Коротко: спринклерное пожаротушение работает локально. При пожаре нагревается ближайший к очагу спринклерный ороситель, его тепловой замок разрушается, и через открывшийся ороситель начинает подаваться вода. Давление в трубопроводе изменяется, автоматика запускает предусмотренное проектом оборудование, включая насосную установку. При этом обычно открываются не все спринклеры сразу, а только те, которые нагрелись до температуры срабатывания.
Спринклеры под потолком можно увидеть в торговых центрах, гостиницах, офисных комплексах, на складах и производственных объектах. Со стороны система выглядит довольно просто: сеть труб и небольшие оросители. Но ее эффективность зависит от гидравлического расчета, давления, расхода воды, расположения оросителей, характеристик помещения, пожарной нагрузки и десятков других параметров.
Спринклерная установка относится к автоматическим системам водяного пожаротушения. Ее задача — обнаружить локальное повышение температуры непосредственно в зоне пожара и начать тушение еще до того, как огонь распространится на значительную площадь.
Подробнее о других вариантах водяных установок можно прочитать в статье Водяное пожаротушение: принцип работы, виды и применение .
Что такое спринклерное пожаротушение
Спринклерная установка — это автоматическая система пожаротушения, в которой на трубопроводной сети размещаются закрытые оросители со специальными теплочувствительными элементами.
Пока температура около оросителя остается нормальной, спринклер закрыт. При пожаре горячий воздух и продукты горения поднимаются вверх и нагревают расположенный над очагом ороситель. При достижении предусмотренной температуры тепловой элемент срабатывает, открывая выход воде.
Температура в зоне очага начинает расти.
Нагревается тепловой элемент ближайшего спринклера.
Ороситель открывается.
Вода поступает непосредственно в зону пожара.
Как работает спринклерная система: пошагово
Рассмотрим происходящее при пожаре подробнее. В реальной системе отдельные процессы могут отличаться в зависимости от принятой проектной схемы, но общий принцип выглядит следующим образом.
Возникает очаг пожара
Нагретый воздух и продукты горения начинают подниматься к потолку. Температура вокруг ближайших оросителей увеличивается.
Нагревается тепловой замок
В оросителе установлен теплочувствительный элемент. Пока его температура ниже порога срабатывания, отверстие спринклера остается закрытым.
Спринклер вскрывается
После срабатывания теплочувствительного элемента закрывающий механизм освобождается и вода получает выход через ороситель.
Формируется факел орошения
Поток попадает на розетку оросителя и распределяется по расчетной площади. Вода охлаждает материалы и конструкции и воздействует непосредственно на зону горения.
Изменяются параметры трубопроводной сети
Открытие оросителя приводит к изменению давления и расхода. Узлы управления фиксируют состояние установки.
Система обеспечивает расчетную подачу воды
В работу включается предусмотренное проектом оборудование, обеспечивающее необходимый расход и давление воды для работающих оросителей.
Эффективность установки определяется расчетом. Инженерам необходимо определить количество и расположение оросителей, расход воды, давление, диаметры трубопроводов, параметры насосной станции и алгоритмы работы автоматики.
Проектирование водяного пожаротушения в Energolead
Как устроен спринклерный ороситель
Спринклер — небольшой элемент, но именно он одновременно выполняет две важные функции: реагирует на повышение температуры и распределяет воду по защищаемой площади.
В конструкцию классического оросителя входят:
- корпус — соединяет ороситель с трубопроводом;
- выходное отверстие — через него после срабатывания поступает вода;
- запорный элемент — удерживает воду до момента активации;
- тепловой замок — реагирует на повышение температуры;
- розетка — формирует необходимую форму водяного факела.
Один из наиболее узнаваемых вариантов теплового замка — стеклянная колба с термочувствительной жидкостью. При нагревании жидкость расширяется, колба разрушается и освобождает запирающий механизм.
Из чего состоит спринклерная система пожаротушения
Видимые под потолком оросители — лишь небольшая часть установки. Для подачи необходимого количества воды требуется целый инженерный комплекс.
| Элемент | Задача |
|---|---|
| Спринклерные оросители | Реагируют на нагрев и распределяют воду в зоне пожара. |
| Распределительные трубопроводы | Доставляют огнетушащее вещество к оросителям. |
| Узлы управления | Контролируют состояние секций и обеспечивают работу установки по принятой схеме. |
| Насосное оборудование | Создает требуемые расчетные параметры подачи воды. |
| Источник водоснабжения | Обеспечивает необходимый запас или подачу воды. |
| Контрольно-измерительные устройства | Позволяют контролировать давление и состояние оборудования. |
| Автоматика | Передает необходимые сигналы и обеспечивает взаимодействие оборудования. |
В зависимости от конкретного объекта состав оборудования и схема установки могут заметно отличаться. Поэтому нельзя определять стоимость спринклерной системы только по количеству видимых оросителей.
Водозаполненные и воздушные спринклерные установки
Один из принципиальных вопросов при проектировании — что находится внутри распределительной сети в нормальном состоянии.
Водозаполненная
Трубопроводы постоянно заполнены водой. После вскрытия оросителя вода практически сразу начинает поступать через него.
Такое решение применяется там, где условия эксплуатации позволяют постоянно держать воду в трубопроводной сети.
Воздушная
В распределительной сети находится воздух или газ под давлением. После вскрытия оросителя изменяется состояние системы, после чего вода поступает в защищаемую сеть.
Подобные решения применяют, в частности, там, где существует риск замерзания воды в трубопроводах.
Поэтому фраза «спринклерная система» еще не описывает конкретное техническое решение. Необходимо учитывать температурный режим здания и условия эксплуатации каждой защищаемой зоны.
Почему при пожаре не включаются все спринклеры сразу
Это один из самых распространенных мифов о пожаротушении. В кино часто показывают, как после срабатывания пожарной сигнализации вода одновременно льется из всех оросителей здания. Для обычной спринклерной установки такая логика нехарактерна.
Каждый спринклер имеет собственный тепловой замок. Если высокая температура возникла только в одном участке помещения, первыми должны сработать оросители именно в этой зоне.
Если пожар продолжает распространяться и высокая температура достигает соседних оросителей, они могут открываться последовательно.
Именно этим спринклерная установка принципиально отличается от ряда дренчерных систем, где оросители открыты и вода может подаваться одновременно через группу оросителей.
Где применяют спринклерное пожаротушение
Конкретная необходимость установки автоматического пожаротушения определяется характеристиками здания, помещений, пожарной нагрузкой и действующими требованиями. Спринклерные решения широко применяются на различных типах объектов.
При этом «поставить спринклеры» нельзя считать универсальным ответом для любого объекта. Например, для помещений с особо чувствительным оборудованием или веществами, при взаимодействии которых с водой возникает опасность, могут потребоваться другие технологии.
Сравнение основных вариантов подробно разобрано в материале Водяное, газовое или порошковое пожаротушение: сравнение решений .
Спринклерное пожаротушение на складах: почему все сложнее, чем кажется
Именно на складах особенно хорошо видно, почему проектирование пожаротушения нельзя сводить к равномерной расстановке оросителей на потолке.
Необходимо учитывать:
- вид хранимой продукции;
- упаковочные материалы;
- пожарную нагрузку;
- высоту складирования;
- конфигурацию и высоту стеллажей;
- расстояние между товаром и оросителями;
- наличие сплошных полок;
- перекрытие факела орошения конструкциями;
- температурный режим;
- параметры источника водоснабжения.
Чем выше и плотнее хранение, тем сложнее обеспечить воздействие воды непосредственно на очаг. В некоторых проектах недостаточно оросителей только под перекрытием — конфигурация защиты определяется расчетом и особенностями хранения.
Если после монтажа пожаротушения собственник увеличивает высоту стеллажей, меняет продукцию или перекрывает оросители конструкциями, фактические условия уже могут отличаться от тех, под которые выполнялся расчет.
Отдельно эту тему мы разобрали в статье Системы пожаротушения складских помещений .
Преимущества и ограничения спринклерного пожаротушения
| Преимущества | Что нужно учитывать |
|---|---|
| Автоматическое срабатывание непосредственно в зоне высокой температуры. | Вода подходит не для всех материалов, технологических процессов и оборудования. |
| Локальное открытие оросителей. | Необходим надежный источник воды и расчетная производительность системы. |
| Возможность начать воздействие на пожар на ранней стадии его развития. | Ошибки в гидравлическом расчете могут снизить эффективность установки. |
| Хорошо отработанная и широко применяемая технология. | Изменение планировки, стеллажей и назначения помещений может потребовать проверки проектных решений. |
Что рассчитывают при проектировании спринклерного пожаротушения
Хороший проект начинается не с выбора производителя спринклеров. Сначала инженеры определяют характеристики защищаемого объекта и требования к системе.
При проектировании анализируются, в частности:
- назначение помещений;
- геометрия и высота помещений;
- характер пожарной нагрузки;
- условия эксплуатации;
- планировка и строительные конструкции;
- наличие подвесных потолков, балок и других препятствий;
- характеристики хранения для складов;
- необходимые параметры орошения;
- площадь расчетного одновременного действия оросителей;
- расход и давление воды;
- диаметры трубопроводов;
- характеристики насосного оборудования;
- источник и запас воды;
- деление установки на секции;
- алгоритмы управления и контроля.
Далее выполняется гидравлический расчет. Его смысл — подтвердить, что в расчетной ситуации наиболее неблагоприятно расположенные работающие оросители получат требуемые параметры подачи воды.
Компания выполняет работы по противопожарной защите комплексно: обследование объекта, разработку проектных решений, подбор оборудования, монтаж и пусконаладочные работы. Такой подход позволяет увязать пожаротушение с другими инженерными системами еще до начала монтажа.
Проектирование и монтаж противопожарных системКак спринклерное пожаротушение связано с другими системами здания
Ошибка — рассматривать автоматическое пожаротушение как полностью изолированную сеть труб. Современный объект имеет несколько взаимосвязанных систем противопожарной защиты.
В зависимости от проектных решений пожаротушение взаимодействует с:
- пожарной сигнализацией;
- системой оповещения и управления эвакуацией;
- противодымной защитой;
- инженерным оборудованием здания;
- системами диспетчеризации;
- насосными установками;
- электроснабжением систем противопожарной защиты.
Отдельная система здания — внутренний противопожарный водопровод . Его не следует путать со спринклерным пожаротушением: пожарные краны предназначены для другого способа применения воды, а спринклерная установка запускает тушение автоматически.
Обслуживание спринклерной системы
После ввода установки в эксплуатацию работа не заканчивается. Система может годами не срабатывать по реальному пожару, но при этом должна постоянно оставаться готовой к работе.
Во время эксплуатации необходимо контролировать состояние:
- оросителей;
- трубопроводов и соединений;
- запорной арматуры;
- узлов управления;
- насосного оборудования;
- контрольно-измерительных приборов;
- автоматики;
- источников электроснабжения;
- сигналов о состоянии установки.
Например, случайно закрытая задвижка, неисправный насос или поврежденный ороситель способны стать критичной проблемой именно в момент пожара.
Energolead выполняет техническое обслуживание систем противопожарной защиты , включая автоматические установки пожаротушения.
Типичные ошибки при устройстве и эксплуатации спринклерного пожаротушения
Частые вопросы
Спринклер срабатывает от дыма?
Классический спринклерный ороситель с тепловым замком реагирует на нагрев. Обнаружение дыма может выполнять пожарная сигнализация, но механизм вскрытия самого спринклера связан с достижением его тепловым элементом определенных условий срабатывания.
При пожаре вода польется из всех спринклеров?
Как правило, нет. Открываются оросители, тепловые элементы которых нагрелись до температуры срабатывания. Если пожар распространяется, могут последовательно сработать дополнительные оросители.
Можно ли установить спринклеры в неотапливаемом помещении?
Возможность защиты такого помещения определяется проектом. Если существует риск замерзания воды, применяются соответствующие технические решения, а обычную водозаполненную сеть использовать без учета температурных условий нельзя.
Можно ли просто добавить несколько спринклеров после перепланировки?
Не всегда. Изменение сети может повлиять на гидравлические характеристики установки и зоны орошения. Сначала следует проверить существующий проект и выполнить необходимые расчеты.
Что лучше: спринклерное или порошковое пожаротушение?
Универсального ответа нет. Выбор зависит от назначения помещения, пожарной нагрузки, оборудования, присутствия людей, допустимого вторичного ущерба и других характеристик объекта.
Спринклерная система заменяет пожарную сигнализацию?
Эти системы выполняют разные задачи и проектируются в составе общей противопожарной защиты объекта в соответствии с установленными требованиями и принятыми проектными решениями.
Спринклерное пожаротушение в Energolead
Эффективность спринклерной системы определяется не количеством оросителей, а тем, насколько правильно вся установка рассчитана под конкретный объект.
Необходимо учитывать характеристики помещений, пожарную нагрузку, водоснабжение, температурный режим, строительные конструкции, размещение оборудования и взаимодействие пожаротушения с другими инженерными системами.
Специалисты Energolead могут обследовать объект, изучить существующую документацию, определить требования к системе, выполнить необходимые расчеты и подготовить техническое решение с учетом особенностей здания.
Обследование → расчеты → проектирование → монтаж → пусконаладка → обслуживание.
Вывод
Спринклерное пожаротушение построено на простом принципе: высокая температура открывает ороситель непосредственно возле очага, после чего вода начинает подаваться в опасную зону. Но технически за этим простым действием находится сложная система трубопроводов, узлов управления, насосного оборудования, автоматики и источников водоснабжения.
Главная особенность спринклерной установки — локальность. В обычной ситуации не требуется одновременно открывать все оросители здания: срабатывают те спринклеры, которые оказались в зоне достаточного нагрева.
Именно поэтому надежность пожаротушения определяется еще на этапе проектирования. Ошибка в расположении оросителей, гидравлическом расчете, характеристиках насосов или исходных данных об объекте может оказаться гораздо важнее марки установленного оборудования.