Автоматические установки газового пожаротушения

Excel файл расчета массы газа

Применение газовых огнетушащих средств: двуокиси углерода, хладонов, азота, аргона, галоидированных углеводородов и их смесей - мо­жет обеспечить тушение большинства горючих жидкостей, газов, твердых веществ и материалов. Основными объектами применения установок газо­вого пожаротушения являются энергетические объекты (трансформаторы напряжением более 500 кВ; кабельные туннели, шахты, подвалы и полуэта­жи); маслоподвалы металлургических предприятий; турбогенераторы ТЭЦ, ГРЭС (используется технологическая двуокись углерода); окрасочные цехи, склады огнеопасных жидкостей и лакокрасочных материалов; моторные и топливные отсеки кораблей, самолетов, тепловозов и электровозов; лабора­торные помещения с использованием большого количества огнеопасных жидкостей; склады ценных материалов (для пищевых продуктов следует применять азот и двуокись углерода), в том числе таможенные; контуры те­плоносителей АЭС (жидкий азот); склады меховых изделий (двуокись угле­рода); помещения вычислительных центров (машинные залы, центры управления - главным образом инерген и хладон); библиотеки, музеи, архи­вы (используются в основном хладоны и двуокись углерода), банковские хранилища (двуокись углерода). Установки газового пожаротушения со­ставляют около 15 % от общего числа АУП [28].

Специфика применения установок автоматических газового пожаро­тушения предъявляет особые требования к разработчикам, изготовителям и проектировщикам таких систем. Это связано с обеспечением безопасной эксплуатации оборудования систем газового пожаротушения, работающе­го под высоким давлением сжатого воздуха, азота или газовых огнетуша­щих средств (ГОС). Поэтому разработку, изготовление, проектирование, монтаж и эксплуатацию УАГП осуществляет ограниченное число специа­лизированных организаций, имеющих на это соответствующие лицензии. Среди них: ЗАО МЭЗ «СПЕЦАВТОМАТИКА», ЗАО «КОСМИ», ЗАО «Инженерный Центр-Спецавтоматика», ЗАО «АРТСОК», НПО «Астрофи­зика», ОАО «МГП СПЕЦАВТОМАТИКА», ООО «НПО Пожарная автома­тика сервис», ООО «Противопожарная автоматика-ГАЛАКС» и др.

Исследованиям в области разработки, применения, проектирования установок газового пожаротушения и их надежности посвящены работы отечественных ученых: Н. И. Мантурова, А. А. Родэ, А. Н. Баратова, Н. Ф. Бубыря, В. А. Меркулова, А. Ф. Жевлакова, В. М. Николаева, С. С. Пустынникова, Г. Х. Харисова, Ю. В. Быстрова, В. А. Литвинова и др.

92

Из зарубежных поставщиков оборудования установок газового пожа­ротушения заслуженное признание в Российской Федерации получили фирмы «АЫ"8ЦЪ 1пс.» (США), «М1ММАХ ОтпЪп» (Германия), «ЬРО» (Ис­пания), «КГОБЕ БЕГЮКА», «СЕКВЕК118 ОЦТЫАКТ)» (Швейцария), «ТОККАЕЮ» (Австрия), «СпиЪЪ» (Великобритания), «ЕГГ8ЕВ1ГМР1АЫТ1» (Италия), «Иге Еа1ег   8» (Дания).

Установки автоматические газового пожаротушения (УАГП) применяются для ликвидации пожаров классов А, В, С по ГОСТ 27331-87 [29] и электрооборудования. Газовые средства недостаточно эффективны для тушения веществ, содержащих связанный кислород; волокнистых, сы­пучих, пористых и склонных к тлению внутри объема веществ (хлопок, травяная мука и др.); веществ, склонных к тлению и горению без доступа воздуха; гидридов металлов, пирофорных веществ и порошков металлов (натрий, калий, магний, титан и др.) [19]. В последнем случае для тушения пирофорных материалов и щелочных металлов используется жидкий азот [30] или специальные порошковые составы. Классификация УАГП [31, 32] представлена на рис. 4.1.

Технологическая часть установки (типовой вариант) в зависимости от способа хранения газового огнетушащего вещества и конструктивного ис­полнения содержит:

а) модульную установку:

б) централизованную установку:

Кроме того, в состав технологической части установки может входить побудительная система.

В состав электротехнической части входит система обнаружения по­жара, контроля и управления УАГП.

Для автоматической установки газового пожаротушения могут быть предусмотрены следующие виды включения (пуска):

По условиям хранения газовых огнетушащих составов и функцио­нальному признаку УАГП бывают централизованные и модульные.

Централизованная установка – установка газового пожаротушения, в которой баллоны с газом размещены в помещении станции пожаротушения.

Модульная установка – установка газового пожаротушения, содер­жащая один или несколько модулей газового пожаротушения, баллоны ко­торых размещены в защищаемом помещении или рядом с ним.

На практике основными критериями выбора типа УАГП являются:

По способу пуска УАГП распределяются следующим образом: с элек­трическим пуском – 64,6 %; с пневматическим пуском – 27,6 %; с механи­ческим (тросовым) пуском – 4,4 %; с комбинированным пуском – 3,4 %.

Местный пуск УАГП осуществляют из станции пожаротушения. Для этого вручную открывают клапан распределительного устройства на нуж­ном направлении и головку-затвор на пусковом баллоне или модуле. Для периодической подкачки воздуха в побудительные и пусковые баллоны предусмотрена зарядная станция, баллон-ресивер и распределитель возду­ха. Для защиты больших по объему помещений, а также при наличии на объекте нескольких помещений, требующих применения систем газового пожаротушения, часто эффективнее (по металлоемкости и стоимостным показателям) использовать именно централизованную УАГП (рис. 4.2).

При разработке чертежей и экспертизе проектов УАГП используют условные обозначения приборов и аппаратуры, установленные РД 25.953– 90 [33], ГОСТ 12.1.114-82* [34], ГОСТ 2.601–95 ЕСКД [35] и другими нор­мативно-техническими документами. В табл. 4.1 представлены условные обозначения, используемые в отечественной, а также зарубежной практике проектирования систем газового пожаротушения.

Работа установки происходит по следующей схеме. При пожаре в одном из защищаемых помещений срабатывает автоматическая система пожарной сигнализации  (АПС)  от  двух  извещателей  по  схеме  логического  «И».

Пусковой приемно-контрольный прибор управления (ППКПУ) включает информационное табло «Газ – уходи!» и звуковую сирену внутри защи­щаемого помещения, а также табло «Газ – не входи!» снаружи помеще­ния.

После этого, с задержкой по времени, достаточной для эвакуации лю­дей, подается управляющий импульс от пускового блока ППКПУ на сраба­тывание запорно-пусковых устройств (ЗПУ) на требуемом расчетном ко­личестве модулей и ЗПУ на распределительном устройстве (РУ) по на­правлению тушения пожара.

Газовый огнетушащий состав по магистральному трубопроводу пода­ется в защищаемое помещение. При этом срабатывает сигнализатор давле­ния (СДУ), который выдает информационный сигнал на ППКПУ. Для того чтобы исключить ложное срабатывание УАГП в помещении, когда в нем находятся люди, на входную дверь устанавливается концевой выключа­тель, с помощью которого при открывании двери (в начале рабочего дня) ППКПУ переводится из автоматического режима работы в ручной. Пуск УАГП возможен только от кнопки дистанционного пуска и при закрытой входной двери помещения.

Хранение огнетушащего вещества УАГП осуществляется в модулях, батареях и в изотермических емкостях.

Батарея газового пожаротушения – группа модулей газового пожа­ротушения, объединенных общим коллектором и устройством ручного пуска.

Модуль газового пожаротушения – баллон с запорно-пусковым уст­ройством для хранения и выпуска газовых огнетушащих веществ.

Рабочее давление ГОС в модулях и батареях составляет 5–15 МПа.

За счет высокого давления достигается требуемая интенсивность подачи ГОС в защищаемое помещение и его расчетное время выпуска. Модули являются сборочными унифицированными устройствами, спо­собными в комплекте с приборами управления самостоятельно выпол­нять задачу по тушению пожара. Для защиты небольших помещений кладовых, помещений с электронной аппаратурой или ЛВЖ допускает­ся применять модульные УАГП без использования трубной разводки (рис. 4.3). При этом на резьбу выходного штуцера модуля крепится ко­роткий отрезок трубы D = 20 мм, на котором устанавливается выпуск­ной насадок. Так как в этом случае модуль размещается у стены или в углу помещения, выпускной насадок должен иметь ориентированный факел распыла и угол выброса, равный 180° («пристенный») или 90° («угловой»).

Изотермическая емкость – специальный резервуар для хранения двуокиси углерода при низком (до Р = 2,0 МПа) давлении, оборудованный системой поддержания заданной температуры.

По способу тушения УАГП делятся на установки объемного и ло­кального (местного) пожаротушения.

При объемном пожаротушении огнетушащее вещество распределяет­ся равномерно и создается огнетушащая концентрация во всем объеме по­мещения, что обеспечивает эффективное тушение в любой точке помеще­ния, в том числе и труднодоступной. Установка объемного пожаротушения предназначена для создания среды, не поддерживающей горение во всем объеме защищаемого помещения (сооружения).

Установки объемного пожаротушения (кроме установок азотного и аргонового пожаротушения) применяются для защиты помещений (обору­дования), имеющих стационарные ограждающие конструкции с парамет­ром негерметичности не более значений, указанных в табл. 4.2 [36].

При разделении объема защищаемого помещения на смежные зоны (фальшпол, фальшпотолок и т. п.) параметр негерметичности не должен превышать указанных значений для каждой зоны. Параметр негерметично­сти определяют без учета проемов в ограждающих поверхностях между смежными зонами, если в них предусмотрена одновременная подача газо­вых огнетушащих веществ. Для установок азотного и аргонного пожаро­тушения параметр негерметичности не должен превышать 0,001 м-1.

Способ локального тушения основан на создании концентрации огне-тушащего вещества в пожароопасном пространственном участке помеще­ния и применяется для тушения пожаров отдельных агрегатов и оборудо­вания при невозможности или нецелесообразности тушения в объеме всего помещения.

Установка локального пожаротушения по объему – установка объ­емного пожаротушения, воздействующая на часть объема помещения и (или) на отдельную технологическую единицу. Установка локального ту­шения аналогична устройству установки объемного тушения, но в отличие от нее разводка распределительных трубопроводов выполняется не по всему помещению, а непосредственно над пожароопасным оборудованием. В случае, если над защищаемым оборудованием невозможно или нецеле­сообразно монтировать стационарный распределительный трубопровод, локальный пожар тушится вручную от полуавтоматических установок, со­единенных магистральным трубопроводом со станцией пожаротушения. Установки локального пожаротушения по объему применяются для туше­ния пожара отдельных агрегатов или оборудования в тех случаях, когда применение установок объемного пожаротушения технически невозможно или экономически нецелесообразно.

На рис. 4.4 в качестве примера представлена схема установки локаль­ного пожаротушения по объему трех емкостей с ЛВЖ. Выпускные насадки располагаются в трех уровнях по высоте: над защищаемым оборудовани­ем, под рабочей площадкой и в поддоне для сбора пролитой горючей жид­кости.

При обследовании смонтированных УАГП, или проведении экс­пертизы проектной документации, следует обращать внимание на сле­дующие особенности использования систем газового тушения.

Централизованные  установки,  кроме  расчетного  количества  ГОС, должны иметь его 100%-ный резерв. Допускается совместное хранение

расчетного количества и резерва ГОС в изотермическом резервуаре при условии оборудования последнего запорно-пусковым устройством с ре­версивным приводом и техническими средствами его управления.

Модульные установки, кроме расчетного количества ГОС, должны иметь его 100%-ный запас. При наличии на объекте нескольких модульных установок запас предусматривается в объеме, достаточном для восстанов­ления работоспособности установки, сработавшей в любом из защищае­мых помещений объекта. Запас следует хранить в модулях, аналогичных модулям установок. Модули с запасом ГОС должны храниться на складе объекта или организации, осуществляющей сервисное обслуживание уста­новок пожаротушения.

УАГП должна обеспечивать задержку выпуска газового огнетушаще-го вещества в защищаемое помещение при автоматическом и дистанцион­ном пуске на время, необходимое для эвакуации из помещения людей, от­ключение вентиляции (кондиционирования и т. п.), закрытие заслонок (противопожарных клапанов и т. д.). Инерционность установки (время срабатывания без учета времени задержки выпуска ГОС) не должно пре­вышать 15 с. Подача 95 % массы ГОС должна производиться за временной интервал, не превышающий:

В централизованных установках модули и батареи следует размещать в станциях пожаротушения. В модульных установках модули могут распо­лагаться как в самом защищаемом помещении, так и за его пределами, в непосредственной близости от него. Распределительные устройства следу­ет размещать, как правило, в помещении станции пожаротушения. Разме­щение технологического оборудования централизованных и модульных установок должно обеспечивать возможность их обслуживания.

При подключении двух и более модулей к коллектору применяют баллоны одного типоразмера с равным наполнением ГОС и давлением га­за-вытеснителя (если в качестве ГОС применяется сжиженный газ) и с равным давлением ГОС, если применяется сжатый газ. Подключение мо­дулей к коллектору следует производить через обратный клапан или ана­логичное устройство, автоматически исключающее потери ГОС из кол­лектора при отключении одного из модулей. Модули, содержащие сжи­женные газы без газа-вытеснителя, должны быть оборудованы устройст­вами контроля его массы. При использовании в качестве ГОС сжатого

101

газа, а также газа-вытеснителя, сосуды обеспечиваются устройствами контроля давления.

Трубопроводы установок следует выполнять из стальных бесшовных горячедеформированных (или холоднодеформированных) труб по ГОСТ 8732 или ГОСТ 8734. Соединения трубопроводов в установках по­жаротушения должны быть сварными или резьбовыми. На конце каждого участка распределительного трубопровода следует установить грязевую ловушку - ниппель длиной не менее 50 мм от последнего тройника. Сис­тема распределительных трубопроводов, как правило, должна быть сим­метричной. Внутренний объем трубопроводов не должен превышать 80 % объема жидкой фазы расчетного количества ГОС при температуре 20 °С.

Централизованные установки должны быть оснащены устройствами местного пуска. Для модульных установок, модули которых размещены в защищаемом помещении, местный пуск должен быть исключен, а пусковые элементы на модулях должны быть блокированы. Пусковые устройства должны располагаться на высоте не более 1,7 м от пола и иметь защиту от несанкционированного пуска. Размещение устройств дистанционного пуска допускается в помещении пожарного поста или другом помещении с персо­налом, ведущим круглосуточное дежурство [19].

Для управления УАГП широко применяются как специальные устройства и приборы управления: «РОСА-28Ь», «С2000-АСПТ», «АРГУС-ППУ», «СЬР-4», «ГЕРМЕС», так и комплексы технических средств для построения адресно-аналоговых систем обработки сигнала о пожаре фирм «8ЕС1Ж1ТО№» (Швейцария), «НОКЕУтаЬЬ» (США), «егТ-егТ» и «Е88ЕК» (Германия), «8СНКАСК» (Австрия), «Е8М1» (Финляндия), «СЕКВЕКШ» (Швейцария) и др.

Наряду с общепринятыми задачами для АПС, приборы управления позволяют осуществлять специфические функции, определяемые требова­ниями нормативных документов для УАГП [19]:

Аппаратура управления установок пожаротушения должна обеспечивать:

а) формирование команды на автоматический пуск установки пожаро­

тушения при срабатывании двух пожарных извещателей по схеме логиче­

ского «И»;

б) автоматическое переключение цепей управления, сигнализации с

основного ввода электроснабжения на резервный при исчезновении на­

пряжения на основном вводе;

в) формирование команды на управление технологическим оборудо­

ванием, инженерными системами и вентиляцией.

г) срабатывание световой и звуковой сигнализаций (в помещении по­

жарного поста или охраны):

д) дистанционный пуск установки (у входов в защищаемые помеще­

ния, допускается в помещении пожарного поста);

е) автоматический контроль:

ж) задержку выпуска газового огнетушащего вещества в защищаемое

помещение при автоматическом и дистанционном пуске на время, необхо­

димое для эвакуации из помещения людей, отключение вентиляции (кон­

диционирования и т. п.), закрытие заслонок (противопожарных клапанов и

т. д.), но не менее 10 с от момента включения в помещении устройств опо­

вещения об эвакуации;

з) отключение автоматического и дистанционного пуска установки

с индикацией отключенного состояния при открывании дверей в защи­

щаемое помещение.

103

На дверях в защищаемые помещения необходимо предусматривать уст­ройства, отключающие автоматический пуск установки при их открывании.

Перед входами в защищаемые помещения необходимо предусмат­ривать сигнализацию об отключении автоматического пуска установки. В помещении пожарного поста или другом помещении с персоналом, ведущим круглосуточное дежурство, должна быть предусмотрена све­товая и звуковая сигнализации:

-  об исчезновении напряжения на основном и резервном вводах

электроснабжения (звуковой сигнал общий);

световая сигнализация:

-  об отключении автоматического пуска (с расшифровкой по защи­

щаемым направлениям или помещениям).

В помещении станции пожаротушения должна быть визуальная ин­дикация о падении давления в побудительных трубопроводах и пуско­вых баллонах.

Для управления системами УАГП могут быть использованы специ­альные устройства и адресно-аналоговые приборы АПС.

На рис. 4.5 представлена типовая схема размещения оборудования модульных АУГП и устройств электроуправления в двух смежных за­щищаемых помещениях. В качестве примера эффективной реализации перечисленных функций управления установкой газового пожаротуше­ния представлены устройства: «АСТ-4.2» и «ГЕРМЕС» («СТАЛТ»), ад­ресно-аналоговый прибор «MCU 211» («Securiton) и прибор управления «РОСА-2SL».

ППКиУП «АСТ-4.2П» (рис. 4.6) предназначен для противопожарной защиты объектов промышленного и гражданского назначения по двум неза­висимым направлениям газового пожаротушения с обеспечением автомати­ческого пуска резерва по обоим направлениям. Обеспечена выдача команд для управления другими устройствами и передача информации на ПЦН.

Блок расширения для приборов управления «Циклон» предназначен для совместной работы с ППКиУП «АСТ-4.2П» либо блоками «ГЕРМЕС-Т» и служит для управления пуском до 24 газовых модулей. К одному ППКиУП «АСТ-4.2П» непосредственно может подключаться до 4 блоков «Циклон» (по 2 в каждое направление). Для увеличения числа управляе­мых модулей возможен запуск БР «Циклон» от БР «Циклон» (неограни­ченно). Прибор обеспечивает индивидуальный контроль каждой выход­ной пусковой цепи на исправность (отдельно на ОБРЫВ и КЗ), принимает и передает сигналы о неисправностях и вскрытии корпуса изделия. При­нимают следующие параметры пусковых импульсов: напряжение 12 (24) В, до 2,5 (3,7) А; интервал пуска (длительность пускового импуль­са) от 0,5 до 10 с.

Прибор управления «ГЕРМЕС» разработан компанией «СТАЛТ» и предназначен для построения адресно-аналоговых систем управления газо­выми УАГП. «ГЕРМЕС» программируется для работы с извещателями и модулями «System Sensor» серий 200/500 либо ЕСО2000. К прибору под­ключается два кольцевых шлейфа. Число защищаемых направлений газово­го пожаротушения может быть увеличено до 30 (рис. 4.7).

Электроуправление АУП осуществляется через модули автоматики «ГЕРМЕС-Т» (от одного до трех направлений). Пуск производится непо­средственно от модулей «ГЕРМЕС-Т-1», либо через блоки расширения «Циклон» (при большом количестве исполнительных устройств). При любой архитектуре системы обеспечивается индивидуальный контроль каждой исполнительной цепи. Прибор поддерживает два различных про­токола обмена с извещателями. Отличительной особенностью схемы приборов является возможность работы с адресно-аналоговыми дымовы­ми, тепловыми, ручными и комбинированными пожарными извещателя­ми серии ЕСО2003, СО2005, ЕСО2001, ЕSMI2251TEM.

В состав структуры системы электроуправления входят: адресный приемно-контрольный прибор; модули автоматики пожаротушения, вы­носные сигнальные устройства. Базовое исполнение ППКиПУ «ГЕРМЕС-232» или «ГЕРМЕС-532» обеспечивает полный набор выполняемых функций по НПБ-88: приём адресно-аналоговой информации от адресных АПИ в двух кольцевых шлейфах; контроль внешних цепей и устройств; управление АУП с формированием импульса запуска при срабатывании двух или трех пожарных извещателей, установленных в одном защищае­мом помещении, с программированной задержкой времени пуска; форми­рование выходных сигналов и команд на адресные исполнительные эле­менты, пульт централизованного наблюдения (ПЦН) и другие устройства.

Прибор «РОСА-2SL» имеет 8 выходных цепей для подключения мо­дулей УАГП с возможностью расширения до 16 (рис. 4.8). Ток в цепи ре­жима пуска составляет 3А. В функции установок при пожаре также вхо­дит подача управляющего импульса на отключение вентиляционных при-точно-вытяжных устройств при срабатывании системы АПС. С целью ис­ключения ложных срабатываний проектируемой системы противопожар­ной защиты формирование управляющего сигнала на включение модуль­ных установок газового пожаротушения осуществляется по схеме совпа­дения сигнала, при срабатывании двух пожарных извещателей.
Защита помещений может быть также эффективно реализована с при­менением адресно-аналоговой аппаратуры «ЗесипРго МС11 211». Для обес­печения автоматической противопожарной защиты помещений использует­ся адресно-аналоговая система АПС с автоматическим самоконтролем. За­щищаемое помещение оборудуется дымовыми оптикоэлектронными по­жарными извещателями типа SSD 531/501 фирмы «8ЕС1Ж1ТО№».
В каждом помещении устанавливается три адресно-аналоговых дымо-вых извещателя SSD 531/501 (п. 13.3 НПБ 88-2001 [19]). Расстояние ме­жду дублирующими извещателями до 2,0 м. Расстояние от извещателя до стены 2,5 м.
С целью повышения надежности получения достоверной информации о пожаре, с точной адресацией места его возникновения, в качестве приём­ной аппаратуры АПС принята гибкая многофункциональная аппаратура «МС11 211» фирмы «8ЕС1Ж1ТО№». Подключение информационных пара­метров в виде адресных команд в кольцевую сеть АПС осуществляется че­рез модули IОМ 81.
В дежурном режиме работы установки приборы пожарной сигнализации осуществляют постоянный контроль за появлением дыма в защищаемых помещениях. При пожаре на приемную аппаратуру пожарной сигнализации выдается соответствующий сигнал о пожаре. Командный импульс на включение от прибора «МС11 211» через релейный модуль IOM 81 подается на электропривод МГП. При этом через релейный модуль обеспечивается включение предупредительной сигнализации (сирена, табло «Газ - уходи!» «Газ - не входи!») и включение электропривода запорно-пускового устройства МГП. От импульса электрического тока вскрывается головка-затвор, установленная на модуле МГП. Огнетушащее вещество из баллонов поступает по трубопроводам к насадкам, через которые выходит в защищаемое помещение, создавая своими парами огнетушащую концентрацию. При поступлении огнетушащего вещества в магистральный трубопровод срабатывает сигнализатор давления СДУ и выдает сигнал о срабатывании установки на приемный пульт.

Сигнализатор рассчитан на круглосуточный режим работы. Техниче­ские характеристики СДУ-М представлены в табл. 4.3.

4.2.2.     Требования к помещению станции пожаротушения
Помещения станций пожаротушения, как правило, необходимо располагать в подвале, цокольном этаже или на первом этаже зданий. До­пускается размещение станции пожаротушения выше первого этажа, при этом подъемно-транспортные устройства зданий, сооружений должны обеспечивать возможность доставки оборудования к месту установки и проведения эксплуатационных работ. Выход из станции следует преду­сматривать наружу, на лестничную клетку, имеющую выход наружу, в вестибюль или в коридор, при условии, что расстояние от выхода из стан­ции до лестничной клетки не превышает 25 м и в этот коридор нет выхо­дов из помещений категорий А и Б.
Помещения станций пожаротушения должны быть отделены от дру­гих помещений противопожарными перегородками 1-го типа и перекры­тиями 3-го типа. Помещения станции нельзя располагать под и над поме­щениями категорий А и Б. Помещения станций должны быть оборудованы приточно-вытяжной вентиляцией не менее чем с двукратным воздухооб­меном, а также телефонной связью с помещением дежурного персонала, ведущим круглосуточное дежурство.
У входа в помещение станции должно быть установлено световое табло «Станция пожаротушения». Входная дверь должна иметь запорное устройство, исключающее несанкционированный доступ в помещение станции пожаротушения.
При наличии нескольких направлений подачи ГОС пусковые элемен­ты устройств местного пуска батарей (модулей) и распределительных уст­ройств должны иметь таблички с указанием защищаемого помещения (на­правления) [19].
4.3.       Устройство и принцип работы установок газового пожаротушения
4.3.1.     Конструкция установок газового пожаротушения
Основной особенностью установок газового пожаротушения явля­ется наличие специальной системы хранения огнетушащего вещества. УАГП по своей конструкции различаются большим разнообразием. Огнетушащее вещество в установке может находиться в модулях (баллонах), батареях и в изотермических емкостях. Модули могут быть следующих типоразмеров по объему: 8; 10; 25; 40; 50; 67,5; 80; 100; 150 и 160 л.
ЗАО МЭЗ «Спецавтоматика» – ведущий разработчик и поставщик средств УАГП в России. Завод серийно выпускает УАГП широкого спек­тра типоразмеров и конструкций. Модули 1М2-8 используются для защиты небольших помещений и пространств за подвесными потолками и в фальшполах (рис. 4.10).

Конструкция модулей 1М2-8 достаточно проста, а для удобства мон­тажа и улучшения дизайна УАГП выполнена в закрытом шкафу, который может размещаться напольно. Оба модуля имеют пуск от пиропатронов типа ПП-3, размещенных в ЗПУ ГЗСМ (автоматическая головка-затвор для выпуска заряда).
Комплект модулей типа 1М1-40 (рис. 4.11, а) (автоматический с элек­трическим пуском) состоит из одной или нескольких секций, в каждую из которых входят два 40-литровых баллона с огнетушащим веществом. Все баллоны смонтированы на основании металлической рамы. На 40-литровых баллонах установлены головки типа ГЗСМ.
Выпускные головки баллонов соединительными трубками связаны с общим секционным коллектором. Модуль 2М1-40 (рис. 4.11, б) отличается устройством индикатора контроля потери массы. На передней панели мо­дулей установлены манометры и рукоятки ручного пуска головок ГЗСМ.

В модуле 1М1-40 включение головки ГЗСМ осуществляется электро­приводом с помощью пиропатрона типа ПП-3. Количество баллонов с ог-нетушащим веществом может быть увеличено за счет секции наборной, состоящей из четырех 40-литровых баллонов, смонтированных между со­бой коллекторами. Модули являются аналогами распространенных и ранее выпускавшихся установок с электропуском типа БАГЭ и УАГЭ.
В батарею хладонового пожаротушения 1Б2-10-40 (табл. 4.4) с электри­ческим пуском включается от двух до десяти 40-литровых баллонов (рабочих и резервных) с пусковым баллоном (запорная головка типа ГЗСМ). В батарее 2Б2-40 (табл. 4.5) используется огнетушащее вещество типа СО2.

В батарее осуществляется автоматический контроль потери массы ОС. Все узлы расположены на общей раме, которая спереди закрыта пане­лью. В модулях могут быть использованы все виды газовых огнетушащих составов.
Использование пневмопривода от специального пускового баллона (ЭПБ) или с помощью давления самого огнетушащего средства позволяет значительно упростить схему электроуправления пуском установки пожа­ротушения, а сам запуск всей батареи осуществлять при подаче электриче­ского импульса только на один пиропатрон или один электромагнитный клапан модуля УАГП (рис. 4.12).

Далее давлением азота из пускового баллона (или повышенным давлением выходящего огнетушащего средства из первого модуля), че­рез рукав высокого давления (РВД), осуществляется включение ЗПУ ЭМК на всех рабочих модулях. Через общий коллектор установки и ма­гистральный трубопровод ГОС подается в защищаемое помещение.
Конструкция   батареи   с   электромагнитным   и   промежуточными пневмоклапанами модулей представлена на рис. 4.13.

Набор изделий, обеспечивающих систему пуска, состоит из пускателя (электропиротехнического или электромагнитного), пускового пневмопро­вода с пневматическим пускателем и входит в комплект поставки «ком­плекта модулей». Принципиальная схема электропневматического пуска представлена на рис. 4.14, а, б.
Выпуск ГОТВ из модулей комплекта может осуществляться в любой последовательности. При этой схеме пуска комплект может иметь несколь­ко групп модулей и, соответственно, несколько пусковых модулей, на кото­рых устанавливается электрический пускатель (электромагнитный или электропиротехнический) (крайний случай – все модули комплекта являют­ся пусковыми). Модули внутри каждой группы соединены между собой пусковым пневмопроводом. При подаче электрического импульса на пуско­вой модуль группы происходит выпуск ГОТВ из него в нужном направле­нии. Одновременное срабатывание всех модулей комплекта обеспечивается подачей электрического сигнала на все пусковые модули комплекта.
При последовательном срабатывании модулей комплекта все модули обязательно должны комплектоваться обратными клапанами, исключаю­щими попадание ГОТВ в модули, выпуск ГОТВ из которых уже был про­изведен согласно алгоритму работы комплекта модулей.

ЗАО «АРТСОК» использует модули серии МГП 50-60, МГП 50-80 и МГП 50-100 с рабочим давлением до 5,88 МПа, а также МГП 16-25, МГП 16-40, МГП 16-80, МГП 16-100 с рабочим давлением до 14,7 МПа.
Первая цифра 50 и 16 в наименовании МГП обозначает диаметр си­фонной трубки, мм, а вторая цифра указывает вместимость модуля, л.
Отличительной особенностью модулей МГП является использование запорно-пусковых устройств с электромагнитным (ЗПУ ЭМК) и пневмо­приводами (ЭПБ) многоразового действия.
ОАО «МГП СПЕЦАВТОМАТИКА» выпускает унифицированные модули газового пожаротушения для хладоновых огнетушащих составов. Модули газового пожаротушения МПХ38-50/100-403 и МПХ38-50/100-468 предназначены для хранения и выпуска газовых огнетушащих составов -хладона 125ХП, хладона 318ц «Игмер» (318С), хладона 227еа (FМ 200), хладона 114В2 (Halon 2402), хладона 13В1 (Halon 1301) (табл. 4.6). Моду­ли имеют ручной, пневматический и электрический пуски и могут ком­плектоваться рукавами высокого давления РВД. Модули соответствуют климатическому исполнению «О» категории размещения 4 по ГОСТ 15150-69 в диапазоне температур от -10 до +50 °С.

Модули типа МПГ-40 (150) НПО «Пожарная автоматика сервис» предназначены для использования в централизованных и модульных УАГП (рис. 4.15, табл. 4.7).

Отличительной особенностью модулей 2 является наличие двух запорно-пусковых устройств с пиропатронами типа ЗПУ-40-24-2 1, с целью сокращения времени подачи ГОС, повышения надежности УАГП, а также возможности защиты двух помещений. Модули крепятся к стене с помощью специальных хомутов 3.

Модули в батарее УАГП могут монтироваться в стойках в один ряд или в два ряда. На рис. 4.15, а показан монтаж модулей МПГ-40 вместимо­стью 40 л в двухрядной стойке СМД-40. В двухрядных монтажных стойках может размещаться до 20 модулей типа МПГ. Однорядные монтажные стойки используются для размещения 2–10 модулей.
Модуль газового пожаротушения типа МГХ (ООО «Противопожар­ная автоматика-ГАЛАКС») представляет собой баллон с запорно-пусковым устройством (ЗПУ), в качестве которого могут быть использова­ны пиропатрон, головка-затвор ГЗСМ или электромагнитный клапан (рис. 4.16). Модуль предназначен для длительного хранения под давлением газовых огнетушащих веществ и их экстренного выпуска для тушения по­жара объемным или локально-объемным способом. Модуль используется в составе централизованных и модульных установок автоматического газо­вого пожаротушения. Модуль соответствует климатическому исполнению УХЛ, категория размещения 4 по ГОСТ 15150, температура окружающего воздуха от –30 до +50 °С. Габаритные размеры данного модуля представ­лены в табл. 4.8.

В случае необходимости возможно изготовление модулей с баллона­ми вместимостью до 40 л с ЗПУ ГЗСМ для установки в горизонтальном положении, например, для размещения в пространстве под фальшполом защищаемого помещения. Общий вид горизонтального модуля представ­лен на рис. 4.17.
Выбор типа модулей и стоек для МПГ определяется требуемым расчет­ным количеством модулей, их вместимостью, наличием требуемого резерва, условиями удобства размещения в помещении станции пожаротушения.


Использование разнообразных видов и конструкций модулей и их компоновка позволяют осуществлять многовариантные схемные решения по противопожарной защите объектов различного назначения. Например, часто на практике с помощью УАГП защищены помещения вычислитель­ных центров, серверных, АТС, которые имеют не только основное рабочее помещение, но и свободное пространство за подвесным потолком или в фальшполах, где может размещаться пожарная нагрузка в виде силовых и контрольных кабелей с большой насыщенностью сгораемыми материалов. В этом случае требуется произвести распределение огнетушащего средства в защищаемые пространства различного объема (рис. 4.18).
Это достигается правильной трассировкой сети трубопроводов, опти­мальным выбором типа насадков и использованием средств раннего обна­ружения пожара не только в объеме рабочего помещения, но и защищае­мых технологических пространствах.

В последние годы находят широкое применение УАГП с инертным огнетушащим газом аргон. Это одноатомный и инертный по своим свойст­вам газ, не вызывающий коррозию. В отличие от хладонов аргон менее вреден для человека даже при максимальных концентрациях. В серийно выпускаемой установке аргонового пожаротушения (рис. 4.19) фирмы «Е118ЕВ1 ГМР1АЫТ1» (Италия) применяется система автоматического управления с использованием устройств пневмо- и электропуска.
Модули изготавливаются вместимостью 40; 67,5; 80 и 140 л со стан­дартными коллекторами на 2, 3, 4 и 6 модулей. Максимальное давление в баллонах 20 МПа. В конструкции установки команда на запуск произво­дится от электрического импульса с передачей его на пиропатрон или ЭМК одного из модулей.
Дальнейшее управление включением ЗПУ на модулях и распредели­тельных устройствах производится по пневматическим линиям и рукавам высокого давления с помощью пневмоклапанов.

Важное место при эксплуатации УАГП занимает вопрос эффективно­го контроля возможных несанкционированных утечек из модулей огнету-шащего средства. Для установок с использованием ГОС, находящихся в сжиженном состоянии, применяются специальные системы весового кон­троля с помощью противовесов и специальной весовой платформы. В пер­вом случае модуль крепится с помощью специальной подвесной скобы, через коромысло к противовесу (рис. 4.20).
При утечке ГОС и уменьшении веса модуля происходит перемещение груза, что вызывает срабатывание микропереключателя весового устрой­ства и включение световой (или звуковой) индикации о состоянии УАГП.
В последние годы широкое распространение для защиты объектов с постоянным пребыванием людей находят установки газового пожароту­шения с использованием газа инерген.

Для применения ГОС типа инерген по технологии «Иге Еа1ег 8» ис­пользуется модульная установка FE-18М7-200 (Дания). Рабочее давление в модулях 15-20 МПа; время выпуска ГОС до 60 с.
На рис. 4.21 представлена конструкция модульной УАГП с использо­ванием ГОС инерген. Баллоны для инергена имеют четыре типоразмера для хранения ГОС на 5,7; 7,1; 9,9 и 12,3 м3 газа, соответственно. Для по­нижения давления в потоке ГОС при его движении по трубам используют­ся специальные соединительные муфты с диафрагмами, которые устанав­ливаются в начале магистрального трубопровода.
Установки газового пожаротушения с хранением огнетушащего ве­щества в изотермической емкости представляют собой полностью изоли­рованный сосуд большой емкости, работающий под относительно низким давлением около 2,0 МПа, защищенный алюминиевым кожухом, охлаждающей установки, обеспечивающей рабочую температуру около -20 °С, предохранительного клапана, вентилей управления. В состав охла­ждающей   установки   входит   расширительный   клапан,   регулирующий
подачу хладоагента в змеевик резервуара, компрессор, двигатели вентиля­торов, органы управления, обеспечивающие работу установки. Разработкой изотермических емкостей занимаются фирмы «АЫ"8ЦЪ 1пс», «МПЧ1МАХ ОтпЪН», «ККЮЕ БЕ1ЮКА», «АРТСОК» и НПО «Астрофизика».

Фирма «ANSUL Inc .» (США) поставляет на российский рынок изо­термические емкости до 30 м3 (рис. 4.22), в том числе установки типа «Mini-Bulk» на 159; 227; 363; 454 и 680 кг с СО2. Система «Mini-Bulk» раз­работана в целях создания альтернативы батареям с СО2 высокого давле­ния, состоящим из большого количества модулей. Каждый изотермиче­ский резервуар оборудован паровым компрессором воздушного охлажде­ния. «Mini-Bulk» имеют вертикальную конфигурацию, что обеспечивает значительное уменьшение занимаемой ими площади в помещении и сни­жение металлоемкости системы на 60 %. В этом их существенное преиму­щество по сравнению с батареями газового пожаротушения высокого дав­ления.

Устройства проектируются для СО2 в соответствии с НПБ 88-2001* [19]; для N2 на основании «Рекомендаций по проектированию, устройству и экс­плуатации установок пожаротушения азотом» (М., 1991), разработанных Академией ГПС МЧС России и НПО «Астрофизика». Применение изотер­мических емкостей позволяет значительно снизить металлоемкость устано­вок, особенно при защите помещений больших объемов, и уменьшить пло­щади станции пожаротушения. Считается, что применение изотермических емкостей эффективно при защите помещения объемом более 2000 м3.
Системы газового пожаротушения с СО2 низкого давления находят все большее применение наряду с традиционными установками высокого давле­ния, так как комплекс оборудования позволяет создавать как модульные, так и стационарные системы защиты практически для любых объемов помещений.
В изотермической емкости постоянно поддерживается заданная тем­пература (около –20 °С) с помощью специального рефрижератора. Серти­фицированные резервуары с СО2 имеют рабочий объем вместимостью 5443, 7258, 9072, 10886, 12700 и 16330 кг.

Объемное тушение одним изотермическим модулем типа МИЖУ (рис. 4.23, табл. 4.9), в зависимости от объема резервуара, эффективно в помещениях от 800 до 25000 м3. Отличительной особенностью МИЖУ яв­ляется дозированный выпуск СО2 по времени или массе ГОС. Изотермиче­ские резервуары допускается устанавливать вне помещения станции с уст­ройством навеса для защиты от осадков и солнечной радиации с огражде­нием по периметру площадки.
При этом следует предусмотреть аварийное освещение в месте уста­новки резервуара; подъездные пути к резервуару и выполнить мероприятия, исключающие несанкционированный доступ людей к резервуару, узлам его управления (пуска) и распределительным устройствам.

Выпуск двуокиси углерода из МИЖУ может осуществляться дозиро-ванно по времени или массе, для чего используется запорно-пусковое уст­ройство с пневмо- или электроприводом, которое устанавливается на ем­кости (рис. 4.24).

МИЖУ в собранном виде состоит из резервуара, запорной и предо­хранительной арматуры, приборного оборудования и трубопроводов об­вязки. Непосредственно резервуар представляет собой горизонтальный цилиндрический сосуд с нанесенной на него тепловой изоляцией. Патруб­ки и трубопроводы резервуара выполнены из нержавеющей стали 12Х18Н10Т.
Для резервуаров, располагаемых вне помещения, при возможной тем­пературе окружающего воздуха ниже –20 °С в сосуде установлены два электронагревателя, один из которых – резервный.
Для защиты сосуда резервуара в случае повышения давления установ­лены два предохранительных клапана, которые обеспечивают сброс ГОС при достижении давления в резервуаре свыше Рраб, но не более 1,1 Рраб.
МИЖУ имеет специальный клапан, предназначенный для заправки и слива СО2 из резервуара. С помощью шланга осуществляется заправка ЖУ из транспортной цистерны в резервуар. Электроконтактные манометры обеспечивают контроль давления в резервуаре, одновременно манометр № 1 выдает сигнал на включение/отключение холодильного агрегата; ма­нометр № 2 – резервный. Для внутреннего осмотра и регламентных работ резервуар имеет расположенный в днище люк-лаз.
Запорно-пусковое устройство состоит из шарового крана с ручным приводом, шарового крана с электропневмоприводом, побудительного баллона емкостью 40 л с запорным устройством с электроконтактным манометром, устройства местного пуска и опорной стойки. Кран шаро­вой с электропневмоприводом при эксплуатации модуля находится в за­крытом положении и открывается только при необходимости подачи ЖУ в защищаемое установкой газового пожаротушения помещение. МИЖУ имеет два холодильных агрегата (ХА), один из которых резерв­ный, с необходимым оборудованием, которые предназначены для под­держания давления в резервуаре не выше заданного. В случае отказа ос­новного ХА автоматически включается резервный. ХА соединены тру­бопроводами с испарителями, расположенными внутри резервуара выше уровня жидкой СО2. Включение и отключение ХА осуществляется авто­матически. Один ХА должен обеспечивать заданное давление в резер­вуаре при хранении за суммарное время работы не более 12 ч в сутки.
Шкаф управления МИЖУ обеспечивает:

1. ручное и автоматическое управление ХА;
2. контроль массы ЖУ в резервуаре;
3. контроль и поддержание в заданных пределах давления в резервуаре;
4. сигнализацию состояния оборудования («включен»/«отключен») и отклонения параметров от нормы на панели шкафа управления;

129

1. сигнализацию о наличии напряжения основного и резервного пита­ния в цепях ШУ;
2. выдачу информации о состоянии исполнительных механизмов и тех­нологических параметров в систему управления установкой газового по­жаротушения;
3. прием управляющего сигнала системы пожаротушения и выдачу им­пульса на выпуск ГОС.

Изотермические емкости типа МИЖУ должны применяться в услови­ях внешнего воздействия температур от –40 до +50 °С.
В ОКБ «ГРАНАТ» НПО «Астрофизика» разработана автоматиче­ская установка азотного пожаротушения «КРИОУСТ-5000» для защиты помещений объемом от 1000 до 5000 м3 (рис. 4.25). Азот в количестве примерно 5 т хранится в изотермической емкости в жидком состоянии, практически без потерь на испарение, благодаря использованию рекон-денсатора паров азота. Конструкция установки позволяет подавать азот в помещение в виде газа, с расходом до 50 кг/с. Время выпуска ГОС равно 60 с.

Установка пожаротушения «КРИОУСТ» состоит из изотермической емкости СКА-8,0-1,6 1 и блока испарителя 2. В емкости СКА-8,0-1,6 раз­мером 4100 мм, диаметром 2200 мм и объемом 8,0 м3 размещается жидкий азот в количестве до 5160 кг, с рабочим давлением 1,6 МПа. Масса порож­ней емкости составляет 7650 кг.
В блоке испарителя ИГ-6,0-1,6 (габаритные размеры 6500x2700x x3733 мм, масса 21400 кг) в качестве рабочей среды используется азот под давлением 1,6 МПа. Производительность испарителя до 6,0 кг/с.
Работа установки «КРИОУСТ» представляет сложный физико-химический нестационарный процесс, происходящий при изменяющейся в динамике температуре азота и возникающих гидравлических явлениях при протекании жидкого азота, его испарении и подаче в защищаемый объем в виде газа.
При пожаре в защищаемом помещении срабатывают пожарные изве-щатели. Сигнал о пожаре поступает на приемно-контрольный прибор, ко­торый подает управляющий сигнал на щит управления, после чего подает­ся электрический импульс на ЗПУ системы. Сжатый азот, находящийся в сжиженном состоянии, из изотермической емкости поступает через выпу­скной клапан и трубопроводы в испаритель-газификатор. Вытеснение жидкого огнетушащего вещества может осуществляться от специального собственного испарителя наддува или дополнительной емкости с азотом. Азот в сжиженном состоянии поступает из изотермической емкости в ис­паритель при температуре 80-100 К и испаряется за счет тепла окружаю­щей среды. Для снижения термодинамической пульсации газового потока, поступающего из испарителя, и охлаждения его до 100-300 К - в верхнюю часть испарителя (камеру смешения) по трубопроводу через центробежные распыливающие устройства подается жидкий азот, который испаряется на турбулизирующих сетках и, смешиваясь с газовым потоком, выходящим из насадок, образует гомогенный поток газообразного вещества. Этот по­ток проходит через насыпные устройства, являющиеся сепаратором не ис­парившихся капель. Далее газообразное и охлажденное огнетушащее ве­щество подается через открытый клапан в распределительную сеть к выпу­скным насадкам в защищаемое помещение для тушения пожара.
Таким образом, в результате сложного технологического процесса из 1 л жидкого азота образуется около 600 л газа. Количество блоков испари­теля выбирается, исходя из требуемого расхода азота на тушение пожара в данном помещении.
Применение резервуаров большой вместимости для целей пожаро­тушения   практически   снимает   ограничения   на   объем   защищаемых
131
с помощью УАГП помещений. Такие установки в отличие от установок баллонного типа характеризуются значительно меньшей металлоемкостью. Контроль за утечкой огнетушащего вещества осуществляется визуально по шкале уровнемера и не связан с трудоемким взвешиванием каждого бал­лона, как в случае установок высокого давления.
С увеличением требуемого расчетного количества ГОС преимуще­ство установок низкого давления существенно возрастает. Технико-экономические расчеты показывают, что критичным верхним пределом баллонных установок является запас модулей в количестве не более 80 МГП. Это объясняется сложностью электроуправления системой, ее контроля и организации эксплуатацией. В случае большей массы, соот­ветственно большего числа баллонов, технически более рациональным и экономически более выгодным является применение установок низкого давления.
4.3.2.     Запорно-пусковые устройства установок автоматических газового пожаротушения
Важными элементами УАГП являются технические устройства для выпуска ГОС из модулей. Существует три типа запорно-пусковых уст­ройств (ЗПУ):

1. ЗПУ, имеющие разрушающийся элемент (мембрану, колбу) и пиро­патрон;
2. ЗПУ, имеющие запорный орган в виде клапана, который открывается после срабатывания пиропатрона;

-  ЗПУ в виде клапана с электромагнитным или пневматическим
пуском.
Исследования надежности автоматических установок газового пожа­ротушения, проведенные в Академии ГПС МЧС России доктором техни­ческих наук, профессором Г. Х. Харисовым [37], позволили установить, что около 34 % отказов установок в режиме дежурства связаны с пусковы­ми, выпускными, запорными устройствами и клапанами УАГП. При отка­зах этих элементов происходят утечки ГОС и снижается общая эффектив­ность применения установок по тушению пожара. Поэтому правильная ор­ганизация эксплуатации и технического обслуживания элементов системы является условием надежной работы УАГП.
Виды пусковых устройств представлены на рис. 4.26.
Принцип действия запорных устройств заключается в надежном запи­рании находящихся в модулях газовых огнетушащих составов и выпуске их по сигналу от системы обнаружения пожара или вручную.

 установках традиционной конструкции с электрическим пуском ти­па БАГЭ-2-12, УАГЭ и др. для выпуска ГОС используется специальная выпускная головка-затвор типа ГЗСМ (рис. 4.27).

Головка ГЗСМ состоит из золотника 6, который удерживается гори­зонтальным рычагом 4 с натяжным винтом. Рычаг 4 удерживается от пово­рота рукояткой 2, имеющей упор, который воздействует на золотник 6. В рабочем (дежурном) состоянии рычажная система головки замкнута руко­яткой 2. При подрыве пиропатрона 7 толкатель 1 под действием порохо­вых газов давит на рукоятку 2, поворачивает ее и тем самым освобождает горизонтальный рычаг 4, который, поворачиваясь на оси, дает возмож­ность золотнику 6 переместиться вверх под действием избыточного давле­ния сжатого воздуха пускового баллона либо огнетушащего средства ра­бочего баллона. В установках с пневматическим пуском головка ГЗСМ на пусковом баллоне батареи аналогична описанной выше; разница лишь в том, что вместо пиропатрона 7 к головке подведен трубопровод от пуско­вого баллона. В этом случае толкатель 1 перемещается давлением сжатого воздуха от пускового баллона. Для ручного включения головки ГЗСМ не­обходимо потянуть на себя рукоятку 2.
В современных модулях УАГП российского и зарубежного производст­ва все более широкое применение находят специальные выпускные устрой­ства с электромагнитным приводом типа ЗПУ-16 и ЗПУ-50 (рис. 4.28, а,б).
Такие устройства не требуют использования дефицитных пиропатронов, которые являются неремонтируемыми изделиями разового использования.

ЗПУ-16(50) присоединяется к сифонной трубке и устанавливается не­посредственно на модуле. ЗПУ состоит из корпуса, золотника, электромаг­нитного клапана (соленоида), устройства ручного пуска. При подаче элек­трического напряжения от системы управления на электромагнит соленоид увлекает за собой запирающий клапан, открывая проход ГОС в общий коллектор и магистральный трубопровод.
В установках газового пожаротушения распределительные устройст­ва типа РУ с электрическим пуском на два направления предназначены для распределения огнетушащего средства (по защищаемым направлени­ям). РУ выпускаются с условным проходом 25, 32, 50, 70 и 80 мм. Основ­ным рабочим узлом в распределительных устройствах является клапан с электрическим пуском типа КЭ (рис. 4.29), предназначенный для распре­деления огнетушащего средства в помещение, в котором возник пожар. Клапан служит запорным устройством в системе распределения огнету-шащего средства от батареи УАГП по защищаемым помещениям. Вскры­вается автоматически и вручную.
Состоит из корпуса 1, внутри которого установлен поршень 2. Пор­шень одним своим концом запирает входное отверстие корпуса, а другим – упирается на запорное устройство 4. Запорное устройство кинематически связано с узлом автоматического пуска 3, к которому, в свою очередь, присоединен узел электропуска 5 для установки пиропатронов типа ПП-3 и подведен электрокабель от пускового модуля. Под давлением порохо­вых газов, образующихся при взрыве пиропатрона, перемещается пор­шень узла автоматического пуска 3, тем самым открывая клапан.

В современных установках все шире используются распределитель­ные устройства (РУ) с электромагнитными и пневматическими запорно-пусковыми устройствами или клапанами. На рис. 4.30 показано РУ-А-32 (50) ЗАО «АРТСОК», состоящее из кронштейна, на котором установлены пневмоклапан и электромагнитный пускатель, соединенные между собой медной трубкой.

На шток пневмоклапана подвешен груз. При срабатывании электро­магнитного пускателя газ из коллектора по медным трубопроводам Dу = 4 мм поступает в пневмоклапан и перемещает шток в крайнее левое положение, в результате чего серьга, расположенная на штоке, срывается и груз, падая, перемещает запорный рычаг вниз, открывает шаровой кран. РУ-А также снабжено устройством местного (ручного) пуска.
Усовершенствованная конструкция РУ-А (рис. 4.31) выпускается семи типоразмеров диаметром 20; 25; 32; 50; 80; 100; 150 и 200 мм.
В состав РУ-А входит кронштейн, который закреплен на трубопрово­де. На кронштейне 1 установлены пневмоцилиндр 2 и пускатель 3, соеди­ненные между собой медным трубопроводом Dу 4. Шток пневмоцилиндра соединен с рычагом шарового крана 4. Пускатель 3 соединяется медным трубопроводом Dу 4 с побудительным баллоном. При срабатывании пуска­теля газ из побудительного баллона по медным трубопроводам Dу 4 посту­пает в пневмоцилиндр 2 и перемещает шток в крайнее нижнее положение, в результате чего открывается шаровой кран 5. РУ-А снабжено также ме­стным пуском 6, расположенном на пускателе. После срабатывания РУ-А шаровой кран закрывается с помощью возвратного рычага. На трубопро­воде имеется штуцер 7 для установки СДУ.

Параметры электрического пуска РУ-А 24В постоянного тока (I = 0,45–0,55 А). Время приложения напряжения не менее 1,0 с. Давление при пневмопуске 3,9–5,9 МПа. Величина тока при проверке целостности цепи электромагнитного привода не должна превышать 0,1 А.
ЗАО МЭЗ СА разработано распредустройство типа РУ МЭЗ-25(32,50)-150 с пиротехническим приводом от пиропатрона ПП-3 или 7-ПП. Открытие устройства осуществляется дистанционно от электриче­ского импульса, подаваемого на пиропатрон. Величина тока I = 3 А; на­пряжение U = 10–26 В. Технические характеристики РУ МЭЗ представле­ны в табл. 4.10.

Распределительное устройство типа РУ МЭЗ (рис. 4.32) диаметром 25, 32 и 50 мм предназначено для подачи ГОС по двум и более направле­ниям. На общем коллекторе УАГП монтируется необходимое количество таких устройств (рис. 4.33).
Открытие РУ МЭЗ осуществляется дистанционно от электрического пускового импульса, подаваемого на пиропатрон типа ПП-3 или 7-ПП. Кроме того, предусмотрен ручной пуск от специальной рукоятки.
При пожаре электрический импульс подается на пиропатрон, который давлением пороховых газов освобождает удерживаемый подпружиненный шток с запорным клапаном. Клапан опускается вниз, открывая проход ГОС по соответствующему направлению.

В комплекс технических средств газового пожаротушения «ГАММА» входит распределительное устройство типа РУ-24 (32,50,70,100). Распре­делительное устройство предназначено для управления потоком ГОС в централизованных УАГП и имеет диаметр условного прохода от 24 до 100 мм. Вес от 2,1 до 17,5 кг.
Распределительные устройства, используемые в системах газового пожаротушения с изотермическими емкостями, устанавливаются в специ­альном отапливаемом помещении и имеют пневмо- или электропривод.
4.3.3.     Выпускные насадки установок автоматических газового пожаротушения
Важными элементами УАГП являются выпускные насадки. Как правило, это струйные насадки с распылением ГОС на 360 и 180° (рис. 4.34). Выбор типа насадков определяется их техническими характе­ристиками для конкретного ГОС и условиями размещения оборудования в помещении.
Насадки изготавливаются из материала, не подверженного коррозии – латуни, бронзы. Присоединительные размеры насадков от 3/8" до 2" (дюймов). В насадках имеются отверстия диаметром 3–15 мм. Количе­ство отверстий – 4, 6, 8, 12 – определяется типом насадка и требуемой по расчету площадью выпускных отверстий. Габаритные размеры струйных насадков представлены на рис. 4.35 и в табл. 4.11. Насадки должны разме­щаться в защищаемом помещении с учетом его геометрии и обеспечивать распределение ГОС по всему объему помещения с концентрацией не ниже нормативной. Насадки, установленные на трубопроводах для подачи ГОС, плотность которых при нормальных условиях больше плотности воздуха, должны быть расположены на расстоянии не более 0,5 м от перекрытия (потолка, подвесного потолка, фальшпотолка) защищаемого помещения.
Разница расходов ГОС между двумя крайними насадками на одном распределительном трубопроводе не должна превышать 20 %. На входе в насадок, диаметр индивидуальных выпускных отверстий которого не пре­вышает 3 мм, рекомендуется устанавливать специальные металлические фильтры.

Насадки установок должны быть размещены и ориентированы в про­странстве в соответствии с проектом на установку и технической докумен­тацией завода-изготовителя. При расположении в местах возможного их
повреждения они должны быть защищены. В одном помещении (защи­щаемом объеме) должны применяться насадки только одного типоразмера. Выпускные отверстия насадков должны быть установлены таким образом, чтобы струи ГОС не были непосредственно направлены в постоянно от­крытые проемы защищаемого помещения.

Схемы размещения насадков зависят от особенностей конкретного по­мещения и условий размещения пожарной нагрузки (рис. 4.36). Экспери­менты показали, что максимальные расстояния между выпускными насад­ками в зависимости от диаметра выпускных отверстий, вида огнетушащего средства и рабочего давления в модулях могут находиться в пределах 4–6 м.

Отличительной особенностью конструкции выпускных насадков для подачи хладона 114В2 (насадки с соударением струй) являются относи­тельно малые выпускные отверстия D = 2–3 мм для обеспечения пересе­кающихся в пространстве и распыляемых под избыточным давлением струй ГОС (рис. 4.37).
Такая конструкция насадка связана с тем, что хладон 114В2 имеет по­ложительную температуру кипения (+46,7 °С) и при нормальной темпера­туре окружающей среды обладает недостаточной летучестью для быстрого создания огнетушащей концентрации в помещении. Поэтому в начальной стадии пожара требуется более эффективное его распыление по сравнению с остальными видами хладонов.

Выбор схемы размещения насадков, угол выброса и разводка трубо­проводов должны осуществляться с целью равномерного распределения ГОС в защищаемом помещении. При этом диаметры трубопроводов и ме­таллоемкость УАГП должны быть минимизированы.
Техника, применяемая в УАГП, непрерывно совершенствуется, соз­даются новые огнетушащие составы, элементы систем, повышается их на­дежность и эффективность.
4.4.        Виды и характеристика газовых огнетушащих средств
Согласно НПБ 88-2001 [19] в установках газового пожаротуше­ния могут применяться огнетушащие средства в виде сжиженных и сжатых под избыточным давлением газов (табл. 4.12).

Следует отметить, что наряду с приведенными в ГОСТ 12.4.009-83 [16] видами ГОС также широко используются на практике находящиеся в экс­плуатации высокоэффективные средства тушения на основе хлад она 13B1 (трифторбромметан - CF3 Br), а также смесей бромэтила и бромэтилена с уг­лекислотой.
Двуокись углерода (диоксид углерода, СО2) является традиционным средством газового пожаротушения. СО2 в обычных условиях бесцветный газ, не имеющий запаха и вкуса, более чем в 1,5 раза тяжелее воздуха. Хранят СО 2 в жидком виде в баллонах под давлением до 12,5 МПа (125 кгс/см ). Применение углекислоты для тушения обусловлено тем, что она, будучи продуктом окисления углерода, в обычных условиях является инертным соединением, не поддерживающим горения веществ и материа­лов. Механизм тушения СО2 состоит в основном в охлаждении зоны горения и снижении концентрации кислорода в воздухе защищаемого помещения до уровня, при котором прекращается горение. При снижении концентрации ки­слорода с  21   до   14  % пламенное  горение  практически  прекращается.
Огнетушащая концентрация – не менее 30 % по объему (0,637 кг/м3). Для по­мещений с повышенной пожарной опасностью категорий А и Б нормативную массовую огнетушащую концентрацию увеличивают до 0,768 кг/м3. Расчет­ная массовая огнетушащая концентрация для установок локального тушения по объему двуокисью углерода составляет не менее 6,0 кг/м3 [36].
Углекислота в отличие от галоидированных углеводородов, воды и пенных средств тушения не наносит повреждений оборудованию, в том числе электронике, картинам, документам, пищевым продуктам и т. д. Вредное действие галоидированных углеводородов объясняется тем, что они являются хорошими растворителями и обладают токсическими свой­ствами. Углекислота, выбрасываемая в виде снега, оказывает главным об­разом резкое охлаждающее воздействие на очаг горения, а после превра­щения в газ – еще и разбавляющий эффект. Из 1 л диоксида углерода образуется 506 л газа. Огнетушащая концентрация углекислоты в воздухе достаточно высока, поэтому необходимо учитывать ее действие на орга­низм человека, причем присутствие углекислоты в воздухе в количестве до 6 % не представляет опасности для жизни, но содержание ее в количестве 10 % является уже опасным. При 20-ной % концентрации углекислоты у человека наступает паралич дыхания. Объемная огнетушащая концентра­ция двуокиси углерода в воздухе является смертельной для человека.
Безопасная для человека концентрация СО2 (Сот, при времени экспо­зиции 1–3 мин) не превышает 5 % (об.), опасное для жизни при кратковре­менной экспозиции – выше 10 % (об.). Для тушения пожара требуется кон­центрация СО2 больше 25 % (об.). Это свидетельствует о чрезвычайно вы­сокой опасности для человека атмосферы, образующейся в помещении при тушении пожара углекислотой [38].
На практике следует учитывать, что объем жидкой углекислоты в модуле газового пожаротушения, как и объем газовых огнетушащих составов типа хладон, при атмосферном давлении изменяется в зависимости от температуры.

Молекулярный вес углекислоты 44,01, объем моля 22,26 кг/моль, а ее удельный вес зависит от давления и температуры. Из рис. 4.38 следует, что существует значительная область состояний СО2 и хладонов, в которой объемы газовых огнетушащих составов и модуля, в котором они хранятся, становятся равными. Это значит, что на практике в процессе эксплуатации УАГП, наряду с прямым методом контроля ГОС (периодическое взвеши­вание баллонов), должен также использоваться косвенный метод контроля с помощью показаний манометров.

При обследовании УАГП, а также при проведении расчетов следует иметь в виду, что при температуре углекислоты, превышающей критиче­скую, давление в баллонах может значительно возрасти (рис. 4.39). Так, в баллонах, заряжаемых углекислотой, при коэффициенте заполнения, равном Kз = 0,745 кг/л, давление будет достигать: при температуре 30 °С – 90 кг/см2, при 40 °С – 130 кг/см2, а при 50 °С – 175 кг/см2.
Для коэффициента заполнения Kз = 0,625 кг/л величины давлений при указанных выше температурах будут соответственно равны: 70, 100 и 130 кг/см2. Из приводимых данных понятно, что применение коэффициен­та заполнения модулей больше Kз = 0,625 кг/л не может быть рекомендо­вано для практического использования.
Хладон 114В2 (фреон), тетрафтордибромэтан – тяжелая, бесцветная, маслянистая жидкость со специфическим запахом, температура кипения +46,7 °С, температура замерзания –110 °С, минимальная огнетушащая кон­центрация 1,9 % по объему; удельный расход 0,22 кг/м3 для помещений с производствами категории В и 0,37 кг/м3 для производства категорий А и Б.
Применение систем газового пожаротушения с хладоном 114В2 осуществ­ляется по рекомендациям ВНИИПО МЧС России.
Хладон 114В2 является наиболее активным ингибитором, он эффек­тивнее диоксида углерода, а также всех других видов хладона. Хладон 114В2 малотоксичное вещество, обладающее слабым наркотическим дей­ствием. При отравлении хладоном наблюдается головокружение. Предель­но допустимая концентрация (ПДК) его для производственных помещений равна 0,6 мг/л. Из 1 кг жидкости образуется 86,5 л паров [38].
Более высокой токсичностью обладают продукты термического рас­пада хладона 114В2, образующиеся при тушении пожаров и представляю­щие собой галоидоводородные кислоты. Однако вследствие термической устойчивости и высокой огнетушащей эффективности хладона в условиях пожара успевает разложиться лишь небольшая его часть, не превышающая 3 % ГОС, поданного на тушение.
Следует иметь в виду, что применяемые в установках пожаротушения озонобезопасные хладоны представляют собой фторсодержащие соедине­ния - перфторуглеводороды (хладоны 218, 318Ц) или гидрофторуглеводо-роды (хладоны 23, 125, 227еа).
При воздействии хладона на открытое пламя и раскаленные поверх­ности фторированные углеводороды также разлагаются с образованием различных высокотоксичных продуктов деструкции - фтористого водоро­да, дифторфосгена, октафторизобутилена и др. В процессе тушения пожара с высокой скоростью протекает процесс гидролиза хладонов, который приводит к образованию углеводородного радикала и галоидоводорода. Скорость гидролиза определяется природой хладона, температурой и со­держанием воды в хладоне.
Аналогичные процессы протекают при тушении пожара шестифтори-стой серой. В этом случае образуются высокотоксичные фтористый водо­род и пятифтористая сера.
Степень разложения фторированных углеводородов при тушении в значительной степени зависит от размера очага пожара и времени выпуска огнетушащего средства, т. е. времени прямого контакта хладона с пламе­нем. Поэтому важным является вывод о том, что для уменьшения токсич­ности продуктов, образующихся после тушения пожара фторированными углеводородами и элегазом, пожар должен быть обнаружен на ранней ста­дии его развития, а время подачи газового огнетушащего состава должно быть минимальным.
В результате гидролиза образуется галоидоводород, который способен оказывать коррозионное воздействие на металлы. Перфторированные уг­леводороды (хладоны 218, 318Ц) и SF6 практически не гидролизуются. Хладоны 23, 125, 227еа гидролизуются в достаточно слабой степени с об­разованием плавиковой кислоты (HF).
146
При определении токсичности огнетушащих газов необходимо учи­тывать основные составляющие: токсичность самого агента и токсичность продуктов его разложения.
Санкт-Петербургским филиалом ВНИИПО МЧС России при содейст­вии «Северо-Западного научного центра гигиены и общественного здоро­вья» МЗ России исследовался вопрос опасности, которую представляют для живых организмов одновременное воздействие на биообъект хладонов и продуктов их термического разложения. Для этого были проведены сравнительные испытания хладонов в стандартных условиях тушения оча­га горения и одновременным исследованием комплекса показателей, ха­рактеризующих опасность токсического воздействия продуктов термиче­ского разложения и газовоздушной смеси в условиях объемного пожаро­тушения на биоорганизмы (животных).
Исследованиями было установлено, все ГОС при тушении разлагают­ся с образованием летучих токсичных материалов. При этом летальность в выборках животных составляла от 20 до 80 % [38].
Основное негативное воздействие ГОС на человека зависит от кон­центрации ГОС в защищаемом помещении и продолжительности воздей­ствия (экспозиции) на очаг горения. В этом случае оценка негативного воздействия на человека может быть проведена для двух фиксированных значений концентрации:

1. Сот - максимальная концентрация ГОС, при которой вредное воздей­ствие газа на человека при экспозиции несколько минут (обычно менее 5 мин) отсутствует;
2. Смин - минимальная концентрация ГОС, при которой наблюдается минимально-ощутимое вредное воздействие газа на человека при экспози­ции несколько минут (обычно менее 5 мин).

Концентрации Сот и Смин для ряда ГОТВ, по данным ISO 14520, пред­ставлены в табл. 4.13.

Учитывая возможную токсичность продуктов горения при подаче ГОС, во всех случаях основным способом защиты персонала защищаемого поме­щения от вредного воздействия ГОС и продуктов его пиролиза, является своевременная и организованная эвакуация до подачи ГОС. Эвакуация осу­ществляется по сигналам звуковых и световых оповещателей, которые раз­мещены в защищаемом помещении в соответствии с НПБ 88–2001 [19] и ГОСТ 12.3.046-91 [39]. Для защиты помещений с массовым пребыванием людей (более 50 человек) не следует применять ГОТВ, которые при подаче в защищаемое помещение образуют концентрацию выше Сот.
Следует иметь в виду, что большую опасность для человека представ­ляют факторы, сопутствующие пожару, - оксид углерода, дым, снижение концентрации кислорода и т. п. Поэтому лица, работающие с хладоном, должны быть одеты в специальные комбинезоны, резиновые сапоги, иметь брезентовые рукавицы, резиновые перчатки и изолирующие противогазы.
С 1994 г. сторонами Монреальского протокола было запрещено про­изводство озоноразрушающих хладонов как веществ, разрушающих озо­новый слой земной атмосферы. Поэтому в нашей стране фирмой «Озон» (г. Санкт-Петербург) для установок, уже находящихся в эксплуатации и использующих хладон 114В2, разработаны технология и оборудование, позволяющие восстанавливать эксплуатационные свойства хладона до действующих стандартов и повторно использовать их в течение после­дующих 10 лет.
Одновременно в короткие сроки промышленностью было освоено производство экологически чистых хладонов, таких, как хладон 23 (СF 3H); ТФМ-18; хладон 125 (С2F5H); хладон 318Ц (С4F8 Ц) и др.
Из табл. 4.14 следует, что озонобезопасные хладоны по своей огнету-шащей эффективности уступают в 2-3 раза хладону 114В2. Переход на но­вые огнетушащие составы потребовал организовать разработку и произ­водство новых средств пожарной техники (модулей, батарей) с отличаю­щимися от традиционных баллонов, характеристиками конструкции и уст­ройствами выпуска ГОС. Однако при использовании различных видов хладонов следует иметь в виду то обстоятельство, что за рубежом все чаще применяют на практике инертные огнетушащие составы. Эта тенденция объясняется их экологической безопасностью и экономической целесооб­разностью.
Исследованиями, проведенными во ВНИИПО МЧС России, было ус­тановлено, что в случае пожара, при одновременном введении в помеще­ние, наряду с хладоном, небольшого количества инертного разбавителя (азота или диоксида углерода) повышается общая огнетушащая эффектив­ность. Эксперименты показали, что при введении в состав всего 8-10 % инертного разбавителя, требуемый расход хладона уменьшается в 5-8 раз. Для обеспечения такого эффекта синергизма и усиления ингибирующего действия хладона широко используется комбинированный углекислотно-хладоновый состав (85 % - СО2; 15 % - хладон). Минимальная массовая огнетушащая концентрация комбинированного состава в расчетах прини­мается равной 0,27-0,40 кг/м3, при времени подачи 30-60 с.
Азот N2 - газ без цвета и запаха; хранится и транспортируется как в сжиженном, так и в газообразном состоянии, немного легче воздуха; огне-тушащий эффект при воздействии газообразного азота достигается за счет разбавления продуктов реакции в зоне горения до такого содержания ки­слорода, при котором горение становится невозможным.
В установках пожаротушения модульного типа газообразный азот применяют редко, так как для тушения пожара им следует заполнить около 40 % объема помещения, для чего потребуется большое количество рабочих баллонов. Кроме того, в дежурном режиме необходимо создавать достаточ­но высокое давление в рабочих баллонах с газообразным азотом (рис. 4.40).

Чаще всего азот применяют в комбинированных составах; он также служит для транспортирования хладона и порошковых составов по трубам в очаг пожара. Эффективно применять жидкий азот (с температурой -196 °С), поскольку он при распылении резко охлаждает зону горения. В жидком виде азот используют для тушения щелочных металлов, спирта, ацетона, кремний- и металлоорганических соединений.
Используемые в газовых АУПТ азот, аргон, СО2 и инерген состоят из компонентов, входящих в состав воздуха. При тушении пожара они не раз­лагаются в пламени и не вступают в химические реакции с продуктами го­рения. Эти огнетушащие газы не оказывают химического воздействия на вещества и материалы, находящиеся в защищаемом помещении. При их подаче происходит охлаждение газа и некоторое снижение температуры в защищаемом помещении, что может оказать влияние на оборудование и материалы, находящиеся в нем.
Азот и аргон нетоксичны. Однако при их подаче в защищаемое поме­щение происходит снижение концентрации кислорода, что является опас­ным для человека.
Инерген - газ, образуемый путем смешения азота, аргона и углекисло­ты. Метод тушения основан на снижении концентрации кислорода в за­щищаемом помещении. Инерген состоит из азота (N2) - 52 % (об.); аргона (Ar) - 40 % (об.) и двуокиси углерода (СО2) - 8 % (об.).
Инерген является наиболее безопасным, с точки зрения воздействия на организм человека, газовым огнетушащим средством. Это объясняется тем, что даже при снижении концентрации кислорода в помещении в про­цессе тушения входящая в состав инергена двуокись углерода повышает способность человеческого организма более эффективно использовать имеющийся кислород.
Небольшое количество СО2 приводит к увеличению частоты дыхания человека в атмосфере, содержащей инерген, и позволяет сохранить жизне­деятельность при недостатке кислорода.
В результате мозг человека продолжает получать необходимое коли­чество кислорода, как и в нормальной среде, даже при снижении кислоро­да до уровня 12,5-14 %. Это свойство подтверждено экспериментальными исследованиями, проведенными за рубежом, с участием людей. В испыта­ниях при создании 50 % огнетушащей концентрации в помещении содер­жание СО2 в воздухе составило 4 %, а концентрация кислорода снизилась до 12,5 %, при этом у людей наблюдалось лишь учащенное дыхание. По­этому инерген используют в противопожарной защите помещений с по­стоянно присутствующим персоналом: авиадиспетчерские, залы, щиты управления АЭС, центры управления и подобные им объекты.
150
Инерген получил сертификат Factori Mutual Re search Corporation (FMRC) и включен зарубежными страховыми организациями в перечень огнетушащих составов неограниченной области применения. Удельный вес инергена близок к удельному весу воздуха, поэтому не происходит его скопления в нижней части помещения, огнетушащая концентрация равно­мерно распределяется в объеме всего помещения и удерживается длитель­ное время. Следует учитывать, что хранение инергена осуществляется в сжатом состоянии газа, и для создания расчетной концентрации (около 37,5 % по объему) требуется использование большего количества баллонов и повышенное давление ГОС в модулях, которое на практике может дости­гать значения Р = 1 5-20 МПа.
Инерген не проводит электрический ток, не образует осадка, не созда­ет коррозионно-активных продуктов распада и является оптимальным ГОС для защиты помещений серверных с дорогостоящим чувствительным элек­тронным оборудованием, помещений центров управления, а также объек­тов с наличием культурных и исторических ценностей.
Группа предприятий ЗАО «КОСМИ» разработала и поставила на рос­сийский рынок озонобезопасный, экологически чистый, высокоэффектив­ный газовый огнетушащий состав «ТФМ-18», который является аналогом хладона 23. Условие безопасного заполнения модулей УАГП выражается зависимостью
Кз ? ркр,
где ркр - критическая плотность ГОС.
При этом давление насыщенных паров «ТФМ-18» составляет Р = 4,0-4,5 МПа при температуре 20-25 °С. Этим обеспечивается возможность ис­пользования в УАГП ГОС без газа-пропелента. Газовый состав безопасен для человека в диапазоне применяемых расчетных концентраций.
Зависимость изменения давления от температуры для сжиженных га­зов и хладонов имеет сложный характер и в значительной степени зависит от коэффициента заполнения модуля. На рис. 4.41 представлены зависимо­сти этих параметров для хладона 23 при различных коэффициентах запол­нения модуля емкостью 100 л.
Исследования, проведенные канд. техн. наук С. С. Пустынниковым и Е. В. Чуйковым («НПО Пожарная автоматика сервис») на модулях типа МПГ, позволили установить, что в точке пересечения кривых (см. рис. 4.41) объем жидкой фазы ГОС становится равным объему модуля, при этом резко изменяется характер зависимости «давление - температура». Характер про­исходящих изменений подтверждается и зарубежными исследованиями.
151
В рассматриваемой области давление в модуле Рм представляет собой сум­му значений:

где Рн – давление ГОС на линии насыщения; Рр – давление теплового рас­ширения жидкой фазы ГОС.

При нарушении температурного режима в помещении, правил экс­плуатации, несоблюдении условий заправки модулей возможно резкое не­санкционированное увеличение давления в баллоне, что может привести к разгерметизации установки и утечке ГОС.
Полученные экспериментальные результаты позволяют количественно обосновать основные расчетные критерии и условия использования систем газового пожаротушения, а также правильно организовать их техническое обслуживание и надзор со стороны эксплуатационных организаций.
4.5.        Расчет установок газового пожаротушения
При экспертизе проектной документации и обследовании дейст­вующих установок газового пожаротушения у практических работников ГПН часто возникает необходимость проведения анализа правильности принятых решений проектировщиками по основным техническим показате­лям УАГП: количеству ГОС, трассировке и диаметрам трубопроводов, ко­личеству выпускных насадков, расчетному времени выпуска огнетушащих
средств в помещение и рабочему давлению в модулях. При этом нередко возникают трудности, связанные с отсутствием апробированных расчет­ных методов и необходимых исходных данных для проведения таких рас­четов. Практика показывает, что перечисленные выше показатели тесно взаимосвязаны друг с другом и их правильное обоснование и использова­ние в конечном счете определяет эффективность работы проектируемой и эксплуатируемой УАГП.
Основополагающим для определения нормативных параметров пожаро­тушения является выполнение условия подачи расчетного количества ГОС (95 % по массе) за требуемое нормативное время по НПБ 88–2001* [19]. Этим достигается требуемая интенсивность подачи ГОС J. Для понимания этого положения обратимся к графику зависимости расхода ГОС и создаваемой при этом концентрации) от интенсивности его подачи (рис. 4.42).

Исследованиями ВНИИПО МЧС РФ, проведенными под руково­дством докт. техн. наук, проф. А. Баратова, было установлено, что при раз­работке проектов УАГП следует учитывать характер зависимости С = /(./) при объемном тушении пожара. Это объясняется ранее приве­денными аргументами в пользу меньшего количества образующихся вред­ных веществ, а также более высокой эффективностью тушения пожара. Для иллюстрации, в качестве примера, рассмотрим закономерности, харак­терные для систем тушения с использованием хладона. Экспериментально было установлено, что тушение происходит в области, ограниченной кри­вой С = /(./), это заштрихованная область графика. Причем оптимальные условия, по требуемому количеству ГОС, достигаются в точке экстремума с значением времени подачи Тподачи = 10 с.
Можно увеличить расчетное время подачи ГОС, например, до 70 с, однако для эффективного тушения пожара это потребует увеличить также концентрацию огнетушащего вещества (удельный расход) и расчетную массу ГОС на 75 %, что скажется на металлоемкости установки и в конеч­ном счете на экономической целесообразности применения УАГП.
Зависимость, представленная на рис. 4.42, является типичной для большинства огнетушащих средств газового пожаротушения. Таким обра­зом, очевидно, что расчетное количество ГОС, диаметры трубопроводов, давление в модулях и время выпуска огнетушащего состава являются тес­но взаимосвязанными характеристиками, при неправильном выборе кото­рых система пожаротушения на практике может оказаться недостаточно эффективной. Поэтому для обоснования принятия решений о соответствии УАГП требованиям норм необходимо иметь представление о методике расчета основных типов систем газового пожаротушения. При проведении необходимых расчетов используются данные, приводимые по НПБ-88, а также экспериментально полученные данные по огнетушащей способности ГОС (табл. 4.15).

Для жидких горючих веществ, информация о которых не приведена в справочных данных, нормативная объемная огнетушащая концентрация ГОС, все компоненты которой при нормальных условиях находятся в газо­вой фазе, может быть определена как произведение минимальной объем­ной огнетушащей концентрации на коэффициент безопасности, равный
Кб = 1,2, для всех ГОС, за исключением двуокиси углерода. Для СО2 коэффициент безопасности принимается равным Кб = 1,7. Для ГОС, нахо­дящихся при нормальных условиях в жидкой фазе, а также смесей ГОС, хотя бы один из компонентов которых при нормальных условиях находит­ся в жидкой фазе, нормативную огнетушащую концентрацию определяют умножением объемной огнетушащей концентрации на Кб = 1,2.
4.5.1.     Расчет установок хладонового пожаротушения
Расчет включает в себя определение массы основного (рабочего) и резервного ГОС, количества модулей (баллонов), диаметров магистраль­ного и распределительного трубопроводов, количества выпускных насад­ков и времени выпуска основного заряда. В качестве газа-вытеснителя следует применять воздух или азот, для которых точка росы должна быть не выше -40 °С. Для выполнения расчета УАГП разрабатывается аксоно­метрическая схема сети УАГП из условия равномерного распределения выпускных насадков в помещении. Расчетная масса ГОС Мг, которая должна храниться в установке, определяется по формуле

где Мр - масса ГОС, предназначенная для создания в объеме помещения огнетушащей концентрации,

где Кр - расчетный объем защищаемого помещения, м3; К1 - коэффициент, учитывающий утечки ГОС из сосудов (К1 = 1,05); К2 - коэффициент, учи­тывающий потери ГОС через проемы помещения; р1 - плотность газового огнетушащего средства с учетом высоты защищаемого объекта относитель­но уровня моря для минимальной температуры в помещении Тм, кг • м-3, оп­ределяется по формуле

где р    - плотность паров ГОС при температуре ТО = 293 К (20 °С) при
О
атмосферном давлении 101,3 кПа; Тм - минимальная температура воздуха в защищаемом помещении, К; К3 - поправочный коэффициент, учиты­вающий высоту расположения объекта относительно уровня моря; Сн -нормативная объемная концентрация, % (об).
Масса остатка ГОС в трубопроводах Мтр , кг, определяется по формуле

где Vтр – объем всей трубопроводной разводки установки, м3; ?готв – плот­ность остатка ГОС при давлении, которое имеется в трубопроводе после окончания истечения массы газового огнетушащего вещества Мр в за­щищаемое помещение; Мбn – произведение остатка ГОС в модуле Мб, кг,
который принимается по ТД на модуль, на количество модулей в установ­ке n .
Коэффициент, учитывающий потери ГОС через проемы помещения:

где П - параметр, учитывающий расположение проемов по высоте защи­щаемого помещения, м0,5 • с -1.
Тушение пожаров подкласса А1 (кроме тлеющих материалов) следует осуществлять в помещениях с параметром негерметичности не более 0,001 м1. Значение массы Мр для тушения пожаров подкласса А1 определяется по формуле

где Мр-гепт – значение массы Мр для нормативной объемной концентрации Сн при тушении н-гептана, вычисляется по формуле (4.3); K4 – коэффици­ент, учитывающий вид горючего материала. Значения коэффициента K4 принимаются равными: 1,3 – для тушения бумаги, гофрированной бумаги, картона, тканей и т. п. в кипах, рулонах или папках; 2,25 – для помещений с этими же материалами, в которые исключен доступ пожарных после окончания работы АУГП, при этом резервный запас рассчитывается при значении K4, равном 1,3.
При срабатывании установки хладон истекает под постоянно изме­няющимся давлением сжатого воздуха или азота (в сторону уменьшения). В трубопроводах происходит неустановившийся процесс движения, пара­метры которого (скорость, расход, число Рейнольдса, коэффициенты со­противления, потери напора) изменяются во времени. Максимальное зна­чение параметров наблюдается в начале истечения, минимальное – в кон­це. Из выпускного насадка с большой скоростью непрерывно истекает смесь воздуха (азота) и ГОС, образующие мелкодисперсный распыл хла-дона. Поэтому при оценке максимального давления в системе следует учи­тывать его расширение в баллонах и трубопроводах на участке от модулей до оросителя. К трубной разводке УАГП с использованием хладонов 125,
318Ц или 227еа следует предъявлять особые требования, направленные на предотвращение расслоения двухфазной среды внутри трубной разводки, особенно в конечной стадии истечения. Это касается, прежде всего, соеди­нений магистральных трубопроводов и отдельных рядков в вертикальных (верх, низ) отводах.
Минимальное значение давления сжатого воздуха или азота должен обеспечивать необходимый напор у выпускного диктующего насадка, рас­положенного в самых неблагоприятных условиях. Гидравлический расчет ведут путем определения суммарных потерь напора по всей сети трубо­проводов.
Если рассматривать движение сжиженных газов типа хладон 125, 318Ц, 227еа, 114В2 в виде однородной жидкости, можно воспользоваться известными математическими зависимостями.
Расход хладона через насадок ()т определяется по формуле
гдеµ - коэффициент расхода через насадок; А - площадь выпускного от­верстия насадка, м2; Н - напор у насадка, м.
Потери напора на участке трубопровода длиной Ь определяются по формуле Дарси - Вейсбаха

где V - скорость потока хладона, м/с; «/- диаметр трубопровода, м.
Коэффициент сопротивления Xопределяется по формуле Альтшуля:

где п - эквивалентная шероховатость; Re - число Рейнольдса.

где <2    расход хладона, м3/с; $    площадь сечения трубопровода, м2.
Расчетный минимальный напор Нmin в модуле с хладоном складывает­ся из потерь напора в трубопроводах, фасонных частях, запорной арматуре и свободного напора перед диктующим выпускным насадком распылите­лем. Минимальное давление Рmin в модуле, МПа, к концу истечения хладо­на равно:

Расчетное давление сжатого воздуха (азота) в модуле, МПа, определя­ется по формуле
гдеКmах - объем модулей и трубопроводов, м3; Уmin - объем воздуха (азота) в модулях, м3.
Давление наддува ГОС принимается в диапазоне 3,0-4,5 МПа для мо­дульных и 4,5-6,0 МПа для централизованных установок.
Расчетное время выпуска хладона в помещение определяется из вы­ражения

где к1 - коэффициент проводимости, определяется по формуле

где <2min - минимальный расход хладона, м3/с.
Время выпуска в помещение расчетной массы ГОС принимается равным Тпод < 10 с для модульных АУГП, где применяются хладоны и SF6; Тпод < 15 с для централизованных АУГП, где применяются хладоны и SF6. Следует указать, что время выпуска ГОС является важным парамет­ром функционирования УАГП, так как оно определяет фактическую ин­тенсивность подачи хладона в защищаемое помещение /, кг/см3, которая в свою очередь, обеспечивает эффективность процесса тушения пожара. При превышении нормативного времени выпуска огнетушащего средства сле­дует увеличить давление наддува ГОС в модуле. Если это мероприятие не позволяет выполнить нормативные требования, то необходимо увеличить объем газа вытеснителя в каждом модуле, т. е. уменьшить коэффициент заполнения модуля, что влечет за собой увеличение общего количества модулей в установке газового пожаротушения.
Выполнение нормативных требований соблюдения 20%-ной разницы расходов между насадками достигается уменьшением суммарной площади выходных отверстий насадков.
В НПО «Пожарная автоматика сервис» совместно с ЦНИИ 26 МО РФ была разработана методика расчета УАГП с применением сжиженных га­зовых огнетушащих составов. В основе расчета использован графический метод решения системы уравнений, описывающих процесс выпуска огне­тушащего средства из модулей по трубной разводке, для оценки приведен­ного массового расхода ГОС.
Критерием правильности проведенного расчета и выбора диаметров трубопроводов является величина времени выпуска ГОС в помещение. Расход из установки <2 определяется из выражения

где / - массовый расход ГОС, кг/см2; µ - коэффициент расхода насадка; /- площадь насадка; N - число насадков.
Далее производится проверочный расчет системы графическим мето­дом, при котором решается система уравнений. В результате определяется приведенный массовый расход / и время выпуска ГОС в зависимости от термодинамического параметра 7 (рис. 4.43):

В расчетах принимается, что давление в модулях составляет постоян­ную величину Р = 4 МПа или Р = 15 МПа. В МИЖУ Р = 2 МПа.

Следует отметить, что методика предполагает использование вспомога­тельных данных и математических зависимостей в виде графиков функций применительно к конкретным типам используемых газовых составов.
Для того чтобы упростить проведение рутинных математических вы­числений, в ведущих отечественных и зарубежных фирмах разработаны специальные программы гидравлического расчета УАГП с использованием компьютерной техники.
Так, в ЗАО «АРТСОК» разработана программа расчета на языке Рог-1гап, которая получила название «2АЬР». Методика расчета разработана применительно к хладонам 125, 227еа, 318Ц.
При проведении расчетов, в соответствии с геометрией защищаемого помещения, производится трассировка участков сети газовой АУП. В про­грамму вносятся исходные данные по количеству модулей, их типу, вы­сотным отметкам, диаметрам трубопроводов, площади отверстий выпуск­ных насадков и их количеству. В расчетах уточняют основные параметры движения ГОС в трубопроводах, предполагая, что осуществляется неста­ционарное двухфазное движение жидкости, насыщенной газом-вытеснителем. На принтер выводятся мгновенные значения параметров потока ГОС, времени выхода 95 % и 100 % массы хладона, расходы через насадки, время опорожнения системы, распределения скоростей, массово­го расхода в отводах и др.
С математической точки зрения решается задача по расчету нестацио­нарных полей давления, плотности и скорости ГОС при его движении по трубопроводам, в процессе истечения из модулей и насадков. Трубопро­водная сеть УАГП разбивается на элементарные ячейки и для каждого элементарного объема записываются уравнения неразрывности, количест­ва движения и уравнение состояния. Уравнение сохранения массы пред­ставлено в виде:

где Ок, т- расход среды из ячейки с номером к в соседнюю с номером т; V- объем к-й ячейки.
Расход ГОС из ячейки в ячейку определяется из уравнения движения:

где АЬ - линейный размер ячейки; Р - давление в ячейке; / - сечение ячейки.
Вывод результатов расчета на монитор и принтер организован удобно, без   использования  дополнительных  пояснений  для  их  чтения.   Однако
расчетная программа адаптирована только для оборудования ЗАО «АРТСОК», хотя очевидно, что ее можно применять для расчета и других типов УАГП.
Результаты расчета, по данным авторов разработки, с точностью до 15 % совпадают с экспериментальными данными для модулей МГП и по­зволяют математически более точно описать процессы, происходящие на коротких участках труб за малый период времени.
Ведущие зарубежные производители оборудования УАГП, как прави­ло, имеют собственные программы проверочного расчета, одобренные на­циональными страховыми компаниями.

4.5.2.     Расчет установок углекислотного пожаротушения
Расчетная масса двуокиси углерода, хранящейся в установке, оп­ределяется по формуле

где Мр – масса ГОС, предназначенная для создания в объеме помещения огнетушащей концентрации, для ГОС – двуокиси углерода и сжатых газов:

Для установок локального пожаротушения расчетный объем Vр опре­деляется произведением высоты защищаемого агрегата или оборудования (площадь проекции) на поверхность пола. При этом все расчетные габари­ты (длина, ширина и высота) агрегата или оборудования должны быть уве­личены на 1 м. Нормативная массовая огнетушащая концентрация при ло­кальном тушении по объему двуокисью углерода составляет 6 кг/м3.
Движение двуокиси углерода и комбинированных составов с исполь­зованием СО2 происходит в виде двухфазной газожидкостной смеси. Экс­перименты показали, что это движение может иметь разные формы:

1. эмульсионное – смесь движется однородно (сифонная трубка МГП, коллектор);
2. раздельное движение (горизонтальные участки трубопроводов на конечной стадии работы МГП при снижении рабочего давления) – жидкая фаза движется в нижней части, газовая – в верхней части сечения трубы;
3. импульсное короткими объемами (пробками) – в конце истечения при неоптимально принятых диаметрах трубопроводов;
4. распыленное – жидкая фаза в виде мелких капель выносится движу­щимся газовым потоком.

Отдельным формам движения соответствуют пульсации. Условия взаимодействия и переходные формы движения определяются диаметрами принятых трубопроводов, скоростями движения фаз, давлением, а также характером участков ответвлений. Картина усложняется нестационарным характером процесса движения СО2 в связи с переменными во времени ве­личинами давления, расхода и скорости движения.
Сложность протекающих процессов хорошо иллюстрирует зависи­мость изменения удельного веса углекислоты от давления и температуры (рис. 4.44). На линии насыщения, разделяющей области нахождения жид­кой углекислоты и ее насыщенного пара - углекислого газа, удельный вес жидкой СО2 изменяется от 1180 кг/м3 (при температуре Т = -56,6 °С и дав­лении Р = 5,28 кг/см2), в этой точке А углекислота существует одновре­менно в газообразном, жидком и твердом состоянии, до 468 кг/м3 (при температуре Т = +31,04 °С и давлении Р = 75,28 кг/см2). Это критическая точка (В), выше которой может быть только газообразная углекислота.
Для указанных значений давления и температуры плотность пара из­меняется соответственно от ? 1 = 13,9 кг/м3 до ?2 =468 кг/м3. Математиче­ские модели с точным описанием процесса сложного движения ГОС в тру­бопроводах УАГП, при изменяющихся параметрах давления, температуры и плотности углекислоты, до настоящего времени не разработаны. Поэто­му на практике используются упрощенные виды расчетов.

Среднее давление в модуле (резервуаре) рм, МПа, определяется по формуле

где р1 - давление в модуле, МПа; р2 - давление в модуле в конце выпуска расчетного количества двуокиси углерода, МПа. Средний расход двуокиси углерода (2т, кг- с-1, определяется по формуле

где т - расчетное количество двуокиси углерода, кг; I- нормативное вре­мя подачи двуокиси углерода, с.
Гидравлический расчет установок углекислотного пожаротушения от­личается от расчета остальных систем. Это связано со сложными явления­ми, возникающими при течении двухфазной жидкости по трубопроводам. Поэтому многие аналитические выражения, принятые в методике, уста­новлены экспериментальным путем. По данным зарубежных авторов, в ус­тановках с СО2 максимальная пропускная способность магистральных и распределительных трубопроводов различного диаметра с увеличением длины уменьшается.
Внутренний диаметр магистрального трубопровода й1, м, равен

Среднее давление в питающем (магистральном) трубопроводе в точке ввода его в защищаемое помещение

где /2 - эквивалентная длина трубопроводов, м:

где ? 1 - сумма коэффициентов сопротивления фасонных частей трубопро­водов.
Рассматривая особенность движения СО2 в трубопроводах различной длины, следует учитывать инерционность установки (промежуток времени от момента подачи сигнала на пуск до начала истечения ГОС из модуля, батареи), которая не должна превышать 15 с. Средний расход через наса­док (2т, кг • с-1, определяется по формуле
гдеµ - коэффициент расхода через насадок; А3 - площадь выпускного от­верстия насадка, м; к5 - коэффициент, определяемый по формуле

Пропускная способность трубопроводов УАГП зависит от давления в трубопроводе Р, кг/см2, удельного веса ГОС - ?, кг/м3, длины трубопрово­да Ь, м, и удельного сопротивления трубопровода А и может быть пред­ставлена выражением

На рис. 4.45 представлен график определения давления в МИЖУ в конце выпуска СО2.

Количество насадков ? 1 определяется по формуле

Внутренний диаметр распределительного трубопровода с1\, м, рассчи­тывается, исходя из условия «г- > 1,4а ^? 1 , где й - диаметр выпускного
отверстия насадка.
Время выпуска двуокиси углерода в помещение определяется по формуле

где 6ср - средний за время подачи расход ГОС, кг/с.
Время выпуска в помещение расчетной массы ГОС для УАГП с угле­кислотой принимается из условия тпод < 60 с.
Время подачи ГОС при локальном тушении не должно превышать 30 с.

4.5.3.    Расчет установок пожаротушения с регенерированными озоноразрушающими газовыми огнетушащими составами
В настоящее время существует большое количество объектов, ко­торые защищаются эффективными газовыми огнетушащими составами -хладон 114В2 (тетрафтордибромэтан - С2F4Br2), 13B1 (трифторбромметан -CF3Br) и углекислотно-хладоновый состав 85/15 (85 % CO2, 15 % хладона 114В2). Замена таких систем более современными на действующих объек­тах бывает технически невозможной или экономически нецелесообразной. Поэтому на практике широко используется метод регенерации, т. е. вос­становления систем в их начальное состояние.
Регенерированные озоноразрушающие газовые огнетушащие составы (РГОС) могут использоваться в установках объёмного пожаротушения и в установках локального пожаротушения по объёму для противопожарной защиты только особо важных объектов. К ним относятся следующие по­мещения, здания, сооружения:

1. представляющие историческую или культурную ценность националь­ного или мирового значения (музеи, картинные галереи, библиотеки и т. п.);
2. пожар на которых может привести к массовой гибели людей, к эко­логической катастрофе национального масштаба (стационарные и транс­портные ядерные энергетические установки, объекты по добыче, транс­портировке и переработке нефти и газа);
3. применение для противопожарной защиты которых заменителей озоноразрушающих огнетушащих газов или альтернативных им огнету-шащих веществ приведет к невыполнению общефедеральных программ, жизненно важных для функционирования государства, его безопасности и обороны (объекты космического назначения, авиационные двигатели во­енного и гражданского назначения, отсеки военной техники);
4. обеспечивающие функционирование центров управления воздуш­ным движением и командных пунктов управления родами войск.

В расчетах с РГОС (исходные данные для расчетов – в табл. 4.16) ре­комендуется использовать методику, предложенную канд. техн. наук А. Ф. Жевлаковым и докт. техн. наук В. М. Николаевым (ФГУ ВНИИПО МЧС РФ).

Для хладонов 114В2 и 13В1 расчетное количество РГОС определяется из выражения

Для комбинированного углекислотно-хладонового состава расчетное количество РГОС определяется из выражения

Площадь поперечного сечения рядка Рр, на котором установлено п{ насадков, рассчитывают по формуле

где Ар - коэффициент, принимаемый равным от 1,2 до 1,3; Гн - площадь проходного сечения насадка; п{ - количество насадков, расположенных на одном рядке.
По рассчитанным значениям подбирают стандартные трубопроводы. При выборе схемы распределительной сети трубопроводов рекомендуется использовать симметричные и сбалансированные системы трубных разво­док.
Необходимо учитывать в трассировке сети, что разделение потоков двухфазной среды должно происходить в горизонтальной плоскости и со­отношение расходов в тройниках при использовании несимметричных схем не должно превышать соотношения 2/3.
Суммарный внутренний объем трубопроводов не должен превышать 80 % объема жидкой фазы газового огнетушащего вещества (РГОС), хра­нящегося во всех модулях установки, который определяется по формуле

где Уж - объем жидкой фазы в модулях установки; Мг - масса газового со­става, хранящегося в модулях установки; ргж - плотность жидкой фазы га­зового состава, при заданных начальных условиях хранения.
Суммарная площадь проходных сечений насадков установки .Рсн оп­ределяется по формуле

где Мг - масса газового состава, необходимая для создания в защищае­мом помещении нормативной огнетушащей концентрации; 3 - ориентиро­вочный приведенный расход газового состава; \\, - коэффициент расхода насадков, определяемый по справочным данным; 1н - нормативное время подачи газового состава.

где Ьг - эквивалентная длина участка трубопровода, ^ - коэффициент

Суммарный массовый расход газового состава определяется по фор­муле
гидравлического сопротивления модуля (батареи), сборки модулей, распределительного устройства, местного сопротивления; Им - диаметр магистрального трубопровода, м.
гдеЬ1 - эквивалентная длина элемента, принимаемая в соответствии с технической документацией, м; Д - внутренний диаметр элемента.
Эквивалентная длина нескольких элементов (батарей, модулей), имеющих равные эквивалентные длины и соединенных параллельно, оп­ределяется по формуле

Эквивалентная длина двух элементов с различной эквивалентной дли­ной, соединенных параллельно, определяется по формуле

Эквивалентная длина магистрального трубопровода рассчитывается по формуле

где Ьм - геометрическая длина магистрального трубопровода, Ьсб, Ьск, Ьру, Дов - соответственно эквивалентные длины сборки модулей (батарей), станционного коллектора, распределительного устройства, поворотов, приведенные к диаметру магистрального трубопровода, м.
Далее определяется средняя величина гидравлической характеристики разводки трубопроводов для /-го помещения:

где П1, П2, …, Пк - гидравлическая характеристика для каждого насадка в /-м помещении.

где Ы{ - число насадков в /-м помещении; Д, Ьэ - внутренний диаметр и эквивалентная длина^-го участка, м; щ - число насадков, питаемых поу'-му участку; к - число участков; Ьмэ - эквивалентная длина магистрального трубопровода.
Длясимметричной схемы разводки
где П1 и П2 – гидравлические характеристики для диктующих насадков, давление перед которыми является наибольшим и наименьшим. Для гидравлически сбалансированной распределительной сети
где Пк – гидравлическая характеристика для любого насадка. Приведенный расход (табл. 4.17) определяется по формуле

Таблица 4.17
Ориентировочные значения приведенного расхода

Наименование РГОС	Приведенный расход /, кг/с·м2
Хладон 114В2	15300 ± 500
Хладон 13В1	10200 ± 500
Углекислотно-хладоновый состав 85/15	11500 ± 500

Величина
Числовые значения коэффициентов А, В, С, В в зависимости от вида РГОС указаны в табл. 4.18.
Далее определяется массовый расход С^. Время подачи ГОС опреде­ляется по уравнению

Таблица 4.18
Числовые значения коэффициентов

Тип РГОС	А	В	С	Б
Хладон 114В2 Р = 12,0 МПа; г\ = 1,0	–1980	113,4	–0,059	1,45·10-5
Хладон 114В2 Р = 4,0 МПа; г\ = 1,5	–2790	196,3	–0,105	1,94·10-5
Хладон 13В1 Р = 4,0 МПа; г\ = 1	–216	46,8	–0,021	3,4·10-6
Углекислотно-хладоновый состав 85/15 Р = 5,8; г| = 0,7	–507	42,8	–0,024	4,68·10-6

Если расчетное время t превышает нормативное, необходимо увели­чить диаметры трубопроводов или сократить расстояние между модулями (батареями) и насадками.

Расчет времени выпуска комбинированного углекислотно-хладонового состава на практике удобно производить по графику измене­ния расхода смеси по трубопроводам в зависимости от их длины и диамет­ра (рис. 4.46).
4.5.4.     Расчет установок с применением сжатых газов
Особенности расчета АУГП с использованием сжатых газов из­ложены в ВСН 21-02-01. Сжатые газы подают в защищаемое помещение с помощью   струйных   насадков   или   перфорированного   трубопровода,
размещаемого по периметру помещения. Струи ГОС направляются гори­зонтально через отверстия диаметром 4-6 мм. При этом должно обеспечи­ваться отношение суммарной площади выпускных отверстий к площади поперечного сечения трубопровода в интервале 0,3-0,5. Расчетная масса для условно герметичных помещений производится по формуле

где Сн - нормативная концентрация ГОС.
Число модулей для хранения основного запаса ГОС рассчитывается с учетом вместимости модулей Ум и коэффициента их загрузки ^загр (табл. 4.19) по выражению

Таблица 4.19
Коэффициент загрузки модулей с ГОС в сжатом состоянии

Коэффициент загрузки, кг/л, при температуре эксплуатации 50 °С
Азот N2	Аргон Ar	Инерген
0,148	0,22	0,17

Целью гидравлического расчета является выбор диаметров труб маги­стрального и распределительного трубопроводов, определение диаметра и числа выпускных отверстий в струйном насадке или на распределительном (допускается перфорированном) трубопроводе, расчет времени подачи ГОС в защищаемое помещение. Расчетное время подачи сжатого ГОС в помещение определяется по формуле

где А - коэффициент, учитывающий изменение массы ГОС в модулях в процессе подачи; К{ - приведенная гидравлическая характеристика труб­ной разводки. Коэффициент А находится из выражения

где а, Ь, с - числовые коэффициенты (табл. 4.20); Ум - вместимость модуля, м ; Ым - число модулей в сборке (батареи); ^загр - коэффициент загрузки мо­дуля, кг/м ; Мр (max) - расчетная масса ГОС для максимального помещения, кг; Мо - фактическая масса ГОС; Кисп - коэффициент использования Ъ.

Таблица 4.20
Числовые коэффициенты (Рр = 15,0 МПа)

Коэффициенты	N2	Аr	Инерген
А	5	3	4
В	0,4	0,67	0,5
С	0,2	0,33	0,25
В	0,0182	0,0169	0,0177
С	2,13	1,9	2,0

Коэффициенты                       N2                              Аr                              Инерген
А53                                     4
В0,4                            0,67                                 0,5
С0,2                            0,33                                 0,25
В0,0182                       0,0169                            0,0177
С2,13                                1,9                                   2,0
Для выпуска сжатых газов используются струйные насадки или пер­форированные трубопроводы. Приведенная гидравлическая характеристи­ка определяется из выражения

где Км и Кпм{ - приведенная гидравлическая характеристика магистрально­го и перфорированного трубопровода.

где/- площадь выпускного отверстия, м2; ТУотв - число выпускных отвер­стий в перфорированном трубопроводе.
Для перфорированного трубопровода должно выполняться условие

где /пт   площадь сечения перфорированного трубопровода, м2.
Геометрический баланс в отношении магистрального и перфориро­ванного трубопровода соблюдается при условии

где ппт - число перфорированных трубопроводов (ппт = 2); йпт - диаметр перфорированного трубопровода. Отсюда следует

где й   диаметр выпускного отверстия.
4.5.5.     Методика расчета сбросных отверстий
Для того чтобы исключить разрушение ограждающих и строи­тельных конструкций защищаемого помещения при резком повышении давления, вызванном выпуском ГОС из насадков, часто требуется устрой­ство специальных сбросных отверстий. Площадь проема для сброса избы­точного давления F , м2, определяется по формуле

где Р - предельно допустимое избыточное давление, которое определя­ется из условия сохранения прочности строительных конструкций защи­щаемого помещения или размещенного в нем оборудования, МПа; Рa -
атмосферное давление, МПа; ?в - плотность воздуха в условиях эксплуа­тации защищаемого помещения, кг-м-3; К2 коэффициент запаса, прини­маемый равным 1,2; К3 - коэффициент, учитывающий изменение давле­ния при его подаче; ?под - время подачи ГОТВ, определяемое из гидравли­ческого расчета, с; ^Р- площадь постоянно открытых проемов (кроме
сбросного проема) в ограждающих конструкциях помещения, м2.
Для ГОТВ - сжиженных газов коэффициент К3 = 1.
Для ГОТВ - сжатых газов коэффициент К3 принимается равным: для азота - 2,4; для аргона - 2,66; для состава инерген - 2,44.
Если значение выражения в правой части неравенства меньше или равно нулю, то проем (устройство) для сброса избыточного давления не требуется.

4.6.      Испытание смонтированных установок газового пожаротушения
4.6.1.     Общие сведения
Испытания смонтированных УАГП - важнейший этап в организа­ции надежного функционирования системы пожаротушения. Испытания производят перед сдачей установок в эксплуатацию и в период эксплуата­ции не реже одного раза в 5 лет. Для этого назначается специальная рабочая комиссия, в состав которой входят и представители ГПС. Испытания УАГП
1 *
проводят согласно требованиям СНиП 3.05.05-84 [40], НПБ 88–200    [19],
ГОСТ Р 50969–96 [31], РД 78.145–93 [41] и ВСН 25-09.67–85 [42]. Испыта­ния установок, как правило, осуществляют организации, монтирующие или эксплуатирующие установки, а также имеющие соответствующие ли­цензии. Испытания оформляются специальным актом. При приемке уста­новок в эксплуатацию монтажная и наладочная организации должны предъявить:

1. исполнительную документацию (комплект рабочих чертежей с вне­сенными в них изменениями);
2. паспорта или другие документы, удостоверяющие качество изделий, оборудования и материалов, примененных при производстве монтажных работ.

Испытания установок по проверке времени срабатывания, продолжи­тельности подачи ГОС и огнетушащей концентрации ГОС в объеме защи­щаемого помещения не являются обязательными. Необходимость их экс­периментальной проверки определяет заказчик или, в случае отступления от норм проектирования, влияющих на проверяемые параметры, должно­стные лица органов управления и подразделений ГПС при осуществлении надзорных функций.
4.6.2.     Методика проведения испытаний установок автоматических газового пожаротушения
Испытания проводят при нормальных климатических условиях, если методикой испытаний не оговорены особые условия. Испытание на взаимодействие элементов установки проводят с использованием сжатого воздуха вместо ГОС. Модули с ГОС отключают от установки. Вместо них (модулей) к пусковым цепям установки подключают имитаторы (электро­предохранители, лампы, самопишущие приборы, пиропатроны и т. п.) и один-два баллона, наполненные сжатым воздухом до давления, соответст­вующего давлению в сосудах с ГОС. Автоматический пуск установок осу­ществляют путем срабатывания необходимого количества пожарных из-вещателей или имитирующих их устройств в соответствии с проектной до­кументацией на установку.
Проверку времени срабатывания проводят при автоматическом пуске установки. Измеряется время от момента срабатывания последнего пожар­ного извещателя до момента начала истечения ГОС из насадка, после чего подача ГОС может быть прекращена. При испытаниях моменты начала или окончания истечения ГОС из насадка необходимо определять с помощью термопар, датчиков давления, газоанализаторов, аудио- и видеозаписи струй (сжиженных ГОС) или другими объективными методами контроля.
174
Допускается вместо ГОС, которые при хранении в модуле представ­ляют собой сжатый газ, применять другой инертный газ или сжатый воз­дух. Давление газа в модуле должно быть равно расчетному давлению ГОС в установке. Измеренное время без учета времени задержки на эва­куацию людей, остановку технологического оборудования и т. п. соответ­ствует требованиям, т. е. не более 15 с. Испытание по определению про­должительности подачи ГОС, которое при хранении представляет собой сжиженный газ, проводят следующим образом. В модули установки за­правляют 100 % массы ГОС, требуемой для создания нормативной огне-тушащей концентрации в защищаемом помещении. Осуществляют пуск установки и подачу ГОС в защищаемое помещение. Измеряют время от момента начала истечения из насадка до момента окончания истечения из насадка жидкой фазы ГОС.
Обеспечение нормативной огнетушащей концентрации ГОС в защи­щаемом помещении проверяют измерением концентрации ГОС при хо­лодных испытаниях или по факту тушения модельных очагов пожара при огневых испытаниях. Точки измерения концентрации (модельные очаги пожара) располагают на уровнях 10, 50 и 90 % от высоты помещения. Ко­личество и места расположения точек измерения концентрации (модель­ных очагов пожара) на каждом уровне определяется методикой проведения испытаний. Места расположения точек измерения концентрации (модель­ных очагов пожара) не должны находиться в зоне непосредственного воз­действия струй ГОС, подаваемых из насадков. При холодных испытаниях концентрацию ГОС измеряют газоанализатором.
При огневых испытаниях используют модельные очаги пожара – ем­кости с горючей нагрузкой, в качестве которой, как правило, применяют характерные для защищаемого помещения горючие материалы. Количест­во горючего материала определяют методикой испытаний, оно должно быть достаточным для обеспечения продолжительности горения в течение не менее 10 мин после начала подачи ГОС в защищаемое помещение. По­сле зажигания модельных очагов пожара и выдержки времени свободного горения, устанавливаемого методикой испытаний, осуществляют ручной пуск установки. Фиксируют моменты тушения. При холодных испытаниях установку считают выдержавшей испытания, если концентрация ГОС во всех точках измерения достигает значений не ниже нормативной за время не более 5 мин с момента начала подачи ГОС. При огневых испытаниях установку считают выдержавшей испытания, если все очаги потушены за время не более 5 мин с момента начала подачи ГОС и повторное воспла­менение не произошло за время не менее 15 мин. Проверку массы ГОС и
175
газа-вытеснителя в сосуде выполняют взвешиванием на весах или расче­том на основе результатов измерения уровня, температуры, давления.
При испытании трубопроводов УАГП и их соединений на прочность в качестве жидкости-наполнителя используют воду. Подъем давления про­водят по ступеням: первая ступень – 0,05 МПа; вторая ступень – 0,5 P1 (0,5 Р2); третья ступень – р1 (Р2); четвертая ступень – 1,25 P1 (1,25 Р2). На промежуточных ступенях подъема давления производят выдержку в течение 1–3 мин. Под давлением 1,25 Р1 (1,25 Р2) трубопроводы выдерживают 5 мин. Затем давление снижают до Р1 (Р2) и производят осмотр. Допускается при­менение сжатого инертного газа или воздуха вместо испытательной жид­кости при соблюдении требований техники безопасности.
Проверку автоматического и ручного дистанционного пуска установ­ки выполняют без выпуска из установки ГОС. Сосуды с ГОС отключают от пусковых цепей и подключают имитаторы. Поочередно осуществляют автоматический, дистанционный пуск установки и фиксируют срабатыва­ние всех имитаторов в пусковых цепях. Проверку автоматического и руч­ного дистанционного пуска установки выполняют без выпуска из установ­ки ГОС. После пуска установки в защищаемом помещении контролируют включение устройств светового (световой сигнал в виде надписи на свето­вых табло «Газ – уходи!») и звукового оповещения. Измеряют время с мо­мента включения устройств оповещения до момента срабатывания имита­торов, установленных в пусковых цепях установки. Затем проверяют включение устройства светового оповещения (световой сигнал в виде над­писи на световом табло «Газ – не входить!») перед защищаемым поме­щением. Результаты испытаний оформляются соответствующими актами.