Перейти на Sec.Ru
Рейтинг@Mail.ru

07 апреля 2015

Нормы и правила проектирования роботизированных установок пожаротушения

Ю.И. Горбань,
генеральный директор – главный конструктор
ЗАО «Инженерный центр пожарной робототехники «ЭФЭР»

С.Г. Цариченко,
заместитель начальника ФГБУ ВНИИПО МЧС России,
доктор технических наук

 

Данная публикация продолжает тему статей по техническим характеристикам, устройству и применению пожарных роботов и ствольной пожарной техники. В статье рассматриваются нормы и правила проектирования автоматических установок пожаротушения на базе пожарных роботов с расчетами, сравнительными комментариями и рекомендациями, которые необходимы проектировщикам при построении систем пожаротушения в 3D на базе пожарных роботов.

 

Современные автоматические установки пожаротушения на базе пожарных роботов

Рис.1. Пожарный робот ПР-ЛСД-С40Уш-ИК-ТВ шаровой, серии «андроид»

С появлением серийно выпускаемых пожарных роботов (ПР) область применения автоматических установок пожаротушения (АУП) значительно увеличилась. Широкие технические возможности ПР в составе роботизированных установок пожаротушения (РУП), представляющих новые технологии пожаротушения, позволяют применять РУП там, где традиционные спринклерные и дренчерные АУП малоэффективны или неприемлемы. Это помещения больших производственных площадей, высокопролетные здания и сооружения: ангары для самолетов, спортивные и выставочные комплексы с массовым пребыванием людей, тоннели, склады различного назначения. Это и наружные пожароопасные объекты. В настоящее время уже сотни объектов в России и СНГ оснащены пожарными роботами.

Сегодня можно констатировать, что РУП наряду с известными технологиями пожаротушения вошли в состав базовых технических средств пожарной автоматики. Их статус закреплен законодательно, нормативно, технически. Технические требования на РУП определены федеральным законом №123-ФЗ. В настоящее время выпускается целый арсенал пожарной робототехники в соответствии с ГОСТ Р 53326-2009 на РУП. В своде правил СП5.15130.2009 по АУП выделена целая глава с нормативными требованиями по проектированию РУП. В новых сводах правил по зданиям и сооружениям, где применяется РУП, даются рекомендации по их проектированию.

 

Отличительные особенности РУП

Рис. 2. Пожарный робот ПР-ЛСД-С60У-Ех с датчиком УИД-01, во взрывозащищенном исполнении

Для применения технологий пожаротушения на базе ПР необходимо знать их технические возможности и отличительные особенности, чтобы правильно использовать для решения задач по защите объектов. Основные отличительные особенности ПР и РУП, которые рекомендуется учитывать при проектировании:

  •  ПР включает в себя как средства обнаружения загорания, так и средства подачи огнетушащего вещества (ОТВ), формируя точечные центры тушения, что позволяет проектировать системы защиты только с магистральными, более надежными и менее затратными, коммуникациями;
  •  водоснабжение осуществляется только по магистральной сети - без разветвленной распределительной сети, характерной для спринклерных и дренчерных систем;
  •  возможность защищать большие площади - с одной точки с учетом адресной доставки ОТВ можно защищать площади от 5 до 15 тыс.м2 при расходах от 20 до 60 л/с соответственно;
  •  адресная доставка воды и пены осуществляется по воздуху по всей защищаемой зоне непосредственно на очаг загорания, с учетом площади загорания, а не на фиксированную площадь, определенную проектом раз и навсегда;
  •  при пожаротушении используется метод строчного сканирования по фактической площади загорания, определяемой датчиками обнаружения возгорания, с возможностью изменения координат и площади сканирования в соответствии с реальной картиной развития пожара, при этом соблюдается требуемая интенсивность орошения;
  •  возможность определения координат и поверхности горения в 3-х мерной системе координат, что дает возможность тушения не только по горизонтальной площади, но и в пространстве, с учетом расстановки технологического оборудования в пространстве помещения в 3-х мерной системе координат;
  •  определять загорание в начальной стадии и с высокой точностью – чувствительность обнаружения очага возгорания составляет 0,1 м2;
  •  возможность управлять формой струи, например, изменять угол факела распыливания в зависимости от дальности подачи ОТВ, что дает возможность накрывать очаг распыленной струей без сильного гидромеханического воздействия струи;
  •  возможность концентрации всей мощности насосной для подачи ОТВ со всех стволов в радиусе их действия на один очаг возгорания;
  •  гибко реагировать на различные сценарии развития пожара – возможность изменять программу пожаротушения по времени, по данным датчиков пламени, подключать резервный ПР при отказе рабочего;
  •  перепрограммирование программы тушения, например, при изменении технологии можно изменить нормативную интенсивность пожаротушения;
  •  осуществлять видеоконтроль ТВ-камерами процесса пожаротушения с регистрацией и ведением электронного протокола последовательности действий;
  •  самотестирование системы в дежурном режиме с формированием сообщений о необходимости коррекции по указанному адресу, что поддерживает систему в постоянной готовности;
  •  возможность выбора конструктивных исполнений ПР:
    •  с 3-й степенью подвижности с механизмом подъема-опускания, например, для встраивания скрыто заподлицо с полом в ангарах для самолетов, что позволяет размещать стволы прямо под фюзеляжем самолета на проезжей части;
    •  с 3-й степенью подвижности с механизмом выдвижения, например, для встраивания скрыто в стену в концертных залах, что позволяет сохранить интерьер и ограничить несанкционированный доступ;
    •  возможность выбора ПР по условиям среды – с нормальными условиями, взрывозащищенное, для северных районов, морское исп.;
    •  возможность наращивания системы увеличением количества ПР без смены базового оборудования системы управления;
  •  формирование полидисперсных распыленных струй, содержащих как большие капли высокой энергии, так и ТРВ, что позволяет эффективно тушить как маленькие очаги, так и реальные пожары площадью более 5 м2;
  •  возможность применения ПР в дистанционном и ручном режимах непосредственно прибывшими на пожар пожарными, т.к. ПР включает в себя ствольную технику, применяемую пожарными;
  •  ПР экономически эффективны. Стоимость электронных и программных средств падает значительно быстрее, чем растет стоимость «железа» и монтажных работ по прокладке километров труб спринклерных и дренчерных систем в труднодоступных местах. Кроме того, надо учитывать косвенные расходы, связанные с разной эффективностью установок и, соответственно, разными ущербами, как от пожара, так и последствий избыточного применения ОТВ.

 

Функциональные требования к РУП

  • ПР предназначен для формирования и направления сплошной или распыленной струи ОТВ (воды или пены) к очагу пожара, либо для охлаждения технологического оборудования и строительных конструкций
  • РУП должен включать в себя не менее двух ПР, затворы с электроприводом и устройство программного управления РУП;
  • Алгоритм работы РУП должен выполнять следующие функциональные действия: 
  •  РУП принимает информацию от системы пожарной сигнализации. 
  •  По сигналу «Пожар» ПР выполняют поиск очага возгорания в заданной зоне. 
  •  На основании информации от ПР устройство управления РУП:
  •  определяет координаты очага возгорания в 3-х мерной системе координат и выбирает ПР для тушения очага возгорания. 
  •  формирует сигналы блокирования работы технологического оборудования, включения дополнительной сигнализации и т.п.
  •  После выхода ПР в рабочую зону тушения или охлаждения формирует сигналы на открытие затворов и на запуск насосов
  • ПР должен позволять функционирование в следующих режимах:
  •  автоматическое управление - позиционное или контурное программное сканирование;
  •  дистанционное управление - с пульта дистанционного управления;
  •  автоматизированное управление - под контролем оператора, совмещающее в себе автоматический и дистанционный режимы; 
  •  ручное управление - органами ручного управления на ПР.
  • Каждая точка помещения или защищаемого оборудования должна находиться в зоне действия не менее чем двух ПР.

 

Технические характеристики ПР и РУП

В обозначении типа ПР представлены его компоненты и показатель по расходу. Пример обозначения ПР с лафетным стволом (ЛСД), с расходом 20 л/с (20), универсальной шаровой конструкции (Уш), с устройством обнаружения загорания в ИК-диапазоне (ИК), с ТВ-камерой (ТВ): ПР-ЛСД-С20Уш-ИК-ТВ, ГОСТ Р 53326-2009.

Наименование параметров

Количественные и качественные показатели пожарных роботов

Расход воды или водного раствора пенообразователя, л/с

20

40

60

100

Номинальное давление, МПа

0,6

0,8

Дальность струи максимальная., м: 

- водяной сплошной 

- распыленной под 30°

- пенной

 

55

34

50

 

70

43

60

 

80

49

68

 

100

63

85

Зона перемещения ствола, °

- по вертикали

- по горизонтали

 

от + 90 до -40

345

Скорость движения, °/с

- на холостом ходу, не менее

- при подаче ОТВ

 

9

3

Погрешность наведения, °

1

 

Общие требования к водяным и пенным автоматическим установкам пожаротушения

Водяные и пенные автоматические установки пожаротушения (АУП) в соответствии с СП5.13130 должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.3.046, ГОСТ Р 50680, ГОСТ Р 50800 и ГОСТ Р 53326 и подразделяются на спринклерные, дренчерные, спринклерно-дренчерные, роботизированные и АУП с принудительным пуском. Тип установки пожаротушения, способ тушения, вид огнетушащего вещества определяются организацией-проектировщиком.

АУП в соответствии с ГОСТ 12.3.046 должны обеспечивать:

  • срабатывание в течение времени менее начальной стадии развития пожара (критического времени свободного развития пожара) по ГОСТ 12.1.004;
  • выполнять функцию тушения или локализации пожара;
  • обеспечивать интенсивность подачи огнетушащего вещества не менее нормативной.

Параметры водяных и пенных АУП должны соответствовать требованиям СП5.13130, табл.5.1:

  • по интенсивности орошения или расходу огнетушащего вещества (ОТВ); 
  • минимальной площади орошения;
  • продолжительности подачи воды. 

 

Базовые параметры АУП: интенсивность, расход, продолжительность подачи

Одним из базовых параметров АУП является интенсивность. Интенсивность подачи ОТВ, согласно СП5.13130, это количество ОТВ, подаваемое на единицу площади (объема) в единицу времени. Нормативная интенсивность подачи ОТВ определяется как интенсивность подачи ОТВ, установленная в действующей нормативной документации для тушения пожаров на объектах в зависимости от группы помещений по степени опасности развития пожара, определяемой пожарной нагрузкой. Группы помещений приведены в СП5.13130, приложение Б. При нормативной (оптимальной) интенсивности подачи ОТВ прекращение горения осуществляется за практически приемлемое время, называемое нормативным.

Нормативная интенсивность подачи ОТВ вместе с нормативным временем подачи ОТВ является обязательным и достаточным требованием для водяных и пенных АУП по выполнению функции тушения пожара и должно подтверждаться согласно методикам испытаний по ГОСТ Р 50680 для водяных установок, ГОСТ Р 50800 для пенных установок и ГОСТ Р 53326 для РУП.

Интенсивность для РУП в соответствии с ГОСТ Р 53326 должна быть не менее нормативной интенсивности для дренчерных систем по СП5.13130, табл.5.1-5.3

При разработке новых сводов правил для объектов с применением РУП нормы интенсивности орошения могут приводиться непосредственно для РУП, например, СП135.13130.2012 по вертодромам.

Следует отметить, что РУП также соответствуют параметрам по интенсивности орошения для ручных и лафетных стволов утвержденным для руководителей тушения пожаров, предназначенным для расчета расхода ОТВ и количества ручных и лафетных пожарных стволов при тушения пожаров различных групп помещений и пожарной нагрузки. Это в полной мере согласуется с концепцией совместной работы пожарных роботов и человека в системе «человек-машина».

При проектировании АУП с применением РУП выбор ПР рекомендуется принимать по расходу, исходя из следующих условий:

  • применение ПР по расходу из типового ряда ПР (для каждого расхода своя баллистика струи),
  • необходимости орошения каждой точки двумя струями,
  • из размеров рабочей зоны по радиусу действия струи зависимости от расхода,
  • минимальной площади с расходом не менее нормативного по СП5.13130, табл. 5.1.

РУП имеют возможность контролировать очаги загорания, поэтому продолжительность подачи воды может определяться фактическим временем пожаротушения. При отсутствии горения тушение автоматически прекращается. Создание высокой интенсивности на небольшой площади в начальной стадии пожара позволяет быстро тушить и экономить воду. Это в разы эффективнее, чем просто проливать воду по нормативному времени.

 

Оценка параметров РУП при орошении сканированием по площади

Пожаротушение с применением РУП в соответствии с СП5.13130 осуществляется сканированием струи по площади загорания. Площадь падения эффективной части струи РУП на поверхность определяется по эпюрам орошения, см. рис.3. Сечение струи в плоскости падения имеет форму неправильного эллипса с расширенным фронтом впереди и вытянутой хвостовой частью. Интенсивность орошения неравномерная. В головной части эллипса наиболее высокая интенсивность орошения. Точка максимальной интенсивности орошения определяет эффективную дальность , которая примерно на 10% меньше максимальной дальности Lmax.

 

Рис.3.

 

В качестве примера на рис.3 показана эпюра ПР с расходом 20 л/с. при 0,6 МПа на наиболее удаленном участке рабочей зоны, принимаемой для расчетов. Участок со средней интенсивностью орошения i=0,5 л/(c•м2) имеет длину 8 м при ширине 2,5 м, что составляет расчетное сечение струи dS=20 м2. На этом участке есть зона повышенной интенсивности длиной 3 м.

Площадь орошения для РУП определяется с использованием технических средств обнаружения загораний. Для РУП, оборудованных ИК-сканером с углом обзора 3 град., с учетом погрешностей наведения +1 град и оптических погрешностей +1 град обеспечивается возможность обнаружения загораний в секторе 7 град. В пересчете на линейную величину на расстоянии 50 м это представляет зону 6 м в длину и 6 м в ширину с площадью S=36 м2.

Рассмотрим типовую программу сканирования по площади S=36 м2. Программа сканирования определяется перемещением dS по площади тушения S на скорости V=3 град/с в соответствии с ГОСТ Р 53326. В пересчете на линейную величину на расстоянии 50 м это составляет 3 м/с. Начало цикла сканирования принимается из расчета установки струи в положение, при котором центр максимальной интенсивности находится в верхней левой части заданной площади тушения S=36 м2. Для более равномерного орошения струю в зоне повышенной эффективности (длиной 3 м) водим по всей площади. Сканирование по площади в этом случае занимает 2 строки при времени цикла 6 с.

Это расчетное время той незначительной задержки тушения части защищаемой площади, при которой не успевает осесть водяная пыль, но которая компенсируется повышенной интенсивностью. В то же время прерывистая подача воды позволяет не просто проливать воду до утечки, а более эффективно использовать ее для тушения, что используется пожарными при работе со стволами.

При орошении по расчетной площади расход РУП должен быть не менее расходов дренчерных систем, принимаемых для минимальных площадей, относящихся к группам помещений в соответствии с СП5.13130, табл. 5.1.

 

О новой редакции свода правил СП5.13130

К настоящему времени уже сотни объектов защищаются от пожаров с использованием технологий на базе пожарных роботов, несмотря на все сложности с введением для них СТУ - особых условий, при которых каждый проект должен сам защищаться в высших инстанциях. В готовящейся новой редакции свода правил СП5.13130 хотелось бы видеть соответствие с ГОСТ Р 53326 по РУП. Поскольку РУП по тому же СП5.13130 относится к водопенным АУП, то на РУП должны распространяться те же подходы и правила по интенсивности орошения и расходам, которые относятся к водопенным установкам. Это в значительной степени поможет проектировщикам разобраться в нормативных противоречиях и более успешно применять современные технологии пожаротушения.

Опубликовано в ж. «Безопасность. Всероссийский специализированный журнал», 2/2014

Просмотров: 539

Ваши комментарии:

Для того, чтобы оставлять коментарии, Вам нужно авторизоваться на Sec.Ru. Если У Вас еще нет аккаунта, пройдите процедуру регистрации.


Информация

  • Снимай крутую видеорекламу - выкладывай на Sec.Ru!

    Рекламный ролик - один из самых эффективных способов донесения информации. И он отлично подходит для рекламирования любой продукции, в т.ч. и продукции рынка систем безопасности.
    Поэтому редакция Портала решила составить свой рейтинг лучших рекламных видеороликов. Все они разные и все чем-то покоряют: красотой, задумкой, стилем съемки, посылом, необычным финалом.
    Некоторые из них язык не повернется назвать иначе как шедевром короткого метра. Смотрим, наслаждаемся, делаем заметки, учимся творить рекламу правильно.
    Если Вы хотите выложить видеоролик о своей продукции на Sec.Ru, пишите о своем желании на adv@sec.ru!

    Картинка: Jpg, 100x150, 16,47 Кбайт

    Мотор!

Отраслевые СМИ

Все права защищены 2002 – 2017
Rambler's Top100 �������@Mail.ru