Водяное пожаротушение: виды АУПТ, расчёт, монтаж и ТО

Водяное АУПТ — самый массовый класс автоматических установок пожаротушения. СП 485.1311500.2020 относит к нему спринклерные сети (СВН, СВД, СВДр), дренчерные установки с открытыми оросителями и установки тонкораспылённой воды (ТРВ). Вода тушит за счёт охлаждения зоны горения и вытеснения кислорода паром, безопасна для людей и применима к большинству классов пожаров A и B при правильном подборе оросителя. Ниже — устройство, гидравлический расчёт по СП 10.13130.2009, требования к насосной станции и регламент эксплуатации.

Принцип тушения водой и место в АУПТ

Огнетушащее действие воды складывается из двух механизмов. Капля забирает у пламени тепло (фазовый переход в пар поглощает 2260 кДж/кг), а образующийся пар вытесняет кислород из зоны горения. Эффективность зависит от дисперсности: чем мельче капля, тем быстрее идёт теплообмен и тем меньше расход.

Водяное АУПТ применимо для пожаров класса A (твёрдые горючие материалы) и B (горючие жидкости — при тонком распыле). Не применяется для пожаров электрооборудования под напряжением выше 1000 В, металлов, реагирующих с водой (натрий, калий, магний), и для архивов с критичным ущербом от залива — там работают газовые установки.

Базовый состав по СП 485.1311500.2020:

• сеть распределительных и питающих трубопроводов;
• оросители (закрытые спринклеры, открытые дренчеры или распылители ТРВ);
• узлы управления с сигнальными клапанами;
• насосная станция I категории электроснабжения;
• основной и резервный источники воды;
• система контроля и сигнализации, интеграция с АПС по СП 484.1311500.2020.

Виды и классификация: спринклерные, дренчерные, ТРВ

Спринклерные СВН, СВД, СВДр

Закрытые оросители с термозамком. Срабатывают локально — только над очагом. По состоянию трубопровода СП 485.1311500.2020 выделяет:

• водозаполненные — для отапливаемых помещений с температурой выше 5 °C, время реакции 1–3 с;
• СВН (спринклерная воздушно-водяная) — распределительная сеть заполнена воздухом 0,3–0,5 МПа, для неотапливаемых складов и морозильных камер;
• СВД (двойного действия, предварительного действия) — пуск воды только при совпадении сигнала АПС и вскрытия оросителя; для дата-центров, музеев, архивов;
• СВДр (дренажируемая) — модификация СВН и СВД с уклонами 0,005–0,01 для полного слива остаточной воды.

Дренчерные установки

Оросители без термозамка, постоянно открыты. Запуск — от клапана группового действия по сигналу побудительной сети или АПС. Подача воды идёт сразу на всю защищаемую зону. Применяются для:

• водяных завес в проёмах между пожарными отсеками и над эскалаторами;
• защиты технологических установок с высокой скоростью распространения пламени;
• цехов окраски, сценических коробок театров, цистерн с горючими жидкостями.

Установки ТРВ (тонкораспылённая вода)

Подача воды через специальные распылители с размером капель менее 100 мкм при давлении 1,2–20 МПа. За счёт высокой удельной поверхности теплообмен идёт в разы быстрее, расход воды снижается в 6–10 раз по сравнению со спринклерной сетью. ТРВ применяется в серверных, машинных отделениях судов, газотурбинных установках, помещениях с электрооборудованием и в зонах, где ограничен запас воды.

Сферы применения и источники воды

Объекты, где водяное АУПТ обязательно или экономически оправдано:

• торгово-развлекательные центры, гипермаркеты, общественные здания с массовым пребыванием людей;
• гостиницы, общежития, многоквартирные дома выше 28 м;
• склады классов хранения 1–6 по СП 241.1311500.2015, особенно высокостеллажные с ESFR;
• производственные цеха категорий В1–В4 по пожарной опасности;
• паркинги встроенные и подземные;
• атриумы, выставочные залы, концертные площадки.

Источники воды

СП 10.13130.2009 допускает четыре варианта источника:

• хозяйственно-питьевой водопровод — при достаточном расходе и давлении в сети;
• выделенный противопожарный ввод — отдельная линия от уличной сети, без хозяйственно-питьевого водоразбора;
• резервуар-накопитель с объёмом, рассчитанным на максимальное время работы установки (30, 60 или 90 мин);
• артезианская скважина или открытый водоисточник с проверкой качества воды.

Качество воды по СП 10.13130: содержание железа не более 0,3 мг/л, жёсткость до 7 мг-экв/л, отсутствие механических примесей. При несоответствии ставится водоподготовка — фильтрация, обезжелезивание, умягчение.

Гидравлический расчёт и подбор оборудования

Расчёт ведётся по СП 10.13130.2009 и приложению В СП 485.1311500.2020. Задача — обеспечить расчётный расход и давление у диктующего (самого удалённого) оросителя.

Ключевые исходные данные:

• группа помещения по приложению Б СП 485.1311500.2020 — определяет интенсивность орошения 0,08–0,3 л/(с·м²);
• защищаемая площадь оросителя — 9–21 м²;
• площадь расчётного участка — обычно 120–360 м²;
• давление у диктующего оросителя — не ниже 5 м вод. ст. (0,05 МПа);
• время работы — 30, 60 или 90 мин по группе.

Гидравлические потери считаются как сумма потерь по длине (формула Дарси) и местных сопротивлений в коленах, тройниках, узлах управления, обратных клапанах. По результату подбирается диаметр труб (DN 25–200), производительность и напор насосов, объём резервуара.

Трубы — стальные водогазопроводные по ГОСТ 3262, бесшовные по ГОСТ 8732 или нержавеющие. Спринклеры сертифицируются по ГОСТ Р 51043, оборудование импортного производства должно иметь сертификат ТР ЕАЭС 043/2017.

Монтаж, насосная станция и ПНР

Монтаж по рабочему проекту, прошедшему экспертизу. Трубопроводы соединяются сваркой, на резьбе или грувлочными муфтами. Уклоны трубопроводов СВН и СВДр — не менее 0,005 в сторону дренажа. Расстояние от плоскости розетки оросителя до перекрытия — 0,08–0,4 м.

Насосная станция I категории

По СП 10.13130.2009 и СП 6.13130:

• два независимых ввода электропитания с АВР;
• при отсутствии второго ввода — дизель-генераторная установка с автозапуском;
• рабочий и резервный насосы равной производительности;
• жокей-насос для поддержания давления в дежурном режиме;
• мембранный или пневматический гидробак;
• отапливаемое помещение с температурой не ниже 5 °C, отдельный наружный выход;
• дублирующее ручное управление насосами на щите.

Пусконаладочные работы

ПНР включают гидравлические испытания трубопроводов давлением 1,25 от рабочего, промывку сети, проверку работы узлов управления, сигнализаторов потока и давления. Имитация запуска проводится подачей воды на диктующий ороситель без вскрытия — через узел тестирования. По итогам оформляется акт приёмки и формуляр установки.

Эксплуатация, ТО и типовые ошибки

Регламент по ГОСТ Р 50680, паспортам оборудования и проектным решениям. Работы ведёт лицензированная МЧС организация.

Периодичность

• ежемесячно — визуальный осмотр сети, оросителей, узлов управления, контроль давления;
• ежеквартально — проверка работоспособности основного и резервного насосов с переключением по АВР;
• ежегодно — промывка трубопроводов, контроль качества воды (железо, жёсткость, взвеси), ревизия арматуры;
• раз в 5 лет — гидравлические испытания на прочность и герметичность по ГОСТ Р 50680;
• срок службы спринклера — 10 лет, далее выборочные испытания и замена.

Типовые ошибки

• водозаполненная сеть в неотапливаемом помещении — разморозка при первых заморозках;
• покраска оросителей при ремонте отделки — потеря работоспособности;
• хранение продукции ближе 0,9 м от розетки оросителя — снижение интенсивности орошения;
• работа на технической воде без водоподготовки — коррозия и засорение оросителей;
• неверный выбор класса спринклера (температура срабатывания, K-фактор) — несрабатывание или ложные пуски;
• отсутствие резервного электропитания — отказ установки в момент пожара;
• применение водяного АУПТ для пожаров класса C, D и электрооборудования под напряжением — недопустимо.

Частые вопросы о водяном пожаротушении

За счёт чего вода тушит пожар, если это не просто охлаждение?

Капля воды забирает у пламени тепло при испарении — фазовый переход в пар поглощает около 2260 килоджоулей на килограмм, а образующийся пар дополнительно вытесняет кислород из зоны горения. Чем мельче капля, тем больше её суммарная поверхность и тем быстрее идёт теплообмен при том же расходе воды — на этом принципе построена тонкораспылённая вода с каплями менее 100 микрон, которая снижает расход в 6–10 раз по сравнению со спринклерной сетью. Именно поэтому дисперсность распыла — ключевой параметр при выборе типа водяной установки, а не только напор насоса.

Где тонкораспылённая вода предпочтительнее обычной спринклерной сети?

Тонкораспылённую воду ставят там, где важно совместить тушение с ограниченным запасом воды и присутствием электрооборудования — серверные, машинные отделения судов, газотурбинные установки. За счёт капель мельче 100 микрон и давления до 20 МПа расход снижается в разы, а значит меньше объём резервуара и меньше риск залива дорогостоящего оборудования при случайном срабатывании. Обычная спринклерная сеть в таких помещениях избыточна по расходу и опаснее для техники.

Почему для сценических коробок театров применяют дренчерные завесы, а не спринклеры?

Дренчерный ороситель не имеет термозамка и постоянно открыт, а запускается сразу всей группой по сигналу от побудительной сети или пожарной сигнализации — это даёт мгновенную подачу воды по всей защищаемой зоне, а не постепенное вскрытие отдельных оросителей над очагом. Для сценической коробки, где огонь может распространиться по декорациям за секунды, важна именно одновременная подача на всю площадь, а не точечное тушение. По той же логике дренчеры ставят в проёмах между пожарными отсеками и над эскалаторами — как водяную завесу, а не как штатную защиту помещения.

Для каких пожаров водяная установка не подходит в принципе?

Вода не применяется для тушения электроустановок под напряжением выше 1000 вольт — риск поражения током перекрывает пользу от тушения, а также для металлов, вступающих с водой в реакцию, таких как натрий, калий и магний. Отдельный случай — архивы и хранилища с критичным ущербом от залива: даже эффективное тушение водой означает там потерю ценности материалов, и решение переносят на газовые установки. Правильный выбор типа автоматической установки начинается именно с проверки, допустима ли вода для данного класса пожара и содержимого помещения.

От чего зависит диаметр труб в проекте водяного пожаротушения?

Диаметр трубопровода подбирают по результатам гидравлического расчёта, который суммирует потери давления по длине магистрали и местные сопротивления в коленах, тройниках, узлах управления и обратных клапанах. Итоговый диапазон диаметров — от DN 25 до DN 200 в зависимости от расчётного расхода и давления у диктующего, самого удалённого оросителя, которое должно быть не ниже 0,05 МПа. От этого же расчёта зависят производительность и напор насосов и объём резервуара запаса воды на нормативное время работы установки.