2008 - Типы современных установок пожаротушения для защиты складов с высотным стеллажным хранением (Д.В. Поляков, Ю.С. Еремин)
версия для печати В связи ростом торгово-финансовой деятельности в России в настоящее время наблюдается запаздывание развития производственно-складского сегмента на рынке недвижимости. Количество спроса, превышающего количество предложений, связано с дефицитом этого вида недвижимости. Вот почему сегмент складской недвижимости, который еще недавно по уровню инвестиционной активности заметно отставал от торгового и офисного секторов, переживает сейчас настоящий прорыв.
Различают два способа укладки товаров в складах: штабельный и стеллажный.
Штабельную укладку применяют при хранении различных продовольственных и непродовольственных товаров, затаренных в мешки, кипы, кули, ящики, бочки.
Более широкое распространение получил стеллажный способ укладки товаров на
хранение, когда распакованные товары, а также товары во внешней
таре различными способами (рядами, десятками и т.д.) укладываются на
стеллажи. Наиболее эффективно стеллажное хранение товаров и ценностей, уложенных на поддоны, обеспечивающее широкое применение подъёмно-транспортных механизмов, и создающее хорошие условия для повседневного оперативного учёта товаров. Стеллажное хранение товаров позволяет более рационально использовать ёмкость склада: при неизменной площади, ёмкость склада можно увеличить повышением высоты стеллажей (согласно СНИП 31-04-2001[1] высотное стеллажное хранение — хранение на стеллажах с высотой складирования свыше 5,5 м).
На данный момент в России отсутствует единая система классификации складских помещений по категориям А, В, С, D. Различные риэлтерские и консалтинговые компании (Knight Frank, Swiss Realty и др.) предлагают свои варианты таких классификаций, но всё же можно выделить одно общее требование большинства из них – это наличие современной системы противопожарной защиты. Автоматическая установка пожаротушения является необходимой частью этой системы (рис. 1). В случае высотного стеллажного хранения, обычно, товар располагается на многоярусных стеллажах плотными рядами. Очевидно, что из-за значительного количества пожарной нагрузки и ценности товара, обнаружение возгорания должно произойти на как можно более ранней стадии, чтобы ликвидировать его по возможности с минимальными потерями.
Рис. 1. Классификация систем пожаротушения высотных стеллажных складов
В соответствии с п. 6. таблицы 4 НПБ 110- 03[2] (действующим в настоящее время в Российской Федерации нормативным документом в области пожарной безопасности, определяющим уровень противопожарной защиты объектов) стеллажи с высотой складирования более 5,5 м для хранения горючих материалов и негорючих материалов в горючей упаковке необходимо защищать автоматическими установками пожаротушения, независимо от их площади и функционального назначения помещения, где расположены стеллажи (в силу того, что это требование находится в разделе оборудование). При этом существующий нормативный документ РФ, определяющий порядок проектирования автоматических установок пожаротушения и пожарной сигнализации не охватывает проектирование зданий «…складов с передвижными стеллажами, зданий складов для хранения продукции в аэрозольной упаковке, зданий складов с высотой складирования грузов более 5,5 м» (п. 1.2 НПБ 88-2001*)[3].
Таким образом, на территории Российской Федерации действует единственный документ, регламентирующий проектирование автоматических установок пожаротушения в высотных стеллажных складах – Рекомендации ВНИИПО МВД СССР “Проектирование автоматических установок пожаротушения в высотных стеллажных складах”, М., 1987 г. [4]. Данные рекомендации распространяются на проектирование автоматических установок водяного пожаротушения в высотных стеллажных складах с высотой складирования от 5,5 до 25 м. Рекомендации не распространяются на проектирование автоматических установок пожаротушения в складах лаков, красок, ЛВЖ, ГЖ, автошин, каучука, химпродукции, медикаментов, тлеющих материалов (хлопок, табак), продукции в аэрозольной упаковке. Из вышесказанного понятно, что действующая российская нормативная база устарела и отстаёт от современных тенденций складирования груза и средств по его защите.
В Японии, Европе и США уже достаточно давно существуют нормативные документы, регламентирующие требования по противопожарной защите высотного стеллажного хранения. Эти документы утверждены ведущими страховыми компаниями мира (FM, UL, Vds и др.), но не действуют на территории РФ.
Одним из наиболее полных и всеобъемлющих зарубежных документов, регламентирующих требования к проектированию установок пожаротушения высотных стеллажных складов является американский стандарт Национальной противопожарной ассоциации(NFPA).
Cтандарт NFPA 231C “Standart for Rack Storage of Material”[5] определяет требования по проектированию автоматических установок пожаротушения высотных стеллажных складов, исходя из высоты складирования, характеристик складируемых материалов, типов применяемого складского оборудования. Для противопожарной защиты высотных стеллажных складов данный стандарт определяет использование спринклерных установок водяного пожаротушения различного типа, а также установок пенного пожаротушения с применением пены высокой кратности. Следует заметить, что высотное стеллажное хранение данный стандарт определяет как хранение грузов с высотой хранения более 12 футов (3,7 м).
В настоящее время для защиты высотных стеллажных складов в подавляющем большинстве случаев используются установки водяного (водозаполненные и воздушные в зависимости от наличия систем отопления или систем охлаждения в помещении) или пенного пожаротушения.
Установки водяного пожаротушения условно делят на установки с использованием внутристеллажных оросителей и установки с использованием только потолочных оросителей. Среди пенных установок для высотных складов применяются установки пожаротушения высокократной пеной.
Не так давно на рынке появились газовые установки типа «OxyReduct», позволяющие снижать концентрацию кислорода в защищаемом помещении ниже значения нижней границы воспламенения. Однако, из-за невозможности длительного пребывания персонала в такой среде, эффективно применять эти системы только в складах со значительными ценностями и небольшим грузооборотом. Вторым препятствием распространения систем газового пожаротушения является их высокая цена.
На сегодняшний день установкам водяного пожаротушения, в случае проектирования пожаротушения больших складов от 10 000 м2 (а таких сейчас большинство), экономически эффективной альтернативы нет. Для складов меньшей площади до недавнего времени (до появления оросителей тонкораспыленной воды для высокостеллажных складов) допускалось использование систем порошкового пожаротушения, так как стоимость насосной с резервуаром могла превысить стоимость защищаемого объекта. Рассмотрим подробно системы водяного пожаротушения.
При проектировании системы водяного пожаротушения склада с высотным стеллажным хранением с внутристеллажными оросителями, согласно [1][4], стеллажи должны иметь горизонтальные экраны из негорючих материалов с шагом по высоте не более 4 м. Экраны должны перекрывать все горизонтальное сечение стеллажа, в том числе и зазоры между спаренными стеллажами, и не должны препятствовать погрузочно-разгрузочным работам. Экраны и днища тары и поддонов должны иметь отверстия диаметром 10 мм, расположенные равномерно, со стороной квадрата 150 мм. Эта мера необходима для того, чтобы верхние сработавшие оросители не начали охлаждать нижние, а также для ограничения пожара по вертикали. В большинстве случаев, при проектировании таких систем возникает необходимость строительства резервуара, так как выделенного количества на объект воды катастрофически не хватает. Вторая сложность эксплуатационная: неудобство погрузочно-разгрузочных работ, обслуживание системы, невозможность использования передвижных стеллажей.
Именно поэтому всё большее распространение получают системы только с использованием потолочных оросителей, при этом необходимость в экранах отпадает. Существует несколько импортных моделей оросителей, предназначенных для решения этой задачи - ESFR, ELO, ULTRA K17[9].
Оросители ELO (Рис.1) отличаются повышенным по сравнению с оросителями общего назначения коэффициентом производительности, который составляет 161 [л/мин•бар1/2] (у оросителей общего назначения данный коэффициент равен от 80 до 115). При использовании данного типа оросителей допускается защищать стеллажные склады с максимальной высотой хранения 6,1 м. Максимальная высота потолка при этом должна быть не более 8,2 м. Минимальная интенсивность орошения составляет 0,4 л/(с•м2). Минимальная расчетная площадь секции составляет 186 м2 для водозаполненных установок и 242 м2 для воздушных установок [9].
Рис. 2. Оросители типа ELO
Оросители Ultra K17 имеют ещё больший коэффициент производительности по сравнению с оросителями ELO, который составляет 241 [л/мин•бар1/2]. При использовании данного типа оросителей допускается защищать стеллажные склады с максимальной высотой хранения 7,6 м. Площадь, защищаемая одним оросителем не должна превышать 9 м2. Максимальная высота потолка при этом должна быть не более 9,1 м. Минимальная интенсивность орошения составляет 0,55 л/(с•м2). Минимальная расчетная площадь секции составляет 186 м2 для водозаполненных установок и 418 м2 для воздушных установок. Оросители Ultra K17 и Elo располагаются только под потолком и размещаются согласно стандарту NFPA 13 [8] аналогично оросителям общего назначения [9].
Оросители типа ESFR (Рис.2) отличаются значительными коэффициентами производительности, которые составляют (в л/мин•бар1/2) 201,6 для оросителя ESFR-1, 241,9 для оросителей ESFR-17 и 362,9 для оросителей ESFR-25, а также малоинерционным тепловым замком, обеспечивающим срабатывание оросителя в начальной стадии пожара. Площадь, защищаемая одним оросителем, зависит от высоты установки и составляет от 5,8 до 9,3 м2. При использовании данного типа оросителей допускается защищать стеллажные склады с максимальной высотой хранения 12,2 м, и высотой помещения не более 13,7 м. Расчетная площадь составляет 89 м2 [9]
Рис. 3. Оросители типа ESFR
Все вышеперечисленные модели требуют повышенного расхода, помимо этого, необходимо отметить, что проектирование и практическое использование этой группы установок в Российской Федерации затруднено из-за отсутствия нормативной базы по их применению. В случае применения таких оросителей для каждого защищаемого объекта необходимо разрабатывать и согласовать технические решения.
Всех этих недостатков лишены оросители тонкораспыленной воды (модели «Макстоп», разработанные ООО «НИЦ СиПБ» г. Санкт-Петербург и «Аква-Гефест» фирмы ООО «Гефест» г. Санкт-Петербург), в том числе предназначенные для применения в установках пожаротушения высотных стеллажных складов. Поэтому в последнее время установки пожаротушения тонкораспыленной водой пользуются всё большим и большим спросом.
Главным достоинство тонкораспыленной воды считается объемно-поверхностный способ тушения пожаров, позволяющий быстро ликвидировать пламенное горение практически всех веществ. Тонкораспыленная вода обладает способностью к охлаждению зоны горения ниже температуры воспламенения и уменьшению концентрации реагирующих веществ парами ниже уровня устойчивого горения.
Несмотря на все преимущества тонкораспыленной воды до недавнего времени ни в России, ни зарубежом не было ни одной системы пожаротушения тонкораспыленной воды для тушения складов с высотным стеллажным хранения, которую можно было бы применить на строящемся объекте без разработки технических условий для этого объекта.
Оросители ООО «Гефест» для защиты складов с высотным стеллажным хранением имеют коэффициент производительности 24,7 л/мин•бар1/2. Площадь, защищаемая одним оросителей составляет 6,25 м2, допускается защищать стеллажные склады с максимальной высотой хранения 12,76 м, и высотой помещения не более 14 м. Расчетная площадь составляет в зависимости от высоты складирования 120 и 180 м2. Оросители имеют тепловой замок быстрого реагирования (3 мм колба). Применение этих оросителей позволяет до 2-х раз сократить расход воды на пожаротушение по сравнению, с оросителями модели ESFR. Проектирование установок регламентируется «Техническими условиями по проектированию установок пожаротушения с применением оросителей тонкораспыленной воды «Аква-Гефест»» [10], согласованными во ВНИИПО МЧС России.
Рис. 4. Оросители типа «Аква-Гефест»
Оросители «Макстоп» для защиты высотных стеллажных складов характеризуется меньшим коэффициентом производительности - 20,9 [л/мин•бар1/2]. Площадь, защищаемая одним оросителей составляет 6,25 м2, допускается защищать стеллажные склады с максимальной высотой хранения 10 м, и высотой помещения не более 12 м. Расчетная площадь составляет 120 м2. Оросители «Макстоп» могут комплектоваться тепловыми замками двух типов – быстрого реагирования (3 мм укороченная колба) и, впервые представленными на российском рынке, замками сверхбыстрого реагирования (укороченная 2 мм колба). Применение этих оросителей позволяет существенно снизить расходы воды на пожаротушение (до 1,7 раз по сравнению с оросителями, выпускаемыми ООО «Гефест»), при сохранении эффективности по сравнению с другими описанными способами, что в российских условиях порой играет первоопределяющую роль в выборе установки. Еще одним достоинством этой системы, является малоинерционный тепловой замок, обеспечивающий срабатывание оросителя в начальной стадии пожара, что позволяет локализовать пожар в более ранней стадии и избежать потерь материальных ценностей. Применение системы регламентируется «Техническими условиями по проектированию установок пожаротушения с применением оросителей тонкораспыленной воды «Макстоп»[11], согласованными во ВНИИПО МЧС России, а также в УГПН МЧС России.
Рис. 5. Оросители типа «Макстоп»
В заключение отметим основные современные тенденции в развитии систем водяного пожаротушения высотных стеллажных складов в России:
• в связи с неудобством погрузочно-разгрузочных работ, сложностями с обслуживанием системы, невозможностью использования передвижных стеллажей и достаточно высокой стоимостью построения и обслуживания системы пожаротушения с внутристеллажными оросителями происходит отказ от проектирования и построения этих систем;
• в силу стоимости и законности применения на территории РФ, установки пожаротушения на основе оросителей тонкораспыленной воды становятся наиболее привлекательными и выгодными для заказчиков;
• с целью снижения потерь материальных ценностей, а также от последствий работы установки пожаротушения, одной из основных задач решаемых проектировщиками становится более раннее обнаружение пожара, в том числе за счет применения малоинерционных оросителей (ESFR, Макстоп).
Список литературы
1. СНИП 31-04-2001 Складские здания.
2. НПБ 110-2003 Перечень зданий, сооружений, помещений и оборудования, подлежащих защите автоматическими установками пожаротушения и автоматической пожарной сигнализацией.
3. НПБ 88-2001* “Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования”.
4. Рекомендации ВНИИПО МВД СССР "Проектирование автоматических установок пожаротушения в высотных стеллажных складах”, М., ВНИИПО, 1987 г.
5. Стандарт NFPA 231C. Standart for Rack Storage of Materials.
6. ГОСТ Р 50680-94 “Установки водяного пожаротушения автоматические. Общие технические требования. Методы испытаний.”.
7. ГОСТ Р 50800-95 “Установки пенного пожаротушения автоматические. Общие технические требования. Методы испытаний.”.
8. NFPA 13. Standard for Automatic Sprinklers Installation.
9. Техническая документация фирмы TYCO/Fire & Building Products: проспекты TFP 340, TFP 330, TFP 332, TFP 318, TFP 315, TFP 316, TFP 312.
10. Технические условия по проектированию установок пожаротушения с применением оросителей тонкораспыленной воды «Аква-Гефест», производства ООО «Гефест», Санкт-Петербург, 2008 г.
11. Технические условия по проектированию установок пожаротушения с применением оросителей тонкораспыленной воды «Макстоп», производства ООО «Научный Инновационный Центр Строительства и Пожарной Безопасности», Санкт-Петербург, 2006 г.
Пожаровзрывобезопасность. 2008 №5, стр. 73
Старший преподаватель Академии Государственной противопожарной службы МЧС РФ Д.В. Поляков
Адъюнкт ФГУ ВНИИПО МЧС РФ Ю.С. Еремин