СИСТЕМА ПОЖАРОТУШЕНИЯ ВЫСОТНОГО ЗДАНИЯ ИЛИ СООРУЖЕНИЯ Российский патент 2006 года по МПК A62C35/58 

Изобретение относится к устройствам пожаротушения, предназначенным для защиты зданий и сооружений.

В настоящее время разработка эффективных, надежных, простых в эксплуатации устройств пожаротушения для защиты зданий и сооружений, в особенности высотных (многоэтажных), является весьма актуальной задачей. Как показывает значительный российский и мировой опыт, используемые традиционные водяные и газовые системы пожаротушения далеко не всегда оказываются способны обеспечить тушение пожаров в рассматриваемых условиях, что приводит к тяжелым последствиям и значительным убыткам. В частности, в последние годы в ряде стран мира произошло несколько крупных пожаров в небоскребах, которые не удалось потушить вообще. В результате произошло полное разрушение данных зданий.

Известно устройство подавления пожара в зданиях, описанное в патенте Российской федерации №94031680, МПК А 62 С 35/00, выбранное авторами за аналог, содержащее источник с огнетушащим составом, трубопроводы высокого давления для подачи огнетушащего состава в защищаемые помещения, соединенные через клапаны, и устройство повышения давления воды (которое выполнено в виде гидроусилителя) с источником огнетушащего состава (хозяйственно-питьевой водопроводной магистралью). Недостатками данного устройства являются невозможность обеспечения подачи огнетушащего состава в очаг загорания с большими расходами, сложность конструкции и низкая эксплуатационная надежность.

Известна установка пожаротушения для защиты зданий, описанная в патенте Российской федерации №2106165, МПК А 62 С 35/00, выбранная авторами за аналог, в которой используется вода как огнетушащий состав, содержащая подающий воду трубопровод, пожарный трубопровод с пожарными насосами и хозяйственно-питьевые насосы. Пожарный трубопровод совмещен с хозяйственно-питьевым трубопроводом, соединенным с подающим трубопроводом. Имеется система управления указанными насосами с использованием обратной связи.

Недостатками данного аналога при применении его для противопожарной защиты высотных (многоэтажных) зданий и сооружений является невозможность обеспечения подачи огнетушащего состава в очаг загорания с большими расходами, сложность конструкции, сложность эксплуатации.

Известно устройство для тушения пожаров, описанное в авторском свидетельстве СССР №792645, МПК А 62 С 2/00, 1978 г., и выбранное авторами за прототип, содержащее герметичную емкость для хранения огнетушащего состава под высоким давлением, трубопроводы подачи огнетушащего состава в защищаемые помещения, средство поддержания давления в емкости для хранения огнетушащего состава.

Вышеуказанное устройство при применении его для противопожарной защиты высотных зданий или сооружений имеет следующие недостатки.

В связи с тем, что в нем запас огнетушащего состава хранится в отдельно стоящей емкости высокого давления, которая не может быть слишком большой, количество огнетушащего состава строго ограничено, что снижает эффективность пожаротушения, особенно при развившихся крупномасштабных пожарах.

Используемые в подобных устройствах пожаротушения крупногабаритные сосуды высокого давления для хранения огнетушащего состава сложны по конструкции и в изготовлении, весьма дороги. Кроме того, они имеют пониженную надежность, что делает их потенциально взрывоопасными. Их эксплуатация сложна и должна осуществляться высококвалифицированным персоналом. Такие сосуды подлежат контролю и регистрации в органах Госгортехнадзора.

При применении этого устройства для защиты высотных зданий или сооружений необходимо наличие большого количества весьма длинных (длиной до нескольких сотен метров) трубопроводов для подачи в защищаемые помещения огнетушащего состава из емкости, в которой хранится весь запас огнетушащего вещества. Из-за наличия конструктивных и стоимостных ограничений на диаметры этих трубопроводов (например, диаметр не должен превышать 150...200 мм), их гидравлическое сопротивление при истечении огнетушащего средства велико, что ограничивает величину массового расхода подаваемого огнетушащего средства. Это резко снижает эффективность тушения загорания, особенно в помещениях больших объемов, или (и) имеющих большие площади оконных и других проемов в ограждающих конструкциях.

С помощью предлагаемого изобретения достигается технический результат, заключающийся в повышении эффективности пожаротушения в высотных зданиях или сооружениях, повышении надежности работы системы пожаротушения, упрощении эксплуатации системы пожаротушения.

Достижение технического результата обеспечивается тем, что предложенная система пожаротушения высотного здания или сооружения содержит герметичную емкость для хранения огнетушащего состава под высоким давлением, трубопроводы подачи огнетушащего состава в защищаемые помещения, средство поддержания давления в емкости для хранения огнетушащего состава.

При этом в предложенной системе пожаротушения высотного здания или сооружения емкость для хранения огнетушащего состава выполнена в виде системы соединенных между собой накопительных трубообразных сосудов высокого давления, расположенных преимущественно вдоль вертикальной и горизонтальных осей здания или сооружения по всей высоте этажей здания или сооружения, на которых имеются защищаемые помещения, а соединения между накопительными трубообразными сосудами выполнены в виде расположенных преимущественно на каждом этаже здания или сооружения объединительных трубообразных сосудов высокого давления, при этом трубопроводы подачи огнетушащего состава в защищаемые помещения соединены через клапаны с емкостью для хранения огнетушащего вещества, и система пожаротушения снабжена средством подпитки для компенсации утечек огнетушащего состава, соединенным с емкостью для хранения огнетушащего состава.

В предложенной системе пожаротушения многоэтажного здания или сооружения накопительные трубообразные сосуды и объединительные трубообразные сосуды могут составлять часть несущего каркаса высотного здания или сооружения.

В предложенной системе пожаротушения высотного здания или сооружения диаметры накопительных трубообразных сосудов и объединительных трубообразных сосудов могут не превышать 150 миллиметров

В предложенной системе пожаротушения высотного здания или сооружения объем емкости для огнетушащего состава может обеспечивать двукратное тушение пожара в помещении с объемом не менее объема наибольшего защищаемого помещения.

Достижение указанного технического результата связано со следующим.

В предложенной системе пожаротушения высотного здания или сооружения объем емкости для хранения огнетушащего состава может быть очень велик, так как указанная емкость образована большим количеством соединенных между собой трубообразных сосудов, имеющих длины, близкие по величине к высоте и поперечным размерам высотного здания или сооружения (эти длины могут составлять, например, несколько десятков или сотен метров). Поэтому практически отсутствуют ограничения на количество запасенного огнетушащего состава, что резко повышает эффективность тушения пожара, особенно крупномасштабного.

Это предопределяет отсутствие необходимости использования для хранения огнетушащего средства сосудов высокого давления больших диаметров.

В связи с тем, что диаметры накопительных и объединительных сосудов относительно невелики, их конструкция и конструкция элементов их крепления в здании или сооружении не сложны и они имеют небольшую стоимость.

За счет того, что подача огнетушащего состава в защищаемое помещение происходит сразу с ряда направлений из нескольких близкорасположенных трубообразных сосудов, обеспечиваются очень большие (например, до нескольких десятков килограмм в секунду) величины расхода подаваемого огнетушащего состава при относительно небольших (например, порядка 150 мм) диаметрах отдельных указанных накопительных и объединительных трубообразных сосудов. Это обеспечивает очень быструю локализацию пожара и его высокоэффективное быстрое тушение, в том числе и в помещениях большого объема, в частности, имеющих значительные проемы в ограждающих конструкциях. Это приводит к значительному сокращению ущерба от пожара.

Выше было отмечено, что в предложенной системе пожаротушения диаметры накопительных и объединительных трубообразных сосудов могут быть невелики, в частности их диаметры могут не превышать 150 миллиметров. В соответствии с нормативными документами (Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением ПБ 10-115-96. Госгортехнадзор России. Пункт 1.1.3) накопительные и объединительные сосуды с диаметрами не более 150 миллиметров не подлежат регистрации в органах Госгортехнадзора. Это подтверждает высокую надежность работы таких сосудов небольшого диаметра и, соответственно, всей предложенной системы пожаротушения. Упрощаются также монтаж, испытания и прием в эксплуатацию предложенной системы пожаротушения.

Особых мероприятий по обслуживанию указанных накопительных и объединительных трубообразных сосудов малого диаметра не требуется, что предопределяет простоту эксплуатации предложенной системы пожаротушения.

Включение накопительных и объединительных сосудов в несущий каркас здания или сооружения упрощает конструкцию и уменьшает стоимость несущего каркаса и системы пожаротушения.

На чертеже представлен один из вариантов конструкции предложенной системы пожаротушения высотного здания или сооружения, где обозначено:

1 - высотное здание или сооружение,

2 - защищаемые помещения на этажах здания или сооружения,

3 - герметичная емкость для хранения огнетушащего состава под высоким давлением,

4 - накопительные трубообразные сосуды высокого давления,

5 - объединительные трубообразные сосуды высокого давления,

6 - трубопроводы подачи огнетушащего состава в защищаемые помещения (с выпускными форсунками),

7 - клапаны (запорно-пусковые устройства),

8 - датчики системы обнаружения загорания,

9 - средство поддержания давления в емкости 3 для хранения огнетушащего состава, включающее средство подпитки для компенсации утечек огнетушащего состава,

10 - средство заправки огнетушащим составом емкости 3 для хранения огнетушащего состава,

11 - вентили для обеспечения полного заполнения герметичной емкости 3 огнетушащим составом,

12 - датчик давления огнетушащего состава в герметичной емкости 3.

Предложенная система пожаротушения высотного здания или сооружения 1, на этажах которого расположены защищаемые помещения 2, содержит герметичную емкость 3 для хранения огнетушащего состава под высоким давлением, трубопроводы 6 подачи огнетушащего состава в защищаемые помещения 2, средство 9 поддержания давления в емкости 3 для хранения огнетушащего состава

При этом емкость 3 для хранения огнетушащего состава выполнена в виде системы соединенных между собой накопительных трубообразных сосудов 4 высокого давления, расположенных преимущественно вдоль вертикальной и горизонтальных осей здания или сооружения 1 по всей высоте этажей здания или сооружения, на которых имеются защищаемые помещения 2, а соединения между накопительными трубообразными сосудами 4 выполнены в виде расположенных преимущественно на каждом этаже здания или сооружения 1 объединительных трубообразных сосудов 5 высокого давления, при этом трубопроводы 6 подачи огнетушащего состава в защищаемые помещения 2 присоединены через клапаны (запорно-пусковые устройства) 7 к емкости 3 для хранения огнетушащего вещества, и система пожаротушения снабжена средством 10 заправки огнетушащим составом емкости 3. Причем имеется средство подпитки для компенсации утечек огнетушащего состава из емкости 3 для хранения огнетушащего состава, включенное в средство 9 поддержания давления в емкости 3.

В предложенной системе пожаротушения накопительные трубообразные сосуды 4 и соединительные трубообразные сосуды 5 составляют часть несущего каркаса высотного здания или сооружения 1.

Причем в предложенной системе пожаротушения высотного здания или сооружения 1 диаметры накопительных трубообразных сосудов 4 и объединительных трубообразных сосудов 5 не превышают 150 миллиметров.

Содержащийся в емкости 3 объем огнетушащего состава обеспечивает не менее чем двукратное тушение пожара в любом защищаемом помещении с объемом не менее объема наибольшего защищаемого помещения 2.

Через трубопроводы 6 и клапаны 7 осуществляется подача огнетушащего состава в защищаемые помещения 2, в которых обнаружен пожар при помощи датчиков 8 системы обнаружения загорания.

Средство 9 поддержания давления в емкости 3 для хранения огнетушащего состава, содержащее средство подпитки для компенсации утечек огнетушащего состава из емкости 3, выполнено подсоединяемым и отсоединяемым от емкости 3 (средство 9, например, может содержать перемещаемую емкость высокого давления с запасом огнетушащего вещества). Для подсоединения средства 9 на емкости 3 имеется арматура для присоединения и отсоединения его без нарушения герметичности и потери давления в емкости 3.

Средство 10 заправки емкости 3 для хранения огнетушащего состава выполнено подсоединяемым и отсоединяемым от емкости 3 (средство 10, например, может содержать перемещаемую емкость высокого давления с запасом огнетушащего вещества, необходимым для создания эксплуатационного запаса огнетушащего вещества в емкости 3). Для подсоединения средства 10 на емкости 3 имеется арматура для присоединения и отсоединения его без нарушения герметичности и потери давления в емкости 3.

Для полного заполнения внутреннего объема емкости 3 огнетушащим составом предусмотрены вентили 11, присоединенные к непроточным участкам емкости 3 с одной стороны, и к атмосфере с другой стороны.

В предложенной системе пожаротушения могут быть использованы различные огнетушащие составы: инертные газы (такие как азот, аргон, углекислота, газовые смеси на их основе, например арговит, энерген), хладоны (не воздействующие на озоновый слой, например, хладон типа 223еа), вода под давлением и др.

Предложенная система пожаротушения высотного здания или сооружения работает следующим образом.

В исходном состоянии клапаны 7 и вентили 11 закрыты.

Открывают вентили 11 и заполняют полость герметичной емкости 3 огнетушащим составом под атмосферным давлением при помощи присоединенного на время заправки средства заправки 10, при этом заполнение тупиковых участков и объемов емкости 3 производят путем открытия и закрытия соответствующих вентилей 11. Закрывают вентили 11. Повышают давление в герметичной емкости 3 для хранения огнетушащего вещества до заданного, при этом внутри емкости 3 создается требуемый запас огнетушащего вещества. Отсоединяют средство заправки 10 при сохранении герметичности емкости 3.

Включают систему обнаружения возгорания и ее датчики 8.

С этого момента предложенная система пожаротушения находится в дежурном режиме.

Для проверки количества находящегося под давлением огнетушащего состава в емкости 3 осуществляют контроль давления в емкости 3 при помощи датчика давления 12.

При необходимости (это определяют по падению давления в емкости 3 до минимально допустимого) для компенсации утечек огнетушащего состава подключают к емкости 3 средство 9 поддержания давления в емкости 3 для хранения огнетушащего состава, включающее средство подпитки для компенсации утечек огнетушащего состава, и после восполнения потерь огнетушащего состава отключают его при сохранении герметичности емкости 3.

При обнаружении возгорания (пожара) датчиком 8 в защищаемом помещении 2 открывают соответствующего клапан (запорно-пусковое устройство) 7, и огнетушащий состав подается с большим массовым расходом через трубопроводы 6 с форсунками в соответствующее защищаемое помещение 2. Большая величина массового расхода огнетушащего состава обеспечивается за счет большого суммарного проходного сечения подводящих его накопительных 4 и объединительных 5 трубообразных сосудов. Большое количество подаваемого в очаг пожара огнетушащего состава обеспечивается за счет большого суммарного количества накопленного внутри емкости 3 огнетушащего состава. При этом огнетушащий состав поступает сразу сначала из нескольких близлежащих накопительных 4 и объединительных 5 трубообразных сосудов, а затем и из всех образующих емкость 3 накопительных 4 и объединительных 5 сосудов. За счет высоких массовых расходов и большого запаса огнетушащего состава происходит быстрое и полное тушение пожара, в том числе и крупномасштабного. После окончания тушения закрывают соответствующий клапан (запорно-пусковое устройство) 7.

После тушения пожара для приведения системы пожаротушения в исходное состояние и перевода ее вновь в дежурный режим производят восполнение потраченного на тушение огнетушащего состава в емкости 3 при помощи подключения к емкости 3 средства 10 заправки (как описано выше).

Необходимо отметить, что предложенная система пожаротушения может продолжать защищать здание и во время проведения его ремонта, во время нахождения его на консервации и т.п., когда, как показывает опыт, существует повышенная опасность возникновения загорания.

Предлагаемое изобретение относится к устройствам пожаротушения для зданий или сооружений. С помощью предлагаемого изобретения достигается технический результат, заключающийся в повышении эффективности пожаротушения в высотных зданиях или сооружениях, повышении надежности работы системы пожаротушения, упрощении эксплуатации системы пожаротушения. Технический результат достигается тем, что предложенная система пожаротушения высотного здания или сооружения содержит герметичную емкость для хранения огнетушащего состава под высоким давлением, трубопроводы подачи огнетушащего состава в защищаемые помещения, средство поддержания давления в емкости для хранения огнетушащего состава. При этом в предложенной системе пожаротушения высотного здания или сооружения емкость для хранения огнетушащего состава выполнена в виде системы соединенных между собой накопительных трубообразных сосудов высокого давления, расположенных преимущественно вдоль вертикальной или горизонтальных осей здания или сооружения по всей высоте этажей здания или сооружения, на которых имеются защищаемые помещения, а соединения между накопительными трубообразными сосудами выполнены в виде расположенных преимущественно на каждом этаже здания или сооружения объединительных трубообразных сосудов высокого давления, при этом трубопроводы подачи огнетушащего состава в защищаемые помещения соединены через клапаны с емкостью для хранения огнетушащего вещества, причем система пожаротушения снабжена средством подпитки для компенсации утечек огнетушащего состава, соединенным с емкостью для хранения огнетушащего состава. В предложенной системе пожаротушения накопительные трубообразные сосуды и соединительные трубообразные сосуды могут составлять часть несущего каркаса высотного здания или сооружения. Диаметры накопительных трубообразных сосудов и соединительных трубообразных сосудов могут не превышать 150 миллиметров. Объем емкости для огнетушащего состава может обеспечивать двукратное тушение пожара в помещении с объемом не менее объема наибольшего защищаемого помещения. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система пожаротушения высотного здания или сооружения, содержащая герметичную емкость для хранения огнетушащего состава под высоким давлением, трубопроводы подачи огнетушащего состава в защищаемые помещения, средство поддержания давления в емкости для хранения огнетушащего состава, отличающаяся тем, что емкость для хранения огнетушащего состава выполнена в виде системы соединенных между собой накопительных трубообразных сосудов высокого давления, расположенных преимущественно вдоль вертикальной или горизонтальных осей здания или сооружения по всей высоте этажей здания или сооружения, на которых имеются защищаемые помещения, а соединения между накопительными трубообразными сосудами выполнены в виде расположенных преимущественно на каждом этаже здания или сооружения объединительных трубообразных сосудов высокого давления, при этом трубопроводы подачи огнетушащего состава в защищаемые помещения соединены через клапаны с емкостью для хранения огнетушащего вещества, причем система пожаротушения снабжена средством подпитки для компенсации утечек огнетушащего состава, соединенным с емкостью для хранения огнетушащего состава.2. Система пожаротушения высотного здания или сооружения по п.1, отличающаяся тем, что накопительные трубообразные сосуды и соединительные трубообразные сосуды составляют часть несущего каркаса высотного здания или сооружения.3. Система пожаротушения высотного здания или сооружения по п.1, отличающаяся тем, что диаметры накопительных трубообразных сосудов и соединительных трубообразных сосудов не превышают 150 мм.4. Система пожаротушения высотного здания или сооружения по п.1, отличающаяся тем, что объем емкости для огнетушащего состава обеспечивает двукратное тушение пожара в помещении с объемом не менее объема наибольшего защищаемого помещения.