (из расчета подключения одновременно не менее двух пожарных автомобилей). Пропускная способность трубопровода должны обеспечивать наибольший расчетный расход в "диктующей" секции установки пожаротушения.
12.8. В заглубленных и полузаглубленных насосных станциях предусматривают меры против возможного затопления агрегатов при аварии в пределах машинного зала на самом крупном по производительности насосе (или на запорной арматуре, трубопроводе) путем:
- расположения электродвигателей насосов на высоте не менее 0,5 м от пола машинного зала;
- самотечного выпуска аварийного количества воды в канализацию или на поверхность земли с установкой клапана или задвижки;
- откачки воды из приямка специальными или основными насосами производственного назначения.

Для стока воды полы и каналы машинного зала выполняют с уклоном к сборному приямку. На фундаментах под насосы предусматривают бортики, желобки и трубки для отвода воды; при невозможности самотечного отвода воды из приямка следует предусматривать дренажные насосы.
12.9. Насосные станции размером машинного зала 6?9 м и более оборудуют внутренним противопожарным водопроводом с расходом воды 2,5 л/с, а также другими первичными средствами пожаротушения.

13. Выбирают вспомогательный или автоматический водопитатель.
13.1. В спринклерных и дренчерных установках применяют автоматический водопитатель, как правило сосуд (сосуды), заполненный водой (не менее 0,5 м 3 ) и сжатым воздухом. В спринклерных установках с подсоединенными пожарными кранами для зданий высотой более 30 м объем воды или раствора пенообразователя увеличивают до 1 м 3 или более.
Водопровод (различного назначения), примененный в качестве автоматического водопитателя, должен обеспечить гарантированное давление, равное расчетному или выше его, достаточное для срабатывания узлов управления.
Можно применить подпитывающий насос (жокей-насос), который комплектуется нерезервированной промежуточной емкостью, как правило мембранной, с объемом воды не менее 40 л.
13.2. Объем воды вспомогательного водопитателя рассчитывают из условия обеспечения расхода, необходимого для дренчерной установки (всего количества оросителей) и/или спринклерной установки (на пять оросителей).
Все установки с пожарными насосами, включаемыми вручную, должны иметь вспомогательный водопитатель, обеспечивающий работу установки с расчетными давлением и расходом воды (раствора пенообразователя) в течение не менее 10 мин.
13.3. Применяемые гидравлические, пневматические и гидропневматические баки (сосудов, емкостей и т. п.) выбирают с учетом требований ПБ 03-576-03.
Указанные сосуды размещают в помещениях с огнестойкостью не менее REI 45, где расстояние от верха баков до перекрытия и стен, а также между баками должно быть не менее 0,6 м. Помещения не допускается располагать непосредственно рядом, сверху или снизу с помещениями, где возможно одновременное пребывание большого числа людей - 50 чел. и более (зрительный зал, сцена, гардеробная и т. п.).
Гидропневматические баки располагают на технических этажах, а пневматические баки - и в неотапливаемых помещениях.
В зданиях высотой более 30 м вспомогательный водопитатель рекомендуется размещать на верхних технических этажах.
Автоматический и вспомогательный водопитатели должны отключаться при включении основных насосов.
В учебном пособии подробно рассмотрены порядок разработки задания на проектирование (гл. 2), порядок разработки проекта (гл. 3), согласование и общие принципы экспертизы проектов АУП (гл. 5). На основании указанного пособия составлены следующие приложения:

Литература

1. НПБ 88-2001*. Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования.
2. Проектирование водяных и пенных автоматических установок пожаротушения / Л.М. Мешман, С.Г. Цариченко, В.А. Былинкин, В.В. Алешин, Р.Ю. Губин; Под общ. ред. Н.П. Копылова.-М.:ВНИИПО, 2002.-413с.
3. Моисеенко В.М., Мольков В.В. и др. Современные средства пожаротушения. // Пожаровзрывобезопасность, № 2, 1996, - с. 24-48.
4. Средства пожарной автоматики.Область применения. Выбор типа. Рекомендации. М.:ВНИИПО, 2004. 96 с.
5. ГОСТ Р 51052-97 Установки водяного и пенного пожаротушения автоматические. Узлы управления. Общие технические требования. Методы испытаний.
6. Оросители водяных и пенных автоматических установок пожаротушения / Л.М. Мешман, С.Г. Цариченко, В.А. Былинкин, В.В. Алешин, Р.Ю. Губин; Под общ. ред. Н.П. Копылова.-М.:ВНИИПО, 2002.-315с.
7. ИСО 9001-96. Система качества. Модель обеспечения качества при проектировании, разработке, производстве, монтаже и обслуживании.
8. ГОСТ Р 51043-97. Установки водяного и пенного пожаротушения автоматические. Оросители спринклерные и дренчерные. Общие технические требования. Методы испытаний.
9. НПБ 87-2000. Установки водяного и пенного пожаротушения автоматические. Оросители. Общие технические требования. Методы испытаний.
10. НПБ 68-98. Оросители спринклерные для подвесных потолков. Огневые испытания.
11. ГОСТ Р 51043-2002. Установки водяного и пенного пожаротушения автоматические. Оросители. Общие технические требования. Методы испытаний (проект).
12. Оросители общего назначения водяных АУП. ч. 1/ Л.М. Мешман, С.Г. Цариченко, В.А. Былинкин и др./ Пожаровзрывобезопасность.-2001.-№1.- с.18-35.
13. ГОСТ 10704-91*. Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент.
14. ГОСТ 3262-75. Трубы стальные водогазопроводные. Технические условия.
15. ГОСТ Р 51737-2001. Муфты трубопроводные разъемные.
16. Бубырь Н.Ф., Бабуров В.П., Мангасаров В.И. Пожарная автоматика. - М.: Стройиздат, 1984. - 209 с.
17. Иванов Е.Н. Противопожарное водоснабжение. - М.: Стройиздат, 1986. - 316 с.
18. Баратов А.Н., Иванов Е.Н. Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности. - М.: Химия, 1979. - 368 с.
19. ВСН 394-78. Ведомственные строительные нормы. Инструкция по монтажу компрессоров и насосов.
20. Grinnell sales distribution. Проспект фирмы "Grinnell", 8с.
21. ПБ 03-576-03. Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. Госгортехнадзор России, М., 1996.
22. ГОСТ Р 50680-94. Установки водяного пожаротушения автоматические. Общие технические требования. Методы испытаний.
23. Н.В. Смирнов, С.Г. Цариченко "Нормативно-техническая документация о проектировании, монтаже и эксплуатации автоматических установок пожаротушения", 2000 г., 171 с.
24. НПБ 80-99. Установки пожаротушения тонкораспыленной водой автоматические. Общие технические требования и методы испытаний.
25. СНиП 2.04.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий.
26. ГОСТ 12.4.009-83. ССБТ. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание.
27. СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.
28. Баратов А.Н., Пчелинцев В.Ф. Пожарная безопасность. Учебное пособие, М.: изд-во АСВ, 1997.-176 с.
29. НПБ 151-96 Шкаф пожарный. Общие технические требования. Методы испытаний.
30. НПБ 152-96 Рукава пожарные напорные. Общие технические требования и методы испытаний.
31. НПБ 153-96 Головки соединительные для пожарного оборудования. Общие технические требования и методы испытаний.
32. НПБ 154-96 Клапаны для пожарных кранов. Общие технические требования и методы испытаний.

Оросительная головка, вмонтированная в спринклерную установку (сеть водопроводных труб, в которых постоянно находится вода или воздух под давлением). Отверстие спринклера закрыто тепловым замком либо термочувствительной колбой, рассчитанными на температуру 57, 68, 72, 74, 79, 93, 101, 138, 141, 182, 204, 260 и даже 343°С. При достижении температуры в помещении определенной величины, замок спринклера распаивается или лопается колба, и вода начинает орошать защищаемую зону. Недостатком такой системы является сравнительно большая инерционность - головки вскрываются примерно через 2-3 минуты после повышения температуры.

Время срабатывания оросителя не должно превышать 300 секунд для низкотемпературных спринклеров (57 и 68°С) и 600 секунд для самых высокотемпературных спринклеров.

История применения

Первые спринклерные установки начали появляться в конце XIX века после того, как англичанин Стюарт Гаррисон в 1864 году разработал спринклер - ороситель . Дальнейшее развитие спринклерных установок связано с именами американцев Генри Пармели и Фредерика Гриннеля. К 1882 году в США на 200 предприятиях было установлено около 200 тыс. спринклерных оросителей конструкции Пармели. В том же году в Англии была смонтирована первая такая установка. В 1902 году Гринел запатентовал констукцию водосигнального клапана.

Спринклер системы Гриннеля. a - короткая трубка диаметром ½ дюйма, ввинчиваемая в водопроводную трубу и закрываемая снизу плоским клапаном b; клапан удерживается рычажком c и подпоркой d. Подпорка d прикрепляется к медной дуге e аппарата с помощью слабого припоя, который плавится при температуре 73 °C

Спринклеры английской системы Гриннель применяются с 1882 года .

В России спринклерные системы пожаротушения появились в девяностых годах XIX века . Благоприятные результаты защиты спринклерными установками заставили обратить серьёзное внимание на этот вид борьбы с огнем. В дореволюционное время акционерные страховые общества признавали влияние спринклерных установок пожаротушения на фабриках и заводах на уменьшение пожарных убытков и не только делали охотно большие скидки со страховых премий при защите спринклерными установками пожаротушения, но и широко финансировали фабрикантов в деле устройства спринклерных сооружений на фабриках и заводах. К началу революции в России насчитывалось около 400 фабрик и заводов, находившихся под защитой установок пожаротушения. После революции производство было налажено на заводе «Русский спринклер». Спринклеры представляли более или менее точное, в смысле размеров отдельных частей, общей конструкции и материалов, воспроизведение спринклеров системы «Гриннель», типа «Матер и Плат», модели 1913-1914 года, отличаясь от последних спринклеров лишь следующими деталями:

В 1925 году завод «Русский спринклер» изготавливал 300 штук спринклеров в день. За период … 1924 годов было изготовлено более 300 тысяч спринклеров. К производству спринклеров также приступило промышленное товарищество «Стерн».

В течение некоторого времени некоторые из производителей спринклеров для удешевления конструкции использовали в качестве уплотнительного материала резиновые прокладки. При этом не было учтено, что с течением времени эластичные свойства резины ухудшаются, и может произойти потеря герметичности. Но самое страшное, что может произойти прилипание резины к уплотняемым поверхностям. Поэтому при пожаре, после разрушения термочувствительного элемента, крышка оросителя остается намертво приклеенной к корпусу и вода из оросителя не поступает. Такие случаи были зафиксированы при пожаре на многих объектах в США. После этого производителями была проведена широкомасштабная акция по отзыву и замене всех спринклеров с резиновыми уплотняющими кольцами. В Российской Федерации применение оросителей с резиновым уплотнением запрещено.

Согласно статистическим данным в случае срабатывании спринклерной установки пожаротушения при пожаре, в 10…40 % случаев пожар был потушен одним спринклерным оросителем, в 80 % случаев пожар тушится при срабатывании не более 10 спринклерных оросителей. Исходя из этого, принимая во внимание площадь, защищаемую одним оросителем (12 м²), определяется площадь, для орошения которой необходим максимальный расход воды спринклерной установки. Для первой группы помещений площадь составляет 120 м² .

Обслуживание

Углубленный спринклерный ороситель

Систему пожаротушения необходимо постоянно поддерживать в рабочем состоянии. Оросители должны регулярно осматриваться на предмет отсутствия механических повреждений, коррозии, повреждения покрытия, преград орошению. Поврежденные оросители подлежат замене. Даже небольшие протечки требуют немедленной замены оросителя. Для этого следует иметь арсенал запасных оросителей и постоянно пополнять его.

Спринклерные оросители, которые подверглись тепловому воздействию продуктов сгорания, превышающему значения предельно допустимой рабочей температуры, подлежат обязательной замене.

Сработавшие спринклерные оросители ремонту и повторному использованию не подлежат. Их надо заменить на новые оросители.

Температуру срабатывания спринклеров можно определить по цвету колбы

Перед заменой установленных оросителей необходимо отключить систему пожаротушения, полностью сбросить давление в трубопроводе, слить воду для водозаполненных систем либо спустить воздух для сухотрубных. Затем следует демонтировать старый ороситель и установить новый, предварительно убедившись в том, что его конструкция, температура и время срабатывания соответствуют указанным в проекте. После замены оросителей следует установить систему пожаротушения в дежурный режим.

Срок службы оросителей составляет 10 лет с даты выпуска. По истечении этого срока оросители подлежат испытаниям или замене.