Системы автоматического газового пожаротушения

Системы автоматического газового пожаротушения являются важным элементом противопожарной защиты современных объектов. Эти установки широко применяются для предотвращения и ликвидации возгораний в помещениях, где использование традиционных средств тушения (вода, порошок или пена) может привести к повреждению имущества, оборудования или создания других рисков.

Автоматическая установка газового пожаротушения (АУГП) – это совокупность стационарных технических средств для тушения пожара за счет выпуска газового огнетушащего вещества, автоматически срабатывающая при превышении установленных пороговых значений в защищаемой зоне, а также обеспечивающая передачу сигнала о пожаре во внешние цепи.

АУГП применяются для ликвидации пожаров классов А, В и Е. ( п. 9.1.1, СП 485.1311500.2020)

• А – пожары твердых горючих веществ и материалов
• В – пожары горючих жидкостей или плавящихся твердых веществ и материалов
• Е – пожары горючих веществ и материалов электроустановок, находящихся под напряжением

Основное назначение и принцип работы

Задача систем газового пожаротушения (ГПТ) — быстрое и безопасное тушение пожара без ущерба для защищаемого оборудования и конструкций. Автоматические системы пожаротушения функционируют на основе следующего алгоритма:

1. Выявление возгорания. При помощи газовых пожарных извещателей фиксируется наличие на объекте возгорания. Тревожное извещение передаётся на прибор приемно-контрольный и управления пожарный (ППКПиУ).
2. Активация системы. После небольшой задержки, необходимой для эвакуации людей, отключения систем общеобменной вентиляции, местных отсосов, воздушного отопления, закрытия противопожарных клапанов и других клапанов ГПТ, кондиционирования, активируется система выпуска ГОТВ
3. Тушение пожара. Пусковые устройства ГПТ срабатывают, в распределительный трубопровод поступает огнетушащее вещество, которое распыляется через насадки, равномерно распределяясь внутри защищаемого помещения. В объёме защищаемого помещения происходит один или совокупность прекращающих горение процессов, а именно: вытеснение кислорода, ингибирование и охлаждение реакции горения
4.  Удаление продуктов горения. После окончания процесса пожаротушения для оперативного удаления огнетушащего вещества и продуктов горения задействуется общеобменная вентиляция, допускается для этих целей применять передвижные вентиляционные установки.
5. Восстановление работоспособности. Для восстановления работоспособности системы используются запасные модули, хранящиеся на складе защищаемого объекта или организации, осуществляющей сервисное обслуживание АУГП.

Виды автоматических систем газового пожаротушения

Автоматические системы газового пожаротушения классифицируются по ряду признаков, включая тип применяемого огнетушащего вещества, способ подачи газа и конструктивные особенности. Такой выбор обусловлен необходимостью адаптации системы к особенностям помещения и технологического процесса.

Установки подразделяются (п. 9.2.1 СП 485.1311500.2020):

По способу тушения:

• Объемное тушение, при котором газ заполняет всё помещение, обеспечивая тушение пожара на всей площади.
• Локально-объемное тушение – используется для подавления очага возгорания на отдельном участке, когда тушение всего объёма помещения не является целесообразным по экономическим причинам или же технически невозможно

По способу хранения ГОТВ:

• Централизованные системы:
  Установки, обеспечивающие защиту нескольких направлений (помещений, зон, объектов), в которой сосуды с ГОТВ и распределительные устройства размещены в помещении станции пожаротушения. Модули и основной узел управления обособлены в пожарной станции на расстоянии. Помещения станций отделены от других помещений противопожарными перегородками 1 типа и перекрытиями 3 типа. Стационарный пульт (часто с дежурным персоналом) охватывает как одну основную, так и несколько зон. Сосуды резерва должны быть в режиме местного пуска. В режиме дистанционного или автоматического пуска - только после подачи или отказа подачи ГОТВ.

• Модульные системы:
  Это автоматические установки пожаротушения, состоящие из одного или нескольких модулей, объединенных единой системой обнаружения пожара и приведения их в действие. Такие системы размещаются в защищаемом помещении или рядом с ним (п. 3.33, СП 485.1311500.2020) и предназначены для защиты одного направления.

По способу включения:

• С электрическим пуском
• С пневматическим пуском
• С механическим пуском
• С комбинированным пуском

 Для АУГП должен быть предусмотрен автоматический (основной) и дистанционный (ручной) вид включения (пуска), в дополнение может предусматриваться местный (ручной) пуск (п. 9.2.2 СП 485.1311500.2020).

Типы огнетушащих газов, применяемые в модулях:

В установках газового пожаротушения ЛПТ используются разные типы хладонов, которые подбираются в зависимости от условий и требований объекта:

• Хладон 125
  Другие названия: ПЕНТАФТОРЭТАН (С2 F5H), R125, genetron HFC 125, Suva 125
  Агрегатное состояние - бесцветный газ.
  Нормативная объёмная огнетушащая концентрация – 9.8%.
  Распад молекул начинается при температурах близких к 900 °С, что делает его одним из самых термически устойчивых среди хладонов и позволяет эффективно применять для тушения тлеющих материалов.
• Хладон 227еа
  Другие названия: ГЕПТАФТОРПРОПАН (С3 F7H), HFC-227ea, FM-200
  Агрегатное состояние - бесцветный газ с лёгким запахом эфира.
  Нормативная объёмная огнетушащая концентрация – 7.2%.
  При нормальных условиях имеет меньшую, в сравнении с Хладоном 125, температуру кипения и давление насыщенных паров, что повышает безопасность в использовании.
• Хладон ФК-5-1-12
  Другие названия: ФТОРКЕТОН (CF3CF2C(O)CF(CF3)2), Хладон ПФК-49, Novec 1230 ®, DY-F1230, Sineco™ 1230, Ducare1230, PFK-50.
  Агрегатное состояние: жидкость без цвета и запаха, так называемая “сухая вода”.
  Нормативная объёмная огнетушащая концентрация – 4.68%.
  В сравнении с Хладоном-125 и Хладоном-227еа, у ГОТВ ФК-5-1-12 самый высокий коэффициент по безопасности.

Всё это галогенсодержащие производные насыщенных углеводородов. Огнетушащие свойства обусловлены совокупностью процессов ингибирования и отбора тепла из реакции горения. Могут применяться при минусовых температурах. Хранятся в сжиженном состоянии под давлением газа вытеснителя.

Установки не должны применяться для тушения следующих веществ:

• волокнистых, сыпучих, пористых и других горючих материалов, склонных к самовозгоранию и тлению внутри объема вещества (древесные опилки, хлопок, травяная мука и др.);
• химических веществ и их смесей, полимерных материалов, склонных к тлению и горению без доступа воздуха;
• гидридов металлов и пирофорных веществ;
• порошков металлов (натрий, калий, магний, титан и др.).

Требования к помещениям и эксплуатации

• Герметичность:
  На объекте должны быть приняты меры по ликвидации технологически необоснованных проёмов, установлены доводчики дверей, уплотнены кабельные проходки.
• Размещение модулей:
  Необходимо учитывать выделение площади под размещение основных и запасных модулей. Станция пожаротушения должна удовлетворять требованиям, изложенным в п. 9.12, СП 485.1311500.2020
• Эксплуатация и обслуживание:
  Для поддержания работоспособности модуля после сдачи его в эксплуатацию предусматриваются следующие виды технического обслуживания (ТО):

o   ТО-1 включается в себя:

• Внешний осмотр, проверка наличия пломб на ЗПУ, утечек ГОТВ
• Визуальный контроль давления газа-вытеснителя по манометру
• Очистка от пыли и других загрязнений.

o   ТО-2 включается в себя пункты из ТО-1 +:

• Проверка крепления
• Замена манометра на поверенный
• Проверка монтажа системы запуска

o   ТО-3 включается в себя пункты из ТО-2 +:

• Проверка сохранности ГОТВ

Нормативные требования

Системы автоматического газового пожаротушения должны соответствовать требованиям:

1. Федеральный закон "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности" от 22.07.2008 N 123-ФЗ
2. ГОСТ Р 50969-96 – Установки газового пожаротушения автоматические. Общие технические требования. Методы испытаний.
3. СП 485.1311500.2020 – Системы противопожарной защиты. Установки пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования и других нормативных документов.

Сферы применения систем ГПТ

Газовые автоматические системы пожаротушения находят применение в самых разнообразных сферах, где требуется высокая надёжность и минимальный ущерб при тушении возгораний.

Основные объекты применения включают в себя:

1. Серверные и дата-центры
2. Архивы и библиотеки
3. Музеи и выставочные залы
4. Химические и фармацевтические предприятия
5. Энергетические объекты
6. Объекты военного и государственного значения
7. Медицинские учреждения и лаборатории

Полный перечень объектов, подлежащих защите автоматическими установками пожаротушения, приведён в своде правил СП 486 (Таблицы 1-4)

Преимущества автоматических систем газового пожаротушения

• Универсальность применения. Установки пожаротушения могут применяться в любых помещениях, при условии экономической обоснованности.
• Эффективность и скорость. Время подачи не менее 95% массы ГОТВ составляет до 10 секунд для модульных установок и до 15 секунд для централизованных установок, в которых в качестве ГОТВ применяются сжиженные газы с газом вытеснителем (п. 9.12, СП 485.1311500.2020), что особенно важно при тушении пожаров на начальной стадии.
• Минимизация материального ущерба
  Газовые огнетушащие вещества не повреждают защищаемые объекты, а также не оставляют следов на поверхностях, что делает установки газового пожаротушения идеальными для защиты ценностей, архивов, технологического и электронного оборудования.
• Быстрая ликвидация последствий пожара
  Нет необходимости в длительной уборке. Оперативная замена отработанных модулей из запаса.
• Высокая проникающая способность
  ГПТ эффективно для защиты труднодоступных мест в помещениях со сложной геометрией и внутренней конфигурации.
• Диэлектрические свойства
  ГОТВ обладают хорошими диэлектрическими свойствами, подходят для защиты электрооборудования

Внедрение системы автоматического газового пожаротушения — это не только соответствие требованиям пожарной безопасности, но и надёжный способ защиты людей, имущества и бизнеса от последствий возгораний.

Оборудование для систем газового пожаротушения

Основные элементы системы ГПТ

1. Модули газового пожаротушения
   Это устройства, в корпусе которых совмещены функции хранения, а также подачи газового огнетушащего вещества (ГОТВ) при воздействии пускового импульса. Требования к модулям изложены в ГОСТ Р 53281-2009 «Установки газового пожаротушения автоматические. Модули и батареи. Общие технические требования. Методы испытаний»
   Конструктивно модуль представляет собой сборочное изделие, состоящее из трёх основных элементов:
• Баллон - стальной сварной сосуд высокого давления.
• Запорно-пусковое устройство (ЗПУ) - устройство, устанавливаемое на сосуде (баллоне) и обеспечивающее выпуск из него ГОТВ.
• Сифонная трубка - элемент модуля, предназначенный для подачи ГОТВ с использованием газа-вытеснителя.
  
  
2. Трубопроводы, насадки и выпускные устройства
   Газ транспортируется по трубопроводам от модуля к защищаемой зоне. На выходе из распределительного трубопровода устанавливаются насадки, они предназначены для формирования потока ГОТВ и его перехода в газовую фазу. Выпускные устройства заменяют собой классический распределительный трубопровод. Устройство включает в себя газовый насадок, трубопровод и специальные кронштейны крепления.
3. Клапан сброса избыточного давления
   В момент срабатывания системы ГПТ выпускается значительное количество ГОТВ, как результат, в помещении создается повышенное (избыточное) давление, способное выдавить дверь, окно, или испортить оборудование, находящееся в помещении. Это давление необходимо сбросить – для этого и применяют КСИД.
4. Пожарные извещатели
   Извещатели играют ключевую роль в обнаружении возгорания. Они фиксируют температуру, дым или изменение газового состава воздуха, передавая сигнал на прибор управления. Современные датчики обладают высокой чувствительностью, что позволяет быстро выявлять очаги возгорания.
5. Прибор приемно-контрольный и управления пожарный
   Этот компонент отвечает за анализ данных, поступающих от датчиков, и запуск системы. Важной функцией модуля является возможность ручного запуска в случае необходимости.
6. Источники питания и резервные системы
   Для бесперебойной работы оборудования в случае отключения основного питания, используются резервные источники питания.
7. Элементы оповещения и эвакуации
   Системы ГПТ оснащены оповещателями и табло для информирования людей о необходимости эвакуации. Включение звуковых и световых сигналов происходит одновременно с запуском установки.

Газодымоудаление при использовании газового пожаротушения

Газодымоудаление — это важный элемент системы пожарной безопасности, обеспечивающий вывод продуктов горения и газов из защищаемого помещения после активации установок газового пожаротушения. Этот процесс является ключевым для восстановления нормальных условий и безопасности объекта.

После работы автоматической установки газового пожаротушения в помещении остаются:

• Продукты горения, способные нанести вред оборудованию и конструкциям.
• Остатки огнетушащего вещества (например, сжатые газы или их производные).
• Частицы дыма, которые ухудшают видимость и представляют опасность для здоровья людей.

Газодымоудаление помогает быстро восстановить параметры воздуха в помещении, обеспечив доступ для технического персонала или возобновление работы оборудования.

Принципы работы систем газодымоудаления

1. Активное удаление газа и дыма
• Запуск системы газодымоудаления производится сразу после завершения работы установок пожаротушения.
• Удаление осуществляется через специальные стыковочные узлы, в случае использования дымососов или вентиляционные каналы, оснащённые противопожарными клапанами.

Общие технические требования

Системы газодымоудаления в газовых системах пожаротушения проектируются в соответствии с правилами СП, такими как СП 7.13130.2009. Основные требования включают:

• Обеспечение надёжного вывода продуктов горения и остатков огнетушащего вещества.
• Совместимость с автоматическими установками пожаротушения.
• Высокая производительность.

Как выбрать систему автоматического пожаротушения?

Выбор подходящей системы автоматического пожаротушения — это ответственный процесс, который требует учёта множества факторов. Ошибки на этапе подбора могут привести к избыточным расходам или недостаточной эффективности защиты объекта.

Этапы выбора системы

1. Определение особенностей объекта
• Назначение помещения: серверные, архивы, промышленные зоны требуют различных подходов.
• Типы возгораний: пожары классов A, B, C или специфические виды возгораний, например, с участием химических веществ.
• Наличие персонала: выбираются вещества, безопасные для людей, если в помещении возможно их присутствие.
2. Анализ рисков
• Проведение оценки пожарных рисков помогает определить вероятность возгорания и его возможные последствия.
• Определяется необходимость установки модульной или централизованной системы.
3. Выбор типа огнетушащего вещества
4. Экономические аспекты
• Бюджет проекта: важно сбалансировать стоимость установки и долгосрочные затраты на эксплуатацию.
• Оптимизация расходов: модульные системы могут быть экономичнее для небольших помещений, в то время как централизованные выгоднее для крупных объектов.
5. Дополнительные требования
• Возможность интеграции с системами пожарной сигнализации и управления эвакуацией.
• Удобство обслуживания системы.

Примеры выбора системы

1. Серверная комната (10 м²)
• Тип системы: модульная с Хладоном 227еа.
• Преимущество: безопасность для оборудования.
2. Склад (500 м²)
• Тип системы: централизованная с Хладоном 125.
• Преимущество: эффективная защита больших зон с высокой тепловой нагрузкой.
3. Музейное помещение (30 м²)
• Тип системы: модульная с Хладоном ФК-5-1-12.
• Преимущество: сохранность экспонатов и минимальное воздействие на окружающую среду.