Принцип работы спринклерной системы и краткая история создания

С момента изобретения стационарная установка пожаротушения мало изменилась, добавились только новые материалы и датчики, реагирующие на любые признаки возгорания — от дыма до нагрева воздуха. Первый вариант системы, которая затем получила название спринклерной, был разработан инженером К.Д.Фроловым ещё в 1770 году. В изначальном проекте это были стандартные трубы, закреплённые на потолке. Вода подавалась через обычные отверстия. Безусловно, тогда управление осуществлялось полностью вручную, а вместо насоса работало водоналивное колесо.

Основная характеристика старых и новых модификаций — система спринклерного трубопровода расположена по всему периметру здания. Но при этом реакция современной системы происходит именно в тех точках, где зафиксирован пожар. Принцип простой, поэтому очень надёжный — при пожаре повышается температура, срабатывает запорное устройство, вода или пена мгновенно начинает поступать на точку возгорания. 

Основное преимущество этой схемы — вода не будет идти потоком там, где нет угрозы пожара. Локальное срабатывание происходит в точках, где нужно мгновенно открыть вентиль и погасить пламя. Это происходит автоматически:

• находящееся в колбе вещество служит индикатором температуры;
• стекло разрушается;
• вентили открываются и выпускают поток ОТВ.

Есть и другие варианты, но они используются значительно реже: например, пломба-пластина, которая начинает плавиться при нагревании до заданной температуры. Любые запирающие устройства — тепловые замки, слегка отличаются по конструкции и ряду параметров, но действуют одинаково: когда температура достигает 57 градусов (это минимальный порог срабатывания), устройство подаёт команду для распылителя, и огнетушащее вещество направляется по заданной траектории. А эта траектория зависит от конкретной модификации спринклера. 

Низко- и высокотемпературные модели отличаются и по быстроте реагирования. Если первые начинают действовать в течение 5 минут, то распылителям с установкой срабатывания до 182 градусов потребуется около 10 минут.

Алгоритм работы спринклерной системы

Устройство находится в постоянной готовности — получает команду и тушит пожар. Что это означает на практике:

1. При температурном сигнале открываются только те рассеиватели, которые находятся непосредственно в зоне возгорания. Почему это важно — предприятие может быть наполнено сложной и дорогой электроникой. Если бы поток действовал на всём периметре, то ущерб был бы колоссален, вода могла бы разрушить всё оборудование, даже в тех помещениях, которые находятся на другом этаже.
2. В системе трубопровода давление постоянно — выполняется стабильная подача ОТВ по заданным параметрам, при этом давление в системе уменьшается по мере выхода воды/пара из трубопровода.
3. Могут быть использованы системы управления и предусмотрены дополнительные задачи :

• установка датчиков дыма в наиболее вероятных местах возгорания;
• отключение конкретного оборудования;
• активация дымоудаления;
• оповещение о пожаре;
• регулировка или полное отключение вентиляции;
• блокировка дверей лифта. 

Конкретный перечень задач для системы регулируется производственной необходимостью, техническими и финансовыми возможностями конкретного предприятия.

Типы установок

Выбор модели зависит от специфики объекта. Задача у всех установок общая — своевременно обнаружить и оперативно локализовать возгорание. Но учитывать нужно площадь здания, этажность, назначение сооружения — для спортивного объекта, школы и склада горючих материалов потребуется различный алгоритм пожаротушения. Помимо остальных характеристик, в этих зданиях отличается и температурный режим — например, вода застывает в трубопроводе, если сооружение зимой не отапливается (логистические объекты, подсобные помещения).

Какие бывают установки по типу заполнения:

1. Водо-воздушная. В этой схеме в подводящем трубопроводе всегда находится вода, а в питательном и распределительных — по ситуации, в зависимости от времени года, требований к защите конкретного помещения и множества других субъективных условий.
2. Воздушная. Подводящая часть трубопровода также постоянно заполнена водой всегда, а другие участки системы выше узла управления заполнены воздухом под избыточным давлением.
3. Водозаполненная. Независимо от конкретного типа огнетушащего средства (вода или пена), Такая установка ориентирована на использование в зданиях со стабильно плюсовой температурой. В этом случае возможна полная автоматика — система обнаруживает возгорание и срабатывает на нужном участке.
4. Автоматическая установка с принудительным пуском — управляемый привод, оросительные головки, полная автоматизация процесса.
5. Система с использованием воздушного компрессора — именно такой вариант позволяет обеспечить защиту помещений с риском минусовой температуры.

Сложнее подобрать оптимальный вариант в сезонно отапливаемых помещениях. Замерзание воды не только блокирует работу системы пожаротушения, но и просто выводит из строя сам трубопровод.

Виды установок по пожаротушащему вещству:

1. Водные. Такие спринклеры срабатывают чётко в месте возгорания, являются наиболее распространённой конструкцией на самых различных объектах — от детского сада до электростанции.
2. Пенные — как правило, наиболее эффективны на производствах, связанных с химическими веществами, нефтепродуктами, углеводородным сырьём. Устанавливаются на складах горюче-смазочных материалов, при хранении спиртов, эфиров, бензина.

Возможно использование не только воды, но и растворов, характеристики которых улучшены специальным комплексом добавок. Все виды спринклерных установок предназначены для обеспечения пожаротушения без применения автоматической пожарной сигнализации. Для подачи воды в большинстве схем используются две насосные установки — основная и резервная. 

Проблемы спринклерной системы

Главный недостаток — даже при наличии датчиков дыма система ориентирована именно на превышение пороговой температуры. Для активации на задымление предусмотрена установка дополнительных элементов схемы. Но это означает необходимость проложить к каждому из спринклеров кабель. 

Безусловно, данная система не подходит для целого ряда объектов:

• производственные цеха со сложным электронным оборудованием: 
• художественные галереи;
• научные лаборатории с множеством дорогостоящих приборов. 

Причина — вода способна уничтожить любое оборудование и предметы искусства столь же катастрофично, как и огонь. 

Необходимость замены спринклеров — это важная часть обслуживания трубопровода. Распылители требуется заменять после использования даже в том случае, если произошла ложная активация системы — сработало без причины разрушение теплового замка. Но настоящая проблема возникает в том случае, если изъяны существуют в самом трубопроводе. Любая протечка, негерметичный стык — это как минимум потеря напора воды в самый ответственный момент, как максимум — вода или пена просто не дойдут до очага возгорания.

В системах современных трубопроводов возможно использование как стальных, так и полимерных конструкций. Допустимо и сочетание труб из обоих типов материала. Как предотвратить проблему протечки — использовать соединительные элементы, ориентированные именно на работу в системах пожаротушения. Оптимальный вариант такой конструкции — установка грувлок соединений. Они могут применяться как для прямого перехода и удлинения труб, так и для создания ответвлений, поворотов, сложной конфигурации. Это могут быть тройники и колена, заглушки и просто соединительные муфты.

Преимущества:

• разнообразие конструкций и элементов — от крестовины до гибкой муфты;
• полная герметичность;
• независимость от температуры помещения — это могут быть цеха с постоянным нагревом или холодные складские зоны;
• оперативность монтажа;
• никаких проблем при установке — не требуется дополнительное оборудование и квалификация мастеров, достаточно гаечного ключа;
• способность выдерживать давление до 70 бар;
• сохранение рабочих качеств при вибрации — например, если на производстве используются мощные насосы; 
• допускается осевое смещение;
• при монтаже отсутствуют продукты горения — как это происходит при установке сварных соединений;
• беспроблемность замены любого участка для ремонта или изменения конфигурации трубопровода;
• длительный срок эксплуатации.

Дополнительный плюс грувлок-соединения — возможно повторное использование фитингов. Демонтаж выполняется также быстро и просто, как и установка. Единственное. что может потребовать замены — это уплотнитель. При последующем применении грувлок-фитинги не теряют своих рабочих характеристик. 

Как выбрать систему пожаротушения

Существует ряд запретов, связанных со спецификой защищаемого от пожара производства. Учитывать необходимо и различия между спринклерной и дренчерной системами. Основные характеристики и запреты для спринклера рассмотрены ЗДЕСЬ.

Необходим расчёт всех условий самого здания, включая высоту потолков. От выбранной системы пожаротушения зависит и перечень регулярных работ по техобслуживанию, общая схема монтажа, возможность внесения добавок в водные растворы. И эту работу необходимо выполнять ещё на этапе проектирования объекта. Изменение уже существующей системы невозможно без экспертного осмотра — может потребоваться выполнение разводки трубопровода или дополнительная установка датчиков.