Является ли подавление огня водяным туманом преемником традиционных спринклеров?

Краткая история

Рисунок 1. Система распыления водяного тумана на складе. Источник: Wisprex

Идея использования водяного тумана высокого давления для пожаротушения не нова. Он был изобретен более 130 лет назад в форме рюкзака с копьем, которое производило капли воды, для борьбы с небольшими лесными пожарами. Разработка этой системы продолжалась в течение всего прошлого века, но технология не была коммерчески жизнеспособной, поскольку в то время она не отвечала требованиям для стационарных установок. Только в 1990-х годах технология действительно взлетела из-за двух основных событий. Во-первых, Монреальский протокол инициировал постепенное прекращение использования галогенов, которые широко применялись на морских и авиационных платформах. Во-вторых, в 1990 году на пассажирском паромном судне в Швеции произошел пожар, в результате которого погибли 158 человек. Это заставило отрасль искать альтернативы, и система водяного тумана была одним из лучших кандидатов.
Система быстро завоевала популярность, и был необходим новый стандарт, чтобы сделать ее пригодной для стационарных установок. При активном участии новаторских производителей был установлен стандарт NFPA 750, который охватывал испытания, проектирование, компоненты и категории систем водяного тумана.

Принцип работы
Система противопожарной защиты от водяного тумана работает аналогично традиционной спринклерной системе. Основное отличие состоит в том, что он выпускает воду под гораздо более высоким давлением через специальные форсунки, которые создают чрезвычайно мелкий туман из микрокапель. Эти крошечные капельки эффективно проникают в пламя, охлаждают окружающий воздух и блокируют излучение тепла, таким образом сдерживая и туша огонь.

Типичная система водяного тумана состоит из следующего:

· Насосный агрегат высокого давления
· Малый резервуар для воды
· Секционные клапаны
· Трубы малого диаметра из нержавеющей стали
· Спринклер или распылительные головки

Как определено в NFPA 750, давление в системе колеблется от низкого (ниже 12,1 бар) до высокого (выше 34,5 бар). Установлены системы, рассчитанные на давление до 158 бар, для которых требуются специальные трубопроводы. Высокие давления создаются насосными агрегатами, которые могут приводиться в движение электрическим, дизельным или сжатым газом. Последний использует сжатый воздух или азот, хранящийся в баллонах, установленных на той же раме, что и насос.
Секционные клапаны в системах водяного тумана используются так же, как клапаны управления зонами в традиционных системах. Их функция состоит в том, чтобы изолировать секции в целях технического обслуживания, контролировать расход и сообщать системе, что спринклерная головка активирована.
Спринклерные головки работают аналогично традиционной системе. Они оснащены термочувствительной стеклянной колбой, которая выпускает золотниковый клапан, позволяющий воде под высоким давлением протекать через микро-форсунки. Также доступны распылительные головки, которые активируются напрямую через независимую систему обнаружения пожара.
Сравнение с традиционной спринклерной системой
Несмотря на то, что между компонентами двух систем есть много общего, существуют большие различия в ценности, которую каждая система приносит владельцам здания. Основные отличия перечислены ниже:
1. Расход воды в системе тумана, как правило, составляет лишь одну десятую от эквивалентной традиционной спринклерной системы. Это значительная экономия с точки зрения использования воды, которая также использует гораздо меньший резервуар для хранения.
2. Распределительный трубопровод в системе тумана имеет намного меньшие диаметры, чем в традиционной системе, из-за гораздо более низких скоростей потока. В типичном проекте около 75% трубопроводов будет иметь диаметр всего 12 мм. Напротив, традиционная система имеет минимальный диаметр трубы 25 мм, соединяющий два спринклера, и диаметр трубы до 200 мм для магистральных трубопроводов.
3. Система тумана наносит объектам гораздо меньше ущерба, чем традиционная, так как в пространство выбрасывается очень мало воды. Этот аспект важен для владельцев зданий, так как разрушения, вызванные пожаром, минимальны.
4. Система тумана предназначена как для предотвращения распространения, так и для тушения пожаров, в отличие от традиционной системы, которая предназначена для простого предотвращения распространения огня до прибытия пожарной команды. Это ставит систему водяного тумана в класс систем пожаротушения особой опасности вместе с чистыми агентами, инертными газами и CO 2 . Это означает, что его можно использовать для противопожарной защиты центров обработки данных и аналогичных сред. По сравнению с газовой системой подавления, система тумана не требует герметичного помещения, что требует дорогостоящих уплотнений и испытаний. Кроме того, это не требует дополнительного места для хранения газовых баллонов и позволяет избежать установки систем продувки газом.
5. Система тумана проектируется и устанавливается дороже, чем традиционная, поскольку системы высокого давления требуют более сложных компонентов и материалов более высокого качества.
Стоимость проекта
Действительно, стоимость является основным фактором, влияющим на выбор различных систем. Система водяного тумана явно приносит больше пользы владельцам зданий с точки зрения эксплуатации и технического обслуживания, но первоначальные расходы выше. Однако было бы неправильно сравнивать две системы с точки зрения только капитальных затрат. Преимущества, которые приносит система тумана, должны быть определены количественно в контексте всей экономии проекта.
Например, в зданиях с достаточным количеством помещений, требующих газовой противопожарной защиты (например, в центрах обработки данных и помещениях с ценными активами), система тумана становится конкурентоспособной, если смотреть на общую стоимость проекта. Большая экономия будет получена за счет отказа от установки систем подавления газа и продувки газа, а также от герметизации каждой комнаты. Также намного дешевле эксплуатировать и обслуживать одну единую систему для всего здания, а не несколько систем. Дополнительное пространство, созданное отсутствием газовых баллонов, также может быть использовано для увеличения чистых доступных площадей в коммерческих зданиях.
Установка систем тумана иногда может быть единственным приемлемым решением для противопожарной защиты, когда пространство ограничено. Из-за небольших труб система может помещаться в пустотах на небольших потолках и избегать столкновений с другими строительными услугами. Подходящими областями применения являются больницы, где пустоты на потолке, как правило, очень перегружены, или проекты по модернизации, где важно не мешать существующим установкам.

Резюме
Когда дело доходит до противопожарной защиты, традиционная спринклерная система долгое время была единственным вариантом для владельцев зданий. Его недавний преемник - система водяного тумана - набирает популярность в последние три десятилетия благодаря своей эффективности и гибкости. Основным препятствием для того, чтобы эта система стала первым выбором в большинстве проектов, является ее капитальные затраты. Тем не менее, косвенные сбережения и преимущества, которые эта система приносит владельцам зданий, могут доказать, что возможна более высокая стоимость.