СПОСОБ СЕЛЕКТИВНОГО ПУСКА ВОДЯНЫХ ЗАВЕС И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ
METHOD FOR SELECTIVE START OF WATER CURTAINS AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к области противопожарной техники, а именно к средствам для блокирования (предотвращения распространения) и тушения пожара, в частности к водяным завесам, входящим в состав автоматических установок водяного (пенного) пожаротушения, и к области организации безопасной эвакуации людей из защищаемых помещений.
Известно, что основное назначение водяных завес - предотвращение распространения пожара за пределы помещения, в котором произошел пожар (Веселов А.И., Мешман Л.М. Автоматическая пожаро- и взрывозащита предприятий химической и нефтехимической промышленности. М.: Химия, 1975. - С. 103-104; Бабуров В.П. и др. Автоматические установки пожаротушения. М.: Пожнаука, 2009. - С. 6-9; Мешман Л.М. и др. Проектирование водяных и пенных автоматических установок пожаротушения. М.: ВНИИПО МЧС России. 2009. - С.394). Однако в данных источниках технические решения, связанные со способом селективного пуска водяных завес и устройством для его реализации, не рассмотрены.
Известна установка автоматического пожаротушения с управляемой площадью орошения, в которой используются дымовые пожарные извещатели, адресный пожарный прибор приемно-контрольный и управления и спринклерные оросители с управляемым пуском, установленные на распределительной сети (Патент RU на полезную модель №74298, МПК A62C 37/08, опубл. 27.06.2008). В процессе программирования адресного прибора приемно-контрольного и управления пожарного (ППКиУП) с учетом анализа пожарной нагрузки, высоты помещения и других факторов оценивают вероятную скорость развития пожара и определяют число и конфигурацию оросителей, подлежащих вскрытию. При пожаре сигнал от сработавшего дымового пожарного извещателя поступает на адресный ППКиУП, который определяет адрес сработавшего пожарного извещателя и подает команду на вскрытие соответствующих групп управляемых спринклерных оросителей. Однако недостатком данной установки является то, что для привода в действие водяных завес потребовались бы пожарные извещатели.
Согласно п. 5.3.2.2 СП 5.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования» включение водяных завес должно осуществляться как автоматически, так и вручную. Обычно водяные завесы включаются при срабатывании спринклерных или дренчерных секций автоматической установки пожаротушения. В современных большепролетных помещениях с линейными размерами площади до 100 м и более, например складских помещениях, водяные завесы устанавливаются над всеми многочисленными дверями и воротами. Водяные завесы должны обеспечивать удельный расход водяного потока над защищаемыми проемами не менее 1 л/(с·м) (п. 5.3.2.4 СП 5.13130.2009). Поэтому суммарный расход воды этих завес может значительно превышать расход воды на собственно тушение пожара. Во многих случаях обеспечить такой расход практически невозможно или экономически нецелесообразно. Поэтому с целью обеспечения приемлемых расходов разумно при пожаре включать только те водяные завесы, непосредственно у которых распространяется пожар. Если у складского помещения, допустим, имеется 10 ворот, то, как правило, достаточно включить только одну завесу.
Но в данном нормативном документе нет указаний на то, каким образом обеспечить селективный пуск только той или тех водяных завес, в непосредственной близости от которых распространяется пожар, и не приводится описание устройства, которое смогло бы выполнить эти функции. Поэтому на практике, как правило, проектируется, несмотря на чрезвычайно большой расход, включение всех водяных завес одновременно, независимо от того, распространяется или не распространяется рядом с ними пожар. При этом обслуживающий персонал затрудняется в выборе направления безопасной эвакуации, т.к. все выходы перекрыты потоками воды.
Известны спринклерные установки (Концепция функционирования систем водяного пожаротушения многофункциональных высотных зданий [Мешман Л.М. и др. Пожарная безопасность, №3, 2008. - С. 78-81. Проектирование автоматических установок пожаротушения тонкораспыленной водой с применением распылителей «Аквамастер™». Технические условия / Былинкин В.А. и др. М.: ВНИИПО, 2008. - 76 с.], в которых используются спринклерные оросители, оснащенные устройством автоматического принудительного срабатывания теплового замка, благодаря чему возможно обеспечить групповой пуск любого количества этих оросителей, то есть срабатывание этих оросителей может происходить не по всей защищаемой площади, а только на сравнительно небольшом участке, включающем в себя зону пожара. Такие установки получили название «конъюнкционные спринклерно-дренчерные установки с блуждающей площадью защиты» или «спринклерные установки с принудительным пуском [СП 5.13130.2009, п. 5.5]». Пуск оросителей подобных установок может осуществляться как от собственно спринклерных оросителей, так и от пожарных извещателей или сигнализаторов потока жидкости. Но в этих материалах отсутствует изложение как способа селективного пуска одной или одновременно нескольких водяных завес, в непосредственной близости от которых распространяется пожар, так и устройства по его реализации.
Известна установка для тушения пожара, в которой в распределительной сети используются спринклерные оросители с управляемым пуском и дымовые пожарные извещатели (Патент RU на полезную модель №95528, МПК A62C 35/00; A62C 37/08. Опубл. 10.07.2010), содержащая трубопроводную распределительную сеть с установленными на ней спринклерными оросителями с управляемым пуском, причем каждый спринклерный ороситель оснащен последовательно соединенными контактной группой и электронагревательными элементом, расположенным на термочувствительном элементе оросителя, адресный приемно-контрольный и управления прибор. Модули контроля состояния и пуска, к которым подключены контактная группа и электронагревательный элемент соответствующего оросителя, при этом каждый модуль соединен с адресным приемно-контрольным и управления прибором. Способ тушения пожара при использовании подобных установок заключается в подаче огнетушащего вещества в зону пожара и формировании зоны орошения. В дежурном режиме контролируется состояние каждого управляемого спринклерного оросителя. После вскрытия одного из спринклерных оросителей в результате теплового воздействия от очага пожара формируется зона орошения благодаря принудительному вскрытию ближайших к вскрывшемуся спринклерных оросителей, контролируется их срабатывание, и, в случае отказа какого-либо из них, дополнительно вскрываются спринклерные оросители, ближайшие к отказавшему, формируя оптимальную зону орошения.
Недостаток данной установки заключается в том, что все оросители, входящие в ее состав, оснащены устройствами, обеспечивающими управляемый пуск и контроль пуска, вследствие чего система управления установкой имеет довольно сложную структуру, а сама установка в целом - высокую стоимость. Кроме того, отсутствует возможность селективного пуска водяных завес в том случае, когда пожар находится вне зоны их ворот или выходных дверей. Алгоритм функционирования этой установки предусматривает принудительное срабатывание оросителей, ближайших к первоначально активированному. Т.е. в этом случае невозможно от одного активированного оросителя осуществить пуск протяженной завесы, оросители которой находятся на значительном удалении от активированного.
Известна также система водяного пожаротушения, содержащая трубопроводную распределительную сеть, оснащенную спринклерными оросителями с управляемым пуском, пожарный приемно-контрольный и управления прибор (Патент RU №2414966, МПК B05B 12/00, A62C 37/08. Опубл 27.03.2011). К прибору подключен адресный шлейф пожарной сигнализации с включенными в него пожарными извещателями и сигнальная линия. В линию включены устройства инициации пуска, электрически связанные с управляемыми спринклерными оросителями. Трубопроводная распределительная сеть разбита на зоны. Система снабжена дополнительно адресными устройствами дистанционного пуска, соответствующими каждой выделенной зоне. Устройства включены в другую сигнальную линию, подключенную к приемно-контрольному и управления прибору. Техническим результатом системы является обеспечение возможности формирования оптимальной площади орошения.
Недостаток данного способа: для привода в действие установки с целью защиты любой из зон требуются соответствующие этим зонам пожарные извещатели. В установке могут использоваться только оросители, оснащенные устройством управляемого привода, отсутствует возможность селективного пуска водяных завес в том случае, когда пожар находится в зоне их ворот или выходных дверей.
Известен способ адресного пуска водяных завес (Патент RU №2522944, МПК A62C 35/15. Опубл. 20.07.2014), принятый за прототип. Указанное техническое решение включает в себя обнаружение пожара, логическую обработку информации о состоянии входящих в состав спринклерной установки пожаротушения спринклерных оросителей с устройством контроля срабатывания и автоматический либо дистанционный пуск одной или нескольких водяных завес. В предложенном способе дополнительно осуществляется определение декартовых координат первого и последующего сработавших спринклерных оросителей с устройством контроля срабатывания и последующее определение направления распространения пожара как вектора, проходящего через координаты активированных оросителей первого и последующего сработавших оросителей. Управляющая команда на адресный пуск одной или нескольких водяных завес поступает на те из них, которые находятся только в зоне направления этого вектора. Причем после срабатывания третьего и последующих сработавших спринклерных оросителей с устройством контроля срабатывания дополнительно производится корректировка управляющей команды на адресное включение водяных завес, находящихся в зоне действия откорректированного вектора распространения пожара, и отключение водяных завес, которые выпали из зоны действия откорректированного вектора распространения пожара.
Данное техническое решение по адресному пуску водяных завес путем определения вектора распространения пожара позволяет осуществить пуск только тех водяных завес, которые находятся по направлению распространения пожара, и не подвергать напрасному орошению проходы и ворота, которые находятся вне вектора распространения пожара.
Недостатком этого технического решения является то, что практически по всей защищаемой площади установлены не традиционные оросители, а оросители с устройством контроля срабатывания, аппаратное исполнение и алгоритм функционирования которых достаточно сложны, что существенно усложняет аппаратную часть и удорожает затраты на эксплуатацию автоматической установки пожаротушения (АУП) в целом.
Целью заявляемого технического решения является определение координат пожара по активации одного из спринклерных оросителей с устройством контроля срабатывания, размещенных по внутреннему периметру защищаемого помещения напротив ворот и выходных дверей, или по активации одного из спринклерных оросителей с устройством контроля срабатывания и принудительным пуском, выполняющих функцию собственно водяных завес ворот и выходных дверей, благодаря чему можно заблаговременно подать команду и привести в действие ту водяную завесу или нескольких водяных завес, напротив или в непосредственной близости с которой распространяется пожар, и оповестить обслуживающий персонал о безопасных эвакуационных выходах.
Сущность заявляемого способа селективного пуска водяных завес заключается в том, что в способе, включающем в себя обнаружение пожара, логическую обработку информации о состоянии входящих в состав спринклерной установки пожаротушения спринклерных оросителей с контролем срабатывания, и автоматический либо дистанционный пуск водяной завесы, при пожаре дополнительно осуществляют определение адреса активированного спринклерного оросителя с контролем срабатывания с последующим формированием управляющей команды на селективный пуск соответствующих данному адресу спринклерных оросителей с принудительным пуском, выполняющих функцию водяной завесы.
Сущность заявляемого устройства для селективного способа пуска водяных завес заключается в том, что в устройстве с входящими в ее состав водяными завесами, приемно-контрольным прибором, включающим адресное устройство анализа состояния спринклерных оросителей с контролем срабатывания, причем это устройство подсоединено своими выходами ко входам устройства речевого оповещения, устройству визуализации, а также к прибору управления, включающего устройство адресного управления водяными завесами, выход которого связан с адресной линией пуска водяных завес, по внутреннему периметру защищаемого помещения напротив ворот и выходных дверей установлены спринклерные оросители с контролем срабатывания, соединенные через адресный шлейф сигнализации, с включенными в него устройствами контроля срабатывания этих оросителей, со входом адресного устройства анализа состояния спринклерных оросителей с контролем срабатывания, а выход устройства адресного управления водяными завесами, находящийся напротив спринклерных оросителей с контролем срабатывания, подсоединен к пусковым устройствам спринклерных оросителей с принудительным пуском, выполняющих функцию водяной завесы.
Технический эффект, реализуемый заявляемым селективным способом пуска водяных завес, позволяет получить следующее:
правильно оценить сложившуюся на текущий момент ситуацию для принятия эффективного решения по определению места пожара и направления эвакуации;
обеспечить оптимальное решение по выбору и пуску водяной завесы или водяных завес в процессе распространения пожара;
осуществить безопасную эвакуацию людей из защищаемого помещения через выходные двери или ворота, не подвергшиеся действию водяной завесы.
Технический эффект, реализуемый заявленным устройством для реализации селективного способа пуска водяных завес, позволяет получить следующее:
существенно сократить общий расход АУП;
упростить алгоритм функционирования и пуска водяных завес, входящих в спринклерную установку пожаротушения;
уменьшить количество дорогостоящих комплектующих спринклерных оросителей с контролем срабатывания;
сократить стоимость монтажа и обслуживания спринклерной установки пожаротушения.
Таким образом, отличительные признаки предлагаемого технического решения являются новыми и отвечают критерию «новизна».
При определении соответствия отличительных признаков предлагаемого изобретения критерию «изобретательский уровень» был проанализирован уровень техники и, в частности, известные способы и устройства, относящиеся к области алгоритмов контроля состояния спринклерных оросителей, приведения в действие автоматических установок пожаротушения и возможности использования их для селективного пуска водяных завес.
Анализ других технических решений показал, что известные способы и устройства не решают отмеченные выше задачи, решаемые заявляемым селективным способом пуска водяных завес и устройством для его реализации.
На основании изложенного можно сделать вывод, что заявляемое техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень».
На фигуре представлена в соответствии с п. 2 формулы структурная схема функционирования предлагаемого устройства для реализации селективного способа пуска водяных завес (гидравлическая трубопроводная распределительная сеть, на которой смонтированы все виды описываемых оросителей: традиционные спринклерные оросители, спринклерные оросители, оснащенные устройствами контроля срабатывания, и спринклерные оросители водяных завес, оснащенные устройствами принудительного пуска, на фигуре не изображена).
Устройство для реализации селективного способа пуска водяных завес в соответствии с п. 2 формулы состоит из традиционных спринклерных оросителей 1, смонтированных внутри защищаемого помещения на распределительной сети (распределительная сеть на фигуре не представлена), спринклерных оросителей 2, оснащенных устройствами контроля срабатывания, смонтированных на распределительной сети спринклерной установки пожаротушения напротив ворот и выходных дверей, спринклерных оросителей 3 водяных завес, оснащенных устройствами принудительного пуска, адресных линий управления водяными завесами 4, приемно-контрольного прибора 5, в который входит адресное устройство анализа состояния оросителей 6 и устройство адресации водяных завес 7, прибора управления 8, в который входит устройство адресного управления водяными завесами 9, устройства оповещения 10, устройства визуализации 11, линии к оповещателям 12 и оповещателей 13. Устройства контроля срабатывания спринклерных оросителей 2 включены в адресный шлейф сигнализации 14, подключенный ко входу адресного устройства анализа состояния оросителей 6.
Устройство для реализации селективного способа пуска водяных завес функционирует следующим образом.
При отсутствии пожара все устройства спринклерной установки находятся в режиме ожидания.
При возникновении пожара внутри помещения алгоритм действия устройства для реализации селективного способа пуска водяных завес аналогичен действию традиционной АУП - при достижении в зоне расположения спринклерных оросителей 1 температуры их срабатывания они активируются, осуществляя подачу воды к месту пожара. Подача сигнала на включение водяных завес отсутствует, и персонал объекта может эвакуироваться через ближайшие ворота или выходные двери.
Если пожар не потушен и он распространился на расстояние до ворот или выходных дверей (1-2) м или при возникновении пожара непосредственно напротив ворот или выходных дверей, активируется какой-либо спринклерный ороситель с контролем срабатывания 2, при этом размыкается электрическая цепь устройства контроля срабатывания 2, встроенного в этот ороситель. Информация об активированном оросителе передается по адресному шлейфу сигнализации 14 в адресное устройство анализа состояния оросителей 6, в котором определяется адрес конкретного активированного оросителя 2.
Сигнал с адресного устройства анализа состояния оросителей 6 поступает и на устройство адресации водяных завес 7. В устройстве адресации водяных завес 7 логический сигнал преобразуется в сигнал, предписывающий, какая водяная завеса должна быть включена. Этот сигнал поступает в устройство адресного управления водяными завесами 9. В этом устройстве формируется управляющая команда, которая передается по адресной линии пуска водяных завес 9 на включение соответствующей водяной завесы.
Одновременно сигнал с адресного устройства анализа состояния оросителей 6 поступает на устройство оповещения 10 и на планшет устройства визуализации 11. Устройство оповещения 10 выдает по линии 12 на оповещатели 13 звуковой сигнал «Пожар» и вырабатывает речевой сигнал о безопасных эвакуационных выходах (выходы, в которых водяные завесы не активированы) и путях следования к ним.
На планшете устройства визуализации 11 для оператора 15 представляется информация о местоположении очага пожара, благодаря чему оператор 15 получает сведения о задействованных водяных завесах, и, наблюдая за информацией, появляющейся на планшете устройства визуализации 11, может взять на себя функции управления, корректируя управляющую команду на включение необходимых, по его мнению, водяных завес (или водяной завесы), находящихся в зоне действия пожара, и отключение водяных завес (или водяной завесы) в случае необходимости.
Предлагаемый селективный способ целенаправленного привода в действие водяных завес позволяет организовать безопасную эвакуацию людей из защищаемого помещения, обеспечить защиту от пожара смежных помещений, существенно снизить расход воды и минимизировать в целом материальные затраты на создание автоматической установки пожаротушения.
Предлагаемое техническое решение по селективному способу пуска водяных завес путем размещения по внутреннему периметру защищаемого помещения напротив ворот и выходных дверей спринклерных оросителей с контролем срабатывания, соединенных через адресный шлейф сигнализации с включенными в него устройствами контроля срабатывания этих оросителей со входом адресного устройства анализа состояния спринклерных оросителей с контролем срабатывания, а выход устройства адресного управления водяными завесами подсоединен к пусковым устройствам спринклерных оросителей с принудительным пуском, выполняющих функцию водяной завесы, позволяет осуществить пуск водяных завес только над теми воротами или выходными дверями, в непосредственной близости от которых распространяется пожар, и не подвергать напрасному орошению проходы и ворота, которые находятся вне воздействия пожара.