Мікрокраплинне пожежогасіння

З кожним роком питання підвищення пожаробезопасности і оснащення сучасними системами пожежогасінні житлових і промислових об'єктів стають актуальнішими, а професія пожежника – більш затребуваною. Чим складніше за техніка, ніж більше електричних мереж, чим активніше будівництво, тим більший оброк збирає одвічний супутник людства – вогонь.
На жаль, із зростанням енергооснащеності сучасних споруд, збільшуються і ризики виникнення пожеж і пожароопасных ситуацій. Тим часом, крім прямого збитку, пожежі наносять величезну непряму утрату всій економіці.
За даними іноземних джерел (Національній асоціації протипожежного захисту США), в умовах ринкової економіки 43% підприємств не можуть відновити свою діяльність безпосередньо після пожежі, 28% підприємств відновлюються протягом трьох років і лише 23% підприємств функціонують після пожежі в звичайному режимі.
На жаль, відомі труднощі минулих років наклали відбиток і на сильну колись протипожежну службу. Пожежники, через об'єктивні причини, часто не в змозі вчасно приїхати на місце. Середній час прибуття пожежних розрахунків складає від 8 мін в містах до 19 мін в сільській місцевості, а в умовах мегаполісів може збільшитися непередбачувано із-за дорожніх проблем.
На жаль, щоб змінити ситуацію, що склалася, потрібні не тільки державна воля, але і величезні капітальні вкладення, на які наш бюджет поки що не здатний. Тому, в подібних умовах, на перший план виходить організація пожежної безпеки – створення комплексу мерів, який дозволить якщо не згасити відразу виникле вогнище спалаху, то хоч би з найменшими втратами дочекатися професійних борців з вогненною стихією.
Варто відмітити, що ретельне дотримання всіх норм, які прописані в численних нормативних актах, – зовсім не чиясь примха. Як і багато інструкцій по безпеці, протипожежні Гости і Сніпи буквально «писані кров'ю». І якщо слідувати їм, то збиток від вогненної стихії можна, якщо не звести нанівець (це неможливо), то істотно мінімізувати. На жаль, при будівництві цими нормами часто нехтують або виконують їх абияк, що називається, «для галочки». Адже це той самий випадок, коли початкова «економія» може обернутися величезними збитками, а то і загибеллю людей. І не варто сподіватися на страховку – страхові фірми не схильні відшкодовувати збиток від пожежі, події із-за поганого дотримання правил пожежної безпеки...
Правда, варто відзначити, що намітився перелом в легковажному відношенні до превентивних заходів протипожежної безпеки. Так, вже декілька років діє федеральна цільова програма «Пожежна безпека і соціальний захист до 2005 р.». В результаті цієї програми, націленої на розвиток попередження спалахів, планується на 35% понизити втрати від пожеж. Причому значна роль відводиться створенню стаціонарних засобів пожежогасінні.
На практиці це означає, що жодна будівля не повинна вводитися в експлуатацію без надійно працюючої системи автоматичної пожежогасінні. Крупні міста давно вже йдуть по цьому шляху. Столичний уряд ще в 1995 р. прийняв Московські будівельні норми, в яких особливо обмовляється, що при зведенні багатофункціональних будівель і комплексів повинні бути передбачені системи протипожежного захисту (СПЗ), в які входять:
протидимний захист;
внутрішній протипожежний водопровід і автоматична пожежогасіння;
ліфти для пожежних підрозділів;
автоматична пожежна сигналізація.

При цьому управління СПЗ повинне здійснюватися з одного центрального диспетчерського пункту.
Крім того, особливі вимоги пред'являються до внутрішнього протипожежного водопроводу – в будівлі повинні бути не менше двох введень, внутрішня мережа повинна бути кільцем, натиск необхідно підтримувати постійний і насосні станції зобов'язані відповідати I категорії надійності, що пред'являє підвищені вимоги до устаткування.
Треба сказати, що автори норм не почали придумувати нічого нового, а просто переосмислили вже наявні нормативні акти, наприклад Сніп 2.01.02-85 (протипожежні норми) і Гости (зокрема ГОСТ 12.1.004 і ГОСТ 12.1.044 – пожежна безпека).
Такі нормативні акти примушують інвесторів будівництва робити будівлі захищеними від вогню – адже без систем СПЗ споруду ніхто не допустить до експлуатації.
Сучасні будівлі, що проте будуються, вимагають і сучасних технологій протипожежного захисту. Річ у тому, що вода і до цього дня найефективніший спосіб пожежогасінні. Відомо, що до 90% всіх пожеж ліквідовується саме водою. І це природно – це найбільш простій, екологічний і дешевий спосіб ліквідовувати вогонь. Але традиційні способи – пожежні стовбури або стаціонарні системи хоча і дуже надійні, але мають ряд недоліків. Проблема полягає в тому, що вони споживають величезну кількість води (більше 0,08 л/с/м2) і їх використання вимагає наявність ємкостей і резервуарів. Крім того, звичайне розпилювання, з діаметром крапель від 0,4 – 2 мм, викликає буквальне затоплення приміщення. Це приносить великі збитки, особливо в сучасних будівлях, переповнених електрокабелями і складною технікою. А.П. Коваль, президент Всеросійського союзу страховиків, депутат Державної думи, помічає, що «збиток, що наноситься засобами гасіння пожеж, зокрема водою, деколи несумірна більше утрати від самої пожежі... Сьогодні з'явилися нові технології гасіння, проте вони поволі упроваджуються в практику...». Застосування безводих засобів обмежене по ряду міркувань – порошкові, газові, аерозольні системи хоча і володіють дуже високою ефективністю, але небездоганні з погляду екології – адже в них використовується хладон (халон), а від нього вирішено було відмовитися за угодою Монреаля про захист озонового шару Землі. Заміни хладону існують, але вони істотно дорожчі.
В даний час все більше застосування знаходить метод гасіння тонкораспыленной водою (ТРВ). Технологія ця відома з 50-х років минулого століття, але не знаходила широкого застосування. Вважалося, що велика кількість води ефективніше гасить вогнище спалаху. Дійсно – могутній струмінь (з діаметром крапель більше 400 мікрон) легко досягає ядра вогнища пожежі, проникає в нього і гасить, але при цьому велика частина води (до 60%) стікає нижче за рівень спалаху і на горіння не впливає. При технології гасіння тонкораспыленной водою механізм дії на полум'я інший. Можна виділити 3 причини ефективності тонкодисперсної води: по-перше, замість механічного «збиття» полум'я, водяний туман (мікрокрапельки величиною менше 200 мікрон) збільшує швидкість поглинання тепла з горючих газів і полум'я. Сумарна поверхня крапель набагато вища, ніж при традиційних методах гасіння, тому, крім збільшення швидкості випаровування, збільшується і сумарна площа випаровування дрібних крапель, а значить, втрати тепла теж значно більше. По-друге, при швидкому випаровуванні водяну пару заміщає повітря в зоні горіння, витісняючи кисень. Вогонь просто «задихається»... По-третє, відбувається загасання теплового випромінювання. Дані експериментів свідчать, що тепловий потік від стандартних вогнищ спалаху на відстані 1,7 м знижується більш ніж в 4 рази, що локалізує вогнище спалаху. Варто сказати, що при цьому води виливається в рази менше, ніж при звичайному гасінні. Так, при моделюванні спалаху бібліотечного фонду повністю загасити вогонь вдалося за 2 мін, витративши всього 2,5 л води на квадратний метр.
Крім всього цього, відомо, що головну небезпеку при пожежі представляє не відкрите полум'я, а неконтрольоване розповсюдження диму і вогню. Розжарений до критичних температур дим не тільки отруйний, але і здатний надавати запалювальну дію. Крім того, він з легкістю розповсюджується по вентиляційних каналах. Тонкораспиленная вода не тільки охолоджує димові гази, але і облягає отруйні аерозолі і дозволяє контролювати спалах, що почався.
Системами ТРВ можна навіть гасити спалахи електрощитових – водяний туман не викликає замикання. Не можна їх застосовувати тільки для гасіння лужних металів, металлоорганики, карбідів, розжареного вугілля і заліза – всі ці речовини при контакті з водою вступають в хімічну реакцію з виділенням величезної кількості тепла.
Для реалізації технології застосовуються давно і що добре зарекомендували себе спринклерные системи. Вони компонуються системою спеціальних розбризкувачів («спринклерів»), відповідною автоматикою і насосним модулем. Зазвичай, це два високопродуктивні насоси (основний і резервний) і «маленький» насос (пілотний або «жокей»-насос). Пілотний насос завдяки автоматиці підтримує заданий постійний тиск в системі, компенсуючи витоки або спрацьовування невеликої кількості спринклерів. «Великий» насос вступає в дію або при команді з пульта диспетчера або автоматичної системи або при падінні тиску нижче певного рівня. Подібне рішення було застосоване при будівництві адміністративної будівлі Моськва-ситі, де були використані комбінації насосів GRUNDFOS типу NК (як основні) і GRUNDFOS типу CR (як «жокеї»).
Подібні системи широко використовуються в розвинених країнах. Наприклад, авіавиробники «AIRBUS» і «BOEING» почали забезпечувати салони і технічні відсіки модульними системами ТРВ. Фірма «MARIOFF» розробила і створила централізовану систему ТРВ (по-англійськи «hi-fog») для пасажирських морських поромів. У Росії теж ведуться розробки і успішно застосовуються подібні системи. Наприклад, установка МПВ-40 вітчизняного виробництва застосована в московському магазині фабрики «Червоний Жовтень». Але при всіх достоїнствах, подібні сучасні системи досить вимогливі до натиску води. Ряд імпортних установок працює при дуже високому (до 70 атм) тиску, що досить складно забезпечити технологічно. Тому доводиться передбачати монтаж спеціальних насосних станцій, що підвищують тиск в мережі. При цьому можливі 2 варіанти: у першому випадку, це декілька послідовно сполучених бустерних модулів (свердловинний насос в герметичному сталевому корпусі). Подібне рішення було вибране для системи пожежогасінні Великого театру. У другому варіанті застосовується стандартна насосна частина свердловинного насоса, сполучена через передачу, що підвищує, з асинхронним електродвигуном. Це дозволяє підняти швидкість обертання валу насоса в два рази (6 тис. об/мин проти звичайних 2,9 тис.) і добитися поставленого завдання.
Взагалі, варто відзначити, що яка б технологія пожежогасінні не була вибрана, вона повинна бути включена в загальну систему безпеки, що включає не тільки засоби придушення вогнища пожежі, але і засоби детекции і управління всіма складовими. Краще всього розраховувати подібні системи пожежного захисту (СПЗ) ще на стадії проектування новобудови або капітального ремонту будівлі. Тільки в цьому випадку можна передбачити всі нюанси розташування водоводов, гідрантів, перекачуючих станцій (адже всі ці компоненти повинні відповідати дуже жорстким критеріям, практично – бути абсолютно безвідмовними). При цьому варто врахувати, що стандартних рішень просто не буває – кожна будівля індивідуальна, значить, і особливості автоматичної системи пожежогасінні (АСПТ) теж будуть строго індивідуальні. Дійсно, навіть два що стоять поряд начебто типових будівлі різняться в деталях – одне знаходиться на піднесеності, інше в низині, до одного є зручний під'їзд, до іншого їхати довше... Означає і розрахунок СПЗ буде різним.
Особливо пильна увага при виборі і монтажі систем пожежогасінні доводиться обертати на будівлі, що реконструюються. Адже не секрет, що в старих будинках багато дерева (обшивка стенів, межэтажные перекриття), висохлого за багато років до стану труту, – одна іскра від зварки, незагашена сигарета – і пам'ятник архітектури згорає дотла. Адже в подібних будівлях часто розташовані театри, інші суспільні установи – в них завжди багато народу і страшно подумати, чим може обернутися пожежа. Тут потрібна справді філігранна точність, щоб дотримати норми безпеки і не калічити архітектурний шедевр. У ідеалі, системи повинні бути «розумними», тобто АСПТ зобов'язана спрацьовувати тільки штатно, не давати збоїв. Як негативний приклад можна привести недавнє ЧП в Пушкінському будинку в Санкт-Петербурзі, де неправильне спрацьовування захисту привело до загибелі цінних документів. Обмовимося, правда, що за цією системою не було належного нагляду (два роки її не обслуговували із-за хронічного браку коштів)... До речі кажучи, вірогідність ефективного спрацьовування елементів СПЗ, рівна 98% при правильному обслуговуванні (проектування і виготовлення системи здійснюється відомою фірмою, обслуговування проводиться фахівцями тієї ж фірми), падає до 85%, якщо міняється тільки одне умова – обслуговувати систему починають сторонні фахівці, що хоч би і пройшли навчання...
Відмінним прикладом грамотного розрахунку СПЗ може служити Великий театр. Компанія GRUNDFOS, що поставила туди устаткування, виготовила для цього старовинної будівлі унікальну комп'ютерну систему управління, пов'язану з центральним диспетчерським пунктом. Система СПЗ складається з ряду бустерних модулів (спеціальні свердловинні насоси в герметичному корпусі), що дозволяють подавати до 1600 кубометрів води в годині Крім того, організована система гідрантів з використанням моноблочних насосів типу DNP. Все складне насосне господарство управляється з єдиного пульта, що дозволяє контролювати будь-яку зміну ситуації. Подібні ж системи стоять в Московському Кремлі, храмі Христа Рятівника і в інших відомих будівлях Москви і ряду інших міст Росії. Це дозволяє сподіватися, що навіть на випадок пожежі збиток буде невеликий.
Варто відзначити, що все більш широке використання СПЗ ТВС і загальний розвиток технологій протипожежної безпеки спричинило зміну нормативних актів. Так, в 1999-2000 роках нормативно-технічний відділ ГУГПС МВС Росії сумісно з ФДМ ВНІЇПО МВС Росії і ЗАТ «Інженерний центр Спецавтоматика» розробили і утвердили нові норми пожежної безпеки НПБ 88-01 «Установки пожежогасінні і сигналізації. Норми і правила проектування». Цей документ покликаний замінити собою Сніп 2.04.09-84, що діють, «Пожежна автоматика будівель і споруд», НПБ 21-98 «Установок аерозольної пожежогасінні автоматичні. Норми і правила проектування і застосування» і ряд інших. В порівнянні із старим Сніпом, новий норматив містить додаткові розділи:
установки пожежогасінні високократною піною;
установки пожежогасінні тонкораспыленной водою;
установки порошкової пожежогасінні модульного типу;
установки аерозольної пожежогасінні;
автономні установки пожежогасінні;
взаємозв'язок систем пожежної сигналізації з іншими системами, технологічним і електротехнічним устаткуванням будівель і споруд.

Розробка цього документа дозволить проектувальникам легко розраховувати і погоджувати системи автоматичної пожежогасінні.
Отже, розглянуті вище системи і методи пожежогасінні і пожежного захисту дозволяють дивитися в майбутнє з достатньою часткою оптимізму – розуміння необхідності комплексного вирішення проблем пожаробезопасности стає повсюдним, намічаються зрушення до кращого. В середньому, за рік на 10% знизилася кількість пожеж у виробничих будівлях, будівлях суспільного призначення і житловому секторі, і це дозволяє сказати, що позитивна тенденція простежується цілком виразно. І це не може не радувати – адже зменшення пожеж і, відповідно, втрат від них підвищить шанси російської економіки стати конкурентоздатною на сучасному цивілізованому світі