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

Немного исторических фактов

Автоматическая установка для тушения пожара впервые появилась в начале 19 века. Ее разработал и запатентовал англичанин и эта система представляла собой совокупность трубопроводов, которые подпитывались от водонапорного бака, и специальные устройства со множеством мелких дырочек, которые в состоянии были распылять жидкость. Такая система устанавливалась в отдельном помещении и могла помочь потушить источник возгорания.

Она в то время могла срабатывать только после того, как прикрепленный к ней горючий шнур перегорал, замки, удерживающие клапан, открывались и вода поступала непосредственно в оросительную систему. В последующие годы система постоянно модернизировалась, что привело к созданию спринклерных установок. И первенство в этом деле, однозначно, принадлежит Англии.

На российских фабриках и заводах спринклерные системы начали появляться только в конце 19 века. Это значительно уменьшило ущерб, причиняемый пожарами, поэтому фабриканты не жалели денег на установку систем пожарной безопасности на своих объектах. В начале 20 века уже около полутысячи производств были оснащены системами пожаротушения. Даже был построен завод, который носил название «Русский спринклер».

Уже к 1925 году это предприятие выпускало до 300 спринклеров ежедневно. В самом начале при производстве спринклеров использовались резиновые уплотнители, но они иногда становились препятствием к эффективному пожаротушению, особенно если термочувствительный элемент разрушался, и вода в систему не поступала. В настоящее время использование резиновых уплотнителей при производстве спринклеров категорически запрещено.

Отличия дренчерной и спринклерной систем

Отличия дренчерных установок от спринклерных наглядно показаны в таблице.

Внимание! Дренчерные установки более совершенны из-за охватываемой территории, скорости срабатывания и многоразовости.

Дренчерные системы пожаротушения

Данные установки используются для разных целей:

• непосредственное тушение возгорания;
• охлаждение взрывоопасных объектов;
• создание завесы для ограничения распространения огня.

Устройства этого вида популярны из-за своей универсальности.

Описание и особенности

Сама установка состоит из следующих элементов:

1. Емкости с огнетушащим средством. При монтаже продумывают два резервуара с веществом. Основная емкость служит для ликвидации пламени в первые 15 минут после поступления сигнала, резервная – для продолжения тушения огня в течение часа. Часто установку подключают к пожарному водопроводу при его наличии.
2. Насос. Устанавливается, когда водопровод или резервуар не дает требуемого напора.
3. Система разветвленной магистрали. По трубопроводу вода или пена поступает к очагу возгорания.
4. Дренчеры. Это оросители, закрепленные к магистрали в местах выхода огнетушащего средства. Бывают лопаточными и розеточными, тип зависит от назначения установки.

По признаку наполненности трубопровода устройства разделяются на два вида:

1. Сухотрубные монтируются на объектах с небольшим показателем взрывоопасности. Как ясно из названия, магистрали держат пустыми, в готовности к поступлению воды. В момент срабатывания вещество подается в трубы. Этот процесс занимает некоторое время, поэтому сухотрубные системы считаются медленными.
   

   На заметку. При установке такого механизма дренчеры можно монтировать головкой вверх и головкой вниз – пустые магистрали полностью исключают протекания.

2. Заливные устройства, в свою очередь, используются на предприятиях повышенной взрывоопасности. В трубопроводах таких установок перманентно находится вода, но без напора. Это качество наделяет заливной механизм мгновенной реакцией на пожар. При монтаже дренчеры устанавливаются строго головками вверх, чтобы избежать вытекания огнетушащего средства.

Дренчерные системы пожаротушения

Область применения

Возможности, которыми обладают дренчерные установки пожаротушения, определяют тот круг объектов, на которых они применяются. В область их применения входят:

• химические производства;
• деревообрабатывающие и целлюлозные цеха;
• лакокрасочные мастерские;
• объемные производственные помещения;
• складские помещения с горючими или взрывоопасными веществами.

Дренчеры способны создавать так называемую водную завесу, т.е. отгородить помещение, в котором начался пожар от соседних территорий. В результате огонь, дым и угарные газы оказываются локализованными. Их нередко устанавливают вдоль коридоров или в дверных проемах больших зданий, особенно если часть помещений отличается высокой опасностью возгорания или взрыва.

Разбрызгивание дренчером

Нормы и правила

Дренчерные установки пожаротушения – это автоматические системы, на которые распространяются все правила и нормы, разработанные в сфере пожарной безопасности.

Среди наиболее актуальных нормативных документов можно назвать:

• Свод правил СП 5.13130.2009 по автоматическим установкам пожаротушения и сигнализации;
• НПБ 88-01 о нормах и правилах проектирования установок пожаротушения и пожарной сигнализации.

В этих документах устанавливаются обязательные нормативы, которым должны отвечать установка для тушения пожаров, среди которых:

• перечень технических средств, которые можно использовать для автоматического подключения;
• допустимый диаметр трубопровода;
• место расположения средств локального включения;
• расстояние между оросителями и от теплового замка до горизонтально или вертикальной поверхности;
• максимальная высота заполнения помещения пеной.

По отношению к функции водяной завесы нормативы регулируют

• возможность устанавливать одну или несколько ниток трубопровода в зависимости от ширины дверных проемов или ворот;
• особенности монтажа дренчеров, предназначенных для защиты стен и тамбур-шлюзов.

Механизм срабатывания системы дренчерного тушения

Обычно то, каким образом должно обеспечиваться включение дренчерных установок, решает заказчик совместно с противопожарной организацией еще на этапе проектирования системы. Пусковой механизм задействует либо замки на оросителях, либо датчики дыма и температуры. Выбор того, как должно осуществляться включение дренчерных установок, зависит от потребностей защищаемой территории.

Гидравлической

Этот механизм задействует замок. При повышении температуры замок открывается, образуя полость в трубопроводе. Давление в магистрали падает, что является сигналом к действию для устройства.

Тросовой

Внутри замка оросителя находится трос. При пожаре замок плавится, и трос рвется, высвобождая груз. Начинается подача воды по трубопроводу.

Электрической

Наиболее современный и быстродействующий вид устройства. Датчики считывают информацию о задымленности или температуре в помещении и передают ее на узел управления. Если параметры превышают заданные в системе нормы, то действие установки начинается автоматически. Электрический механизм реагирования – отличный вариант для взрывоопасных помещений.

Пневматической

Задействует такой же вид замка, что и гидравлический механизм. Разница лишь в том, что пневматическая установка применяется для газовых систем пожаротушения.

Преимущества дренчерных установок

Автоматические установки пожаротушения, основанные на дренчерных распылителях, имеют следующие преимущества:

1. Быстрая реакция срабатывания после обнаружения очага возгорания. Стандартные установки активизируются по сигналу инфракрасного детектора тепла или датчика пламени при превышении температурой порогового значения в70-75°С или скачкообразного повышения температуры в локальной зоне обнаружения на 10-15°С.

   Детектор задымления, в зависимости от параметров настройки, может среагировать на высокий уровень запыления производственного помещения. Поэтому целесообразно использовать несколько разнотипных сенсоров в системе пожарной сигнализации и настроить сигнал тревоги на групповое срабатывание.

2. Стандартные насосы, входящие в установку генерируют напор от 100 до 600 м3/час. Это обеспечит быстрое наполнение передающих трубопроводов и активное распыление большого количества воды над зоной возгорания. Отключается установка вручную.
3. Возможность контроля больших площадей и объемов помещений. При расчете диаметра труб и размещения распыляющих форсунок в проект закладывается возможность доставки необходимого количества воды в самую отдаленную точку охраняемого объекта для тушения пожара самой высокой категории сложности, которая допускается для этого здания.
4. Возможность создания полностью автоматизированных установок не только с активацией, но и с прекращением деятельности по заранее определенным параметрам. Обычно это объем использованной для ликвидации возгорания огнетушащей жидкости. Доставки 15-200 м3 воды достаточно чтобы потушить пожар любой сложности в общественном здании, не имеющем взрывоопасных веществ.
5. Одним из основных преимуществ считается возможность многоразового использования установки. При этом элементы системы пожаротушения после срабатывания не требуют замены или пусконаладки после повторного заполнения. Затруднения возможны только с пластиковыми детекторами пожарной сигнализации, которые, возможно, придется заменить на неповрежденные.
6. Дренчерные установки водяного пожаротушения могут быть легко перепрофилированы на использование альтернативных огнетушащих веществ: пены, газа или комбинированных веществ. Такая модернизация потребует минимальных вложений и изменений только центрального узла установки.

Расчет и правила монтажа системы дренчерного пожаротушения

Расчет установки производится на основании количества воды необходимой для тушения пожара. Объем зависит от материалов, находящихся на объекте. К примеру, нахождение большого количества целлюлозы, резины или увеличивает необходимую норму в три раза по сравнению со стандартом.

При расчете установки для обычного помещения следует придерживаться следующих нормативов:

• Один дренчер способен обработать площадь в 9м2;
• Размещают их на расстоянии не менее 3 м друг от друга и за 1,5 м от стены;
• Объем расходуемой воды должен составлять не менее 0,5 л/сек на 1м2 помещения;
• Скорость подачи воды по трубе, питающей распылители, составляет не менее 3 м/сек, а для распределительной магистрали не менее 10м/сек.
• Установка производится в оконных, дверных и технологических проемах, через которые огонь может проникнуть в соседнее помещение;
• Для создания завес применяют розеточные дренчеры, которые имеют диаметр сливного отверстия 10,12,16 мм. В то время как лопаточные дренчеры, использующиеся непосредственно для тушения, имеют отверстие диаметром 12 мм.

Прежде всего, следует помнить, что расчет и монтаж пожаротушащего оборудования должен производиться профессионалами, хорошо зарекомендовавшими себя при выполнении работ подобного типа.

Особенности монтажа

Дренчерное пожаротушение относится к инженерным конструкциям и требует профессионального подхода к монтажу системы. Для помещений, отличающихся по размерам, форме, назначению и размещению внутри здания, используются различные схемы монтажа, а также применяются разные виды оборудования.

Общим для всех видов конструкций является перечень основных составных частей и последовательность этапов работы.

Схема монтажа дренчерной установки

Для монтажа защитной системы необходимы следующие узлы и оборудование:

• водопровод, состоящий из подводящей и распределительной частей;
• дренчерные оросители, которые монтируются на распределительных трубах (количество рассчитывается исходя из общей протяженности трубопровода и площади помещения);
• насосная станция или несколько исходя из параметров строения;
• системы управления для автоматического или ручного включения.

Монтажные работы состоят из нескольких этапов:

• водопроводные и сварочные работы, в ходе которых устанавливаются, крепятся к несущим конструкциям и соединяются в единую систему трубы, подсоединяются к источнику воды и насосному оборудованию;
• электротехнические, необходимые для подсоединения электропитания к насосам и системам управления;
• установка и наладка пожарных извещателей, системы оповещения персонала о возгорании, приемно-контрольной панели;
• при отсутствии централизованной воды устанавливаются емкости для хранения воды и пенообразования.

В ходе монтажа обеспечивается:

• соответствие всех параметров проекту и технической документации;
• герметичность системы в местах соединений;
• возможность обслуживания системы и ее периодических осмотров, продувки.

Монтажные работы завершаются испытанием системы на герметичность и работоспособность.

Устройство установки и ее основные элементы

1. Оросители дренчерные тип ДВВ розеткой вверх;
2. Трубопроводная разъемная муфта;
3. Детектор подачи огнетушащего вещества;
4. Оросители дренчерные тип ДВН розеткой вниз;
5. Пневматическая побудительная магистраль;
6. Тросовый тепловой замок;
7. Шлейф пожарных извещателей:
   1. Детекторы задымления;
   2. ИК температурные датчики;
   3. Детекторы открытого огня;
8. Устройство контроля уровня жидкости;
9. Гидравлическая побудительная магистраль;
10. Дренчерные узлы управления с пневматическим, гидро- и Электроприводом;
11. Дренчерный узел управления с тросовым приводом;
12. Устройство контроля уровня жидкости в резервуаре;
13. Автоматический водопитатель;
14. Шкаф управления автоматическим водопитателем;
15. Обратный однодисковый поворотный клапан;
16. Шкафы контролирующих и управляющих устройств;
17. Резервный насос;
18. Резервуар с огнетушащим веществом;
19. Основной насос;
20. Откачивающий дренажный насос;
21. Дренажный приямок;
22. Насос заполнения водопитетеля;
23. Компрессор.

Испытание дренчерной установки тушения пожаров

Спринклерный узел управления

Тип узла управления определяет режим работы, вариант компоновки. Задачи механизма – сигнализировать на пульт или БУ для включения насоса. От узла зависит активация и будет ли включена подача огнетушащего состава.

Узел водозаполненный

«Мокрый» клапан внутри заполнен жидкостью под высоким давлением. Варианты:

1. угловой;
2. прямоточный.

Суть работы: разрушается термозатвор, спринклерная головка открывается, напор меняется. Перепад давления передается воде в камере узла и компенсатору – механизм активируется, отправляет сообщение на блок управления.

• Плюс: нет потребности в дополнительных сигнальных клапанах.
• Минус: возможность ложных самозапусков из-за гидроударов, неисправностей оросителей, вода может замерзнуть. Для уменьшения риска есть замедляющая камера (время выставляется от 0 до 16 сек.). Если движение жидкости в спринклерной АСПТ вызвано посторонней причиной, то вода стравливается в канализацию.

Узел воздушный

Управляющий узел может наполняться вместо жидкости сжатым кислородом или азотом. Второе название – спринклерный мембранный воздушный клапан.

Используется дифференциальный принцип, равновесие:

1. Напор воздуха со стороны магистрали с оросителями и от части поступления воды на задвижку создает баланс.
2. При открытии оросителя происходит разгерметизация – давление падает, равновесие нарушается, запор отодвигается, тушащее вещество поступает в трубы.

Воздушный узел больше подвержен ложным срабатываниям, но нет промерзания.

Воздушный контрольно-пусковой

Принцип работы КПУУ дополненный контролем целостности цепей оборудования (изменение Мпа, разрывы, поломки), что полностью исключает ложную тревогу.

Разновидности включения:

1. предварительного действия – после реагирования пожарных извещателей или оросителей;
2. предварительного срабатывания с контролем пуска – только после сигнала датчиков;
3. с двойным контролем старта установки – активация от пожарных датчиков и при запуске хотя бы одного спринклерного распрыскивателя.

Воздушные контрольно-пусковые узлы устанавливают на объектах с риском механических повреждений труб, оросителей: промышленные, военные, нефтехимические предприятия, морозильные отсеки.

Конструкция спринклерной системы и принцип работы

Основными элементами такой системы, как видно из ее названия, являются спринклеры. Это обычные распылители, которые оборудованы тепловыми замками, которые «открываются» при возникновении очага возгорания. Такими замками могут быть плавкие вставки либо стеклянные колбы, наполненные жидкостью. В «спокойном» состоянии замок сдерживает пружину, в конце которой расположена крышка клапана, не дающая воде течь. Как сами распылители, так и его составляющие изготовлены из цветных металлов, которые не боятся коррозии.

Замок находится в нерабочем состоянии до того момента, пока температура окружающей среды не начнет повышаться и не дойдет до определенного критического уровня. После этого жидкость в стеклянной колбе расширяется, колба лопается (или плавная вставка становится мягкой), замок открывается, пружина срабатывает, поднимается крышка клапана и вода под давлением начинает разбрызгиваться. Затем уменьшается давление воды в системе, срабатывает датчик и автоматически включается насос для стабилизации давления в системе.

Все спринклерные системы должны обладать следующими характеристиками:

1. Герметичностью. Это важно, потому что в системе постоянно поддерживается высокое давление. Если произойдет утечка, то находящиеся в помещении ценные документы и оборудование может прийти в негодность.
2. Прочностью. Спринклерная система должна работать и в том случае, если на объекте температура понизится до минусовой, в случае физического воздействия на нее, если появится угроза воздействия агрессивных сред.
3. Надежностью работы теплового замка. Он не должен срабатывать просто так, без видимых причин.
4. Чувствительностью и скоростью срабатывания. Должен быть выдержан максимальный срок для срабатывания системы, который составляет 600 секунд для спринклеров высокотемпературного типа и 300 секунд для оросителей низкотемпературного типа.
5. Интенсивностью орошения. Этот показатель напрямую зависит от диаметра выходных отверстий и должен соответствовать установленным требованиям.

Виды спринклерных оросителей

Спринклер – распрыскиватель АСПТ из легких сплавов с посадочной резьбой, запорным сегментом (колба, распаивающаяся пластина) на выходном отверстии, открывающимся при определенной температуре.

Алгоритм работы:

1. достигается критическая температура;
2. головка устройства:
   • распаивается – встречается реже, поскольку плавящиеся пластины ненадежные;
   • термочувствительная жидкость расширяется, запирающая колба оросителя трескается;
3. замок разрывается;
4. открывается отверстие – сдерживаемая вода распыляется.

Температура срабатывания от + 57 до +182°С. Инерционность является основным недостатком распрыскивателя: до 300 сек. у низкотемпературных изделий (+57, +68°С) и у высокотемпературных – до 600 сек. Механизм – одноразовый. После активации заменяют новым. Срок службы оросителя в режиме ожидания – 10 лет.

Колбы в зависимости от значения для начала химической реакции имеют разный цвет жидкости.

Спринклерная декоративная розетка АСПТ имеет и рабочую функцию: обеспечивает требуемое разбрызгивание, направление: завеса из мелкодисперсной водной пыли, крупные капли, струи. В среднем ороситель охватывает радиус 2 м.

Из чего состоит спринклер:

1. винты стопорные;
2. розетка;
3. запорная колба;
4. пружина тарельчатого типа или резина (реже, так как она плавится и деформируется);
5. корпус с резьбой.

ПОЗИЦИОННЫЕ

Спринклеры позиционного типа имеют несколько модификаций ориентации розетки для разных вариантов распыления ОТВ в очаг:

1. универсальные – фиксируется в любом направлении;
2. вогнутые – вертикальная установка;
3. плоские – разбрызгивающей частью вверх;
4. для горизонтальной фиксации.

УГЛОВЫЕ

Струя моделируется: устройство с миниатюрным козырьком розетки позволяет выбрать требуемый угол для эффективного распыления. Подобрав правильную настройку, создается наиболее результативная водная завеса, орошающая материалы и оборудование в очаге возгорания.

Спринклеры для тонкого распыления с сетчатым колпачком-калибратором создают плотную завесу ОТВ. Расход воды сниженный, одновременно повышается эффективность, создается огнпреграждающий экран облаком мелкой взвеси огнетушащего вещества.

ТОНКОДИСПЕРСНЫЕ

Пониженный уровень повреждения влагой обрабатываемых поверхностей. Часто применяется для пожаров класса A.

БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЕ

Конструкция спринклеров с ускоренным действием имеет элементы, обеспечивающие меньшую инерционность. Ликвидируется большая задержка между возникновением возгорания и разрыва замка на оросителе.

Устройства быстрого срабатывания рекомендованы на складах с высокими стеллажами (до 12,5 м) и потолками (до 20 м).

Огнетушащие составы

Второе название спринклерных систем – установки водяного пожаротушения, поскольку используются составы на основе воды.

Максимум, как можно модифицировать ОТВ – создание пены. В пенных системах есть отдельный бак с пеногенератором, специальные калибровщики.
{banner_downtext}
Пена расширяет диапазон тушения классов пожара. Смесь имеет различные химические добавки (фторные). Вспененное вещество меньше повреждает материалы.

Требования к состоянию огнетушащих веществ

Вещества для тушения должны быть без примесей, приводящих к коррозии труб. Используются те же составы, что для обычных водных или пенных огнетушителей.

Недостатки систем

Но у спринклерных установок существуют и некоторые отрицательные моменты, а именно:

1. система срабатывает не сразу, а только при повышении температуры до критической отметки. Может не сработать при задымлении;
2. существует зависимость от системы водоснабжения;
3. на работу влияет температурный режим;
4. не применяется при возгорании оборудования, подключенного к электрическим сетям.

К положительным моментам такой системы стоит отнести и то, что вода распыляется не только на очаг возгорания, но и на близлежащие предметы, не давая им воспламениться. Спринклерная система автоматического типа не нуждается в помощи человека, тем не менее, это составная часть устройств противопожарной безопасности. Как только давление в водопроводах начнет падать, сигнал тревоги поступит на центральный пульт и бригада пожарных выедет на место возгорания. Спринклерные системы пожаротушения относятся к категории первичных средств при тушении пожаров.

Монтаж спринклерной системы тушения: нормы и требования

Разработку проекта, монтаж и ТО производят лицензированные предприятия. Учитывают высоту потолков, радиус и диаграммы распыления, характеристики вентиляции. Возможен вариант углубленного монтажа оросителей для декоративного вида.

Основы процесса установки:

1. трубы:
   • шовные;
   • оцинкованные снаружи и изнутри;
   • крепление к потолку. Используются металлические спринклерные подвесные хомуты, шаг 1,5 м;
   • соединения: сварка, опрессовка фитингами, установочные муфты;
2. расстановка оросителей должна соответствовать инструкции: при радиусе распространения капель в 2 м расстояние между головками около 4 м;
3. разводку, аккумуляторы, баки, насосы размещают в отдельном помещении (пристройка, подвал). Там же производится подключение к водоснабжению;
4. отдельно устанавливается пульт охраны (дублирующая схема управления).
5. в системе должно быть давление до 1 Мпа.

Обслуживание спринклерных систем

1. Монтаж спринклерной системы завершается испытанием – имитацией пожара с заменой спринклеров на дренчерные оросители.
2. ТО включает осмотр на предмет выявления утечек, коррозии. При обнаружении дефектов тепловые замки и другие элементы заменяются со сливом жидкости. Производится принудительный пуск и перезапуск.
3. Гарантированный срок эксплуатации – 10 лет, полная проверка с испытанием, капитальным ремонтом, повторный гидравлический расчет – раз в 3 года.
4. Температуры эксплуатации от -50 до +50˚С (для водозаполненных – от +5 ˚С) или рекомендованные производителем.
5. Обслуживание системы после срабатывания заключается в возвращении оборудования в рабочее состояние: заменяют термозатворы, приводят узлы управления в режим ожидания.

[spoiler title="Источники"]

• https://admiral-omsk.ru/pozharniy-sprinkler
• https://opozhare.ru/faq/kak-dolzhno-osushhestvlyatsya-vklyuchenie-drenchernyh-ustanovok
• https://bezopasnostin.ru/pozharnaya-signalizatsiya/drenchernaya-sistema-pozharotusheniya.html
• http://ohranivdome.net/pozharnaya-signalizatsiya/drenchernaya-sistema-pozharotusheniya-princip-raboty.html
• https://ProffiDom.ru/68-sprinklernaya-sistema-pozharotusheniya.html

[/spoiler]