Роберт Т. Кийосаки Шэрон Л. Лектер

Режим работы установки пожаротушения (порядок пуска и продолжительность ее действия) определяет эффект ее использо­вания.

Режим работы установки в большинстве случаев рассчитывают в зависимости от возникающей при пожаре температуры. Опреде­ляющей является допустимая (критическая) температура среды в помещении или допустимая

Рис. 4. Номограмма для определения среднеобъемной температуры в помещении в зависимости от интенсивности тепловосприятия #„ ограждающих конструкций здания и поверхности расположенного в нем оборудования, коэффициента избыт­ка воздуха а и продолжительности пожара т (q₄, = qlF; F — поверхность огражда­ющих конструкций): I — t=f(q_t); 2~ <=ф(Т); 3-t=F(a).

температура объекта, находящегося в зоне горения.

По характеру развития Ф. В. Обухов [101] разделяет пожары на две основные категории. Пожары первой категории (наиболее характерные и часто встречаемые в реальной обстановке) имеют начальную стадию, характеризуемую сравнительно медленным нарастанием температуры в помещении до 200—300 °С. Продол­жительность этого периода в зависимости от соотношения площа­дей проемов и поверхности помещения изменяется от 15—30 мин до 1—2 ч.

Пожары второй категории характеризуются быстрым разви­тием (начальная стадия развития практически отсутствует). К ним относят пожары в зданиях и помещениях, в которых размещены производства с пожароопасными веществами (горючими жидкос­тями, газами и другими веществами с большей скоростью распро­странения горения по поверхности).

Во время пожара .воздух (среда) в помещении и находящееся в нем оборудование нагреваются. При нагревании до критической температуры теряется прочность конструкций, что приводит к ава­рии оборудования. Например,

Рис. IV-5. Номограмма для определения

F_n —площадь пола; F — площадь ограждающих конструкций зда»

А д — площадь окна;

металлические незащищенные конструкции имеют критическую температуру 500 °С, что соответст­вует температуре воздуха (среды) 718°С стандартного темпера­турного режима.

Температура среды при пожаре в помещении зависит от ряда факторов: размера очага, вида горючего материала, его количе­ства, состояния, условий тепло- и газообмена, размеров помеще­ния, продолжительности пожара и др. Эти факторы очень трудно поддаются учету, что обусловлено сложностью происходящих во время пожара явлений.

Среднеобъемную температуру в помещении (с погрешностью ±15%) М. П. Башкирцев [102] рекомендует определять по номо­грамме (рис. IV-4) в зависимости от плотности теплового потока, воспринимаемого ограждающими поверхностями здания и распо­ложенного в нем оборудования, коэффициента избытка воздуха и продолжительности пожара.

В работе [103] для определения среднеобъемной температуры в помещениях рекомендована номограмма, приведенная на рис. IV-5.

На рис. IV-5 показан также пример использования номограм­мы для пожара в здании, которое характеризуется следующими параметрами: 2У/ГЛ_в=(5Х2х4)У2+(2x1,6X3)1/11,5=66,98; F = = (10X30) Х2+(3X30) х2+(-10ХЗ)Х2=в40; F_n = 10X30=300; F_t = 300/840 = 0,357; F_o = 66,98/840=0,08.

Влияние различных факторов на температурный режим пожа­ра в помещении оценивают коэффициентом W—t/tc (t — средне-объемная температура в помещении; t_c— среднеобъемная темпе­ратура в помещения при «стандартном» пожаре*). Таетм обра­зом, среднеобъемная температура в помещении может быть най­дена по формуле

где т — продолжительность пожара, мин.

Методика определения значений *¥ приведена в работе [104]. В приближенных расчетах температуру окружающей среды t (при ^600 °С) внутри закрытого помещения при пожарах вто­рой категории можно определить по формуле

M) ИЛИ /=

где t₀ — начальная температура, °С, &_я — коэффициент, учитывающий использо­вание тепла, выделяющегося во время пожара, для нагревания воздуха в поме­щении, а также условия воздухообмена; Q% —теплота сгорания, Дж/кг; иг — удельная скорость выгорания, кг/(м²-с); т—продолжительность пожара, с; ^пож — площадь горения, м²; с — удельная теплоемкость воздуха, Дж/(м³-К); Whom — объем помещения, м³; qo — интенсивность тепловыделения, Вт/м².

Ниже приведены значения ky, :в зависимости от условий возду­хообмена, определяемых отношением площади проемов к площа­ди пола помещения и его> высотой:

Отношение _/ площади проемов

к площади пола помещения

Высота помещения, м . . .

Чг_я

Уравнение (IV. 1) можно представить в виде

t = t_Q+o_txF_wm/W_ttou (IV.2)

где Vt = k_Kq_ojc — удельная скорость повышения температуры окружающей среды внутри закрытого помещения, К-м^э/(м²-с).

Ниже приведены значения интенсивности тепловыделения при пожаре наиболее часто встречающихся в химической промышлен-

ность. 150

Принятый СНиП для испытания строительных конструкций на огнестой-

ностчи твердых сгораемых материалов, легковоспламеняющихся и горючих жидкостей (вМВт/м²):

Резина (покрышки), ткани 0,167

Древесина, каучук, волокно (ацетатное, вискозное) . . 0,314

Ацетон, спирты (бутиловый, этиловый, метиловый) . -. 0,625

Бензин (автомобильный), керосин 1,25

Бензол, толуол, цнклогексан, реакционная масса СКД

и СКЭП 2,50

Бензин (экстракционный), реакционная масса СКИ . . 3,75

Яэо-пентан 3,75

Более подробные характеристики показателей пожарной опас­ности горючих и легковоспламеняющихся жидкостей приведены в работе [104].

Площадь горения через промежуток времени т_Р (при круговом развитии пожара) достигает величины

где v_L — скорость перемещения пламени по поверхности, м/с.

Значение v_L для твердых сгораемых веществ составляет 0,067 м/с, для волокнистых веществ во взрыхленном состоянии 0,12 м/с, для горючих жидкостей 0,6 м/с.

Наибольшая площадь поверхности.' горения горючих жидкостей зависит в каждом конкретном случае от объема разлившейся жидкости, наличия устройств (например, бортов), препятствую­щих растеканию и т. п.

Объем разлившейся из технологического аппарата горючей жидкости определяется расходом жидкости и продолжительностью истечения. Расход жидкости. Q (в ,м³/с), вытекающей из аппарата под давлением, рассчитывают по формуле

где ц — коэффициент расхода, характеризующий условия истечения; со — пло­щадь живого сечения отверстия, м²; р — рабочее давление в аппарате, Па; р — плотность горючей жидкости, кг/м³.

Тепловыделение можно рассчитать по формуле

<? = <7(/пож (IV.5)

При разливе горючей жидкости через верхний сальник техно-. логического аппарата площадь горения будет представлять собой сумму площадей поверхности аппарата, трубопроводов и площади пола под аппаратами, ограниченной бортиками для предотвраще­ния растекания горючей жидкости (противопожарный отсек).

Характер пожара внутри помещения и условия его тушения удобно выразить графически (рис. IV-6). Предположим, что во время аварии технологического аппарата горючая жидкость раз­лилась на поверхности пола. В случае загорания горючей жидко­сти в одной точке пламя быстро распространяется на всю площадь (линейная скорость распространения пламени для большинства

нефтепродуктов равна 2—3 м/с и более). Промежуток времени, за который происходит распространение пожара по всей площади, обозначается ка,к время развития пожара т_Р.

Поскольку тепловыделение пропорционально площади горения, то ко времени т_Р, когда площадь будет полностью объята огнем и на свободной поверхности установится постоянная скорость сго­рания жидкости, тепловой поток q достигнет предельного значе­ния (точка Л), которое далее остается практически, неизменным.

Средняя температура среды'в помещении зависит от количе­ства выделившегося во время пожара тепла.

Когда воздух в помещении нагреется до температуры сраба­тывания пожарного датчика t_aaT (точка Б), автоматически вклю­чится установка тушения. Однако подача средств тушения в очаг горения произойдет не сразу, а лишь через определенный проме­жуток времени т_и (точка Г).

Продолжительность пуска автоматической установки склады­вается из времени срабатывания пожарного' датчика, времени от­крывания клапана для подачи средств тушения, времени, в тече­ние которого устанавливается расчетный расход, времени запол­нения трубопроводов (за клапаном) средством тушения, времени., необходимого для подачи средства тушения из распределительного устройства (водяного оросителя, пенного генератора и др.) в очаг пожара и определяется по-формуле:

^ТИ^ С ('_и — t_g) WnoJikuQ^FnoynVr) (IV. 6)

где t-a—температура среды, прн которой срабатывает пожарная установка; to — начальная температура среды.

Под воздействием средств тушения на пожар (точка В) теп­ловыделение уменьшается и через промежуток времени т_т насту­пит полное тушение (точка Д).

Рис. IV-6. Кривые, характеризующие нарастание температуры и изменение тепло­выделения в условиях развития пожара и его тушения: / — тепловыделение пожара q\ 2 — среднеобъемная температура в помещении.

Рис. IV-7. Скорость изменения тепло­выделения при тушении пламени (воз­душно-механической пеной (/—удель­ный расход средств тушения): / — реакционная масса СКД 1_и=20 с, т_т=34 с, /=0,6 л/(м²-с): 2— бензол т_и =10 с, Т_т=33 с, /=0,56 л/(м^г-с); 3-< толуол тг_и= 15 с; Т_т=27 с, /=0,7 л/(м^г-с); i 4— реакционная масса СКД t —13 с,

t_T=29 с, /=0,49 л*(м^г-с).

Допустимую температуру окружающей среды при пожароту­шении можно определить из уравнения

"и "доп

\ ^vtr <& — \ v_iT dt

(IV.7)

где У/г и И/т — скорости повышения температуры при пожаре соответственно до начала тушения и во время тушения.

Для простейшего случая, когда i>;_r=a<7=const и v_tr_r = aq/2 = = const, допустимая температура окружающей среды внутри по­мещения определяется из уравнения

(I V.8)

'доп

'доп =

оп - т_т/2) где Тдоп — суммарная продолжительность горения и тушения пожара.

На :р,И'С. IV-7 приведены эксперименталыные данные, характе­ризующие изменение тепловыделения при тушении пламени бен­зола, толуол.а и реакционной массы СКД воздушно-механической пеной на основе пшообразователя ПО-1. ГЬ этим данным можно определить основные тактико-технические показатели установки тушения.

Характер тушения пламени толуола на площади 29 м² воздуш­но-механической пеной представлен иа рис. IV-8.

Для более точного' определения показателей режима работы установки пожаротушения предложен, метод расчета параметров в зависимости- от среднеобъемной и локальной температуры воз­духа, -а также температуры защищаемых объектов (технологиче­ских -аппаратов, содерж-ащих горючие жидкости и газы под давле­нием, строительных конструкций и др.) [104].

Рис. IV-8. Характер тушения пламени толуола воздушно-ме­ханической пеной (кратностью 50) при т_я = 15 с, Тт=27 с и /=0,7 л/(с-м²).

Изменение температуры ,в помещении при /работе установки тушения пожаров выражают формулой:

I)— v_tt_T (IV.9)

где ty=t/t_c\ t_c—среднеобъемная температура в помещении при «стандартном пожаре»; т — продолжительность пожара, мин; vt — скорость снижения темпе­ратуры при тушении пожара, °С/мин; Тт — продолжительность тушения, мин.

После математических преобразований формула для расчета vt приобретает вид.

I OnfVih

— (IV. 10)

где а, Ь и с — параметры в эмпирической формуле продолжительности тушения, характеризующие эффект средства тушения и свойства сгораемых веществ; / — удельный расход средств тушения.

Подачу средств тушения по заданному значению ют из условия

с

450ф/и, — (6+0,375)

определя-

(IV.11)

Последующее .решение задачи сводится ,к определению такого режима работы устаиовки, при котором средства тушения посту­пают своевременно в заданных количествах с наименьшими при­веденными затратами (обычно ежегодными затратами в установ­ленный срак).

Продолжительность тушения (при условии уменьшения тепло­выделения пропорционально' продолжительности тушения) можно определить по формулам

— 9 (t ^доп — to \

Продолжительность тушения пожара стационарными автома­тическими установками пожаротушения устанавливают по резуль­татам технико-экономического анализа.

Выражая строительную стоимость установки включения С_в (автоматического обнаружения) через инерционность т_и и стои­мость установки пожаротушения С_п через продолжительность ту­шения Тт, получим уравнение, определяющее зависимость пере­менной части приведенных затрат от параметров т_и и т_т

П = ф(т_и, т_т) = (Л + £н)(а+ с -\-b-c~^m +/т~") + ct?(t,,+ т_т/2) (IV. 13)

где А—доля амортизационных отчислений; Е_в — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений; a, b я m — параметры эмпирической формулы строительной стоимости установки автоматического обнаружения; с, f и п — параметры эмпирической формулы строительной стоимости установки тушения; а — экономический показатель, характеризующий ущерб возможного пожара; q— тепловой поток возможного пожара.

В результате анализа экстремальных значений П=ф(т_и, т_т), дифференцирования по т_и и по т_т и дальнейших математических преобразований получены значения Ти и т'г, соответствующие

1 _ 1

(IV. 14)

Описанные математические модели дают возможность обосно­ванно назначать показатели при разработке и использовании си­стем автоматической пожарной защиты в зависимости от парамет­ров качества их .функционирования и приведенных затрат.

Продолжительность локализации горения для установок, ло­кализующих пожар¹, определяется по формуле

Тл = Сдал - t_o)№nV_tFnom/WnoM) —Г„ (IV. 15)

где k_n — коэффициент локализации горения, характеризующий уменьшение ско­рости горения в режиме локализации по отношению к скорости свободного го­рения.

Продолжительность локализации т_л должна быть меньше или равна продолжительности наращивания требуемой мощности ие-редвижлых средств тушения, которая складывается _# из времени подачи сигнала пожарной тревоги, времени мобилизации подраз­делений пожарной охраны, времени движения подразделения по­жарной охраны от пожарной части к месту пожара, и времени боевого развертывания прибывших на пожар подразделений по­жарной охраны.

Продолжительность наращивания требуемой мощности, пере­движных средств тушения может определяться или уточняться по фактическому времени, которое фиксируется при тактических уче­ниях пожарных подразделений.

Рис. IV-9. Схема турбулентной кон­вективной струи над очагом горения.

Продолжительность блокирования т_н может быть найдена по безразмерному параметру 0 и критериям Био и Фурье:

6 = -^52S = /(Bi; Fo) (IV. 16)

где tc, <доп и to — соответственно температура среды, допустимая температура поверхности* и начальная температура (до возникновения пожара), °С;

Bi =

I

Fo =

а — коэффициент теплообмена, Вт/(м²-К); ^ — коэффициент теплопроводности материала нагреваемой поверхности, Вт/(м-К); / — расчетная толщина стенки (нагреваемой поверхности), м; а — коэффициент температуропроводности, м²/с; т_в — продолжительность нагревания, с.

Для практических расчетов используют графики 0 = f (Bi, Fo). По значению 0 и критерию Bi на графике находят значение Fo и затем определяют продолжительность нагревания т_и-

При решении практических задач пожарной защиты необходи­мо правильно определить значение t_c, поэтому важно знать связь динамических и тепловых границ потока нагретых продуктов сго­рания, форму образующейся струи**, размеры и местоположения области пламени, переходной области и конвективных потоков. Схема конвективной струи над очагом горения показана на рис. IV-9.

В очаге горения можно выделить границу пламени высотой L, переходную область высотой L_o, представляющую собой поток продуктов сгорания и нагретых тазов, область конвективных по-

* Решение задач по определению температуры иа поверхности различных тел приведено А. В. Лыковым [105].

** При возникновении пожара поток продуктов сгорания и нагретых газов поднимается к потолку в виде конической струи и распространяется под ним радиально от очага горения, образуя слой нагретых газов глубиной h.

Рис. IV-10. Зависимость средней тем­пературы в турбулентной конвектив­ной струе от конвективного теплово­го потока и высоты расположения расчетной точки.

токов (конвективную струю) высотой L_K и слой нагретых газов толщиной под (потолком h. Температура пламени' для ориентиро­вочных расчетов может быть принята равной 1000°С. Высота пламени L определяется по формуле

(IV. 17)

где D — диаметр очага горения, м; q_a — интенсивность тепловыделения, кВт/м².

Высота переходной области струи L_o для приближенных рас­четов может быть принята равной 0,7—1,0/-. Температура в этой зоне изменяется приблизительно¹ от 1000 до 400°С.

Температуру среды в турбулентной конвективной струе (/_с) можно рассчитать по формуле

*. = *. + *-*+*{*$?-. $-)^Щ

^{х рК} / (IV. 18)

где t_a — начальная температура, °С; At — повышение температуры, °С; g — ус­корение свободного падения, м/с²; с_р — удельная теплоемкость воздуха, Дж/(кг-К); р — плотность воздуха, кг/м³; Q_o — конвективный тепловой поток, Вт; г — расстояние от фиктивного источника тепла до расчетного сечения, м; z=H+r—х; Н — высота помещения, м; г — расстояние от фиктивного до фак­тического источника горения, м; х — расстояние от потолка до расчетного се­чения, м.

Для определения At в зависимости от Qo и z используют гра­фики, представленны-е яа рис. IV-10. Для приближенных расче-

тов значение Q_o может быть принято равным 0,7 q (q— тепловыде­ление при пожаре).

Инерционность установки блокирования от пожара должна быть меньше -или равна продолжительности наращивания требуе­мой мощности передвижных средств тушения.

Эффект действия автоматической установки' тушения можно охарактеризовать продолжительностью включения ее в работу (инерционностью), а также скоростью и- продолжительностью ту­шения.

С увеличением инерционности установки необходимо увеличи­вать скорость тушения v_t, а следовательно, уменьшать продол­жительность тушения пожара. С точки зрения тактики тушения целесообразно сокращать значение т_и до минимума и, по-видимо­му, самой лучшей будет пожарная установка с безынерционной системой пуска. Однако создание быстродействующего устройства автоматического пуска обходится дороже обычной системы. Если рассматривать это устройство изолированно от устройства для тушения, то оказывается выгодным не уменьшать, а увеличивать т_и, применяя простейшие недорогие элементы (датчики, клапаны и др.). Очевидно, что' должно быть найдено такое значение т_и, при котором стоимость всей установки, состоящей из устройств включения и подачи, была бы наименьшей.

Критерием экономической эффективности устройства автома­тического' пуска, когда значение т_и не задано, являются капиталь­ные затраты на строительство установки тушения (без установки автоматического пуска).

Стоимость установки для автоматического обнаружения пожа­ра и устройства включения подачи средств тушения определяется видом пожарного датчика, конструкцией запор но-пусковой арма­туры и конструктивными особенностями устройства. С сокраще­нием продолжительности срабатывания этих элементов повышает­ся стоимость устройства для включения установки. Стоимость обо­рудования подачи средств тушения и сооружения для их хране­ния определяется скоростью (интенсивностью) подачи. С увели­чением инерционности установки уменьшается продолжительность тушения, а значит, повышается интенсивность подачи и пропор­ционально ей увеличивается стоимость устройства для его подачи.

Задача, расчета стоимости устройства для подачи средств ту­шения заключается в том, чтобы выразить эти затраты в зависи­мости от оптимального значения инерционности, определяющей наиболее выгодный в экономическом отношении вариант пожар­ной установки.

4. Выбор установки обнаружения загораний и оповещения о пожаре

Установка обнаружения загораний и, оповещения о пожаре представляет собой комплекс приборов для обнаружения загора­ния (пожара) и сообщения о месте его возникновения. В них, как

правило', /входят лзвещатель (пожарные датчики), приемная стан­ция, устройство питания и линейные сооружения.

Автоматические установки обнаружения загораний и оповеще­ния о пожаре -классифицируются в зависимости от вида пожарных извещателей:

тепловые — реагирующие на заданную температуру окружаю­
щей среды; '

дымовые — реагирующие на дым и газы, выделяющиеся дри горении;

световые—реагирующие на появление открытого пламени;

дифференциальные — реагирующие на скорость повышения температуры окружающей среды;

комбинированные — реагирующие одновременно на несколько факторов, сопутствующих горению (например, тепло, дым, свет и др.).

Перечень основной аппаратуры пожарной сигнализации при­веден в табл. IV-1.

Пожарные извещатели представляют собой датчики, сигнали­зирующие о пожаре. Их устанавливают в защищаемом помещении .или около сооружений, расположенных на открытом воздухе (на­пример, вблизи емкостных аппаратов и оборудования, вынесен­ных на открытый воздух).

Приемные станции; принимают сигналы-пожарных извещателей и преобразуют их в звуковой и световой сигналы, а при наличии автоматических установок тушения —в сигнал их включения. Ли­нейные сооружения соединяют извещатели с приемной станцией, которая при срабатывании пожарного извещателя включает ео>-жарную установку и подает сигнал тревоги.

Наиболее распространены тепловые извещатели, которые сра­батывают при повышении температуры элемента до заданного предела. Они включают пожарные установки при помощи меха­нической, гидравлической или пневматической систем автоматики. В электрических тепловых извещателях используются биметал­лические элементы, термоеоцротивления и другие элементы, ко­торые реагируют на повышение температуры до заданного преде­ла. Простейшим тепловым извещателем является легкоплавкий элемент, который закрывает клапан спринклера или удерживает в закрытом положении тросовую систему включения установки.

Тепловые извещатели рекомендуется применять в закрытых помещениях или на открытых установках, где температура окру­жающей среды не изменяется в большом диапазоне. Применение таких извещателей целесообразно, когда перепад температуры А^ = ^_Доп—t_cp (tnon — допустимая температура срабатывания дат­чика; t_cp— низший предел температуры окружающей среды) не превышает 30—50°С (в зависимости от вида извещателя).

Важным параметром пожарного извещателя является инерци­онность— длительность срабатывания с момента возникновения пожара. Существенное влияние на инерционность тепловых изве-

Рис. IV-11. Повышение тем­пературы окружающей сре­ды при постепенном разви­тии пожара:

1 — конвективное тепловыделе­ние пожара; 2 — температура окружающей среды.

В 8 10 12

Время, мин

щателей (помимо чувствительности иавещателя) оказывает ха­рактер развитая пожара. При горении бензина, напр-имар, темпе­ратура окружающей среды повышается с большой скоростью (ско­рость повышения температуры превышает 400^О|С/мин). При горе­нии твердых горючих материалов (по качеству близжих к древе­сине) температура окружающей ореды достигает 500°С лишь по истечении 8 мин. Если в первом случае пламя распространяется по поверхности бензина очень быстро, то .во втором случае ско­рость распространения огня сравнительно'невелика.

Условия нагревания теплочувствителыного элемента, пожарно­го извещателя могут быть охарактеризованы размером пожара «ли скоростью изменения температуры окружающей ореды в. мес­те установки извещателя.

На рис. IV-11 показаны график постепенного развития пожара и характер повышения температуры окружающей среды в месте установки извещателя (при высоте потолка 11 м). Точка А ха­рактеризует размер пожара при срабатывании сприиклера, а точ­ка Б—соответствует повышению температуры, при которой он срабатывает.

Размещение тепловых извещателей оказывает существенное влияние на их инерциошюсть. Результаты изучения условий на-растаяия температуры окружающей ореды по глубине слоя над очагом горения показали, что тепловой извещатель, расположен­ный под 6-метровым потолком па оси очага горения, срабатывает при тепловыделении пожара 420 кВт (рис. IV-12), а с увеличени­ем высоты потолка до 10 м—при 1,46 МВт. Поэтому с увеличе­нием высоты помещения необходимо увеличивать чувствительность тепловых извещателей, устанавливаемых под потолком.

При расположении тепловых извещателей важно знать поле наибольшей температуры под потолком, которое распространяет­ся на расстояние 10—23 ом от потолка, поэтому именно на таком ■расстоянии от потолка необходимо устанавливать теплочувстви-тельный элемент извещателя. Извещатель должен в одинаковой :мере реагировать на потоки нагретых газов, движущихся из раз­личных направлений. Не рекомендуется утапливать извещатель внутрь потолка.

Продолжительность срабатывания тепловых извещателей уве­личивается по мере удаления их в сторону от оси очага горения

Рис. IV-12. Зависимость теплового потока, действующего на датчики, от его располо­жения (датчик расположен на 20 см ниже потолка):

/ — па расстоянии 3,1'—4,6 м от оси очага горе­ния; 2 — то же, 1,5 м; 3 — на оси очага горения.

в диапазоне 3,0 м (рис. IV-13). Спринклер, установленный на оси¹ очага, горения, срабатывает через 4,5 мин п;р« высокой скорости горения, через 6,3 мин при средней скорости горения и через. 9,2 мин при низкой скорости горения. В случае удаления спринк­лера в сторону от оси очага горения на 1,5 м продолжительность срабатывания ецринклера при указанных скоростях горения со­ответственно увеличивается до 6,1; 8,7 и 13,2 мин. .Удаление спринклера от оси очага горения -более чем на 3 м практически не оказывает влияния на продолжительность его зрабатывания.

Спринклер типа ОВС, расположенный в пламени бензина, бен­зола, диклогексана, изопентана и других подобных им веществ, срабатывает через 7 с с момента аагорания. Некоторые электри­ческие пожарные извещатели срабатывают быстрее спринклеров.

При расчете систем пожарной автоматики важно знать преде­лы чувствительности пожарных извещателеи (рис. IV-14). Нижний предел — для исключения ложных (преждевременных) включений

Рис. IV-13. Продолжительность сра­батывания спринклера в зависимости от теплового потока и расстояния спринклера от оси очага горения (чис­ла на кривых — продолжительность срабатывания спринклера):

/ — высокая скорость горения; 2 — сред­няя скорость горения; 3 — низкая скорость горения.

Рис. IV-14. Пределы чувстви­тельности тепловых датчиков по Британскому стандарту 3116—59:

/ — нижний предел; 2 —верхний предел.

я верхний предел—для расчета допустимой инерционности. Верх­ний предел .пожарных извещателей по Британскому .стандарту со­ответствует верхнему .пределу отечественного спринклера.

При расчете инерционности пожарных извещателей необходи­мо учитывать влияние конструкции .потолка (например, открытые ба-лки, плоский потолок), (размеры .помещения, изоляцию потолоч­ных конструкций, действие вентиляции и т. п.

Дымовые извещатели рекомендуется применять тогда, когда при горении выделяется большое количество дыма и продуктов сгорания, а применение тепловых извещалгелей нецелесообразно по технико-экономическим соображениям.

Световые извещатели рекомендуется применять в тех случаях, когда при горении преобладает видимое пламя, а «применение теп­ловых .извещателей нецелесообразно по технико-экономическим со­ображениям. При использовании световых извещателей необходи­мо учитывать возможность ложных срабатываний от посторонних ■источников света (например, солнечных лучей, электрического освещения и т. п.). Световые извещатели целесообразно приме­нять для защиты объектов, на которых отсутствуют элементы, экранизирующие световой луч.

Фотоэлектрические извещатели должны обладать избиратель­ностью к ультрафиолетовому или инфракрасному излучению. Ниж­ний предел чувствительности пожарного извещателя выби­рают из условия его включения лишь при стационарном режиме горения.

Дифференциальные извещатели рекомендуется применять тог­да, когда, горение сопровождается большой скоростью повышения -температуры окружающей среды или интенсивным излучением пламени. Дифференциальные извещатели „устанавливают в закры­тых помещениях или на открытых установках, где температура «окружающей среды изменяется в .большом диапазоне (например, .наружные установки с температурой окружающей среды от —30 до +30 °С).

Комбинированные извещатели рекомендуется применять в установках повышенной надежности, когда горение сопровождает­ся одновременно несколькими характерными факторами (напри­мер, тепло и дым).

При выборе типа пожарного Увещателя необходимо учиты­вать условия воздействия химически активных сред на его эле­менты, ,а в случае взрывоопасной среды и требования взрывоза-щищенности.

5. Выбор вариантов установки пожаротушения

В нашей стране системы автоматической пожарной защиты получили 'наибольшее развитие в тех отраслях промышленности, в «отор'ЫХ сконцентрированы .весьма пожароопасные производства с высоким уровнем механизации ,и автоматизации, а. также «а складах со значительными зал асами готовой дорогостоящей про­дукции. Такие системы без участия человека обнаруживают и предотвращают пожароопасные ситуации, сообщают о яих, а так­же ликвидируют возникшие загорания в самой начальной стадии.

Системы автоматической пожарной защиты все глубже про­никают в самые разнообразные области народного хозяйства. Не­прерывно повышается эффективность технических средств и рас­ширяется их специализация — все это "требует грамотного расче­та и использования систем автоматической пожарной защиты.

Рост темпов строительства, связанный с интенсификацией про­изводственных процессов, отразился на развитии конструктивных форм систем автоматической пожарной защиты. Все большее зна­чение приобретают вопросы разработки ,и использования систем автоматической пожарной защиты, отвечающих не только необ­ходимым требованиям, но и экономичности. Актуальность этих вопросов обусловлена и необходимостью повышения уровня по­жарной безопасности объектов народного хозяйства. .

Под разработкой системы понимают определение ее элементов и характеристик (инерционность обнаружения очага загорания, продолжительность включения, интенсивность и длительность по­дачи средств тушения а др.). что в свою очередь связано с необ­ходимостью выбора средства тушения и способа его подачи, опре­делением вида пожарного извещателя, компоновок узлов и элемен­тов, а та.кже решением ряда других задач.

Разработчик располагает, как правило, рядом средств для тушения пожаров .и арсеналом альтернативных технических реше­ний, из которых предстоит выбрать для реализации лишь одно, желательно наилучшее.

Способность разрабатываемой системы решать поставленные перед ней задачи (качество работы системы) оценивают по ее эффективности, которая характеризуется рядом параметров си­стемы и воздействия внешней среды. К параметрам системы отно­сят числовые характеристики: вероятность своевременного обна­ружения очага загорания, вероятность успешного тушения (лока­лизации, блокирования) пожара или средние значения (математи­ческие ожидания) соответствующих величин (надежность систе­мы, экономичность и т. п.). Параметры воздействия внешней сре-

ды характеризуют случайные события, происходящие вне системы автоматической пожарной защиты (надежность электро- и водо­снабжения, климатические и катастрофические ухудшения усло­вий эксплуатации я,-др.).

Критерий эффективности содержит вероятностные значения параметров автоматического обнаружения очага пожара и успеш­ной его ликвидация (локализации, блокирования). В качестве критерия чаще всего принимают отношение полной отдачи (полез­ного эффекта) всей совокупности системы автоматической пожар­ной защиты к при веденным затратам на строительство я эксплуа­тацию дайной системы, которые могут быть представлены функ­циями технических, эксплуатационных и экономических факторов

Q=/(*i. *2. • ■ . ,х_п; z_lt z₂ г„) (IV. 19)

где х\, Х2, ..., х_п — технические свойства системы автоматической пожарной
защиты (инерционность, продолжительность тушения, надежность и др.); zi,
Zj z_n — эксплуатационные факторы (интенсивность эксплуатации, форма тех­
нического обслуживания и др.)-

П=Ф(У1, у,.. . . , Уп) (IV.20)

где у_л, г/2. • • •, у п. — технико-экономические факторы (капитальные затраты и эксплуатационные расходы, размер возможного ущерба от пожара и др.).

Полезный эффект автоматической пожарной защиты проявля­ется в потенциальной форме (система постоянно находится ,в со­стоянии готовности к выполнению поставленной цели, хотя 'Необ­ходимость в ней может и не возникнуть в течение всего срока службы).

Показатели вновь создаваемых систем автоматической пожар­ной защиты определяют экспериментально или исходя из решений,, в основу которых должен быть положен принцип достижения ми­нимума затрат в процессе строительства, и эксплуатации постро­енных систем. Для решения этих вопросов разработаны методы экономико-математического моделирования и системного анализа [106], в которых учитывается совокупность факторов, нередко противоречивых, и определяется место, автоматической пожарной защиты в системе пожарной защиты.

Наиболее рациональной является пожарная установка, обла­дающая оптимальными тактико-техническими показателями и удовлетворяющая требованиям надежности при .наименьших капи­тальных затратах.

Тактико-технические показатели установок АПЗ для промыш­ленных предприятий категории производства А и Б по СНиП при­ведены в табл. IV-2.

6. Область применения стационарных пожарных установок

Стационарные пожарные установки занимают одно из ведущих мест в пожарной защите предприятий химической, нефтехимиче­ской и нефтеперерабатывающей промышленности. ГУПО МВД

СССР совместно с ВНИИПО и лри участии отделов пожарной безопасности министерств составлен перечень объектов, подлежа­щих оборудованию установками автоматического тушения пожа-,ров [107]. Ниже приводится сокращенный перечень зданий, по­мещений и технологических аппаратов, подлежащих оборудованию стационарными пожарными устанбвками.

Предприятия органических полупродуктов и красителей (производства* ни­тробензола, фенола, резорцине, химикатов для резины) при объеме обращаю­щихся в производстве горючих жидкостей более 1,5 м³.

Предприятия лакокрасочной промышленности (цехи лаков на основе кон­денсационных смол, лаков и эмалей на основе эфиров целлюлозы и полимер.и-зационных смол).

Предприятия резинотехнической промышленности (цехи производства кау­чука, резиновых технических изделий, резиновой обуви, производства и ремонта шин).

Предприятия пластических масс и кинопленки (цехи производства полимер­ных материалов, целлулоидных изделий, кинопленки на нитрооснове, киноплеа-ки триацетатной, органического стекла).

Предприятия химических волокон (цехи химические и прядильные площадью более 300 м², крутильные, перемоточные, сортировочные, сушильные, рыхления и упаковки штапельного волокна, цехи метанолизаторов; отделения для хранения отходов и их регенерации).

Насосные для легковоспламеняющихся горючих жидкостей и компрессорные сжиженных горючих газов.

Помещения с емкостными технологическими аппаратами объемом не менее 1,5 м³ и напорными трубопроводами, в которых синтезируются и обращаются горючие жидкости и газы.

Котельные для обогрева высокотемпературных органических теплоносите­лей (ВОТ).

Склады (цеховые, промежуточные, сырьевые и товарные: капролактама, пла­стических масс, искусственных волокон, синтетического и натурального каучука, синтетических смол и твердых горючих веществ без тары или в сгораемой упа­ковке), внутрицеховые склады ЛВЖ и ГЖ площадью более 100 м², склады го­товой продукции в сгораемой упаковке площадью более 1500 м².

Технологические установки на открытом воздухе (этажерки с емкостными аппаратами для горючих жидкостей и газов под давлением, насосные станции для перекачки ГЖ и ЛВЖ и сжиженных горючих газов, теплообменники и подогреватели с горючими жидкостями, отстойники и промежуточные емкости ЛВЖ и ГЖ, колонны ректификационные и адсорбционные для разделения го­рючих газов и жидкостей, реакторы для каталитического риформинга, гидро­очистки, дегидрирования углеводородов).

Аппараты с открытой поверхностью испарения ГЖ и ЛВЖ (окрасочное су­шильные и пропиточные аппараты, ванны с растворами смол, растворителей и масла площадью более 5 м², фильтры для улавливания горючих волокон, пыли и других огнеопасных отходов производства, камеры для производства пласти­ческих масс, пено- и поропластов).

Здания без фонарей при ширине более 60 м (производства, отнесенные по пожарной опасности к категории А, Б и В).

Проемы и пожарные преграды (места примыкания галерей), преграды, не защищенные пожарными дверями (люками).

Энергетические установки (трансформаторные камеры, встроенные в про­изводственные здания, подземные трансформаторные станции и камеры рас­пределительных устройств с общим объемом трансформаторного масла более 180 л).

Кабельные тоннели с маслонаполненными кабелями при высоте тоннеля более 2 м.

К этой группе относятся также предприятия по производству аммиака.

Составить полный перечень объектов, подлежащих оснащению стационар­ными пожарными установками, чрезвычайно сложно, поскольку постоянно вво­дится большое количество новых видов производств, поэтому в приведенный перечень не включен ряд объектов. Ниже даются общие принципы для опре­деления необходимости защиты объектов стационарными пожарными установ­ками.

Стационарными установками для тушения и локализации пожаров обору­дуют помещения, технологические установки и сооружения в следующих случаях:

развитие пожара может привести к взрывам, крупным разрушениям и чело­веческим жертвам;

пожар может вызвать нарушение нормального режима работы наиболее ответственных технологических установок и систем предприятия, выход из строя которых отразится на работе всего предприятия (энергетические узлы — транс­форматорные, кабельные галереи, тоннели, центральные газовые станции, насос­ные по перекачке ЛВЖ и ГЖ и ДР-);

пожар может нанести большой материальный ущерб (склады готовой про­дукции, промежуточные и сырьевые склады, где хранится большое количество сгораемых горючих материалов, легковоспламеняющихся и горючих жидкостей и газов);

тушение пожара передвижными средствами затруднено, что обусловлено большим количеством токсичных веществ, содержащихся в продуктах сгорания, скоплением значительного числа технологического оборудования, большими раз­мерами производственных объектов (цехи и технологические установки, в ко­торых синтезируются и обращаются легковоспламеняющиеся горючие жидкости, газы, пластические массы и др.);

отсутствует обслуживающий персонал, а процесс горения веществ и мате­риалов протекает весьма интенсивно.

Роберт Т. Кийосаки Шэрон Л. Лектер