Проектирование систем автоматического газового пожаротушения: ГОСТы и расчеты

При проектировании газовой установки пожаротушения и сигнализации в здании важно работать согласно нормативным требованиям.

В этом разделе рассматривается проектирование газового пожаротушения с учетом перечня требований регламента к разным составляющим системы и помещений.

Требования

Первое, на что необходимо обращать внимание при разработке проектного решения и производстве газовых систем пожаротушения в помещении – регламент нормативных документов.

Регламентация

Нормативные требования к проектированию газовых систем пожаротушения указаны в:

• законе № 123-ФЗ с общими правилами противопожарной безопасности;
• НПБ 110-03 – определяющих порядок выбора пожарной установки для различных объектов;
• СП 5.13130.2009 – устанавливает регламент защитных противопожарных систем тушения и сигнализаций при проектировании зданий;
• ГОСТ Р 50969-96 – определяет пожарные технические требования к газовым установкам пожаротушения;
• РД 009-01-96 – с нормами проектирования автоматических средств для газового пожаротушения.

Перечисленные нормативы для пожаротушения также основаны на требованиях других стандартов и ГОСТ, ссылки на которые приведены в этих документах.

Общая информация

ГОСТ Р 50969-2009 посвящен общим нормативным требованиям к АУГПТ (автоматические установки газового пожаротушения) на объектах. В числе основных:

• соответствие газовой систем пожаротушения по климатическому исполнению;
• паспорт и техническая документация от изготовителя;
• время выпуска газового вещества – не более 15 секунд после начала пожаротушения (без учета паузы перед срабатыванием);
• соответствие характеристик оборудования пожаротушения указанным в проекте АУГПТ;
• достижение газовой концентрации в воздухе помещения после включения в пределах минимального значения;
• стопроцентный резерв ГОТВ (газовых огнетушащих веществ) для централизованных систем пожаротушения без его необходимости для модульных установок;
• объем утечки газового вещества – не более пяти процентов от номинального;
• обеспечение прочности для трубопроводов – в пределах 1,25 рабочего давления;
• наличие заземления (зануления) электрического оборудования.

Газовые системы пожаротушения должны удовлетворять требованиям экологической безопасности в рамках технической документации.

Оборудование пожаротушения должно поставляться и храниться в упаковке, комплекте и с маркировкой, предусмотренными изготовителем и отраженными в паспорте.

Выбор

Проектирование газовой системы пожаротушения и сигнализации на объекте разрабатывают с учетом оборудования по степени его мобильности, различая такие варианты:

• централизованное пожаротушение  – предназначено для комплексной защиты объекта с хранением ГОТВ в помещении и подачей к очагу огня;
• модульное пожаротушение – компактные системы, располагаемые в защищаемых помещениях.

На больших объектах, включающих несколько отдельных помещений, при многоэтажном и сложном здании предпочтительнее установить централизованные системы пожаротушения, защищающие все помещения.

На заметку. Для отдельно стоящих небольших мастерских, нефтехранилищ и других аналогичных объектов больше подойдут модульные установки. Такое оборудование проще и дешевле в проектировании и монтаже, чем сложные централизованные системы пожаротушения.

Выбор вещества

Для пожаротушения газовыми комплексами разрабатывают установки с применением таких газов:

• СО2 – двуокиси углерода (традиционный состав, используемый с начала истории создания газовых противопожарных систем);
• хладонов и специальных газовых веществ (Novec 1230 и пр.) – средств более мягкого действия, не опасных при резких температурных перепадах, без негативного влияния на экологию и здоровье человека; стоимость таких составов выше стоимости углекислоты;
• инертных газов (аргона, азота и пр.), водяного пара – вытесняют кислород, останавливая горение.

В промышленных условиях применяют оборудование с углекислым газом. Такие системы пожаротушения дешевле хладоновых, но довольно эффективно справляются с пожаром. Системы пожаротушения с хладоном либо специальными составами больше подойдут для офисов, камерах хранения, архивов, серверных помещений и на других объектов с материальными ценностями или электронной техникой, из-за того, что ГОТВ не причиняет ущерб имуществу.

Критерии и правила

Нормативы устанавливают жесткий регламент ко всем составляющим безопасности газовых систем пожаротушения, включая конструктивные особенности объектов и отдельные элементы пожарного оборудования.

Помещения

Газовые системы пожаротушения эффективнее, чем, порошковые, именно поэтому часто используются для ликвидации огня в многих типах зданий. Помещения должны удовлетворять таким условиям:

• установку пожаротушения выбирают исходя из площади защищаемых помещений, подвесных потолков, фальшполов и прочих особенностей;
• обеспечение герметичности обрабатываемого объема с безопасными допусками по отклонению;
• автоматическая остановка технологического процесса на объекте производственном цехе;
• исключение проемов, устройство которых не обусловлено технологической необходимостью в помещении;
• возможность сброса излишнего давления;
• оборудование объекта вентиляционных систем обратными клапанами.

Запасы

К газовым хранилищам предъявляют такие требования:

• баллоны и батареи размещают в отдельных помещениях с устройством индивидуального выхода;
• обеспечение свободных проходов для технического обслуживания емкостей;
• удаленность от нагревательных элементов – не менее метра;
• исключение воздействия солнечного света и температурного нагрева.

Пожарные требования к комплексам пожаротушения в здании:

• размещение в помещениях, стены которых выдерживают нагрузку от 1 т, а перекрытия – от 3 т при высоте помещения не менее 2,5 м, а для станций пожаротушения с изотермическими сосудами – не менее метра от верхней части резервуаров до потолка;
• запрет на размещение этажом выше объектов пожароопасности классов А и Б;
• рекомендованный выбор – цокольный или первый этаж, последующие – только, если на объекте есть подъемник;
• удаленность лестничной клетки от выхода со станции – не более 25 м при условии отсутствия доступа из этой л/к в помещение категории А или Б.

Изотермические резервуары можно размещать снаружи здания при условии, что они защищены.

Баллоны

Пожарные требования к баллонам:

• равномерное заполнение при нескольких сосудах;
• установка обратного клапана (заглушку разрешено применять только при одновременном включении подачи огнетушащего вещества);
• резервные баллоны подключают при условии автоматического их срабатывания при отказе основного оборудования;
• наличие прибора, измеряющего уровень газа, с сигнализацией при снижении концентрации более пяти процентов от норматива.

Для газовых батарей дополнительно требуется обеспечить:

• полную герметичность при нормах по утечкам в пределах процента ежегодно для ГОТВ и 2 процентов – для вытесняющих газов;
• одновременный запуск при подаче сигнала;
• уровень инерционности – не более 2 с, при времени срабатывания всей системы пожаротушения– до четверти минуты без учета задержки на эвакуацию;
• продолжительность тушения – до 15 с, а по углекислому газу или сжатым смесям – до 60 с, для локальных систем – до полуминуты.

Батарея комплектуется отдельными элементами в количестве от 1 до 12.

Монтаж

К монтажу труб предъявляются такие требования:

• крепеж с помощью хомутов или кронштейнов;
• изготовление из обычной или нержавеющей стали при толщине стенки в пределах от 4 до 6,5 мм;
• крепление стыков на фланцах, электросварке, резьбовых соединениях, пайкой;
• оборудование закрываемых проемов для продувки с удалением конденсата;
• величина зазора со стеной – не более 2 см;
• предельный уровень для трубы – не менее 1,25 рабочего; максимальное  – от 14 до 30 МПа с учетом огнетушащего вещества.

Также монтаж выполняют при соответствии таким условиям:

• применение гибких или медных элементов, рассчитанных на давление не менее 150 процентов по отношению к номинальному;
• проектирование разводок с объемом не более 80 процентов по сравнению с жидкой фазой;
• диаметр побудительного трубопровода – не менее 15 мм;
• расположение пульта (центра дистанционного управления) на высоте от пола не более 1,7 м, недалеко от пожарного выхода, с обязательным планом включаемых блоков;
• устройство рядом с входными дверями световой сигнализации.

Выпускные насадки устанавливаются на высоте от потолка не более полуметра с выбором для одного помещения элементов аналогичной конструкции, направленных в сторону открытых проемов.

Инструкция

Проектирование газовых установок пожаротушения в здании должно осуществляться в соответствии с пожарными требованиями нормативов, определяющих нормы для проведения каждого из этапов проектных работ.

Допуск СРО

Компания, допущенная к разработке проектирования газового пожаротушения, должна иметь лицензию на оказание услуг, и относиться к числу специализированных СРО с подбором специалистов, соответствующих заявленным функциям. Такие компании есть в Москве и других городах России, оставить заявку и найти телефоны и контакты можно на официальных сайтах.

Без проекта, разработки такой компанией, приступать к монтажу системы пожаротушения не разрешается.

Необходимые сведения

Составление проекта газовой системы пожаротушения осуществляется с учетом характеристик защищаемого объекта:

• типа пожарной опасности;
• климатического исполнения;
• агрессивности окружающей среды;
• порядка расположения инженерных коммуникаций;
• площади и количества помещений;
• назначения здания;
• количества находящихся там людей и особенностей местного технологического процесса;
• другой информации, влияющей на параметры установки пожаротушения.

Первое, что потребуется при проектировании – собрать перечисленные данные, учитываемые при проектировании технического задания на проект.

Основные этапы проектирования

Проектирование газовой системы пожаротушения проводят в несколько последовательных этапов:

1. собирают сведения об объекте с проектированием технического задания и сроков на проект – организация выполняет этот этап совместно с заказчиком;
2. определяют тип системы пожаротушения исходя из полученных данных об объекте, тип ГОТВ;
3. проводят необходимые инженерные расчеты с проектированием аксонометрической проекции разводки труб, определением объема ГОТВ, оценкой эффективности работы газовой системы пожаротушения;
4. разрабатывают целый комплекс монтажных и эксплуатационных чертежей на объекте;
5. составляют спецификацию на требуемое оборудование и комплектующие.

Документацию разрабатывают в бумажном и электронном исполнениях (в форматах pdf, doc или xls).

После того как разработанный проект будет передан заказчику, последний вместе с разработчиком подберет оборудование и материалы. На завершающей стадии привлекается лицензированная организация для монтажа АУГПТ в здании.

Расчеты

В ходе проектирования системы пожаротушения в здании рассчитывают:

• массовый расход огнетушащего вещества при пожаротушении;
• общую площадь выпускных отверстий насадок с разделением этого показателя для каждого типа данных элементов;
• задержку выпуска ГОТВ для отключения вентиляции и кондиционирования;
• пропускную способность труб.

Расчитать многие параметры горения и пожаротушения газового фонтана особенно сложно. Здесь учитывают избранный способ и с учетом этого принимают расчетную методику. Российским институтом Сибирского отделения РАН разработаны методы расчета тушения фонтанов газа.

Объем

Массу газового вещества для пожаротушения рассчитывают по формуле:

Мr = К (Мр + Мт + Мб), в которой:

• К – коэффициент утечки ГОТВ, равен 1,05;
• Мр – объем газа, которой достаточно для создания необходимой концентрации в воздухе помещения;
• Мт – газовые остатки в системе после запуска;
• Мб – расчетный модуль, перемноженный на их количество.

Определение значений, входящих в формулу, требует дополнительных расчетов.

Сброс избыточного давления

Формула площади проема (м2):

в которой:

• Рпр – максимальное значение;
• Ра – давление в атмосфере;
• Рв – плотность воздушного пространства;
• К2 – равен 1,2 (коэффициент резерва);
• К3 – поправка на перепады во время подачи;
• Тпод – время на подачу состава;
• ΣF – значение площади постоянно открытых проемов;
• Мр – количество необходимого газового вещества;
• Р – давление в системе;
• Ра – давление выпуска;
• К1 – дополнительный коэффициент, принимаемый по табличным данным.

Расчет можно выполнить вручную по формуле или воспользоваться онлайн-калькулятором на специализированном сайте.

Гидравлический

Наибольшую сложность представляет гидравлический расчет. Он проводится по разработанной методике, включающей следующие этапы:

• проведение проектного расчета;
• поверочный;
• определение порядка распределения газов по нескольким объемам защищаемых помещений.

Самостоятельно выполнить эти расчеты проблематично, учитывая большое количество факторов, влияющих на итоговые результаты, и сложность методики. Разумнее использовать разработанное программное обеспечение.

ПО «Салют»

Программное обеспечение «Салют» отличается такими преимуществами:

• применением для любого российского оборудования;
• автоматическим расчетом основных данных АУПТ;
• построением масштабного изометрического проекта;
• простотой использования.

После проведенной обработки информации система подберет самое подходящее оборудование с учетом полученных результатов.

ПО «ТАКТ-газ»

Возможности системы «Такт-газ» в следующем:

• графическом модуле, использующем систему Автокад;
• согласование с российскими методиками;
• возможности выполнения для образцов различных компаний;
• бесплатных обновлениях с постоянным совершенствованием программы.

Единственный недостаток – необходимость приобретения данной программы.

ПО для импортного оборудования

При покупке иностранного оборудования расчет проводят по методике и с использованием программы, предлагаемого изготовителем. В этом случае заказчику придется купить соответствующую программу. Цена такого приобретения высокая, значительно дороже российской продукции с учетом того, что ПО покупают в иностранной валюте по курсу к рублю.

Под каждый импортный образец системы пожаротушения используется собственное программное обеспечение.

Онлайн

Варианты онлайн предлагают различные сайты в интернете. Достаточно зайти на портал с таким калькулятором и ввести необходимые данные по характеристикам объекта и огнетушащего состава, чтобы получить готовый результат по расчетному объему.

Схемы

В процессе проектирования выполняется схема установки пожаротушения. Она выглядит как общая магистраль с отходящими от нее ответвлениями в обе стороны. Пример «гребенки» приведен ниже.

Может использоваться и, например, симметричная по такому образцу.

При сложной конфигурации системы трубопроводов изображение выполняется в аксонометрической проекции.

После установки

Кроме проектирования и монтажа, правила предусматривают жесткие требования к эксплуатации установки газового пожаротушения.

Правила эксплуатации

На основе государственных нормативов эксплуатирующая организация обязана составить инструкции, определяющие такие моменты:

• действия обслуживающего персонала;
• правила эксплуатации;
• опрессовку и проведение проверок оборудования.

За основу этих внутренних нормативов принимаются требования типовых пожарных инструкций и рекомендации СТО 56947007-33.040.10.118-2012.

Содержание правовых норм регламентирует необходимость соблюдения таких условий:

• защиты от случайного запуска;
• размещения предупреждающих плакатов во время технического обслуживания;
• входа в помещения только по завершении работ, если она сработала при пожаре;
• обкатки в течение месяца после монтажа;
• пуска в работу после проведения приемки и проверок;
• инструктирования персонала и назначения ответственного работника;
• установки предупреждающей таблички в месте размещения газосодержащих емкостей.

Персоналу необходимо регулярно проводить пожарные инструктажи с ежегодной проверкой знаний инструкций.

Техническое обслуживание и контроль исправности

Проведение технического обслуживания регламентируют требования РД 009-01-96 и указанные выше рекомендации. Проводить такие работы уполномочены лицензированные организации. Периодичность полной ревизии – каждые пять лет. Пожарные баллоны взвешиваются ежемесячно.

Ежегодно проверяют метрологические устройства, электрооборудование, пожарные извещатели, охранные сигнализации, приемные приборы, возможны ли короткие замыкания ручного механизма и автоматики. Гидро- и пневмоиспытания проводят каждые 3,5 года. Вывод в ремонт производится с оформлением документов, обеспечивающих безопасность работ, с соответствующим допуском персонала. Новые результаты проверок качества и испытаний фиксируют в соответствующих актах и протоколах.

Проектирование АУГП очень важно для подбора параметров установки пожаротушения в помещении. Только после полной разработки проекта приступают к закупке комплектующих и монтажу. Главное, нужно выдержать методику и правильно составить пожарные технические условия.