Может ли водяная завеса заменить противопожарную стену? 

В практике проектирования дренчерные завесы часто применяют для защиты проемов: в атриумах, транспортных узлах, на производстве. Логика понятна: вода должна «сбивать» тепловое излучение, осаждать дым и токсичные газы. 

Но насколько это работает на самом деле? Разберемся на основе двух серьезных экспериментальных исследований.

Полномасштабные испытания: тепло блокируется, дым — нет

В работе Recent Experimental Studies On Blocking Heat And Smoke By A Water Curtain (International Journal on Engineering Performance-Based Fire Codes, Volume 10, Number 4, p.89-95, 2011 были проведены натурные испытания в двухкамерной установке: в одной комнате — очаг пожара (пропаноловый бассейн 165 кВт), в другой — защищаемое помещение. Между ними — водяная завеса из типовых дренчерных оросителей.

Основные результаты

1. Снижение лучистого теплового потока — до 75 % (в зависимости от форсунки).
2. Температура в защищаемом помещении снижалась на 40–65 °C.
3. Дым свободно проходил через завесу.
4. Концентрация CO в защищаемом помещении практически не отличалась от случая без завесы (до ~70–80 ppm).

Почему так происходит?

Фотосъёмка с импульсной подсветкой показала, что водяная завеса – это не сплошная «водяная стена», а структура с большим количеством воздушных пустот (пористость до 40 %). Через эти «окна» проходят дым и газы.

Авторы прямо указывают: при испытанных конфигурациях нельзя считать, что установка завесы эквивалентна противопожарной стене.

Дисперсность капель имеет значение

В более позднем исследовании Experimental Studies of the Effect of Spray Dynamics on Radiation Blockage by Water Curtains изучали, как динамика распыла влияет на экранирование теплового излучения.  Использовались лазерные анализаторы размера капель и датчики теплового потока. Меняли давление (1–3 бар), расстояние и направление впрыска.

Что показали эксперименты

1. При увеличении давления уменьшается средний диаметр капель (SMD).
2. Мелкие капли дают более эффективное ослабление излучения.
3. Существует «оптимальная зона» по расстоянию от форсунки, где диаметр капель минимален и экранирование максимально.
4. При впрыске вверх экранирование оказалось эффективнее, чем вниз, из-за большего времени пребывания капель в зоне излучения.

Авторы подчеркивают: характеристики факела нужно измерять для конкретной форсунки, а не опираться только на паспортный расход 

Практические выводы для проектирования

Водяная завеса – это средство снижения теплового излучения, а не барьер для дыма и токсичных газов.

Эффективность сильно зависит от:

– диаметра капель,
– распределения по факелу,
– давления,
– положения защищаемого объекта.

Простое выполнение требований по расходу (л/с·м²) не гарантирует реального экранирования. Эквивалентность противопожарной стене требует отдельного обоснования – экспериментального или расчетного.

Если рассматривать водяные завесы как элемент компенсирующих мероприятий, то важно честно понимать их физические ограничения. Они действительно «охлаждают» и уменьшают радиационную нагрузку, и это ценно. Но рассчитывать на полную изоляцию помещений от продуктов горения не стоит.