Реализованные объекты

Рекомендации по проектированию и применению системы активного предотвращения пожара FirePASS


(Скачать PDF)
(Полная версия с приложениями)

ВВЕДЕНИЕ

Система активного предотвращения пожара FirePASS (далее по тексту – система FirePASS) предназначена для получения и постоянного поддержания в объеме защищаемого помещения газовой среды, исключающей воспламенение пожарной нагрузки, путем понижения концентрации кислорода.

Система FirePASS содержит в своем составе мембранный газоразделительный модуль (далее по тексту – модуль), который осуществляет мембранное разделение атмосферного воздуха и вырабатывает среду с повышенным содержанием азота. Подача указанной среды в защищаемое помещение приводит к понижению концентрации кислорода.

Автоматические средства системы FirePASS обеспечивают непрерывный контроль содержания кислорода в защищаемом помещении и компенсации утечек среды из помещения за счет периодической подачу газа из модуля.

Общие сведения о принципе работы и технических средствах системы FirePASS приведены в приложении А.

Системы предотвращения пожара FirePASS более 10 лет применяются за рубежом для противопожарной защиты различных объектов – архивов, запасников культурных ценностей, автоматизированных складских комплексов, в том числе низкотемпературных, банковских хранилищ ценностей, депозитариев, серверных и др.

В Германии аналогичные системы защищают более 200 различных объектов. К ним относятся склады хранения ЛВЖ и ГЖ объемом до 100 000 м3, помещения архивов и запасников культурных ценностей, помещения с радиоэлектронной аппаратурой и др.

Опыт применения систем активного предотвращения пожара имеется и нашей стране.

Нормативные требования к применению и проектированию систем предотвращения пожара в России не разработаны. За рубежом разработан технический документ  PAS 95:2011 [1], который определяет основные требования к проектированию, монтажу и обслуживанию систем предотвращения пожара с применением гипоксической атмосферы. В разработке документа [1] принимали участие ведущие зарубежные фирмы, имеющие опыт работы в указанной области. Документ разработан при участии организации British Standards Institution (BSI).

Согласно Федеральному закону Российской Федерации от 22 июля2008 г. N 123-ФЗ “Технический регламент о требованиях пожарной безопасности” (статья 78, пункт 2) [2] для объектов защиты при отсутствии нормативных требований пожарной безопасности должны быть разработаны специальные технические условия, отражающие специфику обеспечения их пожарной безопасности.

Настоящие рекомендации разработаны с учетом опыта проектирования и применения систем FirePASS и других аналогичных систем, а также с учетом сведений, содержащихся в действующей НТД и PAS 95:2011 [1].

Настоящие рекомендации содержат общие положения для проектирования и применения систем FirePASS.

Рекомендации разработаны с целью использования при составлении специальных технических условий (СТУ) согласно ФЗ 123 [2].

При составлении СТУ кроме положений настоящих рекомендаций следует учитывать особенности и местные условия применения системы FirePASS на конкретном защищаемом объекте.

1. Способ противопожарной защиты объектов с помощью системы FirePASS

1.1. Согласно пунктам 5 и 6, ст. 49, гл. 13 («Система предотвращения пожаров») ФЗ 123 [2] способом исключения условий образования горючей среды является поддержание безопасной концентрации в среде окислителя и (или) горючих веществ, а также понижение концентрации окислителя в горючей среде в защищаемом объеме.

1.2. Система FirePASS обеспечивает противопожарную защиту путем снижения и непрерывного поддержания в объеме защищаемого помещения (защищаемом объеме) концентрации кислорода ниже значения, при котором воспламенение горючих материалов не происходит.

При этом также исключается распространение очагов загорания (например, скрытых очагов тлеющего пожара), внесенных снаружи через хранящийся на складе товар, или они ликвидируются в атмосфере с пониженным содержанием кислорода.

2. Применение системы FirePASS

2.1. Системы FirePASS на основе оборудования фирмы «FirePASS Europe GmbH» рекомендуется применять для предотвращения пожаров классов А и/или В по ГОСТ 27331 [3] и электроустановок под напряжением в помещениях категории В1-В4 при категорировании по СП12.13130 [4].

2.2. Система FirePASS непрерывно создает в помещении газовую среду, которая исключает воспламенение пожарной нагрузки в защищаемом помещении и развитие пожара. Наличие непрерывной защиты помещения является существенным преимуществом перед автоматической установкой газового пожаротушения, для включения которой необходимо загорание (пожар), на опасные факторы которого срабатывают средства автоматической пожарной сигнализации.

Поэтому системы FirePASS рекомендуется применять в помещениях, где даже загорание или сравнительно небольшой пожар способны привести к существенному ущербу. К таким помещениям могут быть отнесены объекты с техническими средствами мобильной связи, помещения систем управления – серверные, коммутационные, компьютерные помещения для управления непрерывной работой конвейеров или других ответственных технологических процессов, автоматизированные складские комплексы, в том числе низкотемпературные, запасники культурных ценностей, депозитарии, хранилища ценностей для банков и ряд других.

2.3. Не допускается применение систем FIREPASS для противопожарной защиты помещений взрывоопасных и пожаровзрывоопасных категорий (категории А и Б по СП 12.13130 [4]), а также взрывоопасных зон (классы зон В по ПУЭ [5]).

2.4. Системы FirePASS не должны применяться для защиты помещений, где хранятся:

-   волокнистые, сыпучие, пористые и другие горючие материалы,
склонные к самовозгоранию и тлению внутри объема вещества при малой
концентрации кислорода в воздухе (древесные опилки, хлопок, травяная
мука и др.);

-   химические вещества и их смеси, полимерные материалы, склонные к
тлению и горению без доступа воздуха;

-   гидриды металлов и пирофорных веществ;

-   порошки металлов (натрий, калий, магний, титан и др.);

-   горючие газы.

2.5. Системы FirePASS не должны устанавливаться в зонах, где:

а) нет возможности обеспечить контроль за несанкционированным проникновением;

б) имеется альтернативный источник кислорода;

в) имеются окислители, способные снизить уровень концентрации кислорода посредством химической реакции (например, хлор);

г) имеются вещества либо происходят процессы, в результате которых выделяются газы, способные видоизменять атмосферу таким образом, что концентрация кислорода понижается (например, токсичное вытеснение).

2.6. Применение системы FirePASS исключает необходимость оснащения объекта автоматическими установками пожаротушения согласно приложению А СП 5.13130 [6].

3. Защищаемые помещения

3.1. Рекомендуется     применять     систему FirePASS     для противопожарной   защиты   помещений   с ограниченным пребыванием людей.

3.2. Рекомендуется   выполнить мероприятия по герметизации защищаемых помещений:  уплотнить кабельные проходки;  применить двери и окна с уплотнением в притворах; двери оборудовать доводчиками; устранить технологически необоснованные проемы и т.п.

Герметичность помещения оказывает существенное влияние на экономические показатели противопожарной защиты с помощью системы FirePASS: расходные характеристики (а, следовательно, стоимость) оборудования и потребление электроэнергии.

3.3. Системы вентиляции, отопления и кондиционирования в защищаемых помещениях рекомендуется выполнять локальными (рециркуляционными), исключающими приток через них внешнего воздуха.

3.4. Защищаемое помещение должно входить в состав объекта, где оборудование установки типа FirePASS может быть обеспечено электроснабжением по I категории согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ [5]).

Электроснабжение оборудования от резервного фидера должно обеспечивать максимальное энергопотребление (W, кВт/сутки) в течении не менее 24 часов.

 4. Рекомендации по проектированию системы FirePASS

4.1. Исходные данные

1. Основными исходными данными для проектирования и выбора оборудования системы FIREPASS являются:

- защищаемый объем, (м3) и высота помещения, (м);

- периодичность посещения людьми за сутки;

- эквивалентный постоянно открытый проем (ELA), м2, коэффициент п50;

- распределение открытых проемов по высоте помещения;

- характеристики    ветровой    нагрузки    в    области    размещения защищаемого объекта;

-количество стен, открытых для ветровой нагрузки;

-характеристики горючих материалов;

-климатические характеристики.

Эти данные позволяют также выбрать оборудование для защиты нескольких рядом стоящих помещений.

2. Эквивалентный     постоянно     открытый     проем     (ELA) рекомендуется определять вентиляционным методом в соответствии с             ISO 14520 [7].    Метод предусматривает    наддув    защищаемого    помещения атмосферным   воздухом   от  вентилятора.   Расход  воздуха  изменяется ступенчато от 0 до 200 м3/час. При этом измеряют повышение давления в помещении (Па).

Повторяют эксперимент, при этом вентилятор откачивает воздух из помещения. Измеряют понижение давления в помещении (Па).

Обработка экспериментальных данных позволяет получить эквивалентную   (суммарную)   величину   постоянно   открытого   проема (ELA),  а также  коэффициент П50,  который  используется  в  качестве исходного параметра для расчета.

3. Результатом расчета с использованием программного обеспечения по выбору оборудования FirePASS являются:

- выбор оборудования FirePASS по производительности гипоксического воздуха (л/мин);

- определение энергопотребления оборудования (среднее значение Wcp, кВт/сутки; максимальное значение Wмакс, кВт/сутки).

4. При необходимости предусматривают резервирование оборудования или отдельных его блоков (элементов).

4.2. Концентрация кислорода в объеме защищаемого помещения

4.2.1. Нормативная концентрация кислорода

4.2.1.1. Система FirePASS должна обеспечивать максимальную концентрацию кислорода в защищаемом помещении не более нормативной за счет периодической подачи газовой среды, обогащенной азотом и полученной мембранным разделением атмосферного воздуха с помощью модуля FirePASS.

4.2.1.2. Нормативная концентрация кислорода в зависимости от определяющего типа пожарной нагрузки указана в таблице 1 [8, 9].

 

Таблица 1

Горючее вещество Нормативная концентрация*, % об. Максимальная допустимая температура окружающей среды, оС
Древесина

15,0

Бумага (в т.ч. книги)

15,0

Картон

13,8

Кабель в оплетке из ПВХ

14,5

Электроника, печатные платы

14,5

Полиэтилен

14,9

Полипропилен

13,9

n-гептан

11,5

25

Ацетон

11,2

25

Толуол

12,4

25

Дизельное топливо

16,5

60

* – нормативная концентрация кислорода для горючих веществ и материалов, не указанных в таблице 1, определяется экспериментально.

 

4.2.1.3. В качестве нормативных концентраций для типов защищаемых помещений рекомендуется принять концентрации, указанные в таблице 2 [1].

Таблица 2

Защищаемое помещение

Посещаемость

 (ч/день)

Допустимая концентрация кислорода

(здоровье)

Рекомендуемая концентрация

кислорода

Публичные помещения  (конференц залы, выставочные залы и пр.)

8

15,5 – 17,4 %

16%

Комнаты для обучения

8

15,5 – 17,4 %

16%

Офисы

8

15,5 – 17,4 %

16%

Технические комнаты, комнаты для персонала

0,5

13 – 15 %

15%

Комнаты хранения

0,5

13 – 15 %

15%

Архивы

1

15,5 – 17,4 %

16%

4.2.2. Контроль концентрации кислорода

 4.2.2.1.В проекте системы должен быть предусмотрен непрерывный контроль уровня концентрации кислорода посредством как минимум двух датчиков концентрации кислорода, установленных в различных местах в каждом из защищенных пространств.

4.2.2.2. Для каждого защищенного пространства показатели рабочих характеристик должны включать как минимум следующую информацию:

а)     уровень концентрации кислорода, определенный на каждом датчике концентрации кислорода;

б)    аварийное состояние высокой и низкой концентрации кислорода;

в)     выходные данные, отображающие работу других  систем аварийной сигнализации.

 4.2.3. Хранение данных

4.2.3.1. В проекте системы должны  быть предусмотрены регистрация и хранение следующих данных как минимум в течение 12 месяцев:

а)            уровни концентрации кислорода (минимум каждые 10 минут);

б)           аварийные сигналы (событийно-управляемые);

в)            рабочие циклы (событийно-управляемые).

4.2.3.2. Необходимо наличие способа получения информации для анализа без нарушения текущего хранения и непрерывного хранение данных. В случае, если во внешних системах, таких как система управления зданием,  хранение данных не предусмотрено, то хранение этой информации включено в противопожарную систему на основе гипоксических газовых смесей.

Примечание: Событием является аварийный сигнал или состояние отказа, возникающие при предварительно рассчитанном показателе.

 4.3. Размещение оборудования

4.3.1. Основным конструктивным элементом оборудования системы FirePASS является мембранный газоразделительный модуль с компрессором и системой фильтров, осушитель воздуха, ресивер для сжатого воздуха, устройство для очистки и удаления конденсата и контрольная панель с системой мониторинга кислорода.

4.3.2. Оборудование размещают в отдельном (рабочем) помещении.

Рекомендуется  подачу  воздуха в  это  помещение  производить  через приточно-вытяжную вентиляцию, снабженную фильтром предварительной  очистки  воздуха  от  механических  примесей  (пыль, масло и т.п.). Наличие такой предварительной очистки воздуха позволит увеличить периодичность замены фильтров тонкой очистки в составе оборудования.

4.3.4. Атмосферный воздух в зоне его забора независимо от принятого в проекте способа охлаждения компрессоров не должен содержать вредных веществ (например, горючей или агрессивной пыли), воспламеняющихся или взрывоопасных паров, токсичных газов или промышленных выбросов газообразных продуктов.

Обычно это достигается размещением заборных устройств воздуха. При повышенном загрязнении воздуха предусматривают дополнительные фильтры предварительной очистки.

4.3.5. На   выходе   из   мембранного   газоразделительного   модуля
подключается два трубопровода:

а) трубопровод подачи гипоксического воздуха в защищаемое помещение.

Если одна установка обеспечивает противопожарную защиту двух или более помещений, то трубопровод подачи гипоксического воздуха в каждое помещение оснащают распределительным клапаном с электромагнитным управлением;

б) дренажный трубопровод для сброса остаточного потока газов, обогащенных кислородом (обычно около 25…30 % об.), за пределы помещения с оборудованием. Сброс газа из дренажного трубопровода производят на высоте от путей перемещения людей не менее3 м. Сбросное отверстие трубопровода оборудуют зонтиком, исключающим его засорение снегом или заполнение атмосферными осадками.

Не допускается изготавливать дренажный трубопровод из пластмассовых материалов.

4.3.6. В рабочем помещении не следует хранить горючие жидкости, а также размещать горючие материалы в пределах3 мот компрессора.

Рабочее помещение следует оборудовать системой пожарной сигнализации.

4.3.7. При  мощности  компрессора  (в  составе  оборудования)  до 100   кВт   предел   огнестойкости   строительных   конструкции   должен составлять не менее 30 мин. Пол вокруг компрессора должен быть выполнен из негорючего материала.

Не следует прокладывать через компрессор (компрессоры) элементы установки из горючих материалов (например, кабельные трассы).

При мощности компрессора более 100 кВт его размещают в отдельном (компрессорном) помещении.

4.3.8. Для    исключения    повреждения     оборудования     следует предусмотреть меры по отводу тепла (воздушный или водяной способ отвода), выделяемого электроприводами компрессоров при их работе.

4.4. Трубопроводы в защищаемом помещении

Подачу гипоксической газовой среды из модуля в защищаемое помещение следует осуществлять по трубопроводу с насадками (выпускными устройствами). Допускается применять трубопроводы с перфорацией в пределах защищаемого помещения (объема).  Предпочтительно применять симметричные схемы трубопроводных разводок. Проходные сечения трубопровода и  выпускных устройств (или диаметры перфорированных отверстий) следует выбрать так, чтобы обеспечить равномерное распределение  гипоксической газовой среды в объеме защищаемого помещения.

Рабочее давление трубопровода –   16 кгс/см2.

Равномерность распределения гипоксической газовой среды (или кислорода) в объеме защищаемого помещения проверяется при приемке системы FirePASS в эксплуатацию, а также периодически в процессе эксплуатации системы с помощью переносных газоанализаторов.

 4.5. Схема регулирования и тревожной сигнализации при защите помещений с помощью FirePASS

4.5.1. При подаче гипоксического воздуха в помещение рекомендуется принять схему регулирования и тревожной сигнализации, пример которой приведен ниже (в файле PDF).

4.5.2. Измерение   концентрации   кислорода   в   помещении   следует
производить       газоанализатором,        обеспечивающим относительную погрешность измерения не более + 1,5 %. Газоанализатор должен быть сертифицирован.

а) поверка газоанализатора производится в соответствии с технической документации на изделие, но не реже одного раза в год. При этом в паспорте газоанализатора должна быть сделана отметка о поверке с печатью Госповерителя;

б) газоанализатор входит в состав системы FirePASS.

4.5.3. Контроль над содержанием кислорода в защищаемом помещении должен    осуществляться    в    непрерывном    режиме.        При    снижении концентрации кислорода до уровня, опасного для человека, следует включать тревожную звуковую и световую сигнализацию. 

4.6. Автоматическая пожарная сигнализация

4.6.1. Каждое защищаемое помещение следует оборудовать установкой пожарной сигнализации в соответствии с СП 5.13130 [6].

4.6.2. Следует учесть, что развитие пожара в условиях огнетушащей атмосферы с гипоксическим воздухом практически не происходит. В случае появления источника зажигания (перегретый проводник тока, электрический дуговой разряд и т.п.), которые находятся вблизи пожарной нагрузки, возможно появление продуктов пиролиза. При этом выделение тепловая энергия, дым и продукты пиролиза выделяются в незначительном количестве.

Поэтому традиционно применяемые пожарные извещатели могут быть неэффективны для распознавания активных источников зажигания.

4.6.3. Все двери защищаемых помещений следует с обеих сторон оборудовать активными средствами тревожной сигнализации и предупредительными надписями.

4.6.4.  При концентрации кислорода в защищаемом помещении:

а)     менее  17  % об. должно включаться световое табло с надписью «Внимание.    Пониженное    содержание кислорода.    Возможен    только ограниченный доступ»;

б)    менее 13 % об. должно включаться световое табло с надписью «Газ. Уходи» и звуковая сигнализация. Одновременно при входе в защищаемое помещение должно включаться световое табло с надписью «Газ. Не входи».

5. Требования безопасности

5.1.    При применении систем FirePASS следует выполнять  общие требования безопасности к установкам   пожаротушения, приведенные   в   действующей   нормативно-технической     документации     (НТД),     в     том     числе    СП 5.13130 [6], ГОСТ Р 50969-96 [10], ППБ 01 [11] и др.

5.2.    Персонал, посещающий помещения, должен выполнять требования медицинского заключения на возможность пребывания в атмосфере с пониженным     содержанием     кислорода (проходить периодический медицинский осмотр, не задерживаться в помещении более установленного временного промежутка (по предварительным данным для большинства  вариантов  применения  -  несколько часов),  не  выполнять тяжелые механические работы (например, переноску тяжестей) и т.п.).

5.3.    Проведение работ в фильтрующем противогазе в помещениях категорически    запрещено.    Такие    работы    в    условиях    пониженного содержания кислорода могут привести к потере сознания и нарушениям здоровья.

5.4.    При необходимости следует применять только изолирующие средства защиты органов дыхания

5.5.    В помещениях следует находиться только для выполнения   работ, установленных     инструкцией.   По  окончании   работы  следует   покинуть помещение.

5.6.    Двери для выхода из защищаемого помещения должны открываться наружу. Запорное устройство двери должно обеспечивать ее открывание из помещения без ключа даже в случае, если дверь закрыта на ключ (запорное устройство) снаружи помещения.

5.7.    При входе в помещение следует разместить предупредительные знаки.

5.8.    Рекомендуется доступ в помещение осуществлять не менее чем двум сотрудникам, которые проинструктированы о правилах поведения, действиях при внештатных ситуациях и взаимовыручке, а также опасных факторах в атмосфере с пониженной концентрацией кислорода.

5.9.    При необходимости кратковременного посещения помещения одним сотрудником он должен иметь исправные средства связи (мобильный телефон, радиостанция и т.п.), носимые при себе.

5.10.   Защищаемые помещения должны быть оборудованы первичными средствами пожаротушения в соответствии с действующей НТД (ППБ 01 [11] и др.).

5.11.  В период наполнения объема помещения гипоксическим воздухом, а также при временной остановке подачи гипоксического воздуха и увеличении концентрации кислорода    выше    установленных    значений, пожарная    безопасность обеспечивается   выполнением   компенсационных мероприятий (например, обесточиванием  оборудования,     постоянным   (посменным)   пребыванием обученного персонала и увеличением количества ручных огнетушителей и т.п.).   Перечень   компенсационных   мероприятий   составляется   с   учетом местных условий защищаемого объекта.