СПОСОБ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЫ СКЛАДОВ СО СТЕЛЛАЖНЫМ ХРАНЕНИЕМ И УСТРОЙСТВО СИГНАЛЬНО-ПУСКОВОЕ АВТОНОМНОЕ АВТОМАТИЧЕСКОЕ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА
METHOD OF FIRE PROTECTION OF WAREHOUSES WITH SHELF STORAGE AND SIGNAL-STARTING STANDALONE AUTOMATIC DEVICE FOR IMPLEMENTING METHOD

Изобретение относится к способам противопожарной защиты складских помещений со стеллажным хранением, включая выполнение предпочтительного способа защиты склада, и к устройству, обеспечивающего реализацию способов защиты.
Известно изобретение, которое относится к потолочным сухим спринклерным системам и способам пожаротушения (патент RU 2430762), предназначенным для защиты стеллажного склада.
Сухие спринклерные системы включают в себя сухотрубные распределительные трубопроводные сети с установленными в них спринклерными оросителями.
Когда сухотрубная система обнаруживает тепло от пожара, соответствующий спринклер вскрывается, выпуская воздух из распределительной сети, что приводит к уменьшению давления воздуха и активирует источник водоснабжения, позволяет воде заполнять распределительную сеть и выходить через вскрывшиеся спринклера.
Недостатком известной системы является наличие задержки по времени от момента обнаружения пожара до подачи огнетушащего вещества на очаг возгорания; задержка вызвана тем, что требуется определенное время на выпуск воздуха из сети и на заполнение сети огнетушащим веществом (водой).
Известно устройство тушения пожаров в сладах со стеллажным хранением (патент RU 2403929), содержащее спринклерные оросители с электропуском и сигнализатором потока жидкости, расположенные на распределительном трубопроводе, который проходит в верхней части стеллажа на расстоянии, обеспечивающим раскрытие факела распыленных струй на ширину стеллажа, при этом над распределительным трубопроводом установлен экран в форме ломаной плоскости или полусферы для аккумуляции тепла с вершиной над центром стеллажа, а проекция экрана и стеллажа на горизонтальную плоскость равны.
В вышеописанном устройстве возможно использование водозаполненной распределительной сети, что в сравнении с распределительными сетями сухих спринклерных систем, является менее инерционным.
Необходимо отметить, что в устройстве первоначальное срабатывание системы пожаротушения происходит от оросителя спринклерного, имеющего термоколбу и устройство пуска от электрического сигнала, путем разрушения термоколбы под воздействием аккумулированного под экраном тепла, что служит началом тушения, при этом устройство пуска от электрического сигнала у спринклеров используется у других спринклеров устройства для формирования группы сработавших спринклеров.
Спринклерные оросители, автоматически срабатывающие посредством своего термочувствительного замка, например, термоколбы, уступают по своей чувствительности и инерционности специальным тепловым пожарным извещателям.
Недостатком устройства является значительная инерционность, обусловленная инерционностью применяемого для запуска системы пожаротушения разрушаемого термозамка (термоколбы) спринклерного оросителя.
К дополнительным недостаткам устройства, снижающими эффективность, могут быть отнесены:
- отсутствие возможности выполнять задержку пуска системы пожаротушения;
- отсутствие возможностей управлять пуском оросителей посредством пульта дистанционного управления либо автоматически от менее инерционных систем обнаружения пожара;
- отсутствие контроля электрических цепей пуска управляемого спринклерного оросителя;
- ограниченный выбор средств пожаротушения.
Целью изобретения является повышение эффективности защиты стеллажных складов от пожара: за счет более раннего обнаружения пожара с учетом производственных условий складов, за счет своевременного оповещения о пожаре, за счет расширения возможностей по управлению системой пожаротушения с использованием пульта управления и других автоматических средств, за счет контроля исправности пусковых и сигнальных цепей.
В предлагаемом способе защиты от пожара, который может применяться в складах со стеллажным хранением, имеются этапы на которых:
- осуществляют раннее обнаружение пожара посредством использования в одной контролируемой зоне, защищаемой одним устройством пожаротушения, по меньшей мере, четырех пространственно разнесенных датчиков температуры, которые связаны с устройством сигнально-пусковым автономным автоматическим, установленным в зоне, при этом при помощи микроконтроллера устройства формируют извещение о пожаре при условии срабатывания одновременно не менее двух из четырех датчиков, кроме того предварительно каждый датчик температуры в составе устройства посредством программирования микроконтроллера устройства образует в зависимости от конкретных производственных условий определенный вид пожарного извещателя, имеющего свойство максимально-теплового, или дифферинциального теплового, или максимально-дифференциального теплового, или теплового с дифференциальной характеристикой;
- идентифицируют места возникновения пожара посредством включения светового и звукового оповещателя устройства сигнально-пускового автономного автоматического с формированием извещения о пожаре, передаваемого по шлейфу пожарной сигнализации на прибор приемно-контрольный охранно-пожарный (либо на пульт диспетчера);
- автоматически формируют устройством сигнально-пусковым автономным автоматическим управляющую команду «Пуск» и передают ее по сигнальной линии на соответствующее устройство пожаротушения, при этом устройством пожаротушения может служить: ороситель (распылитель) спринклерный с пиротехническим электроуправляемым приводом, или ороситель (распылитель) дренчерный с клапаном, который имеет электромеханический привод, или модуль порошкового пожаротушения, или модуль аэрозольного пожаротушения;
- обеспечивают посредством пульта дистанционного управления и устройства сигнально - пускового автономного автоматического ручное дистанционное управление операцией «Пуск» для всех устройств пожаротушения;
- обеспечивают посредством устройства сигнально-пускового автономного задержку автоматического пуска средства пожаротушения;
- обеспечивают по цепи управления блокировкой и остановкой пуска поступление от прибора приемно-контрольного охранно-пожарного на устройство сигнально-пусковое автономное автоматическое задержку пуска средства пожаротушения;
- обеспечивают автоматическое срабатывание группы устройств сигнально-пусковых автономных автоматических и пуск соответствующих им устройств пожаротушения;
- обеспечивают посредством устройства сигнально-пускового автономного автоматического контроль шлейфа сигнализации и цепей пуска устройства пожаротушения.
Способ с использованием тонкораспыленной воды предполагает выполнение этапов на которых:
- монтируют распределительную сеть непосредственно над стеллажами по всей длине стеллажа;
- монтируют распределительный трубопровод над стеллажами шириной 2,6 м в одну нитку по центру стеллажа;
- монтируют спринклерные распылители на расстоянии (1,7±0,1) м от верха хранимых грузов, при этом расстояние между распылителями по длине трубопровода должно быть (2,5±0,1) м;
- монтируют распределительный трубопровод над стеллажами шириной 3,1 м в две нитки по центру каждого спаренного стеллажа, ряд распылителей в каждой нитке выполнен равномерным шагом (2,5±0,1) м, при этом ряд в одной нитке относительно ряда в другой нитке смещен на половину шага (шахматный порядок);
- монтируют параллельно поверхности пола над распределительными трубопроводами экраны из оцинкованной профилированной стали толщиной не менее 0,5 мм (или других негорючих материалов), при этом экран имеет П-образную форму и не выходит за габариты стеллажа, а боковые стенки имеют высоту не менее 200 мм каждая;
- располагают спринклерные распылители на распределительных трубопроводах под экраном, при этом используют распылители с температурой срабатывания 68°С, диаметром термочувствительной колбы не более 3 мм;
- устанавливают на спринклерных распылителях пиротехнические электроуправляемые привода, состоящие из съемного кронштейна с пиропатроном, электровоспламенитель которого подключается к соответствующему рядом расположенному устройству сигнально-пусковому автономному автоматическому;
- монтируют устройства сигнально-пусковые автономные автоматические в непосредственной близости у соответствующего распылителя, при этом термочувствительные датчики устройства должны быть распределены в четырех прилегающих к распылителю областях равномерно.
Наиболее предпочтительным в предлагаемом способе с распылителями представляется использование для пожаротушения распылителей спринклерных с пиротехническим электроуправляемым приводом, находящихся под давлением спринклерной сети, с применением тонкораспыленной воды. Осуществление предпочтительного способа предполагает выполнение дополнительных этапов на которых:
- обеспечивают минимальное давление у диктующего спринклерного распылителя в рабочем режиме не менее 0,6 МПа;
- определяют расчетный расход воды из условия одновременной работы четырех спринклерных распылителей, расположенных в «диктующей» зоне (в самой удаленной от насосной станции точке защищаемого помещения), обеспечивая при этом продолжительность подачи воды не менее 30 мин., коэффициент производительности распылителя не менее 0,217.
Способ с использованием более производительных оросителей предполагает выполнение этапов на которых:
- монтируют распределительный трубопровод под стеллажами шириной до 2,6 м в одну нитку по центру стеллажа;
- монтируют распределительный трубопровод над спаренными стеллажами общей шириной до 3,5 м в две нитки, проходящих по центру каждого стеллажа, шаг оросителей с соседних нитках относительно друг друга смещен на половину шага (шахматный порядок);
- монтируют спринклерные оросители на распределительные трубопроводы от верха хранимых грузов путем подбора по эпюрам орошения на конкретный тип оросителя с учетом обеспечения не менее 90% огнетушащего вещества, диспергируемого из оросителя по ширине стеллажа, при этом расстояние между оросителями по длине трубопровода должно равняться ширине стеллажа;
- используют спринклерные оросители с температурой срабатывания 68° с диаметром термочувствительной колбы, взятой из ряда 2,5 мм, 3,0 мм, 5,0 мм.
Для осуществления предпочтительного способа защиты стеллажного склада предлагается устройство сигнально-пусковое автономное автоматическое, способное осуществлять при помощи органов управления адаптирование под условия эксплуатации, в т.ч. адаптирование температурных датчиков, способное осуществлять вместе с прибором приемно-контрольным охранно-пожарным и пультом дистанционного управления различные режимы тушения, располагая возможностями формировать разного масштаба группы средств тушения, дублировать (резервировать), задерживать управляемый пуск средств тушения.
Осуществление предпочтительного способа достигается тем, что выполнено устройство сигнально - пусковое автономное автоматическое для осуществления способа противопожарной защиты складов, в котором выполнен электронный модуль, соединяющий: источник автономного электропитания, оповещатели, кнопку «Контроль» для проверки работоспособности устройства и кнопку «Программирование» для настройки параметров, микроконтроллер, при этом модуль оснащен разъемами и гермовводами с возможностью подключения к ним: шлейфа пожарной сигнализации, цепей автоматической блокировки и остановки пуска, пусковых цепей электрического(их) привода(ов) пуска оросителя(ей), цепей управления дистанционного пуска, цепей связи с выносными тепловыми датчиками в количестве не менее четырех.
Наиболее предпочтительный вариант конструктивного исполнения устройства сигнально - пускового автономного автоматического для защиты стеллажных складов представляет собой корпус, состоящий из крышки и основания с тремя герметичными кабельными вводами и установленным на основании электронным модулем, который представляет собой печатную плату, с установленными на ней: отсеком с источниками батарейного электропитания, светодиодным индикатором, звуковым излучателем, кнопками управления «Контроль» и «Программирование», микроконтроллером, электронными компонентами электрической схемы, группами винтовых разъемов, расположенных вблизи соответствующих герметичных кабельных вводов, с возможностью подключения с помощью разъемов и вводов: соответствующих внешних цепей управления и шлейфа сигнализации прибора приемно-контрольного охранно-пожарного, пульта управления, пусковых цепей управления электропривода(ов) спринклерного(ых) оросителя(ей) и цепей связи с выносными тепловыми датчиками в количестве не менее четырех, расположенных в примыкающих к устройству четырех областях.
Дополнительно электронный модуль выполнен с возможностью посредством кнопок «Контроль» и «Программирование» в зависимости от производственных условий программировать параметры датчиков температуры, соответствующие работе пожарных извещателей, характеризуемые как: максимально-тепловые извещатели, или дифференциальные тепловые, или максимально - дифференциальные, или тепловые с дифференциальной характеристикой.
Кроме того электронный модуль выполнен с возможностью настраивать под необходимые условия эксплуатации при помощи кнопок «Контроль» и «Программирование» следующие параметры устройства:
- длительность задержки пуска, сек.;
- максимальная температура срабатывания (пуска) С°;
- время записи предыстории, мин.;
- время блокирования датчиков, сек.;
- тип исполнительного устройства (электровоспламенителя пиротехнического привода или электропривода шарового крана с оросителем);
- длительность импульса запуска пиротехнического привода, сек.;
- время тушения (открытое состояние шарового крана с оросителем), мин.;
- режим работы (одиночный пуск или локально-групповой пуск, или обще-групповой пуск).
Более подробно устройство поясняется при помощи:
Фиг. 1 - структурная схема устройства принудительного пуска оросителей;
Фиг. 2 - комбинированная схема предпочтительного варианта для стеллажных складов устройства принудительного пуска оросителей;
Фиг. 3 - вид с поперечной стороны на стеллаж шириной 2,6 м;
Фиг. 4 - схема расположения распределительного трубопровода, оросителей, устройства сигнально - пусковых с датчиками над стеллажом (2,6 м.);
Фиг. 5 - вид с поперечной стороны на спаренный стеллаж шириной 3,1 м;
Фиг. 6 - схема расположения распределительного трубопроводов, оросителей, устройств сигнально - пусковых с датчиками над спаренными стеллажом.
Устройство принудительного пуска оросителей (см. фиг. 1) имеет электронный модуль А1, в котором выполнен источник автономного электропитания 1, световой индикатор 2, звуковой излучатель 3, подключенные к микроконтроллеру 4, который связан с кнопкой SB1 «Контроль» и с кнопкой SB2 «Программирование», при этом к электронному модулю посредством геррмоввода 5 и разъемов X1.1…X1.10 могут быть подключены цепи управления блокировкой и остановка пуска, цепи шлейфа пожарной сигнализации прибора приемно-контрольного охранно-пожарного А2 установки пожаротушения, к электронному модулю посредством гермоввода 6 и разъемов Х2.1…Х2.m могут быть подключены пусковые цепи электроприводов пуска В1,…Bm с соответствующими спринклерными оросителями СО1,…COm, к электронному модулю посредством гермоввода 7 и разъемов Х3.1…Х3.10 могут быть подключены пульт дистанционного управления A3 и группа выносных тепловых датчиков BK1,…BK4.
Выбор количества принудительно управляемых оросителей и соответствующих им электроприводов в каждом конкретном случае определяется проектным решением на установку пожаротушения, при этом уточняются необходимые энергоемкость источника автономного электропитания и выходная мощность электронных ключей микроконтроллера, питающих электропривода.
Работает устройство следующим образом.
В дежурном режиме при отсутствии пожара через определенный интервал времени микроконтроллером и автоматически проверяется работоспособность устройства. При его исправности микроконтроллером выдается световое оповещение при помощи индикатора 2 однократный световой сигнал, сообщающий о нахождении устройства в дежурном режиме. При возникновении неисправности микроконтроллером световым индикатором 2 и звуковым излучателем 3 периодически выдаются сигналы («Неисправность»), дополнительно эти сигналы транслируются через разъемы X1 на прибор А2.
При нажатии кнопки SB1 («Контроль») микроконтроллером проверяются исправность источника 1, цепей выносных датчиков BK1,…BK4 и пусковых цепей электропривода(ов).
В зависимости от их состояния при обнаружении изменений температуры в защищаемом объекте, характерных возникновению пожара, микроконтроллер устанавливает уровни пожарной опасности («Дежурный режим», «Пожар 1», «Пожар 2»). В случае обнаружения пожара в защищаемом объекте (если температура защищаемого объекта превысила максимально нормальную и достигла уровня пожарной опасности «Пожар 2» устройство формирует сигнал «Пожар 2» (прерывистый звуковой и прерывистый световой) и с временной задержкой 5 с. (либо 30 с.) формирует управляющий сигнал «Пуск» на исполнительный механизм (электрический привод В1,…Bm).
Управляющий сигнал формируется путем выдачи микроконтроллером пускового тока на выходные контакты винтового разъема Х2 для подключения электрических приводов В1,…Bm.
Для дистанционного управления или блокировки устройства на вход «ДУ» разъема Х3 или на вход «БЛ» разъема X1 требуется подать напряжение.
Рассмотрение предпочтительного варианта устройства сигнально-пускового автономного автоматического (см. фиг. 2) позволяет детально показать конструкцию устройства и внешние связи, характеризующие функциональные возможности устройства.
Устройство имеет корпус, состоящий из крышки 8, основания 9, печатной платы 10, установленной на основании, выполненный на печатной плате батарейный отсек 1 автономного питания, выполненные на печатной плате светодиодный индикатор оповещателя 2 и излучатель оповещателя 3, кнопки управления SB1 («Контроль») и SB2 («Программирование»), микроконтроллер 4, электронные компоненты 11 платы, группу винтовых разъемов XI с гермовводом 5 для подключения к прибору А2, группу винтовых разъемов Х2 с гермовводом 6 для подключения к электроприводу В1 со спринклерным оросителем CO1, группу винтовых разъемов Х3 с гермовводом 7 для подключения пульта дистанционного управления A3 и выносных тепловых датчиков BK1,…BK4.
Необходимо отметить, что предлагаемая конструкция позволяет при помощи комбинированного нажатия кнопки SB1 («Контроль») и кнопки SB2 («Программирование») настраивать под необходимые условия эксплуатации такие параметры устройства, как:
- длительность задержки пуска, сек.;
- максимальная температура срабатывания (пуска) С°;
- время записи предыстории, мин.;
- время блокирования датчиков при нажатии кнопок SB1 и SB2, сек.;
- формирование дифференциального теплового канала;
- тип исполнительного устройства (электровоспламенителя пиротехнического привода или электропривода шарового крана с оросителем);
- длительность импульса запуска пиротехнического привода, сек.;
- время тушения (открытое состояние шарового крана с оросителем), мин.;
- режим работы (одиночный пуск или локально-групповой пуск, или обще-групповой пуск).
Таким образом, предлагаемое устройство позволят осуществлять при помощи органов управления (кнопок SB1, SB2) адаптирование под условия эксплуатации и осуществлять вместе с прибором приемно-контрольным охранно-пожарным и пультом дистанционным различные режимы тушения, располагая возможностями формировать разного масштаба группы средств тушения и дублировать (резервировать) управляемый пуск средств тушения.
Вышеперечисленные новые возможности повышают надежность и эффективность работы устройства и всей установки пожаротушения, в которой применяется предлагаемое устройство.
Способы защиты от пожара поясняется чертежами, где на фиг. 3-7 схематично изображено оборудование стеллажных складов.
На чертежах обозначены: экран 12, распределительный трубопровод 13, ороситель (распылитель) 14 спринклерный с термоколбой с установленным возле нее управляемым электрически пиротехническим приводом, который выполнен по патенту РФ №155310, датчики температуры 15, устройство сигнально-пусковое автономное автоматическое 16, стеллаж 17, хранимый груз 18.
Способ защиты рассчитан на использование находящегося под рабочим давлением распределительного трубопровода 13 с установленными спринклерными оросителями с управляемым пуском 14, при этом каждый спринклер имеет свое устройство сигнально-пусковое автономное автоматическое 16 вместе с датчиками температуры 15, которые установлены под экраном 12 и расположены вблизи от устройства, причем четыре датчика температуры 15 каждого устройства контролируют четыре прилегающие к спринклеру области. Экран предназначен для аккумуляции тепловых потоков (и/или продуктов горения), которые возникают при пожаре. При срабатывании устройства сигнально-пускового автономного автоматического обеспечивается принудительный пуск соответствующего спринклера и передается сигнал о срабатывании по шлейфу пожарной сигнализации на прибор приемно-контрольный охранно-пожарный (либо на пульт управления). При этом над стеллажами шириной 2,6 м распределительный трубопровод смонтирован в одну нитку, а спринклера распределены с шагом 2,5 м равномерно по всей длине. Над спаренными стеллажами, имеющим общую ширину 3,1 м трубопровод смонтирован в две нитки, а спринклера в каждой нитке распределены с шагом 2,5 м равномерно, но оросители в одной нитке смещены относительно оросителей в другой нитке на полшага.
На основе анализа нового способа противопожарной защиты стеллажных складов и нового устройства для его реализации можно утверждать, что предлагаемые способ и устройство позволяют расширить арсенал средств для борьбы с пожарами, сократить время по обнаружению очага пожара посредством использования более чувствительных и адаптированных к условиям эксплуатации термодатчиков, повысить эффективность противопожарной защиты охраняемого объекта.