Как разместить пожарные извещатели на объекте малых размеров

Статья из журнала ВНИИПО МЧС России «Актуальные вопросы пожарной безопасности», выпуск №1 2019, стр.44-48

Рассмотрен процесс распространения продуктов горения при возникновении пожара в помещениях. Изложено логическое обоснование требований п. 13.3.6 СП 5.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования». Сформулирована проблема защиты пространств, характеризующихся малым объемом, где реализация требования п. 13.3.6 свода правил СП 5.13130.2009 в части обеспечения минимального расстояния между пожарными извещателями и окружающими предметами невозможна по физическим причинам. Разработаны требования к условиям проведения огневых испытаний, направленных на поиск оптимального размещения пожарных извещателей в малом защищаемом объеме. Проанализированы
полученные значения времени срабатывания пожарных извещателей в зависимости от места их расположения, полученные в результате проведения огневых испытаний в пространстве с ограниченным объемом. Определены оптимальные места размещения пожарных извещателей с точки зрения обеспечения максимальной эффективности обнаружения возгорания.


Область, контролируемая одним пожарным извещателем, является частью помещения, возгорание в котором может быть обнаружено техническими методами, основанными на контроле температуры окружающей среды, степени ее задымленности, изменения химического состава атмосферы, присутствия электромагнитного излучения, формируемого пламенем.

В большинстве случаев возгорание различной горючей нагрузки сопровождается дымовыделением, поэтому наиболее распространены для применения в качестве средства обнаружения возгорания дымовые пожарные извещатели оптико-электронного типа (ИПД). ИПД строятся на основе дымового чувствительного элемента, представляющего собой оптическую камеру, содержащую источник и приемник оптического излучения. Принцип действия извещателя основан на отражении и рассеивании частицами дыма оптического излучения, генерируемого излучателем и воспринимаемого приемником.

В обычных помещениях, представляющих собой некую комнату, особых сложностей в обнаружении задымления не возникает. Процесс переноса продуктов горения, в частности дымовых и аэрозольных составляющих, осуществляется конвективной струей нагретого воздуха, образуемой источником возгорания. В условиях отсутствия механических препятствий продукты горения достигают припотолочной области и постепенно распространяются на все помещение за исключением зон, расположенных в углах помещения, где воздухообмен почти отсутствует. Максимальная эффективность обнаружения факторов пожара дымовыми извещателями достигается при их расположении в непосредственной близости от перекрытия с учетом некоторого удаления от углов помещения. Эффект наличия пониженного воздухообмена в пространстве высотой (2,0 ÷ 2,5) см под перекрытием рассматривать не будем, считая, что чувствительная зона извещателя при его монтаже на потолок располагается на расстоянии около 2,5 см от плоскости потолка.

На практике нередко приходится сталкиваться с защитой помещений, в которых присутствуют потолочные балки, имеется наличие приточной и/или вытяжной вентиляции, смонтированы конструктивные элементы технологических систем, электросветильники и т. п., что оказывает значительное влияние на распространение задымленного воздуха. В этих условиях важной задачей является определение мест размещения ИПД с целью максимальной эффективности выполнения ими своих функций.

П. 13.3.6 СП 5.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования» предписывает размещение пожарных извещателей на расстоянии до вентиляционного отверстия не менее 1 м, а горизонтальное и вертикальное расстояние от извещателей до близлежащих предметов и устройств, до электросветильников – не менее 0,5 м. Дополнительно оговаривается, что размещение пожарных извещателей должно осуществляться таким образом, чтобы близлежащие предметы и устройства (трубы, воздуховоды, оборудование и прочее) не препятствовали воздействию факторов пожара на извещатели, а источники светового излучения, электромагнитные помехи не влияли на сохранение извещателем его работоспособности и помехоустойчивости.

Указанное требование является логичным в части размещения ИПД в пространстве, представляющем собой вышеуказанные условия, однако не учитывает случаи, когда размещение пожарных извещателей в соответствии с требованиями п. 13.3.6 СП 5.13130.2009 становится физически невозможным в силу малых габаритов помещения и плотного расположения в припотолочной области конструктивных элементов технологических и иных систем.

Положениями ч. 3 ст. 4 Федерального закона № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» определено, что своды правил по пожарной безопасности являются документами, применение которых на добровольной основе обеспечивает соблюдение требований настоящего Федерального закона. Данная формулировка позволяет проектно-монтажным организациям делать отступления от положений сводов правил с обязательным соблюдением требований закона, и принимать наиболее оптимальные технические решения для обеспечения противопожарной защиты конкретных объектов.

Как же действовать проектной организации в условиях, когда недоступна физическая реализация требований п. 13.3.6 СП 5.13130.2009. Предположим, что помещение, подлежащее защите средствами обнаружения пожара, имеет ограниченные физические размеры и плотное расположение в нем светильников, воздуховодов и иного оборудования, априори препятствующего доступу факторов возгорания (теплу, дыму) к чувствительной зоне пожарного извещателя.

Конечно, такого рода помещения редки, но как пример подобного объекта защиты может быть рассмотрено запотолочное пространство, в котором проложены основные системы коммуникации здания, в частности трубопроводы системы вентиляции, электропроводки, малоточные линии связи и т. д.

В соответствии с п. А.11 СП 5.13130.2009 данные пространства должны быть оснащены системой пожарной сигнализации, т. е. в объеме защищаемого пространства должны быть установлены пожарные извещатели. Но как совместить требования п. 13.3.6 и А.11 СП 5.13130.2009 в реальных условиях.

Логично предположить, что дымовые пожарные извещатели (а именно они являются наиболее эффективными для обнаружения возгорания в запотолочном пространстве) среагируют на задымление, распространяющееся в защищаемом объеме. Но возникает вопрос, где именно, в замкнутом пространстве при наличии возгорания создается максимальная концентрация задымления.

Эксперименты показали, что несмотря на ограниченную высоту запотолочного пространства задымление, также, как и в помещениях с обычной высотой, начинается с припотолочной области и постепенно заполняет все пространство за фальшпотолком. Объекты, смонтированные непосредственно на потолке, например, те же воздуховоды, являются преградами к распространению дыма в припотолочной области. Так, например, если источник возгорания возник с одной стороны от такой преграды, то дым с ее другой стороны появится только после образования такого слоя задымленного воздуха в припотолочной зоне, при котором возникнет перетекание дыма под преградой. В результате, время обнаружения загорания извещателем, установленным за преградой, может оказаться недопустимо большим.

Монтаж извещателя на уровне, ниже нижней отметки преграды, безусловно, не приведет к положительному результату, так как опять-таки требуется образование значительного по толщине слоя задымленного воздуха.

В этих условиях единственным методом снижения времени обнаружения пожара является увеличение количества пожарных извещателей, а именно, оснащение извещателями всех отсеков потолка, ограниченных преградами.

Иные результаты получены в ходе эксперимента, при котором между преградой и перекрытием остается зазор в 2,5 см и более. При таком расположении преграды дым от источника возгорания поднимается к перекрытию с последующим его растеканием в горизонтальном направлении, в том числе через указанный зазор.

Испытаниям подвергали три ИПД, расположенные как показано на рисунке. В качестве преград использовали трубы, имитирующие конструктивные элементы технологической системы объекта, например, системы вентиляции. Зазор между перекрытием и верхней частью труб составлял около 5 см.
Запотолочное пространство было условно разбито на две зоны.

Как разместить пожарные извещатели на объекте малых размеров

В первой зоне монтировалось два извещателя: один непосредственно крепился к перекрытию, а второй отстоял от перекрытия таким образом, что его чувствительная зона была расположена ниже уровня трубы. Горизонтальное расстояние от извещателей до трубы составляло около 3 см.

Во второй зоне извещатель монтировали на перекрытие при горизонтальном расстоянии от извещателя до трубы 0,5 м, т. е. монтаж был выполнен в соответствии с требованиями п. 13.3.6 СП 5.13130.2009.

Тестовый очаг располагали по центру между зонами, причем в первом опыте – на линии, соединяющей извещатели, а во втором и последующих опытах – на удалении от указанной линии.

Как и предполагалось, самое большое время обнаружение показал извещатель № 3, чувствительная зона которого была расположена ниже элементов конструкции системы коммуникации, а значит на бόльшем удалении от перекрытия по сравнению с двумя другими ИПД. Такой результат, как было указано выше, объясняется тем, что дым, генерируемый источником горения, стремится вверх, к перекрытию, и постепенно заполняет припотолочную область. Кроме того, горизонтальная составляющая скорости движения задымленных воздушных масс, обеспечивающая заход дыма в дымовую камеру ИПД, снижается по мере удаления от перекрытия.

Наибольшую эффективность в первом опыте (очаг на линии, соединяющей извещатели) показал извещатель № 1, расположенный в непосредственной близости от преграды (трубы).

Снижение времени обнаружения дыма этим извещателем, по сравнению с извещателем № 2, расположенном на расстоянии 0,5 м от аналогичной преграды, может быть объяснено тем, что между преградой и перекрытием присутствует зазор. Горизонтальная скорость задымленной воздушной массы, имеющая максимальное значение под перекрытием (с учетом отступа от перекрытия на (2,5÷3) см), обеспечивает прохождение дыма через пространство между преградой и перекрытием, но после прохождения данного зазора постепенно уменьшается. Таким образом, наиболее быстрое задымление образуется в пространстве сразу за трубой, что обеспечивает максимально эффективное функционирование извещателя при его расположении в непосредственной близости от трубы.

Лишний раз следует подчеркнуть, что данный эффект характерен только для случая расположения очага возгорания и ИПД на едином перпендикуляре к стене.

В последующих опытах, когда очаг монтировали на удалении от линии расположения извещателей, максимальную эффективность (минимальное время срабатывания) стал демонстрировать извещатель № 2, удаленный от преграды на 0,5 м (в соответствии с п. 13.3.6 СП 5.13130.2009). В данном случае стало сказываться негативное влияние трубы на время обнаружения пожара извещателем № 1, расположенным в непосредственной близости к ней, что, в первую очередь, объясняется снижением скорости движения задымленного воздуха вблизи трубы. Причем данное негативное влияние возрастало с увеличением расстояния между источником возгорания и линией расположения извещателей.

Следует отметить, что при меньшем зазоре между преградой и перекрытием полученный эффект достигнут не будет, так как в примыкающем к перекрытию тонком слое ((2,0÷2,5) см) горизонтальная скорость движения воздушных масс мала.

На основе анализа результатов проведенных экспериментов можно сделать следующие выводы:
1. При наличии на потолке преград, примыкающих к потолку без зазора либо с зазором менее (2,0÷2,5) см, пожарные извещатели следует устанавливать в каждом отсеке потолка, образованном данными преградами.
2. В случае наличия зазора между перекрытием и преградой высотой более (2,5÷3,0) см, извещатели могут быть установлены в непосредственной близости от преграды, но с учетом негативного влияния преграды на эффективность обнаружения ИПД возгорания, следует применить компенсирующее мероприятие, заключающееся в сокращении расстояния между извещателями по сравнению с нормативным.

Статья из журнала ВНИИПО МЧС России «Актуальные вопросы пожарной безопасности», выпуск №1 2019, стр.44-48

Поделиться в соц. сетях:

Оставить сообщение