СПОСОБ ТУШЕНИЯ ПОЖАРА В ПОМЕЩЕНИЯХ ВЫСОТНОГО ЗДАНИЯ И ПОДЗЕМНЫХ АВТОСТОЯНОК, СИСТЕМА ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРА В ПОМЕЩЕНИЯХ ВЫСОТНОГО ЗДАНИЯ И ПОДЗЕМНОЙ АВТОСТОЯНКИ И СИСТЕМА ТУШЕНИЯ ПОЖАРА НА ВЕРХНИХ ЭТАЖАХ ВЫСОТНОГО ЗДАНИЯ, НА КРЫШЕ И НА ПОСАДОЧНОЙ ПЛОЩАДКЕ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ НА КРЫШЕ ВЫСОТНОГО ЗДАНИЯ
METHOD OF FIRE EXTINGUISHING IN PREMISES OF HIGH-RISE BUILDING AND UNDERGROUND CAR PARKS, SYSTEM FOR FIRE EXTINGUISHING ON UPPER FLOORS OF HIGH-RISE BUILDING, ON ROOF AND ON AIRCRAFT LANDING SITE ON HIGH-RISE BUILDINGS ROOF

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к области пожаротушения, к технологии и средствам тушения пожаров в высотных многоэтажных зданиях и сооружениях, в которых традиционные системы пожаротушения практически неэффективны, а также к средствам тушения пожаров и аварийно-спасательных работ в подземных автостоянках, на верхних этажах высотных зданий или сооружений и на крышах высотных зданий и сооружений, в частности на посадочных площадках летательных аппаратов (вертолетов, самолетов, дирижаблей) на крышах высотных зданий и сооружений.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Пожары в высотных зданиях, сооружениях, небоскребах, к которым обычно относят здания и сооружения высотой более 75 м или здания выше 9-10 надземных этажей, далее - «высотные здания», обычно приводят к тяжелым последствиям и значительным убыткам. При этом нижние подземные этажи высотных зданий часто используют в качестве пожароопасных автостоянок.
В последние годы в ряде стран мира произошли крупные пожары в высотных зданиях, которые не удавалось потушить традиционными способами и средствами, в результате чего происходило их полное разрушение и массовая гибель людей.
В настоящее время для тушения пожаров в зданиях и помещениях автостоянок обычно используются средства наружного пожаротушения в виде расположенных не далее 150 м гидрантов, к которым подключаются пожарные автомобили для подачи воды через сухотрубы здания на высоту обычно не более 9 этажа, и средства внутреннего пожаротушения в виде систем спринклерного распыления и дренчерных водяных завес.
Согласно требованиям НПБ 110-2003, МГСН 4.04-94, МГСН 5.01.01 и другим действующим нормативным документам в области пожарной безопасности защите системами спринклерного водяного пожаротушения подлежат все помещения здания, а для защиты помещений автостоянок и общественно-офисных частей здания предусматриваются также дренчерные завесы.
Для обеспечения функционирования систем внутреннего пожаротушения в высотных зданиях обычно предусматривается использование несколько отдельных пожарных насосных станций (ПНС), управление которыми, электроснабжение и функционирование которых в режимах чрезвычайных ситуаций при обычных нарушениях подачи электроэнергии обычно проблематичны.
Большая часть действующих в области пожаротушения нормативных актов к высотным зданиям не относится, но они взяты на вооружение, поскольку специальные нормы и эффективные средства тушения пожаров в высотных зданиях практически отсутствуют.
Например, МГСН 1.01-99 предписывает проектировать и строить высотные здания в радиусе не более 2 км от пожарной части, но при этом известно, что даже наличие сверхсовременной специальной техники (автомобилей и вертолетов) не гарантирует ее своевременное прибытие на место пожара из-за обычной загруженности городских автомагистралей. Оперативное прибытие вертолетов также проблематично из-за обычной удаленности аэродромов и инертности авиационных отрядов.
Обычная пожарная техника при тушении пожаров в высотных зданиях не эффективна из-за:
- недостаточной эффективности штатной пожарной техники и средств тушения пожаров на этажах высотного здания выше 9-10;
- невозможности использования с максимальной эффективностью традиционных систем внутреннего водоснабжения и пожаротушения из-за обычных нарушений элктроснабжения и останова пожарных насосов;
- невозможности использования наружных систем пожаротушения в виде располагаемых не далее 150 м от здания пожарных гидрантов для пожарных автомобилей для струйного тушения пожаров на верхних этажах;
- практического отсутствия эффективных средств пожаротушения в высотных зданиях, применяемых как на начальной стадии тушения пожаров, так и в процессе локализации и ликвидации очагов возгорания.
Пожарная защита поверхности крыш и вертолетных и самолетных площадок на крышах высотных зданий обычно вообще отсутствует.
Широко известны конструкции отечественных пожарных автоцистерн на шасси автомобильной техники общего назначения (АЦ-40/130/63Б, АЦ-40/131/137 и др.), а также специальные аэродромные пожарные автомобили с системами комбинированного пожаротушения, например АКТ-0,5/0,5/66, на шасси автомобиля ГАЗ-66 с запасом огнетушащих веществ (пенообразующая жидкость и порошок). Данные средства пожаротушения вполне эффективны при тушении пожаров в малоэтажных зданиях и на аэродромах, но совершенно не пригодны при тушении пожаров внутри и на крышах высотных зданий, поскольку обычные средства подачи огнетушащих средств не в состоянии их подать на высоту более 40-60 м.
Известны способы тушения пожаров в высотных зданиях с помощью вертолетов [1, 2, 3]. Недостатками способов тушения пожаров в высотных зданиях с помощью вертолетов является их низкая эффективность, поэтому разрабатываются системы тушения пожаров, расположенные непосредственно внутри высотных зданий.
Известно устройство подавления пожара в зданиях, содержащее источник с огнетушащим составом, трубопроводы высокого давления для подачи огнетушащего состава в защищаемые помещения, соединенные через клапаны, и устройство повышения давления воды в виде гидроусилителя с источником огнетушащего состава в виде хозяйственно-питьевой водопроводной магистрали [4]. Недостатками данного устройства являются невозможность обеспечения оперативной подачи огнетушащего состава в очаг загорания с большими расходами, сложность конструкции и низкая эксплуатационная надежность.
Известна установка пожаротушения для защиты зданий, в которой используется вода как огнетушащий состав и которая содержит подающий воду трубопровод, пожарный трубопровод с пожарными насосами и хозяйственно-питьевые насосы, причем пожарный трубопровод совмещен с хозяйственно-питьевым трубопроводом, соединенным с подающим трубопроводом, а установка содержит систему управления пожарными насосами с использованием обратной связи [5]. Недостатками данной установки при попытках ее применения для противопожарной защиты высотных (многоэтажных) зданий и сооружений является невозможность обеспечения подачи огнетушащего состава в очаг загорания с большими расходами и на большую высоту (обычно применяемые центробежные насосы не способны подавать воду выше 40-60 м), сложность конструкции и эксплуатации.
Известно устройство для тушения пожаров, содержащее герметичную емкость для хранения огнетушащего состава под высоким давлением, трубопроводы подачи огнетушащего состава в защищаемые помещения, средство поддержания давления в емкости для хранения огнетушащего состава [6]. Недостатками данного устройства является то, что запас огнетушащего состава в данном устройстве хранится в отдельно стоящей от здания емкости высокого давления, которая вследствие наличия высокого давления не может быть слишком большой, поэтому количество огнетушащего состава строго ограничено, что, в свою очередь, снижает эффективность пожаротушения, особенно при развившихся крупномасштабных пожарах.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническом результату (прототипом) является система пожаротушения высотного здания или сооружения, содержащая герметичную емкость для хранения огнетушащего состава под высоким давлением, трубопроводы подачи огнетушащего состава в защищаемые помещения, средство поддержания давления в емкости для хранения огнетушащего состава, в которой емкость для хранения огнетушащего состава выполнена в виде системы соединенных между собой накопительных трубообразных сосудов высокого давления, расположенных преимущественно вдоль вертикальной и горизонтальных осей здания или сооружения по всей высоте этажей здания или сооружения, на которых имеются защищаемые помещения, а соединения между накопительными трубообразными сосудами выполнены в виде расположенных преимущественно на каждом этаже здания или сооружения объединительных трубообразных сосудов высокого давления, при этом трубопроводы подачи огнетушащего состава в защищаемые помещения соединены через клапаны с емкостью для хранения огнетушащего вещества, и система пожаротушения снабжена средством подпитки для компенсации утечек огнетушащего состава, соединенным с емкостью для хранения огнетушащего состава [7 (прототип)].
Недостатками систем с трубопроводами под высоким давлением для хранения огнетушащего состава являются их сложность и высокая стоимость изготовления и эксплуатации, потенциальная взрывоопасность. Их эксплуатация сложна и должна осуществляться только высококвалифицированным персоналом с обязательным контролем и регистрацией в органах Госгортехнадзора. Данные системы принципиально не пригодны для многоэтажных и высотных зданий из-за образования на нижних этажах зданий сверхвысокого давления в результате добавления к высокому давлению еще и дополнительного гидростатического давления столба огнетушащей жидкости.
ЗАДАЧИ И ДОСТИГАЕМЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ
Задачей настоящего изобретения является разработка и практическое применение дешевых в изготовлении, надежных, простых и эффективных в эксплуатации систем и способов пожаротушения для защиты высотных зданий, в частности в помещениях, подземных автостоянках и на крышах высотных зданий, а также на посадочных площадках летательных аппаратов на крышах высотных зданий.
Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является повышение эффективности пожаротушения в высотных зданиях при одновременном повышении надежности работы, упрощении и удешевление изготовления и эксплуатации системы пожаротушения в помещениях, подземных автостоянках и на крышах высотных зданий, а также на посадочных площадках летательных аппаратов на крышах высотных зданий.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Поставленные задачи решаются и требуемый технический результат при использовании изобретения достигается тем, что по способу тушения пожара в помещениях высотного здания и располагаемой в нем подземной автостоянке, включающему подачу огнетушащего средства из емкости для огнетушащего средства в трубопровод подачи огнетушащего средства в защищаемые помещения высотного здания и подземной автостоянки и распределение огнетушащего средства в защищаемых помещениях, согласно изобретению подачу огнетушащего средства в трубопровод подачи огнетушащего средства в защищаемые помещения и распределение огнетушащего средства в защищаемых помещениях осуществляют из размещенной на крыше или на вышерасположенном относительно защищаемых помещений этаже высотного здания емкости для огнетушащего средства посредством гидростатического напора столба огнетушащего средства.
При этом распределение огнетушащего средства в защищаемых помещениях осуществляют путем получения и распределения в защищаемых помещениях пены на основе огнетушащего средства или путем распыления, разбрызгивания или организации завес огнетушащего средства.
В качестве огнетушащего средства используют воду или смесь воды с раствором пенообразователя, а емкость для огнетушащего средства выполняют в виде емкости для воды или емкости для смеси воды с раствором пенообразователя.
При этом трубопровод подачи огнетушащего средства в защищаемые помещения выполняют в виде расположенного преимущественно вертикально магистрального трубопровода огнетушащего средства и расположенных преимущественно горизонтально трубопроводов подачи огнетушащего средства в защищаемые помещения, емкость для огнетушащего средства и трубопровод подачи огнетушащего средства в защищаемые помещения выполняют сообщающимися с системой хозяйственно-бытового водоснабжения и канализации высотного здания, а для обеспечения возможности тушения пожара в помещениях верхних этажей и на крыше высотного здания используют средства создания дополнительного давления огнетушащего средства в трубопроводе подачи огнетушащего средства в защищаемые помещения на верхние этажах и на крышу высотного здания, например в виде присоединенных к емкости для воды и трубопроводу подачи огнетушащего средства пожарных насосов.
Кроме этого используют систему тушения пожара, выполненную автономной для высотного здания в целом, отдельных пожарных отсеков или отдельных защищаемых помещений высотного здания и подземной автостоянки, используют устройства распределения огнетушащего средства в защищаемых помещениях, выполненные с возможностью их размещения в пожарных шкафах, а распределение огнетушащего средства в защищаемых помещениях осуществляют программируемыми устройствами с возможностью автоматического функционирования, пространственного ориентирования и изменения направления струй огнетушащего средства по предварительно заданной программе.
www.sopot.ru
Для получения и распределения пены в защищаемых помещениях используют расположенные на крыше, на вышерасположенных относительно защищаемых помещений этажах, на этажах защищаемых помещений или непосредственно в защищаемых помещениях емкости с раствором пенообразователя, а также трубопровод подачи раствора пенообразователя с устройствами для смешивания огнетушащего средства и раствора пенообразователя и подачи смеси огнетушащего средства и раствора пенообразователя в устройства получения и распределения пены в защищаемых помещениях, в качестве устройств для получения и распределения пены используют установки комбинированного тушения пожара УКТП «ПУРГА» производства ЗАО «НПО «СОПОТ» (), а в качестве пенообразователя используют биологически растворимый состав, например, типа ПО 6 ТС.
Поставленные задачи решаются и требуемый технический результат при использовании изобретения достигается также тем, что в системе для тушения пожара в помещениях высотного здания и подземной автостоянке, содержащей сообщающиеся друг с другом емкость для огнетушащего средства, трубопровод подачи огнетушащего средства в защищаемые помещения и устройства распределения огнетушащего средства в защищаемых помещениях, согласно изобретению емкость для огнетушащего средства размещена на крыше или на вышерасположенном относительно защищаемых помещений этаже высотного здания с обеспечением возможности создания напорного гидростатического давления огнетушащего средства в трубопроводе подачи огнетушащего средства в защищаемые помещения и устройствах распределения огнетушащего средства в защищаемых помещениях.
Система выполнена автономной для высотного здания в целом, пожарных отсеков или защищаемых помещений высотного здания, устройства распределения огнетушащего средства в защищаемых помещениях выполнены с возможностью их размещения в пожарных шкафах, а устройства распределения огнетушащего средства в защищаемых помещениях выполнены программируемыми устройствами с возможностью автоматического функционирования, пространственного ориентирования и изменения направления струй огнетушащего средства по предварительно заданной программе.
При этом емкость для огнетушащего средства выполнена в виде емкости для воды, трубопровод подачи огнетушащего средства в защищаемые помещения выполнен в виде магистрального трубопровода огнетушащего средства, расположенного преимущественно вертикально относительно защищаемых помещений и расположенных преимущественно горизонтально патрубков подачи огнетушащего средства в защищаемые помещения, а устройства распределения огнетушащего средства в защищаемых помещениях выполнены в виде устройств для получения и транспортировки пены на основе воды, устройств распыления и разбрызгивания воды или устройств для организации водяных завес, емкость для воды и трубопровод подачи огнетушащего средства в защищаемые помещения выполнены сообщающимися с системой хозяйственно-бытового водоснабжения и канализации высотного здания.
Кроме этого в качестве огнетушащего средства используется смесь воды с раствором пенообразователя, обеспечивающую возможность водопенного тушения пожара в защищаемых помещениях, а в качестве пенообразователя используется биологически растворимый состав, например, типа ПО 6 ТС.
www.sopot.ru
Система по изобретению содержит расположенные на крыше, на вышерасположенных относительно защищаемых помещений этажах, на этажах защищаемых помещений или непосредственно в защищаемых помещениях высотного здания емкости с раствором пенообразователя и трубопровод подачи раствора пенообразователя с устройствами для смешивания воды и раствора пенообразователя и подачи смеси воды и раствора пенообразователя в устройства получения и распределения пены в защищаемых помещениях, а в качестве устройств для получения и распределения пены содержит установки комбинированного тушения пожара УКТП «ПУРГА» производства ЗАО «НПО «СОПОТ» ().
Поставленные задачи решаются и требуемый технический результат при использовании изобретения достигается также тем, что в системе тушения пожара на верхних этажах высотного здания, на крыше и на посадочной площадке летательных аппаратов на крыше высотного здания, содержащей емкость для огнетушащего средства, трубопровод подачи огнетушащего средства и устройства распределения огнетушащего средства, согласно изобретению в качестве емкости для огнетушащего средства система содержит емкость для воды и емкость для раствора пенообразователя, размещенные на крыше высотного здания, непосредственно под посадочной площадкой летательных аппаратов на крыше высотного здания или в верхней части высотного здания, трубопровод подачи огнетушащего средства содержит смеситель воды и раствора пенообразователя, а устройства распределения огнетушащего средства выполнены в виде устройств для получения и распределения пены на основе воды и раствора пенообразователя.
При этом емкость для воды и трубопровод подачи огнетушащего средства выполнены сообщающимися с системой хозяйственно-бытового водоснабжения и канализации высотного здания, а для обеспечения возможности создания напорного давления огнетушащего средства в трубопроводе подачи огнетушащего средства система содержит присоединенные к емкости для воды и трубопроводу подачи огнетушащего средства пожарные насосы.
Для обеспечения возможности создания напорного давления огнетушащего средства в трубопроводе подачи огнетушащего средства емкость для воды и емкость для раствора пенообразователя могут быть выполнены герметичными и снабжены средством создания в них избыточного давления, например, в виде баллонов сжатого воздуха.
При этом система выполнена автономной для верхних этажей высотного здания и посадочной площадки для летательных аппаратов на крыше высотного здания, а в качестве устройств для получения и распределения пены содержит установки комбинированного тушения пожара УКТП «ПУРГА».
Устройства для получения и распределения пены выполнены программируемыми с возможностью автоматического функционирования, пространственного ориентирования и изменения направления струй огнетушащего средства по предварительно заданной программе и выполнены с возможностью образования перекрещивающихся струй пены и перекрывания струями пены значительной поверхности или значительного объема.
3
3
Предлагаемая система тушения пожара практически реализована на Крылатских холмах в г.Москве во вновь построенном высотном здании в виде многофункционального комплекса с офисной частью и подземной автостоянкой и включает в себя: расположенные на крыше высотного здания под вертолетной площадкой на крыше высотного здания емкости для воды объемом 20 м и емкость для раствора пенообразователя объемом 3 м, систему эжектирования пенообразователя в трубопровод подачи воды, систему трубопроводов, проходящих через все этажи здания, вплоть до отметки 18,4 м.
Автономная система пожаротушения в данном высотном здании разделена на два блока:
первый блок - напорный, в котором система находится под постоянным гидростатическим давлением воды в системе с верхнего этажа до нижнего этажа автостоянки, образующимся в результате напора столба воды из расположенной на крыше емкости для воды;
второй блок на верхних этажах высотного здания включает в себя емкость для воды, емкость для пенообразователя, два пожарных насоса с электроприводом (основной и резервный) производительностью не менее 20 л/с каждый, систему эжектирования пенообразователя и трубопровод, связывающий автономный модуль с 13-10 этажом.
www.sopot.ru
Этот же второй блок обеспечивает пожаротушение на вертолетной площадке посредством использования установок комбинированного тушения пожаров УКТП «Пурга-10» (УКТП «Пурга 30») ЗАО «НПО «СОПОТ» ().
Пожаротушение на всех этажах автостоянки обеспечивается УКТП «Пурга», расположенных в пожарных шкафах из расчета не менее 1-3 установок на шкаф.
www.sopot.ru
Пожаротушение общественно-офисной части здания обеспечивается УКТП «Пурга-2» производства ЗАО «НПО «СОПОТ» () из расчета не менее 2 штук на шаф и не менее 3 шкафов на этаж.
Пожарный шкаф на этажах может быть оборудован эжекционной системой всасывания пенообразователя, краном Ду 51-66 мм, пожарным рукавом длиной 20 м, диаметром 51-66 мм, УКТП «Пурга-2» - 2 штуки и канистрой пенообразователя емкостью 20-30 л.
Для подтверждения возможности реализации изобретений промышленным способом и экспериментального подтверждения возможности достижения требуемого технического результата были изготовлены и испытаны опытно-промышленные образцы заявляемых систем по изобретению, показавшие техническую простоту реализации и высокую эффективность их применения. При практической реализации способа и систем по изобретению в реально построенных высотных зданиях выявлено повышение эффективности пожаротушения в сравнении с традиционными системами пожаротушения, повышенная надежность работы, упрощение и удешевление изготовления и эксплуатации систем пожаротушения в помещениях, подземных автостоянках и на крышах высотных зданий, а также на посадочных площадках летательных аппаратов на крышах высотных зданий.
Использование способа и систем по изобретению может быть обеспечено известными и широко применяемые в пожарной технике материалами и техническими средствами и не требует специально обученных пожарных, специальных материалов, приборов или оборудования. При этом обеспечивается надежное функционирование систем пожаротушения по изобретению даже при полном отключении электроснабжения и аварийном прекращении водоснабжения высотного здания. Преимущественное использование пены не только сокращает количество потребляемой воды и уменьшает ущерб от залива водой нижерасположенных помещений, но и существенно повышает эффективность пожаротушения даже в условиях возможного разлива топлива в помещениях автостоянок и на посадочных площадках летательных аппаратов. Размещение средств пожаротушения непосредственно в защищаемых помещениях позволяет в минимальное время локализовать и потушить пожары в отдельных помещениях без распространения пожара по всему высотному зданию.
Анализ совокупности существенных признаков изобретений группы и достигаемого при их использовании общего технического результата показывает наличие единого изобретательского замысла, тесную и неразрывную связь между изобретениями группы и возможность одновременной реализации всех трех изобретений в одном высотном здании и общими техническими элементами, что позволяет объединить три изобретения в одной заявке.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент США №5.135.055, МКИ А62С 27/00, опубл. 04.08.1992.
2. Патент Японии №200342705, кл. А62С 3/00, опубл. 12.12.2000.
3. Патент РФ №2288760, 2006.12.10, А62С 3/00.
4. Заявка РФ №94031680, МПК А62С 35/00, 1994 г.
5. Патент РФ №2106165, МПК А62С 35/00.
6. А.С. СССР №792645, МПК А62С 2/00, 1978 г.
7. Патент РФ №2286190, 2006.10.27, А62С 35/58 (прототип)
8. Интернет-сайт заявителя ЗАО «НПО «СОПОТ» - www.sopot.ru.