Автоматическая установка водяного пожаротушения для многоуровневого стеллажного складского мезонина Российский патент 2024 года по МПК A62C35/00 A62C35/58 A62C35/60 A62C35/68 A62C37/08 

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к водяным установкам, предназначенным для тушения пожаров в складских мезонинах - пространствах с многоуровневой складской системой, содержащей стеллажные конструкции, в которых максимально используется высота помещения за счет увеличения этажности склада - таких как логистическо-складские комплексы интернет-магазинов, маркетплейсов и прочих промышленных и складских предприятий.

В отличие от обычных складов многоуровневый стеллажный мезонин представляет собой сборно-разборную конструкцию с вертикальными и горизонтальными несущими элементами, включающую ограждения, лестницы (пандусы), а также межуровневые перекрытия, посредством чего образуется несколько уровней (этажей). На каждом уровне (этаже) размещены стеллажи, на которых содержатся значительные объемы пожарной нагрузки в виде товаров народного потребления. Это создает повышенные требования к пожарной безопасности на подобных объектах, учитываемые при планировании, монтаже и техническом обслуживании систем противопожарной защиты.

В настоящее время широко используются автоматические установки пожаротушения со спринклерными оросителями - с принудительным пуском (при подаче на них электрического сигнала от приборов пожарной автоматики) и без принудительного пуска, активирующиеся под воздействием тепла.

Из уровня техники известно устройство для тушения пожаров в стеллажных складах (А.с. 1087133, опубл. 23.04.1984 г.), которое содержит размещенные по ярусам стеллажей водопитатели со спринклерами с дефлекторами, притом, что во внутристеллажном пространстве над спринклерами размещены перфорированнные панели, а дефлекторы спринклеров имеют параболическую форму и обращены внутренней поверхностью к данным панелям. Можно отметить, что в данном устройстве любое препятствие на пути движения водяной струи снижает ее линейную скорость, что в свою очередь уменьшает площадь карты орошения.

Также известна установка пожаротушения для складов со стеллажным хранением с принудительным пуском спринклерных оросителей (Патент РФ 153180, опубл. 10.07.2015). Известная установка содержит размещенный над стеллажами распределительный трубопровод, оборудованный спринклерными оросителями с электропуском, блок управления оросителями и адресные пожарные извещатели, установленные на стенках стеллажа на одном или нескольких уровнях. Использование принудительного пуска усложняет и удорожает проектные работы, а также усложняет монтаж и дальнейшую эксплуатацию известной установки, требуя проведения квалифицированного технического обслуживания с привлечением инженерно-технических специалистов.

Известна установка пожаротушения для тушения пожаров в складах со стеллажным хранением (патент РФ 2765772, опубл. 02.02.2022), содержащая трубопровод, на котором расположены оросители, а также установленный над трубопроводом экран, который аккумулирует тепло от возникшего очага пожара. Экран состоит из двух плоскостей, образующих угол, в вершине которого над оросителями сделаны отверстия для создания дополнительного потока, который обеспечивает ускоренное срабатывание спринклерных оросителей. Экран в нижней части с двух сторон имеет отгибы в сторону стеллажа. Однако существуют сложности в установке экрана из двух плоскостей, связанные с наличием в складском помещении проходящих под перекрытием инженерных систем: воздуховодов приточно-вытяжных вентиляций, установок дымоудаления, электрических кабеленесущих систем, трубопроводы фанкойлов - что создает ограничения в установке таких экранов.

Задача настоящего изобретения заключается в разработке установки пожаротушения с повышенной эффективностью тушения (время локализации, время ликвидации пожара) в многоуровневых стеллажных складских мезонинах.

Для решения поставленной задачи заявляется автоматическая установка водяного пожаротушения для многоуровневого стеллажного складского мезонина, включающая распределительные трубопроводы, выполненные с возможностью размещения в коридорах на каждом уровне мезонина между стеллажами, с попарно размещенными на них спринклерными оросителями, снабженными защитными экранами и развернутыми друг от друга в сторону стеллажей с пожарной нагрузкой с образованием между осью спринклерного оросителя и вертикальной осью стеллажа, к которому развернут спринклерный ороситель, угла α, составляющего от 27 до 48 градусов, обеспечивающего покрытие эпюрой орошения распыленных струй высоты стеллажа.

Установка пожаротушения может включать спринклерные оросители, расположенные на высоте 2,7 м от пола или межуровневого перекрытия с образованием между осью спринклерного оросителя и вертикальной осью стеллажа, к которому развернут спринклерный ороситель угла α, равного 30 градусов.

Установка пожаротушения может включать спринклерные оросители, расположенные на высоте 2,4 м от пола или межуровнего перекрытия с образованием между осью спринклерного оросителя и вертикальной осью стеллажа, к которому развернут спринклерный ороситель угла α, равного 45 градусов.

Установка пожаротушения может включать защитный экран спринклерного оросителя в виде диска-основы с защитными скобами.

Установка пожаротушения может включать спринклерные оросители с К-фактором от К-115 до К-146.

Технический результат, достигаемый заявленным изобретением заключается в увеличении интенсивности орошения очага пожара и как следствие повышении эффективности тушения.

В известных из уровня техники установках пожаротушения спринклерные оросители расположены вертикально либо горизонтально. Спринклерные оросители в заявленной установке пожаротушения размещают под острым углом α к вертикальной оси стеллажа, что позволяет направить весь выходящий поток огнетушащего вещества из спринклерного оросителя в сторону очага пожара, тем самым увеличивая интенсивность орошения л/с*м². Так, экспериментально установлено, что при орошении защищаемой зоны размером 125×400 см, площадью 5 м² при рабочем давлении на оросителе 0,3 МПа интенсивность подачи огнетушащего вещества увеличивается с 0,165 л/с*м² (при вертикальном размещении спринклерного оросителя, при котором эпюра орошения спринклерного оросителя распространяется на два стеллажа и коридор между ними) до 0,49 л/с*м² (при работе спринклерного оросителя, установленного под острым углом к пожарной нагрузке). Размещение спринклерного оросителя под острым углом к стеллажу с пожарной нагрузкой приводит к тому, что при пожаре основная часть воды, вышедшая из спринклерного оросителя, под расчетным давлением, участвует в тушении пожара одной секции стеллажа, т.е. большая часть воды попадает на полки стеллажа. При вертикальной же установке спринклерного оросителя половина вышедшей под давлением из оросителя воды, орошает негорящую, противоположную от пожара часть стеллажей, что снижает эффективность тушения очага возгорания.

Экспериментально установлено, что угол между вертикальными осями спринклерного оросителя и пожарной нагрузкой, при котором предпочтительно достигается результат в виде полного покрытия эпюрой орошения высоты стеллажа находится в диапазоне от 27 до 48 градусов и зависит от высоты стеллажей и соответственно высоты размещения оросителей относительно пола или межуровневого перекрытия.

В отличие от известных решений, в которых спринклерные оросители размещают на достаточном расстоянии друг от друга, исключающем попадание распыленных струй вскрывшегося оросителя на соседний, в заявленном решении спринклерные оросители размещают попарно, разворачивая друг от друга в сторону стеллажа с пожарной нагрузкой. Для качественного и своевременного срабатывания термочувствительных элементов оросителей, расположенных рядом, требуется их дополнительная защита от их преждевременного срабатывания или преждевременного охлаждения, что в заявленном изобретении решается с помощью защитных экранов.

Таким образом применение в заявленном изобретении защитных экранов выполняет несколько важных функций:

- защищает спринклерные оросители от механического воздействия;

- исключает взаимное влияние рядом расположенных спринклерных оросителей: так при вскрытии одного из них защитный экран предотвращает попадание капель огнетушащего вещества на термочувствительный элемент соседнего спринклерного оросителя и его охлаждение, что позволяет ему сработать в случае необходимости - при переходе пожара на соседний стеллаж;

- уменьшает вектор теплового потока от противоположного очага пожара, что исключает вскрытие спринклерного оросителя, развернутого в другую сторону.

Заявленная установка пожаротушения характеризуется сниженной собственной массой за счет исключения оборудования принудительного пуска, а также за счет применения спринклерных оросителей с достаточно небольшим К-фактором (от К-115 до К-146), что влечет за собой снижение диаметров распределительных трубопроводов. Это позволяет использовать полную расчетную несущую способность конструкций складского мезонина по прямому назначению.

Изобретение поясняется чертежами, на фиг. 1 показан вид на многоуровневый стеллажный складской мезонин со стороны коридора, а именно фрагмент мезонина, включающий два уровня, на фиг. 2 - вид на многоуровневый стеллажный складской мезонин сбоку, на фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5, фиг. 6 - узел со спринклерными оросителями, где:

1 - спринклерный ороситель;

2 - тройник комбинированный;

3 - экран защитный;

4 - распределительный трубопровод;

5 - питающий трубопровод;

6 - межуровневое перекрытие;

7 - покрытие пола;

8 - эпюра орошения спринклерного оросителя;

9 - стеллажи;

10 - пожарная нагрузка;

11 - моделируемый очаг пожара.

Автоматическая установка водяного пожаротушения для многоуровневого стеллажного складского мезонина включает распределительные трубопроводы 4, на которых попарно размещены спринклерные оросители 1. Оросители 1 снабжены защитными экранами 3 и развернуты друг от друга в сторону стеллажей с пожарной нагрузкой 10, при этом между вертикальной осью спринклерного оросителя 1 и вертикальной осью стеллажа 9 с пожарной нагрузки 10 образуется острый угол, который обеспечивает покрытие эпюрой орошения 8 распыленных струй высоты стеллажа 9.

Примеры

Установку пожаротушения устанавливают в складском мезонине с четырьмя или пятью уровнями (этажами). На каждом уровне в коридорах между стеллажами 9 монтируют распределительный трубопровод 4 диаметром 40 мм, изготовленный из полимерного композита Violen Ex трубной компании «Поток-Fireproff», пожаростойкость которого обусловлена наличием в его составе высокоактивных антипиренов. Соединение труб и фитингов проводят методом диффузионной сварки, что дает гомогенное соединение, не уступающее по прочности самим трубам. На распределительном трубопроводе 4 через каждые 2000 мм размещают пару спринклерных оросителей 1 на расстоянии 100 мм друг от друга, развернутых друг от друга в сторону стеллажей 9 с пожарной нагрузкой 10. Оросители 1 установлены в комбинированные тройники 2 (40×40×1/2”) с использованием уплотнительного материала и имеют К-фактор от К-115 до К-146. Между спринклерными оросителями 1 и комбинированными тройниками 2 установлены защитные экраны 3. Защитные экраны 3 выполнены в виде изготовленных из полимерного негорючего, пожаростойкого материала диска-основы диаметром 100 мм и защитных скоб.

В первом варианте реализации изобретения распределительный трубопровод со спринклерными оросителями размещен на высоте близкой к верху хранимых грузов, а именно 2,7 м от уровня пола 7 (для первого уровня) или от межуровневого перекрытия 6 (для вышерасположенных уровней). Угол α между вертикальной осью спринклерного оросителя 1 и вертикальной осью стеллажа 9 с пожарной нагрузкой составляет 30 градусов.

Во втором варианте реализации изобретения распределительный трубопровод со спринклерными оросителями размещен на высоте близкой к верху хранимых грузов, а именно 2,4 м от уровня пола 7 (для первого уровня) или от межуровневого перекрытия 6 (для вышерасположенных уровней). Угол между вертикальной осью спринклерного оросителя 1 и вертикальной осью стеллажа 9 с пожарной нагрузкой 10 составляет 45 градусов.

Каждый уровень мезонина разделен на секции, которые запитываются через питающие трубопроводы 5 диаметром 110 мм. Все трубопроводы установки пожаротушения в дежурном режиме заполнены водой и находятся под рабочим давлением, поддерживаемым насосом подкачки (жокей-насосом) существующей насосной пожаротушения. Для большей водоотдачи распределительных трубопроводов применяется кольцевая схема водоснабжения.

Заявленная установка пожаротушения работает следующим образом.

При возникновении пожара, под действием высокой температуры (выше 57°С) замок спринклерного оросителя 1 разрушается и вода, находящаяся в распределительных трубопроводах 4 под давлением, выталкивает клапан, перекрывающий выходное отверстие спринклерного оросителя 1, поступая в защищаемую секцию мезонина. Давление в распределительном 4 и питающем 5 трубопроводах падает, вследствие чего открывается спринклерный клапан (не показан), пропуская воду в сеть к вскрывшимся спринклерным оросителям. При получении сигнала о падении давления включается рабочий насос в насосной станции, который закачивает воду в подводящий трубопровод установки с требуемым расчетным давлением и расходом. Сигнализатор потока жидкости (не показан), установленный на узле управления (не показан), выдает сигнал о вскрытии спринклерного клапана на прибор управления пожарной автоматикой и далее на пост охраны с круглосуточным наблюдением.

Как видно из фиг. 1, размещение спринклерных оросителей в коридоре между стеллажами и их разворот друг от друга в сторону стеллажей с пожарной нагрузкой с образованием между вертикальной осью спринклерного оросителя и вертикальной осью стеллажа острого угла, обеспечивающего покрытие эпюрой орошения высоту стеллажа, к которому развернут ороситель, приводит к увеличению интенсивности орошения, поскольку спринклеры развернуты в сторону стеллажей и при пожаре основная часть воды, вышедшая из спринклерного оросителя, под расчетным давлением, участвует в тушении пожара одной секции стеллажа - той, в которой возник очаг возгорания, без захвата соседних или противоположных стеллажей.

Эффективность работы заявленной установки пожаротушения с обеспечением полного орошения огнетушащим веществом (водой) высоты стеллажа с пожарной нагрузкой подтверждается протоколом испытаний, проведенных на полигоне «Каскад» ФГБУ ВНИИПО МСЧ РФ. Согласно программе и методике испытаний, из стальных и оцинкованных конструкций был собран фрагмент многоуровневых стеллажных мезонинов - с шестнадцатью тестовыми стеллажами (по пять полок на стеллаже), расположенными в два яруса по восемь на одной отметке. Между ярусами стеллажей по всей длине и ширине межстеллажных проходов выполнено перекрытие из сплошных стальных конструкций. По центру коридоров многоуровневых стеллажных мезонинов были установлены распределительные трубопроводы из полимерного композита Violen Ex трубной компании «Поток-Fireproff» с размещенными на них парами спринклерных оросителей СВО0 - РНо0,60-R1/2/P68.В3 -«СВН-К115» (расстояние в паре оросителей - 100 мм, между оросителями в одной плоскости - 2000 мм) под углом 45 градусов к стеллажам. Был смоделирован пожар - в виде умышленного поджога стеллажа мезонина. Согласно протоколу испытаний, через 15 минут 30 секунд после начала работы установки зафиксирована ликвидация возгорания, что говорит о высокой эффективности пожаротушения.

Таким образом, использование заявленной установки пожаротушения приводит к увеличению интенсивности орошения очага пожара, и как следствие повышению эффективности тушения многоуровневых стеллажных складских мезонинов.

Изобретение относится к автоматической установке водяного пожаротушения для многоуровневого стеллажного складского мезонина, которая включает распределительные трубопроводы, выполненные с возможностью размещения в коридорах на каждом уровне мезонина между стеллажами, с попарно размещенными на них спринклерными оросителями, снабженными защитными экранами и развернутыми друг от друга в сторону стеллажей с пожарной нагрузкой с образованием между осью спринклерного оросителя и вертикальной осью стеллажа, к которому развернут спринклерный ороситель, угла α, составляющего от 27 до 48 градусов, обеспечивающего покрытие эпюрой орошения распыленных струй высоты стеллажа. Оросители снабжены защитными экранами. Технический результат - увеличение интенсивности орошения очага пожара, повышение эффективности тушения. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Автоматическая установка водяного пожаротушения для многоуровневого стеллажного складского мезонина, включающая распределительные трубопроводы, выполненные с возможностью размещения в коридорах на каждом уровне мезонина между стеллажами, с попарно размещенными на них спринклерными оросителями, снабженными защитными экранами и развернутыми друг от друга в сторону стеллажей с пожарной нагрузкой с образованием между осью спринклерного оросителя и вертикальной осью стеллажа, к которому развернут спринклерный ороситель, угла α, составляющего от 27 до 48 градусов, обеспечивающего покрытие эпюрой орошения распыленных струй высоты стеллажа.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что включает спринклерные оросители, расположенные на высоте 2,7 м от пола или межуровневого перекрытия с образованием между осью спринклерного оросителя и вертикальной осью стеллажа, к которому развернут спринклерный ороситель угла α, равного 30 градусов.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что включает спринклерные оросители, расположенные на высоте 2,4 м от пола или межуровневого перекрытия с образованием между осью спринклерного оросителя и вертикальной осью стеллажа, к которому развернут спринклерный ороситель угла α, равного 45 градусов.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, защитный экран спринклерного оросителя выполнен в виде диска-основы с защитными скобами.

5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что включает спринклерные оросители с К-фактором от К-115 до К-146.