Приемно-контрольная аппаратура позволяет производить отключе­ние, включение и управление внешними электрическими устройствами. Отключение систем вентиляции производится непосредственно от ре­лейной группы (нагрузочная характеристика выходных контактов реле IОМ-81 до 17= 220 В и не более / = 3,0 А) при срабатывании автомати­ческой пожарной сигнализации при пожаре.
Прибор управления «ЗесипРго МС11 211» устанавливается в поме­щении охраны. Релейный модуль «ЮМ 81» размещается у защищаемого помещения. Пульт дистанционного пуска ПДП (ручной адресный изве-щатель FT 513-30) размещается снаружи помещения на высоте 1,5 м от пола.
Для получения информации о срабатывании УАГП и подаче огне-тушащего средства в помещение служит сигнализатор давления универ­сальный (СДУ) (рис. 4.9). Сигнализатор реагирует на изменение давле­ния замыканием/размыканием контактной группы.

Сигнализатор рассчитан на круглосуточный режим работы. Техниче­ские характеристики СДУ-М представлены в табл. 4.3.

4.2.2.     Требования к помещению станции пожаротушения
Помещения станций пожаротушения, как правило, необходимо располагать в подвале, цокольном этаже или на первом этаже зданий. До­пускается размещение станции пожаротушения выше первого этажа, при этом подъемно-транспортные устройства зданий, сооружений должны обеспечивать возможность доставки оборудования к месту установки и проведения эксплуатационных работ. Выход из станции следует преду­сматривать наружу, на лестничную клетку, имеющую выход наружу, в вестибюль или в коридор, при условии, что расстояние от выхода из стан­ции до лестничной клетки не превышает 25 м и в этот коридор нет выхо­дов из помещений категорий А и Б.
Помещения станций пожаротушения должны быть отделены от дру­гих помещений противопожарными перегородками 1-го типа и перекры­тиями 3-го типа. Помещения станции нельзя располагать под и над поме­щениями категорий А и Б. Помещения станций должны быть оборудованы приточно-вытяжной вентиляцией не менее чем с двукратным воздухооб­меном, а также телефонной связью с помещением дежурного персонала, ведущим круглосуточное дежурство.
У входа в помещение станции должно быть установлено световое табло «Станция пожаротушения». Входная дверь должна иметь запорное устройство, исключающее несанкционированный доступ в помещение станции пожаротушения.

При наличии нескольких направлений подачи ГОС пусковые элемен­ты устройств местного пуска батарей (модулей) и распределительных уст­ройств должны иметь таблички с указанием защищаемого помещения (на­правления) [19].
4.3.       Устройство и принцип работы установок газового пожаротушения
4.3.1.     Конструкция установок газового пожаротушения
Основной особенностью установок газового пожаротушения явля­ется наличие специальной системы хранения огнетушащего вещества. УАГП по своей конструкции различаются большим разнообразием. Огнетушащее вещество в установке может находиться в модулях (баллонах), батареях и в изотермических емкостях. Модули могут быть следующих типоразмеров по объему: 8; 10; 25; 40; 50; 67,5; 80; 100; 150 и 160 л.
ЗАО МЭЗ «Спецавтоматика» – ведущий разработчик и поставщик средств УАГП в России. Завод серийно выпускает УАГП широкого спек­тра типоразмеров и конструкций. Модули 1М2-8 используются для защиты небольших помещений и пространств за подвесными потолками и в фальшполах (рис. 4.10).

Конструкция модулей 1М2-8 достаточно проста, а для удобства мон­тажа и улучшения дизайна УАГП выполнена в закрытом шкафу, который может размещаться напольно. Оба модуля имеют пуск от пиропатронов типа ПП-3, размещенных в ЗПУ ГЗСМ (автоматическая головка-затвор для выпуска заряда).
Комплект модулей типа 1М1-40 (рис. 4.11, а) (автоматический с элек­трическим пуском) состоит из одной или нескольких секций, в каждую из которых входят два 40-литровых баллона с огнетушащим веществом. Все баллоны смонтированы на основании металлической рамы. На 40-литровых баллонах установлены головки типа ГЗСМ.
Выпускные головки баллонов соединительными трубками связаны с общим секционным коллектором. Модуль 2М1-40 (рис. 4.11, б) отличается устройством индикатора контроля потери массы. На передней панели мо­дулей установлены манометры и рукоятки ручного пуска головок ГЗСМ.

В модуле 1М1-40 включение головки ГЗСМ осуществляется электро­приводом с помощью пиропатрона типа ПП-3. Количество баллонов с ог-нетушащим веществом может быть увеличено за счет секции наборной, состоящей из четырех 40-литровых баллонов, смонтированных между со­бой коллекторами. Модули являются аналогами распространенных и ранее выпускавшихся установок с электропуском типа БАГЭ и УАГЭ.

В батарею хладонового пожаротушения 1Б2-10-40 (табл. 4.4) с электри­ческим пуском включается от двух до десяти 40-литровых баллонов (рабочих и резервных) с пусковым баллоном (запорная головка типа ГЗСМ). В батарее 2Б2-40 (табл. 4.5) используется огнетушащее вещество типа СО2.

Конструкция   батареи   с   электромагнитным   и   промежуточными пневмоклапанами модулей представлена на рис. 4.13.

Набор изделий, обеспечивающих систему пуска, состоит из пускателя (электропиротехнического или электромагнитного), пускового пневмопро­вода с пневматическим пускателем и входит в комплект поставки «ком­плекта модулей». Принципиальная схема электропневматического пуска представлена на рис. 4.14, а, б.
Выпуск ГОТВ из модулей комплекта может осуществляться в любой последовательности. При этой схеме пуска комплект может иметь несколь­ко групп модулей и, соответственно, несколько пусковых модулей, на кото­рых устанавливается электрический пускатель (электромагнитный или электропиротехнический) (крайний случай – все модули комплекта являют­ся пусковыми). Модули внутри каждой группы соединены между собой пусковым пневмопроводом. При подаче электрического импульса на пуско­вой модуль группы происходит выпуск ГОТВ из него в нужном направле­нии. Одновременное срабатывание всех модулей комплекта обеспечивается подачей электрического сигнала на все пусковые модули комплекта.
При последовательном срабатывании модулей комплекта все модули обязательно должны комплектоваться обратными клапанами, исключаю­щими попадание ГОТВ в модули, выпуск ГОТВ из которых уже был про­изведен согласно алгоритму работы комплекта модулей.

ЗАО «АРТСОК» использует модули серии МГП 50-60, МГП 50-80 и МГП 50-100 с рабочим давлением до 5,88 МПа, а также МГП 16-25, МГП 16-40, МГП 16-80, МГП 16-100 с рабочим давлением до 14,7 МПа.
Первая цифра 50 и 16 в наименовании МГП обозначает диаметр си­фонной трубки, мм, а вторая цифра указывает вместимость модуля, л.
Отличительной особенностью модулей МГП является использование запорно-пусковых устройств с электромагнитным (ЗПУ ЭМК) и пневмо­приводами (ЭПБ) многоразового действия.
ОАО «МГП СПЕЦАВТОМАТИКА» выпускает унифицированные модули газового пожаротушения для хладоновых огнетушащих составов. Модули газового пожаротушения МПХ38-50/100-403 и МПХ38-50/100-468 предназначены для хранения и выпуска газовых огнетушащих составов -хладона 125ХП, хладона 318ц «Игмер» (318С), хладона 227еа (FМ 200), хладона 114В2 (Halon 2402), хладона 13В1 (Halon 1301) (табл. 4.6). Моду­ли имеют ручной, пневматический и электрический пуски и могут ком­плектоваться рукавами высокого давления РВД. Модули соответствуют климатическому исполнению «О» категории размещения 4 по ГОСТ 15150-69 в диапазоне температур от -10 до +50 °С.

Модули типа МПГ-40 (150) НПО «Пожарная автоматика сервис» предназначены для использования в централизованных и модульных УАГП (рис. 4.15, табл. 4.7).

Отличительной особенностью модулей 2 является наличие двух запорно-пусковых устройств с пиропатронами типа ЗПУ-40-24-2 1, с целью сокращения времени подачи ГОС, повышения надежности УАГП, а также возможности защиты двух помещений. Модули крепятся к стене с помощью специальных хомутов 3.

Модули в батарее УАГП могут монтироваться в стойках в один ряд или в два ряда. На рис. 4.15, а показан монтаж модулей МПГ-40 вместимо­стью 40 л в двухрядной стойке СМД-40. В двухрядных монтажных стойках может размещаться до 20 модулей типа МПГ. Однорядные монтажные стойки используются для размещения 2–10 модулей.
Модуль газового пожаротушения типа МГХ (ООО «Противопожар­ная автоматика-ГАЛАКС») представляет собой баллон с запорно-пусковым устройством (ЗПУ), в качестве которого могут быть использова­ны пиропатрон, головка-затвор ГЗСМ или электромагнитный клапан (рис. 4.16). Модуль предназначен для длительного хранения под давлением газовых огнетушащих веществ и их экстренного выпуска для тушения по­жара объемным или локально-объемным способом. Модуль используется в составе централизованных и модульных установок автоматического газо­вого пожаротушения. Модуль соответствует климатическому исполнению УХЛ, категория размещения 4 по ГОСТ 15150, температура окружающего воздуха от –30 до +50 °С. Габаритные размеры данного модуля представ­лены в табл. 4.8.

В случае необходимости возможно изготовление модулей с баллона­ми вместимостью до 40 л с ЗПУ ГЗСМ для установки в горизонтальном положении, например, для размещения в пространстве под фальшполом защищаемого помещения. Общий вид горизонтального модуля представ­лен на рис. 4.17.
Выбор типа модулей и стоек для МПГ определяется требуемым расчет­ным количеством модулей, их вместимостью, наличием требуемого резерва, условиями удобства размещения в помещении станции пожаротушения.

В последние годы находят широкое применение УАГП с инертным огнетушащим газом аргон. Это одноатомный и инертный по своим свойст­вам газ, не вызывающий коррозию. В отличие от хладонов аргон менее вреден для человека даже при максимальных концентрациях. В серийно выпускаемой установке аргонового пожаротушения (рис. 4.19) фирмы «Е118ЕВ1 ГМР1АЫТ1» (Италия) применяется система автоматического управления с использованием устройств пневмо- и электропуска.
Модули изготавливаются вместимостью 40; 67,5; 80 и 140 л со стан­дартными коллекторами на 2, 3, 4 и 6 модулей. Максимальное давление в баллонах 20 МПа. В конструкции установки команда на запуск произво­дится от электрического импульса с передачей его на пиропатрон или ЭМК одного из модулей.
Дальнейшее управление включением ЗПУ на модулях и распредели­тельных устройствах производится по пневматическим линиям и рукавам высокого давления с помощью пневмоклапанов.

Важное место при эксплуатации УАГП занимает вопрос эффективно­го контроля возможных несанкционированных утечек из модулей огнету-шащего средства. Для установок с использованием ГОС, находящихся в сжиженном состоянии, применяются специальные системы весового кон­троля с помощью противовесов и специальной весовой платформы. В пер­вом случае модуль крепится с помощью специальной подвесной скобы, через коромысло к противовесу (рис. 4.20).
При утечке ГОС и уменьшении веса модуля происходит перемещение груза, что вызывает срабатывание микропереключателя весового устрой­ства и включение световой (или звуковой) индикации о состоянии УАГП.
В последние годы широкое распространение для защиты объектов с постоянным пребыванием людей находят установки газового пожароту­шения с использованием газа инерген.

Для применения ГОС типа инерген по технологии «Иге Еа1ег 8» ис­пользуется модульная установка FE-18М7-200 (Дания). Рабочее давление в модулях 15-20 МПа; время выпуска ГОС до 60 с.
На рис. 4.21 представлена конструкция модульной УАГП с использо­ванием ГОС инерген. Баллоны для инергена имеют четыре типоразмера для хранения ГОС на 5,7; 7,1; 9,9 и 12,3 м3 газа, соответственно. Для по­нижения давления в потоке ГОС при его движении по трубам используют­ся специальные соединительные муфты с диафрагмами, которые устанав­ливаются в начале магистрального трубопровода.
Установки газового пожаротушения с хранением огнетушащего ве­щества в изотермической емкости представляют собой полностью изоли­рованный сосуд большой емкости, работающий под относительно низким давлением около 2,0 МПа, защищенный алюминиевым кожухом, охлаждающей установки, обеспечивающей рабочую температуру около -20 °С, предохранительного клапана, вентилей управления. В состав охла­ждающей   установки   входит   расширительный   клапан,   регулирующий

подачу хладоагента в змеевик резервуара, компрессор, двигатели вентиля­торов, органы управления, обеспечивающие работу установки. Разработкой изотермических емкостей занимаются фирмы «АЫ"8ЦЪ 1пс», «МПЧ1МАХ ОтпЪН», «ККЮЕ БЕ1ЮКА», «АРТСОК» и НПО «Астрофизика».

Фирма «ANSUL Inc .» (США) поставляет на российский рынок изо­термические емкости до 30 м3 (рис. 4.22), в том числе установки типа «Mini-Bulk» на 159; 227; 363; 454 и 680 кг с СО2. Система «Mini-Bulk» раз­работана в целях создания альтернативы батареям с СО2 высокого давле­ния, состоящим из большого количества модулей. Каждый изотермиче­ский резервуар оборудован паровым компрессором воздушного охлажде­ния. «Mini-Bulk» имеют вертикальную конфигурацию, что обеспечивает значительное уменьшение занимаемой ими площади в помещении и сни­жение металлоемкости системы на 60 %. В этом их существенное преиму­щество по сравнению с батареями газового пожаротушения высокого дав­ления.

Устройства проектируются для СО2 в соответствии с НПБ 88-2001* [19]; для N2 на основании «Рекомендаций по проектированию, устройству и экс­плуатации установок пожаротушения азотом» (М., 1991), разработанных Академией ГПС МЧС России и НПО «Астрофизика». Применение изотер­мических емкостей позволяет значительно снизить металлоемкость устано­вок, особенно при защите помещений больших объемов, и уменьшить пло­щади станции пожаротушения. Считается, что применение изотермических емкостей эффективно при защите помещения объемом более 2000 м3.

Системы газового пожаротушения с СО2 низкого давления находят все большее применение наряду с традиционными установками высокого давле­ния, так как комплекс оборудования позволяет создавать как модульные, так и стационарные системы защиты практически для любых объемов помещений.
В изотермической емкости постоянно поддерживается заданная тем­пература (около –20 °С) с помощью специального рефрижератора. Серти­фицированные резервуары с СО2 имеют рабочий объем вместимостью 5443, 7258, 9072, 10886, 12700 и 16330 кг.

Объемное тушение одним изотермическим модулем типа МИЖУ (рис. 4.23, табл. 4.9), в зависимости от объема резервуара, эффективно в помещениях от 800 до 25000 м3. Отличительной особенностью МИЖУ яв­ляется дозированный выпуск СО2 по времени или массе ГОС. Изотермиче­ские резервуары допускается устанавливать вне помещения станции с уст­ройством навеса для защиты от осадков и солнечной радиации с огражде­нием по периметру площадки.
При этом следует предусмотреть аварийное освещение в месте уста­новки резервуара; подъездные пути к резервуару и выполнить мероприятия, исключающие несанкционированный доступ людей к резервуару, узлам его управления (пуска) и распределительным устройствам.

Выпуск двуокиси углерода из МИЖУ может осуществляться дозиро-ванно по времени или массе, для чего используется запорно-пусковое уст­ройство с пневмо- или электроприводом, которое устанавливается на ем­кости (рис. 4.24).

МИЖУ в собранном виде состоит из резервуара, запорной и предо­хранительной арматуры, приборного оборудования и трубопроводов об­вязки. Непосредственно резервуар представляет собой горизонтальный цилиндрический сосуд с нанесенной на него тепловой изоляцией. Патруб­ки и трубопроводы резервуара выполнены из нержавеющей стали 12Х18Н10Т.
Для резервуаров, располагаемых вне помещения, при возможной тем­пературе окружающего воздуха ниже –20 °С в сосуде установлены два электронагревателя, один из которых – резервный.
Для защиты сосуда резервуара в случае повышения давления установ­лены два предохранительных клапана, которые обеспечивают сброс ГОС при достижении давления в резервуаре свыше Рраб, но не более 1,1 Рраб.
МИЖУ имеет специальный клапан, предназначенный для заправки и слива СО2 из резервуара. С помощью шланга осуществляется заправка ЖУ из транспортной цистерны в резервуар. Электроконтактные манометры обеспечивают контроль давления в резервуаре, одновременно манометр № 1 выдает сигнал на включение/отключение холодильного агрегата; ма­нометр № 2 – резервный. Для внутреннего осмотра и регламентных работ резервуар имеет расположенный в днище люк-лаз.
Запорно-пусковое устройство состоит из шарового крана с ручным приводом, шарового крана с электропневмоприводом, побудительного баллона емкостью 40 л с запорным устройством с электроконтактным манометром, устройства местного пуска и опорной стойки. Кран шаро­вой с электропневмоприводом при эксплуатации модуля находится в за­крытом положении и открывается только при необходимости подачи ЖУ в защищаемое установкой газового пожаротушения помещение. МИЖУ имеет два холодильных агрегата (ХА), один из которых резерв­ный, с необходимым оборудованием, которые предназначены для под­держания давления в резервуаре не выше заданного. В случае отказа ос­новного ХА автоматически включается резервный. ХА соединены тру­бопроводами с испарителями, расположенными внутри резервуара выше уровня жидкой СО2. Включение и отключение ХА осуществляется авто­матически. Один ХА должен обеспечивать заданное давление в резер­вуаре при хранении за суммарное время работы не более 12 ч в сутки.
Шкаф управления МИЖУ обеспечивает:

1. ручное и автоматическое управление ХА;
2. контроль массы ЖУ в резервуаре;
3. контроль и поддержание в заданных пределах давления в резервуаре;
4. сигнализацию состояния оборудования («включен»/«отключен») и отклонения параметров от нормы на панели шкафа управления;

129

Установка пожаротушения «КРИОУСТ» состоит из изотермической емкости СКА-8,0-1,6 1 и блока испарителя 2. В емкости СКА-8,0-1,6 раз­мером 4100 мм, диаметром 2200 мм и объемом 8,0 м3 размещается жидкий азот в количестве до 5160 кг, с рабочим давлением 1,6 МПа. Масса порож­ней емкости составляет 7650 кг.
В блоке испарителя ИГ-6,0-1,6 (габаритные размеры 6500x2700x x3733 мм, масса 21400 кг) в качестве рабочей среды используется азот под давлением 1,6 МПа. Производительность испарителя до 6,0 кг/с.
Работа установки «КРИОУСТ» представляет сложный физико-химический нестационарный процесс, происходящий при изменяющейся в динамике температуре азота и возникающих гидравлических явлениях при протекании жидкого азота, его испарении и подаче в защищаемый объем в виде газа.
При пожаре в защищаемом помещении срабатывают пожарные изве-щатели. Сигнал о пожаре поступает на приемно-контрольный прибор, ко­торый подает управляющий сигнал на щит управления, после чего подает­ся электрический импульс на ЗПУ системы. Сжатый азот, находящийся в сжиженном состоянии, из изотермической емкости поступает через выпу­скной клапан и трубопроводы в испаритель-газификатор. Вытеснение жидкого огнетушащего вещества может осуществляться от специального собственного испарителя наддува или дополнительной емкости с азотом. Азот в сжиженном состоянии поступает из изотермической емкости в ис­паритель при температуре 80-100 К и испаряется за счет тепла окружаю­щей среды. Для снижения термодинамической пульсации газового потока, поступающего из испарителя, и охлаждения его до 100-300 К - в верхнюю часть испарителя (камеру смешения) по трубопроводу через центробежные распыливающие устройства подается жидкий азот, который испаряется на турбулизирующих сетках и, смешиваясь с газовым потоком, выходящим из насадок, образует гомогенный поток газообразного вещества. Этот по­ток проходит через насыпные устройства, являющиеся сепаратором не ис­парившихся капель. Далее газообразное и охлажденное огнетушащее ве­щество подается через открытый клапан в распределительную сеть к выпу­скным насадкам в защищаемое помещение для тушения пожара.
Таким образом, в результате сложного технологического процесса из 1 л жидкого азота образуется около 600 л газа. Количество блоков испари­теля выбирается, исходя из требуемого расхода азота на тушение пожара в данном помещении.
Применение резервуаров большой вместимости для целей пожаро­тушения   практически   снимает   ограничения   на   объем   защищаемых
131

с помощью УАГП помещений. Такие установки в отличие от установок баллонного типа характеризуются значительно меньшей металлоемкостью. Контроль за утечкой огнетушащего вещества осуществляется визуально по шкале уровнемера и не связан с трудоемким взвешиванием каждого бал­лона, как в случае установок высокого давления.
С увеличением требуемого расчетного количества ГОС преимуще­ство установок низкого давления существенно возрастает. Технико-экономические расчеты показывают, что критичным верхним пределом баллонных установок является запас модулей в количестве не более 80 МГП. Это объясняется сложностью электроуправления системой, ее контроля и организации эксплуатацией. В случае большей массы, соот­ветственно большего числа баллонов, технически более рациональным и экономически более выгодным является применение установок низкого давления.
4.3.2.     Запорно-пусковые устройства установок автоматических газового пожаротушения
Важными элементами УАГП являются технические устройства для выпуска ГОС из модулей. Существует три типа запорно-пусковых уст­ройств (ЗПУ):

1. ЗПУ, имеющие разрушающийся элемент (мембрану, колбу) и пиро­патрон;
2. ЗПУ, имеющие запорный орган в виде клапана, который открывается после срабатывания пиропатрона;

-  ЗПУ в виде клапана с электромагнитным или пневматическим
пуском.
Исследования надежности автоматических установок газового пожа­ротушения, проведенные в Академии ГПС МЧС России доктором техни­ческих наук, профессором Г. Х. Харисовым [37], позволили установить, что около 34 % отказов установок в режиме дежурства связаны с пусковы­ми, выпускными, запорными устройствами и клапанами УАГП. При отка­зах этих элементов происходят утечки ГОС и снижается общая эффектив­ность применения установок по тушению пожара. Поэтому правильная ор­ганизация эксплуатации и технического обслуживания элементов системы является условием надежной работы УАГП.
Виды пусковых устройств представлены на рис. 4.26.
Принцип действия запорных устройств заключается в надежном запи­рании находящихся в модулях газовых огнетушащих составов и выпуске их по сигналу от системы обнаружения пожара или вручную.
132

В установках традиционной конструкции с электрическим пуском ти­па БАГЭ-2-12, УАГЭ и др. для выпуска ГОС используется специальная выпускная головка-затвор типа ГЗСМ (рис. 4.27).

Головка ГЗСМ состоит из золотника 6, который удерживается гори­зонтальным рычагом 4 с натяжным винтом. Рычаг 4 удерживается от пово­рота рукояткой 2, имеющей упор, который воздействует на золотник 6. В рабочем (дежурном) состоянии рычажная система головки замкнута руко­яткой 2. При подрыве пиропатрона 7 толкатель 1 под действием порохо­вых газов давит на рукоятку 2, поворачивает ее и тем самым освобождает горизонтальный рычаг 4, который, поворачиваясь на оси, дает возмож­ность золотнику 6 переместиться вверх под действием избыточного давле­ния сжатого воздуха пускового баллона либо огнетушащего средства ра­бочего баллона. В установках с пневматическим пуском головка ГЗСМ на пусковом баллоне батареи аналогична описанной выше; разница лишь в том, что вместо пиропатрона 7 к головке подведен трубопровод от пуско­вого баллона. В этом случае толкатель 1 перемещается давлением сжатого воздуха от пускового баллона. Для ручного включения головки ГЗСМ не­обходимо потянуть на себя рукоятку 2.
В современных модулях УАГП российского и зарубежного производст­ва все более широкое применение находят специальные выпускные устрой­ства с электромагнитным приводом типа ЗПУ-16 и ЗПУ-50 (рис. 4.28, а,б).
Такие устройства не требуют использования дефицитных пиропатронов, которые являются неремонтируемыми изделиями разового использования.

ЗПУ-16(50) присоединяется к сифонной трубке и устанавливается не­посредственно на модуле. ЗПУ состоит из корпуса, золотника, электромаг­нитного клапана (соленоида), устройства ручного пуска. При подаче элек­трического напряжения от системы управления на электромагнит соленоид увлекает за собой запирающий клапан, открывая проход ГОС в общий коллектор и магистральный трубопровод.
В установках газового пожаротушения распределительные устройст­ва типа РУ с электрическим пуском на два направления предназначены для распределения огнетушащего средства (по защищаемым направлени­ям). РУ выпускаются с условным проходом 25, 32, 50, 70 и 80 мм. Основ­ным рабочим узлом в распределительных устройствах является клапан с электрическим пуском типа КЭ (рис. 4.29), предназначенный для распре­деления огнетушащего средства в помещение, в котором возник пожар. Клапан служит запорным устройством в системе распределения огнету-шащего средства от батареи УАГП по защищаемым помещениям. Вскры­вается автоматически и вручную.
Состоит из корпуса 1, внутри которого установлен поршень 2. Пор­шень одним своим концом запирает входное отверстие корпуса, а другим – упирается на запорное устройство 4. Запорное устройство кинематически связано с узлом автоматического пуска 3, к которому, в свою очередь, присоединен узел электропуска 5 для установки пиропатронов типа ПП-3 и подведен электрокабель от пускового модуля. Под давлением порохо­вых газов, образующихся при взрыве пиропатрона, перемещается пор­шень узла автоматического пуска 3, тем самым открывая клапан.

В современных установках все шире используются распределитель­ные устройства (РУ) с электромагнитными и пневматическими запорно-пусковыми устройствами или клапанами. На рис. 4.30 показано РУ-А-32 (50) ЗАО «АРТСОК», состоящее из кронштейна, на котором установлены пневмоклапан и электромагнитный пускатель, соединенные между собой медной трубкой.

На шток пневмоклапана подвешен груз. При срабатывании электро­магнитного пускателя газ из коллектора по медным трубопроводам Dу = 4 мм поступает в пневмоклапан и перемещает шток в крайнее левое положение, в результате чего серьга, расположенная на штоке, срывается и груз, падая, перемещает запорный рычаг вниз, открывает шаровой кран. РУ-А также снабжено устройством местного (ручного) пуска.
Усовершенствованная конструкция РУ-А (рис. 4.31) выпускается семи типоразмеров диаметром 20; 25; 32; 50; 80; 100; 150 и 200 мм.
В состав РУ-А входит кронштейн, который закреплен на трубопрово­де. На кронштейне 1 установлены пневмоцилиндр 2 и пускатель 3, соеди­ненные между собой медным трубопроводом Dу 4. Шток пневмоцилиндра соединен с рычагом шарового крана 4. Пускатель 3 соединяется медным трубопроводом Dу 4 с побудительным баллоном. При срабатывании пуска­теля газ из побудительного баллона по медным трубопроводам Dу 4 посту­пает в пневмоцилиндр 2 и перемещает шток в крайнее нижнее положение, в результате чего открывается шаровой кран 5. РУ-А снабжено также ме­стным пуском 6, расположенном на пускателе. После срабатывания РУ-А шаровой кран закрывается с помощью возвратного рычага. На трубопро­воде имеется штуцер 7 для установки СДУ.

В комплекс технических средств газового пожаротушения «ГАММА» входит распределительное устройство типа РУ-24 (32,50,70,100). Распре­делительное устройство предназначено для управления потоком ГОС в централизованных УАГП и имеет диаметр условного прохода от 24 до 100 мм. Вес от 2,1 до 17,5 кг.
Распределительные устройства, используемые в системах газового пожаротушения с изотермическими емкостями, устанавливаются в специ­альном отапливаемом помещении и имеют пневмо- или электропривод.

4.3.3.     Выпускные насадки установок автоматических газового пожаротушения
Важными элементами УАГП являются выпускные насадки. Как правило, это струйные насадки с распылением ГОС на 360 и 180° (рис. 4.34). Выбор типа насадков определяется их техническими характе­ристиками для конкретного ГОС и условиями размещения оборудования в помещении.
Насадки изготавливаются из материала, не подверженного коррозии – латуни, бронзы. Присоединительные размеры насадков от 3/8" до 2" (дюймов). В насадках имеются отверстия диаметром 3–15 мм. Количе­ство отверстий – 4, 6, 8, 12 – определяется типом насадка и требуемой по расчету площадью выпускных отверстий. Габаритные размеры струйных насадков представлены на рис. 4.35 и в табл. 4.11. Насадки должны разме­щаться в защищаемом помещении с учетом его геометрии и обеспечивать распределение ГОС по всему объему помещения с концентрацией не ниже нормативной. Насадки, установленные на трубопроводах для подачи ГОС, плотность которых при нормальных условиях больше плотности воздуха, должны быть расположены на расстоянии не более 0,5 м от перекрытия (потолка, подвесного потолка, фальшпотолка) защищаемого помещения.
Разница расходов ГОС между двумя крайними насадками на одном распределительном трубопроводе не должна превышать 20 %. На входе в насадок, диаметр индивидуальных выпускных отверстий которого не пре­вышает 3 мм, рекомендуется устанавливать специальные металлические фильтры.

Насадки установок должны быть размещены и ориентированы в про­странстве в соответствии с проектом на установку и технической докумен­тацией завода-изготовителя. При расположении в местах возможного их

повреждения они должны быть защищены. В одном помещении (защи­щаемом объеме) должны применяться насадки только одного типоразмера. Выпускные отверстия насадков должны быть установлены таким образом, чтобы струи ГОС не были непосредственно направлены в постоянно от­крытые проемы защищаемого помещения.

Схемы размещения насадков зависят от особенностей конкретного по­мещения и условий размещения пожарной нагрузки (рис. 4.36). Экспери­менты показали, что максимальные расстояния между выпускными насад­ками в зависимости от диаметра выпускных отверстий, вида огнетушащего средства и рабочего давления в модулях могут находиться в пределах 4–6 м.

Отличительной особенностью конструкции выпускных насадков для подачи хладона 114В2 (насадки с соударением струй) являются относи­тельно малые выпускные отверстия D = 2–3 мм для обеспечения пересе­кающихся в пространстве и распыляемых под избыточным давлением струй ГОС (рис. 4.37).
Такая конструкция насадка связана с тем, что хладон 114В2 имеет по­ложительную температуру кипения (+46,7 °С) и при нормальной темпера­туре окружающей среды обладает недостаточной летучестью для быстрого создания огнетушащей концентрации в помещении. Поэтому в начальной стадии пожара требуется более эффективное его распыление по сравнению с остальными видами хладонов.

Выбор схемы размещения насадков, угол выброса и разводка трубо­проводов должны осуществляться с целью равномерного распределения ГОС в защищаемом помещении. При этом диаметры трубопроводов и ме­таллоемкость УАГП должны быть минимизированы.
Техника, применяемая в УАГП, непрерывно совершенствуется, соз­даются новые огнетушащие составы, элементы систем, повышается их на­дежность и эффективность.
4.4.        Виды и характеристика газовых огнетушащих средств
Согласно НПБ 88-2001 [19] в установках газового пожаротуше­ния могут применяться огнетушащие средства в виде сжиженных и сжатых под избыточным давлением газов (табл. 4.12).

Следует отметить, что наряду с приведенными в ГОСТ 12.4.009-83 [16] видами ГОС также широко используются на практике находящиеся в экс­плуатации высокоэффективные средства тушения на основе хлад она 13B1 (трифторбромметан - CF3 Br), а также смесей бромэтила и бромэтилена с уг­лекислотой.
Двуокись углерода (диоксид углерода, СО2) является традиционным средством газового пожаротушения. СО2 в обычных условиях бесцветный газ, не имеющий запаха и вкуса, более чем в 1,5 раза тяжелее воздуха. Хранят СО 2 в жидком виде в баллонах под давлением до 12,5 МПа (125 кгс/см ). Применение углекислоты для тушения обусловлено тем, что она, будучи продуктом окисления углерода, в обычных условиях является инертным соединением, не поддерживающим горения веществ и материа­лов. Механизм тушения СО2 состоит в основном в охлаждении зоны горения и снижении концентрации кислорода в воздухе защищаемого помещения до уровня, при котором прекращается горение. При снижении концентрации ки­слорода с  21   до   14  % пламенное  горение  практически  прекращается.

Огнетушащая концентрация – не менее 30 % по объему (0,637 кг/м3). Для по­мещений с повышенной пожарной опасностью категорий А и Б нормативную массовую огнетушащую концентрацию увеличивают до 0,768 кг/м3. Расчет­ная массовая огнетушащая концентрация для установок локального тушения по объему двуокисью углерода составляет не менее 6,0 кг/м3 [36].
Углекислота в отличие от галоидированных углеводородов, воды и пенных средств тушения не наносит повреждений оборудованию, в том числе электронике, картинам, документам, пищевым продуктам и т. д. Вредное действие галоидированных углеводородов объясняется тем, что они являются хорошими растворителями и обладают токсическими свой­ствами. Углекислота, выбрасываемая в виде снега, оказывает главным об­разом резкое охлаждающее воздействие на очаг горения, а после превра­щения в газ – еще и разбавляющий эффект. Из 1 л диоксида углерода образуется 506 л газа. Огнетушащая концентрация углекислоты в воздухе достаточно высока, поэтому необходимо учитывать ее действие на орга­низм человека, причем присутствие углекислоты в воздухе в количестве до 6 % не представляет опасности для жизни, но содержание ее в количестве 10 % является уже опасным. При 20-ной % концентрации углекислоты у человека наступает паралич дыхания. Объемная огнетушащая концентра­ция двуокиси углерода в воздухе является смертельной для человека.
Безопасная для человека концентрация СО2 (Сот, при времени экспо­зиции 1–3 мин) не превышает 5 % (об.), опасное для жизни при кратковре­менной экспозиции – выше 10 % (об.). Для тушения пожара требуется кон­центрация СО2 больше 25 % (об.). Это свидетельствует о чрезвычайно вы­сокой опасности для человека атмосферы, образующейся в помещении при тушении пожара углекислотой [38].
На практике следует учитывать, что объем жидкой углекислоты в модуле газового пожаротушения, как и объем газовых огнетушащих составов типа хладон, при атмосферном давлении изменяется в зависимости от температуры.

При определении токсичности огнетушащих газов необходимо учи­тывать основные составляющие: токсичность самого агента и токсичность продуктов его разложения.
Санкт-Петербургским филиалом ВНИИПО МЧС России при содейст­вии «Северо-Западного научного центра гигиены и общественного здоро­вья» МЗ России исследовался вопрос опасности, которую представляют для живых организмов одновременное воздействие на биообъект хладонов и продуктов их термического разложения. Для этого были проведены сравнительные испытания хладонов в стандартных условиях тушения оча­га горения и одновременным исследованием комплекса показателей, ха­рактеризующих опасность токсического воздействия продуктов термиче­ского разложения и газовоздушной смеси в условиях объемного пожаро­тушения на биоорганизмы (животных).
Исследованиями было установлено, все ГОС при тушении разлагают­ся с образованием летучих токсичных материалов. При этом летальность в выборках животных составляла от 20 до 80 % [38].
Основное негативное воздействие ГОС на человека зависит от кон­центрации ГОС в защищаемом помещении и продолжительности воздей­ствия (экспозиции) на очаг горения. В этом случае оценка негативного воздействия на человека может быть проведена для двух фиксированных значений концентрации:

1. Сот - максимальная концентрация ГОС, при которой вредное воздей­ствие газа на человека при экспозиции несколько минут (обычно менее 5 мин) отсутствует;
2. Смин - минимальная концентрация ГОС, при которой наблюдается минимально-ощутимое вредное воздействие газа на человека при экспози­ции несколько минут (обычно менее 5 мин).

Концентрации Сот и Смин для ряда ГОТВ, по данным ISO 14520, пред­ставлены в табл. 4.13.

Учитывая возможную токсичность продуктов горения при подаче ГОС, во всех случаях основным способом защиты персонала защищаемого поме­щения от вредного воздействия ГОС и продуктов его пиролиза, является своевременная и организованная эвакуация до подачи ГОС. Эвакуация осу­ществляется по сигналам звуковых и световых оповещателей, которые раз­мещены в защищаемом помещении в соответствии с НПБ 88–2001 [19] и ГОСТ 12.3.046-91 [39]. Для защиты помещений с массовым пребыванием людей (более 50 человек) не следует применять ГОТВ, которые при подаче в защищаемое помещение образуют концентрацию выше Сот.

Следует иметь в виду, что большую опасность для человека представ­ляют факторы, сопутствующие пожару, - оксид углерода, дым, снижение концентрации кислорода и т. п. Поэтому лица, работающие с хладоном, должны быть одеты в специальные комбинезоны, резиновые сапоги, иметь брезентовые рукавицы, резиновые перчатки и изолирующие противогазы.
С 1994 г. сторонами Монреальского протокола было запрещено про­изводство озоноразрушающих хладонов как веществ, разрушающих озо­новый слой земной атмосферы. Поэтому в нашей стране фирмой «Озон» (г. Санкт-Петербург) для установок, уже находящихся в эксплуатации и использующих хладон 114В2, разработаны технология и оборудование, позволяющие восстанавливать эксплуатационные свойства хладона до действующих стандартов и повторно использовать их в течение после­дующих 10 лет.
Одновременно в короткие сроки промышленностью было освоено производство экологически чистых хладонов, таких, как хладон 23 (СF 3H); ТФМ-18; хладон 125 (С2F5H); хладон 318Ц (С4F8 Ц) и др.
Из табл. 4.14 следует, что озонобезопасные хладоны по своей огнету-шащей эффективности уступают в 2-3 раза хладону 114В2. Переход на но­вые огнетушащие составы потребовал организовать разработку и произ­водство новых средств пожарной техники (модулей, батарей) с отличаю­щимися от традиционных баллонов, характеристиками конструкции и уст­ройствами выпуска ГОС. Однако при использовании различных видов хладонов следует иметь в виду то обстоятельство, что за рубежом все чаще применяют на практике инертные огнетушащие составы. Эта тенденция объясняется их экологической безопасностью и экономической целесооб­разностью.
Исследованиями, проведенными во ВНИИПО МЧС России, было ус­тановлено, что в случае пожара, при одновременном введении в помеще­ние, наряду с хладоном, небольшого количества инертного разбавителя (азота или диоксида углерода) повышается общая огнетушащая эффектив­ность. Эксперименты показали, что при введении в состав всего 8-10 % инертного разбавителя, требуемый расход хладона уменьшается в 5-8 раз. Для обеспечения такого эффекта синергизма и усиления ингибирующего действия хладона широко используется комбинированный углекислотно-хладоновый состав (85 % - СО2; 15 % - хладон). Минимальная массовая огнетушащая концентрация комбинированного состава в расчетах прини­мается равной 0,27-0,40 кг/м3, при времени подачи 30-60 с.
Азот N2 - газ без цвета и запаха; хранится и транспортируется как в сжиженном, так и в газообразном состоянии, немного легче воздуха; огне-тушащий эффект при воздействии газообразного азота достигается за счет разбавления продуктов реакции в зоне горения до такого содержания ки­слорода, при котором горение становится невозможным.
148

В установках пожаротушения модульного типа газообразный азот применяют редко, так как для тушения пожара им следует заполнить около 40 % объема помещения, для чего потребуется большое количество рабочих баллонов. Кроме того, в дежурном режиме необходимо создавать достаточ­но высокое давление в рабочих баллонах с газообразным азотом (рис. 4.40).

Чаще всего азот применяют в комбинированных составах; он также служит для транспортирования хладона и порошковых составов по трубам в очаг пожара. Эффективно применять жидкий азот (с температурой -196 °С), поскольку он при распылении резко охлаждает зону горения. В жидком виде азот используют для тушения щелочных металлов, спирта, ацетона, кремний- и металлоорганических соединений.
Используемые в газовых АУПТ азот, аргон, СО2 и инерген состоят из компонентов, входящих в состав воздуха. При тушении пожара они не раз­лагаются в пламени и не вступают в химические реакции с продуктами го­рения. Эти огнетушащие газы не оказывают химического воздействия на вещества и материалы, находящиеся в защищаемом помещении. При их подаче происходит охлаждение газа и некоторое снижение температуры в защищаемом помещении, что может оказать влияние на оборудование и материалы, находящиеся в нем.
Азот и аргон нетоксичны. Однако при их подаче в защищаемое поме­щение происходит снижение концентрации кислорода, что является опас­ным для человека.
Инерген - газ, образуемый путем смешения азота, аргона и углекисло­ты. Метод тушения основан на снижении концентрации кислорода в за­щищаемом помещении. Инерген состоит из азота (N2) - 52 % (об.); аргона (Ar) - 40 % (об.) и двуокиси углерода (СО2) - 8 % (об.).
Инерген является наиболее безопасным, с точки зрения воздействия на организм человека, газовым огнетушащим средством. Это объясняется тем, что даже при снижении концентрации кислорода в помещении в про­цессе тушения входящая в состав инергена двуокись углерода повышает способность человеческого организма более эффективно использовать имеющийся кислород.
Небольшое количество СО2 приводит к увеличению частоты дыхания человека в атмосфере, содержащей инерген, и позволяет сохранить жизне­деятельность при недостатке кислорода.
В результате мозг человека продолжает получать необходимое коли­чество кислорода, как и в нормальной среде, даже при снижении кислоро­да до уровня 12,5-14 %. Это свойство подтверждено экспериментальными исследованиями, проведенными за рубежом, с участием людей. В испыта­ниях при создании 50 % огнетушащей концентрации в помещении содер­жание СО2 в воздухе составило 4 %, а концентрация кислорода снизилась до 12,5 %, при этом у людей наблюдалось лишь учащенное дыхание. По­этому инерген используют в противопожарной защите помещений с по­стоянно присутствующим персоналом: авиадиспетчерские, залы, щиты управления АЭС, центры управления и подобные им объекты.
150

Инерген получил сертификат Factori Mutual Re search Corporation (FMRC) и включен зарубежными страховыми организациями в перечень огнетушащих составов неограниченной области применения. Удельный вес инергена близок к удельному весу воздуха, поэтому не происходит его скопления в нижней части помещения, огнетушащая концентрация равно­мерно распределяется в объеме всего помещения и удерживается длитель­ное время. Следует учитывать, что хранение инергена осуществляется в сжатом состоянии газа, и для создания расчетной концентрации (около 37,5 % по объему) требуется использование большего количества баллонов и повышенное давление ГОС в модулях, которое на практике может дости­гать значения Р = 1 5-20 МПа.
Инерген не проводит электрический ток, не образует осадка, не созда­ет коррозионно-активных продуктов распада и является оптимальным ГОС для защиты помещений серверных с дорогостоящим чувствительным элек­тронным оборудованием, помещений центров управления, а также объек­тов с наличием культурных и исторических ценностей.
Группа предприятий ЗАО «КОСМИ» разработала и поставила на рос­сийский рынок озонобезопасный, экологически чистый, высокоэффектив­ный газовый огнетушащий состав «ТФМ-18», который является аналогом хладона 23. Условие безопасного заполнения модулей УАГП выражается зависимостью
Кз ? ркр,
где ркр - критическая плотность ГОС.
При этом давление насыщенных паров «ТФМ-18» составляет Р = 4,0-4,5 МПа при температуре 20-25 °С. Этим обеспечивается возможность ис­пользования в УАГП ГОС без газа-пропелента. Газовый состав безопасен для человека в диапазоне применяемых расчетных концентраций.
Зависимость изменения давления от температуры для сжиженных га­зов и хладонов имеет сложный характер и в значительной степени зависит от коэффициента заполнения модуля. На рис. 4.41 представлены зависимо­сти этих параметров для хладона 23 при различных коэффициентах запол­нения модуля емкостью 100 л.
Исследования, проведенные канд. техн. наук С. С. Пустынниковым и Е. В. Чуйковым («НПО Пожарная автоматика сервис») на модулях типа МПГ, позволили установить, что в точке пересечения кривых (см. рис. 4.41) объем жидкой фазы ГОС становится равным объему модуля, при этом резко изменяется характер зависимости «давление - температура». Характер про­исходящих изменений подтверждается и зарубежными исследованиями.
151

В рассматриваемой области давление в модуле Рм представляет собой сум­му значений:

где Рн – давление ГОС на линии насыщения; Рр – давление теплового рас­ширения жидкой фазы ГОС.

При нарушении температурного режима в помещении, правил экс­плуатации, несоблюдении условий заправки модулей возможно резкое не­санкционированное увеличение давления в баллоне, что может привести к разгерметизации установки и утечке ГОС.
Полученные экспериментальные результаты позволяют количественно обосновать основные расчетные критерии и условия использования систем газового пожаротушения, а также правильно организовать их техническое обслуживание и надзор со стороны эксплуатационных организаций.
4.5.        Расчет установок газового пожаротушения
При экспертизе проектной документации и обследовании дейст­вующих установок газового пожаротушения у практических работников ГПН часто возникает необходимость проведения анализа правильности принятых решений проектировщиками по основным техническим показате­лям УАГП: количеству ГОС, трассировке и диаметрам трубопроводов, ко­личеству выпускных насадков, расчетному времени выпуска огнетушащих

Кб = 1,2, для всех ГОС, за исключением двуокиси углерода. Для СО2 коэффициент безопасности принимается равным Кб = 1,7. Для ГОС, нахо­дящихся при нормальных условиях в жидкой фазе, а также смесей ГОС, хотя бы один из компонентов которых при нормальных условиях находит­ся в жидкой фазе, нормативную огнетушащую концентрацию определяют умножением объемной огнетушащей концентрации на Кб = 1,2.
4.5.1.     Расчет установок хладонового пожаротушения
Расчет включает в себя определение массы основного (рабочего) и резервного ГОС, количества модулей (баллонов), диаметров магистраль­ного и распределительного трубопроводов, количества выпускных насад­ков и времени выпуска основного заряда. В качестве газа-вытеснителя следует применять воздух или азот, для которых точка росы должна быть не выше -40 °С. Для выполнения расчета УАГП разрабатывается аксоно­метрическая схема сети УАГП из условия равномерного распределения выпускных насадков в помещении. Расчетная масса ГОС Мг, которая должна храниться в установке, определяется по формуле

где Мр - масса ГОС, предназначенная для создания в объеме помещения огнетушащей концентрации,

где Кр - расчетный объем защищаемого помещения, м3; К1 - коэффициент, учитывающий утечки ГОС из сосудов (К1 = 1,05); К2 - коэффициент, учи­тывающий потери ГОС через проемы помещения; р1 - плотность газового огнетушащего средства с учетом высоты защищаемого объекта относитель­но уровня моря для минимальной температуры в помещении Тм, кг • м-3, оп­ределяется по формуле

где р    - плотность паров ГОС при температуре ТО = 293 К (20 °С) при
О
атмосферном давлении 101,3 кПа; Тм - минимальная температура воздуха в защищаемом помещении, К; К3 - поправочный коэффициент, учиты­вающий высоту расположения объекта относительно уровня моря; Сн -нормативная объемная концентрация, % (об).

Масса остатка ГОС в трубопроводах Мтр , кг, определяется по формуле

где Vтр – объем всей трубопроводной разводки установки, м3; ?готв – плот­ность остатка ГОС при давлении, которое имеется в трубопроводе после окончания истечения массы газового огнетушащего вещества Мр в за­щищаемое помещение; Мбn – произведение остатка ГОС в модуле Мб, кг,
который принимается по ТД на модуль, на количество модулей в установ­ке n .
Коэффициент, учитывающий потери ГОС через проемы помещения:

где П - параметр, учитывающий расположение проемов по высоте защи­щаемого помещения, м0,5 • с -1.
Тушение пожаров подкласса А1 (кроме тлеющих материалов) следует осуществлять в помещениях с параметром негерметичности не более 0,001 м1. Значение массы Мр для тушения пожаров подкласса А1 определяется по формуле

где Мр-гепт – значение массы Мр для нормативной объемной концентрации Сн при тушении н-гептана, вычисляется по формуле (4.3); K4 – коэффици­ент, учитывающий вид горючего материала. Значения коэффициента K4 принимаются равными: 1,3 – для тушения бумаги, гофрированной бумаги, картона, тканей и т. п. в кипах, рулонах или папках; 2,25 – для помещений с этими же материалами, в которые исключен доступ пожарных после окончания работы АУГП, при этом резервный запас рассчитывается при значении K4, равном 1,3.
При срабатывании установки хладон истекает под постоянно изме­няющимся давлением сжатого воздуха или азота (в сторону уменьшения). В трубопроводах происходит неустановившийся процесс движения, пара­метры которого (скорость, расход, число Рейнольдса, коэффициенты со­противления, потери напора) изменяются во времени. Максимальное зна­чение параметров наблюдается в начале истечения, минимальное – в кон­це. Из выпускного насадка с большой скоростью непрерывно истекает смесь воздуха (азота) и ГОС, образующие мелкодисперсный распыл хла-дона. Поэтому при оценке максимального давления в системе следует учи­тывать его расширение в баллонах и трубопроводах на участке от модулей до оросителя. К трубной разводке УАГП с использованием хладонов 125,

318Ц или 227еа следует предъявлять особые требования, направленные на предотвращение расслоения двухфазной среды внутри трубной разводки, особенно в конечной стадии истечения. Это касается, прежде всего, соеди­нений магистральных трубопроводов и отдельных рядков в вертикальных (верх, низ) отводах.
Минимальное значение давления сжатого воздуха или азота должен обеспечивать необходимый напор у выпускного диктующего насадка, рас­положенного в самых неблагоприятных условиях. Гидравлический расчет ведут путем определения суммарных потерь напора по всей сети трубо­проводов.
Если рассматривать движение сжиженных газов типа хладон 125, 318Ц, 227еа, 114В2 в виде однородной жидкости, можно воспользоваться известными математическими зависимостями.
Расход хладона через насадок ()т определяется по формуле
гдеµ - коэффициент расхода через насадок; А - площадь выпускного от­верстия насадка, м2; Н - напор у насадка, м.
Потери напора на участке трубопровода длиной Ь определяются по формуле Дарси - Вейсбаха

где V - скорость потока хладона, м/с; «/- диаметр трубопровода, м.
Коэффициент сопротивления Xопределяется по формуле Альтшуля:

где п - эквивалентная шероховатость; Re - число Рейнольдса.

где <2    расход хладона, м3/с; $    площадь сечения трубопровода, м2.
Расчетный минимальный напор Нmin в модуле с хладоном складывает­ся из потерь напора в трубопроводах, фасонных частях, запорной арматуре и свободного напора перед диктующим выпускным насадком распылите­лем. Минимальное давление Рmin в модуле, МПа, к концу истечения хладо­на равно:

Расчетное давление сжатого воздуха (азота) в модуле, МПа, определя­ется по формуле
гдеКmах - объем модулей и трубопроводов, м3; Уmin - объем воздуха (азота) в модулях, м3.
Давление наддува ГОС принимается в диапазоне 3,0-4,5 МПа для мо­дульных и 4,5-6,0 МПа для централизованных установок.
Расчетное время выпуска хладона в помещение определяется из вы­ражения

где к1 - коэффициент проводимости, определяется по формуле

где <2min - минимальный расход хладона, м3/с.
Время выпуска в помещение расчетной массы ГОС принимается равным Тпод < 10 с для модульных АУГП, где применяются хладоны и SF6; Тпод < 15 с для централизованных АУГП, где применяются хладоны и SF6. Следует указать, что время выпуска ГОС является важным парамет­ром функционирования УАГП, так как оно определяет фактическую ин­тенсивность подачи хладона в защищаемое помещение /, кг/см3, которая в свою очередь, обеспечивает эффективность процесса тушения пожара. При превышении нормативного времени выпуска огнетушащего средства сле­дует увеличить давление наддува ГОС в модуле. Если это мероприятие не позволяет выполнить нормативные требования, то необходимо увеличить объем газа вытеснителя в каждом модуле, т. е. уменьшить коэффициент заполнения модуля, что влечет за собой увеличение общего количества модулей в установке газового пожаротушения.
Выполнение нормативных требований соблюдения 20%-ной разницы расходов между насадками достигается уменьшением суммарной площади выходных отверстий насадков.
В НПО «Пожарная автоматика сервис» совместно с ЦНИИ 26 МО РФ была разработана методика расчета УАГП с применением сжиженных га­зовых огнетушащих составов. В основе расчета использован графический метод решения системы уравнений, описывающих процесс выпуска огне­тушащего средства из модулей по трубной разводке, для оценки приведен­ного массового расхода ГОС.

Критерием правильности проведенного расчета и выбора диаметров трубопроводов является величина времени выпуска ГОС в помещение. Расход из установки <2 определяется из выражения

где / - массовый расход ГОС, кг/см2; µ - коэффициент расхода насадка; /- площадь насадка; N - число насадков.
Далее производится проверочный расчет системы графическим мето­дом, при котором решается система уравнений. В результате определяется приведенный массовый расход / и время выпуска ГОС в зависимости от термодинамического параметра 7 (рис. 4.43):

В расчетах принимается, что давление в модулях составляет постоян­ную величину Р = 4 МПа или Р = 15 МПа. В МИЖУ Р = 2 МПа.

Следует отметить, что методика предполагает использование вспомога­тельных данных и математических зависимостей в виде графиков функций применительно к конкретным типам используемых газовых составов.

Отдельным формам движения соответствуют пульсации. Условия взаимодействия и переходные формы движения определяются диаметрами принятых трубопроводов, скоростями движения фаз, давлением, а также характером участков ответвлений. Картина усложняется нестационарным характером процесса движения СО2 в связи с переменными во времени ве­личинами давления, расхода и скорости движения.
Сложность протекающих процессов хорошо иллюстрирует зависи­мость изменения удельного веса углекислоты от давления и температуры (рис. 4.44). На линии насыщения, разделяющей области нахождения жид­кой углекислоты и ее насыщенного пара - углекислого газа, удельный вес жидкой СО2 изменяется от 1180 кг/м3 (при температуре Т = -56,6 °С и дав­лении Р = 5,28 кг/см2), в этой точке А углекислота существует одновре­менно в газообразном, жидком и твердом состоянии, до 468 кг/м3 (при температуре Т = +31,04 °С и давлении Р = 75,28 кг/см2). Это критическая точка (В), выше которой может быть только газообразная углекислота.
Для указанных значений давления и температуры плотность пара из­меняется соответственно от ? 1 = 13,9 кг/м3 до ?2 =468 кг/м3. Математиче­ские модели с точным описанием процесса сложного движения ГОС в тру­бопроводах УАГП, при изменяющихся параметрах давления, температуры и плотности углекислоты, до настоящего времени не разработаны. Поэто­му на практике используются упрощенные виды расчетов.

Среднее давление в модуле (резервуаре) рм, МПа, определяется по формуле

где р1 - давление в модуле, МПа; р2 - давление в модуле в конце выпуска расчетного количества двуокиси углерода, МПа. Средний расход двуокиси углерода (2т, кг- с-1, определяется по формуле

где т - расчетное количество двуокиси углерода, кг; I- нормативное вре­мя подачи двуокиси углерода, с.
Гидравлический расчет установок углекислотного пожаротушения от­личается от расчета остальных систем. Это связано со сложными явления­ми, возникающими при течении двухфазной жидкости по трубопроводам. Поэтому многие аналитические выражения, принятые в методике, уста­новлены экспериментальным путем. По данным зарубежных авторов, в ус­тановках с СО2 максимальная пропускная способность магистральных и распределительных трубопроводов различного диаметра с увеличением длины уменьшается.
Внутренний диаметр магистрального трубопровода й1, м, равен

Среднее давление в питающем (магистральном) трубопроводе в точке ввода его в защищаемое помещение

где /2 - эквивалентная длина трубопроводов, м:

где ? 1 - сумма коэффициентов сопротивления фасонных частей трубопро­водов.
Рассматривая особенность движения СО2 в трубопроводах различной длины, следует учитывать инерционность установки (промежуток времени от момента подачи сигнала на пуск до начала истечения ГОС из модуля, батареи), которая не должна превышать 15 с. Средний расход через наса­док (2т, кг • с-1, определяется по формуле

гдеµ - коэффициент расхода через насадок; А3 - площадь выпускного от­верстия насадка, м; к5 - коэффициент, определяемый по формуле

Пропускная способность трубопроводов УАГП зависит от давления в трубопроводе Р, кг/см2, удельного веса ГОС - ?, кг/м3, длины трубопрово­да Ь, м, и удельного сопротивления трубопровода А и может быть пред­ставлена выражением

На рис. 4.45 представлен график определения давления в МИЖУ в конце выпуска СО2.

Внутренний диаметр распределительного трубопровода с1\, м, рассчи­тывается, исходя из условия «г- > 1,4а ^? 1 , где й - диаметр выпускного
отверстия насадка.
Время выпуска двуокиси углерода в помещение определяется по формуле

где 6ср - средний за время подачи расход ГОС, кг/с.
Время выпуска в помещение расчетной массы ГОС для УАГП с угле­кислотой принимается из условия тпод < 60 с.
Время подачи ГОС при локальном тушении не должно превышать 30 с.

4.5.3.    Расчет установок пожаротушения с регенерированными озоноразрушающими газовыми огнетушащими составами
В настоящее время существует большое количество объектов, ко­торые защищаются эффективными газовыми огнетушащими составами -хладон 114В2 (тетрафтордибромэтан - С2F4Br2), 13B1 (трифторбромметан -CF3Br) и углекислотно-хладоновый состав 85/15 (85 % CO2, 15 % хладона 114В2). Замена таких систем более современными на действующих объек­тах бывает технически невозможной или экономически нецелесообразной. Поэтому на практике широко используется метод регенерации, т. е. вос­становления систем в их начальное состояние.
Регенерированные озоноразрушающие газовые огнетушащие составы (РГОС) могут использоваться в установках объёмного пожаротушения и в установках локального пожаротушения по объёму для противопожарной защиты только особо важных объектов. К ним относятся следующие по­мещения, здания, сооружения:

1. представляющие историческую или культурную ценность националь­ного или мирового значения (музеи, картинные галереи, библиотеки и т. п.);
2. пожар на которых может привести к массовой гибели людей, к эко­логической катастрофе национального масштаба (стационарные и транс­портные ядерные энергетические установки, объекты по добыче, транс­портировке и переработке нефти и газа);

1. применение для противопожарной защиты которых заменителей озоноразрушающих огнетушащих газов или альтернативных им огнету-шащих веществ приведет к невыполнению общефедеральных программ, жизненно важных для функционирования государства, его безопасности и обороны (объекты космического назначения, авиационные двигатели во­енного и гражданского назначения, отсеки военной техники);
2. обеспечивающие функционирование центров управления воздуш­ным движением и командных пунктов управления родами войск.

В расчетах с РГОС (исходные данные для расчетов – в табл. 4.16) ре­комендуется использовать методику, предложенную канд. техн. наук А. Ф. Жевлаковым и докт. техн. наук В. М. Николаевым (ФГУ ВНИИПО МЧС РФ).

Для хладонов 114В2 и 13В1 расчетное количество РГОС определяется из выражения

Для комбинированного углекислотно-хладонового состава расчетное количество РГОС определяется из выражения

Площадь поперечного сечения рядка Рр, на котором установлено п{ насадков, рассчитывают по формуле

где Ар - коэффициент, принимаемый равным от 1,2 до 1,3; Гн - площадь проходного сечения насадка; п{ - количество насадков, расположенных на одном рядке.

По рассчитанным значениям подбирают стандартные трубопроводы. При выборе схемы распределительной сети трубопроводов рекомендуется использовать симметричные и сбалансированные системы трубных разво­док.
Необходимо учитывать в трассировке сети, что разделение потоков двухфазной среды должно происходить в горизонтальной плоскости и со­отношение расходов в тройниках при использовании несимметричных схем не должно превышать соотношения 2/3.
Суммарный внутренний объем трубопроводов не должен превышать 80 % объема жидкой фазы газового огнетушащего вещества (РГОС), хра­нящегося во всех модулях установки, который определяется по формуле

где Уж - объем жидкой фазы в модулях установки; Мг - масса газового со­става, хранящегося в модулях установки; ргж - плотность жидкой фазы га­зового состава, при заданных начальных условиях хранения.
Суммарная площадь проходных сечений насадков установки .Рсн оп­ределяется по формуле

где Мг - масса газового состава, необходимая для создания в защищае­мом помещении нормативной огнетушащей концентрации; 3 - ориентиро­вочный приведенный расход газового состава; \\, - коэффициент расхода насадков, определяемый по справочным данным; 1н - нормативное время подачи газового состава.

Суммарный массовый расход газового состава определяется по фор­муле

гидравлического сопротивления модуля (батареи), сборки модулей, распределительного устройства, местного сопротивления; Им - диаметр магистрального трубопровода, м.
гдеЬ1 - эквивалентная длина элемента, принимаемая в соответствии с технической документацией, м; Д - внутренний диаметр элемента.
Эквивалентная длина нескольких элементов (батарей, модулей), имеющих равные эквивалентные длины и соединенных параллельно, оп­ределяется по формуле

Эквивалентная длина двух элементов с различной эквивалентной дли­ной, соединенных параллельно, определяется по формуле

Эквивалентная длина магистрального трубопровода рассчитывается по формуле

где Ьм - геометрическая длина магистрального трубопровода, Ьсб, Ьск, Ьру, Дов - соответственно эквивалентные длины сборки модулей (батарей), станционного коллектора, распределительного устройства, поворотов, приведенные к диаметру магистрального трубопровода, м.
Далее определяется средняя величина гидравлической характеристики разводки трубопроводов для /-го помещения:

где П1, П2, …, Пк - гидравлическая характеристика для каждого насадка в /-м помещении.

где Ы{ - число насадков в /-м помещении; Д, Ьэ - внутренний диаметр и эквивалентная длина^-го участка, м; щ - число насадков, питаемых поу'-му участку; к - число участков; Ьмэ - эквивалентная длина магистрального трубопровода.

Длясимметричной схемы разводки
где П1 и П2 – гидравлические характеристики для диктующих насадков, давление перед которыми является наибольшим и наименьшим. Для гидравлически сбалансированной распределительной сети
где Пк – гидравлическая характеристика для любого насадка. Приведенный расход (табл. 4.17) определяется по формуле

Таблица 4.17
Ориентировочные значения приведенного расхода

Величина
Числовые значения коэффициентов А, В, С, В в зависимости от вида РГОС указаны в табл. 4.18.
Далее определяется массовый расход С^. Время подачи ГОС опреде­ляется по уравнению

Таблица 4.18
Числовые значения коэффициентов

размещаемого по периметру помещения. Струи ГОС направляются гори­зонтально через отверстия диаметром 4-6 мм. При этом должно обеспечи­ваться отношение суммарной площади выпускных отверстий к площади поперечного сечения трубопровода в интервале 0,3-0,5. Расчетная масса для условно герметичных помещений производится по формуле

где Сн - нормативная концентрация ГОС.
Число модулей для хранения основного запаса ГОС рассчитывается с учетом вместимости модулей Ум и коэффициента их загрузки ^загр (табл. 4.19) по выражению

Таблица 4.19
Коэффициент загрузки модулей с ГОС в сжатом состоянии

Целью гидравлического расчета является выбор диаметров труб маги­стрального и распределительного трубопроводов, определение диаметра и числа выпускных отверстий в струйном насадке или на распределительном (допускается перфорированном) трубопроводе, расчет времени подачи ГОС в защищаемое помещение. Расчетное время подачи сжатого ГОС в помещение определяется по формуле

где А - коэффициент, учитывающий изменение массы ГОС в модулях в процессе подачи; К{ - приведенная гидравлическая характеристика труб­ной разводки. Коэффициент А находится из выражения

где а, Ь, с - числовые коэффициенты (табл. 4.20); Ум - вместимость модуля, м ; Ым - число модулей в сборке (батареи); ^загр - коэффициент загрузки мо­дуля, кг/м ; Мр (max) - расчетная масса ГОС для максимального помещения, кг; Мо - фактическая масса ГОС; Кисп - коэффициент использования Ъ.

Таблица 4.20
Числовые коэффициенты (Рр = 15,0 МПа)

Коэффициенты                       N2                              Аr                              Инерген
А53                                     4
В0,4                            0,67                                 0,5
С0,2                            0,33                                 0,25
В0,0182                       0,0169                            0,0177
С2,13                                1,9                                   2,0
Для выпуска сжатых газов используются струйные насадки или пер­форированные трубопроводы. Приведенная гидравлическая характеристи­ка определяется из выражения

где Км и Кпм{ - приведенная гидравлическая характеристика магистрально­го и перфорированного трубопровода.

где/- площадь выпускного отверстия, м2; ТУотв - число выпускных отвер­стий в перфорированном трубопроводе.
Для перфорированного трубопровода должно выполняться условие

где /пт   площадь сечения перфорированного трубопровода, м2.
Геометрический баланс в отношении магистрального и перфориро­ванного трубопровода соблюдается при условии

где ппт - число перфорированных трубопроводов (ппт = 2); йпт - диаметр перфорированного трубопровода. Отсюда следует

где й   диаметр выпускного отверстия.

4.5.5.     Методика расчета сбросных отверстий
Для того чтобы исключить разрушение ограждающих и строи­тельных конструкций защищаемого помещения при резком повышении давления, вызванном выпуском ГОС из насадков, часто требуется устрой­ство специальных сбросных отверстий. Площадь проема для сброса избы­точного давления F , м2, определяется по формуле

где Р - предельно допустимое избыточное давление, которое определя­ется из условия сохранения прочности строительных конструкций защи­щаемого помещения или размещенного в нем оборудования, МПа; Рa -
атмосферное давление, МПа; ?в - плотность воздуха в условиях эксплуа­тации защищаемого помещения, кг-м-3; К2 коэффициент запаса, прини­маемый равным 1,2; К3 - коэффициент, учитывающий изменение давле­ния при его подаче; ?под - время подачи ГОТВ, определяемое из гидравли­ческого расчета, с; ^Р- площадь постоянно открытых проемов (кроме
сбросного проема) в ограждающих конструкциях помещения, м2.
Для ГОТВ - сжиженных газов коэффициент К3 = 1.
Для ГОТВ - сжатых газов коэффициент К3 принимается равным: для азота - 2,4; для аргона - 2,66; для состава инерген - 2,44.
Если значение выражения в правой части неравенства меньше или равно нулю, то проем (устройство) для сброса избыточного давления не требуется.

4.6.      Испытание смонтированных установок газового пожаротушения
4.6.1.     Общие сведения
Испытания смонтированных УАГП - важнейший этап в организа­ции надежного функционирования системы пожаротушения. Испытания производят перед сдачей установок в эксплуатацию и в период эксплуата­ции не реже одного раза в 5 лет. Для этого назначается специальная рабочая комиссия, в состав которой входят и представители ГПС. Испытания УАГП
1 *
проводят согласно требованиям СНиП 3.05.05-84 [40], НПБ 88–200    [19],

ГОСТ Р 50969–96 [31], РД 78.145–93 [41] и ВСН 25-09.67–85 [42]. Испыта­ния установок, как правило, осуществляют организации, монтирующие или эксплуатирующие установки, а также имеющие соответствующие ли­цензии. Испытания оформляются специальным актом. При приемке уста­новок в эксплуатацию монтажная и наладочная организации должны предъявить:

1. исполнительную документацию (комплект рабочих чертежей с вне­сенными в них изменениями);
2. паспорта или другие документы, удостоверяющие качество изделий, оборудования и материалов, примененных при производстве монтажных работ.

Испытания установок по проверке времени срабатывания, продолжи­тельности подачи ГОС и огнетушащей концентрации ГОС в объеме защи­щаемого помещения не являются обязательными. Необходимость их экс­периментальной проверки определяет заказчик или, в случае отступления от норм проектирования, влияющих на проверяемые параметры, должно­стные лица органов управления и подразделений ГПС при осуществлении надзорных функций.
4.6.2.     Методика проведения испытаний установок автоматических газового пожаротушения
Испытания проводят при нормальных климатических условиях, если методикой испытаний не оговорены особые условия. Испытание на взаимодействие элементов установки проводят с использованием сжатого воздуха вместо ГОС. Модули с ГОС отключают от установки. Вместо них (модулей) к пусковым цепям установки подключают имитаторы (электро­предохранители, лампы, самопишущие приборы, пиропатроны и т. п.) и один-два баллона, наполненные сжатым воздухом до давления, соответст­вующего давлению в сосудах с ГОС. Автоматический пуск установок осу­ществляют путем срабатывания необходимого количества пожарных из-вещателей или имитирующих их устройств в соответствии с проектной до­кументацией на установку.
Проверку времени срабатывания проводят при автоматическом пуске установки. Измеряется время от момента срабатывания последнего пожар­ного извещателя до момента начала истечения ГОС из насадка, после чего подача ГОС может быть прекращена. При испытаниях моменты начала или окончания истечения ГОС из насадка необходимо определять с помощью термопар, датчиков давления, газоанализаторов, аудио- и видеозаписи струй (сжиженных ГОС) или другими объективными методами контроля.
174

Допускается вместо ГОС, которые при хранении в модуле представ­ляют собой сжатый газ, применять другой инертный газ или сжатый воз­дух. Давление газа в модуле должно быть равно расчетному давлению ГОС в установке. Измеренное время без учета времени задержки на эва­куацию людей, остановку технологического оборудования и т. п. соответ­ствует требованиям, т. е. не более 15 с. Испытание по определению про­должительности подачи ГОС, которое при хранении представляет собой сжиженный газ, проводят следующим образом. В модули установки за­правляют 100 % массы ГОС, требуемой для создания нормативной огне-тушащей концентрации в защищаемом помещении. Осуществляют пуск установки и подачу ГОС в защищаемое помещение. Измеряют время от момента начала истечения из насадка до момента окончания истечения из насадка жидкой фазы ГОС.
Обеспечение нормативной огнетушащей концентрации ГОС в защи­щаемом помещении проверяют измерением концентрации ГОС при хо­лодных испытаниях или по факту тушения модельных очагов пожара при огневых испытаниях. Точки измерения концентрации (модельные очаги пожара) располагают на уровнях 10, 50 и 90 % от высоты помещения. Ко­личество и места расположения точек измерения концентрации (модель­ных очагов пожара) на каждом уровне определяется методикой проведения испытаний. Места расположения точек измерения концентрации (модель­ных очагов пожара) не должны находиться в зоне непосредственного воз­действия струй ГОС, подаваемых из насадков. При холодных испытаниях концентрацию ГОС измеряют газоанализатором.
При огневых испытаниях используют модельные очаги пожара – ем­кости с горючей нагрузкой, в качестве которой, как правило, применяют характерные для защищаемого помещения горючие материалы. Количест­во горючего материала определяют методикой испытаний, оно должно быть достаточным для обеспечения продолжительности горения в течение не менее 10 мин после начала подачи ГОС в защищаемое помещение. По­сле зажигания модельных очагов пожара и выдержки времени свободного горения, устанавливаемого методикой испытаний, осуществляют ручной пуск установки. Фиксируют моменты тушения. При холодных испытаниях установку считают выдержавшей испытания, если концентрация ГОС во всех точках измерения достигает значений не ниже нормативной за время не более 5 мин с момента начала подачи ГОС. При огневых испытаниях установку считают выдержавшей испытания, если все очаги потушены за время не более 5 мин с момента начала подачи ГОС и повторное воспла­менение не произошло за время не менее 15 мин. Проверку массы ГОС и
175