Как работает спринклер: Спринклерный ороситель — Википедия – Принцип работы и виды спринклерных систем пожаротушения

Содержание

Как устроен пожарный спринклер, по какому принципу действует

Прошли те времена, когда необходимо было бегать к костру с ведром воды, чтобы его затушить. За прошедшее столетие система пожаротушения претерпела существенных изменений. Мало того, что теперь воду, в качестве средства для тушения пламени, заменили на более действенное средство – пену, так еще и кроме огнетушителей, которым можно локализовать небольшой источник возгорания, придумали и специальные системы, способные справиться даже с самым мощным пожаром. В настоящее время, в основном используются спринклерные и дренчерные системы пожаротушения, которые основаны на принципе распыления.

Немного исторических фактов

 

Автоматическая установка для тушения пожара впервые появилась в начале 19 века. Ее разработал и запатентовал англичанин и эта система представляла собой совокупность трубопроводов, которые подпитывались от водонапорного бака, и специальные устройства со множеством мелких дырочек, которые в состоянии были распылять жидкость. Такая система устанавливалась в отдельном помещении и могла помочь потушить источник возгорания.

 

Она в то время могла срабатывать только после того, как прикрепленный к ней горючий шнур перегорал, замки, удерживающие клапан, открывались и вода поступала непосредственно в оросительную систему. В последующие годы система постоянно модернизировалась, что привело к созданию спринклерных установок. И первенство в этом деле, однозначно, принадлежит Англии.


На российских фабриках и заводах спринклерные системы начали появляться только в конце 19 века. Это значительно уменьшило ущерб, причиняемый пожарами, поэтому фабриканты не жалели денег на установку систем пожарной безопасности на своих объектах. В начале 20 века уже около полутысячи производств были оснащены системами пожаротушения. Даже был построен завод, который носил название «Русский спринклер».

 

Уже к 1925 году это предприятие выпускало до 300 спринклеров ежедневно. В самом начале при производстве спринклеров использовались резиновые уплотнители, но они иногда становились препятствием к эффективному пожаротушению, особенно если термочувствительный элемент разрушался, и вода в систему не поступала. В настоящее время использование резиновых уплотнителей при производстве спринклеров категорически запрещено.

Что из себя представляет спринклер

 

Спринклер (с английского языка переводится как ороситель или распылитель) представляет систему пожаротушения, основной деталью которой является оросительная головка, которая установлена в трубопроводную систему, где вода либо воздух всегда находится под давлением. Спринклерное отверстие постоянно закрыто при помощи термочувствительной колбы либо замка, которые реагируют на различную температуру от 57 градусов до 260 градусов и выше.

 

Если в помещении температура достигает определенного установленного предела, то колба лопается или спринклерный замок плавится, и вода начинает поступать в систему, распыляясь на источник возгорания. Есть определенный минус в этой системе. Время для срабатывания головок, как правило, составляет от 2 до 3 минут после превышения температурного режима в конкретном помещении.

Спринклерная система в настоящее время

Современное спринклерное устройство от первоначальных моделей существенно отличается, и прежде всего, длительностью в эксплуатации и эффективностью.  Как на момент изобретения, так и по сегодняшний день спринклеры нацелены на тушение пожара при помощи воды, которая подается из локальных или городских водопроводов. Необходимое давление в трубах поддерживается при помощи клапанов обратного действия. Даже если произойдет какой-нибудь сбой в работе водопроводной системы, то давление будет сохранено на том уровне, чтобы была возможность срабатывания системы.


Основные положительные качества такого устройства заключаются в следующем:

  1. ее работа происходит в автоматическом режиме;
  2. она в любой момент готова к работе;
  3. не требует наличия электрической энергии;
  4. нет необходимости в сложных схемах обратной связи;
  5. достаточно большой эксплуатационный срок.

Как только в работу включается один из распылителей и из него начинает вытекать струя воды, давление в системе сразу же начинает падать. Тогда начинает работать насос, предназначенный для автономного снабжения системы водой. Такими насосами сейчас оснащены все спринклерные системы. Сам распылитель также претерпел некоторых изменений. Но, как и раньше, вода в нем запирается при помощи клапана, оснащенного легкоплавкой внешней оболочкой.

 

Как только температура достигает критической отметки, вставка плавится, клапан открывается и происходит распыление воды. По установленным нормам, каждый распылитель может охватить площадь до 12 кв.м. При повышении температуры в помещении может сработать как один, так и сразу несколько распылителей, но это существенно не повлияет на давление в системе. Наоборот, благодаря этому принципу система может функционировать достаточно продолжительное время, что существенно улучшает ее работоспособность.

Недостатки систем

 

Но у спринклерных установок существуют и некоторые отрицательные моменты, а именно:

  1. система срабатывает не сразу, а только при повышении температуры до критической отметки. Может не сработать при задымлении;
  2. существует зависимость от системы водоснабжения;
  3. на работу влияет температурный режим;
  4. не применяется при возгорании оборудования, подключенного к электрическим сетям.

К положительным моментам такой системы стоит отнести и то, что вода распыляется не только на очаг возгорания, но и на близлежащие предметы, не давая им воспламениться. Спринклерная система автоматического типа не нуждается в помощи человека, тем не менее, это составная часть устройств противопожарной безопасности. Как только давление в водопроводах начнет падать, сигнал тревоги поступит на центральный пульт и бригада пожарных выедет на место возгорания. Спринклерные системы пожаротушения относятся к категории первичных средств при тушении пожаров.

Спринклерные системы сухого типа

Спринклерные системы в основном тушат огонь при помощи воды. Но если в помещениях постоянная отрицательная температура, то вода в трубах может замерзнуть и тогда такое устройство работать не будет, а, следовательно, и очаг возгорания гасить будет нечем. Даже если в трубы залить химический состав, то есть вероятность того, что со временем появится определенный осадок и система будет засорена, что приведет к потере ее работоспособности.

 

Однако задача была решена и стали выпускаться сухие спринклерные системы. Основное их отличие от водных заключается в том, что в системах находится не вода, а сжатый воздух. Тем более, что трубы начали делать не из  стали, а из пластика, который не боится коррозии.


Принцип работы сухой системы такой же, как и с применением воды. Как только спринклер сработает, сжатый воздух из системы выйдет и автоматически сработает клапан водяной системы, которая располагается в месте, где не бывает минусовой температуры.

Конструкция спринклерной системы и принцип работы

 

Основными элементами такой системы, как видно из ее названия, являются спринклеры. Это обычные распылители, которые оборудованы тепловыми замками, которые «открываются» при возникновении очага возгорания. Такими замками могут быть плавкие вставки либо стеклянные колбы, наполненные жидкостью. В «спокойном» состоянии замок сдерживает пружину, в конце которой расположена крышка клапана, не дающая воде течь. Как сами распылители, так и его составляющие изготовлены из цветных металлов, которые не боятся коррозии.


Замок находится в нерабочем состоянии до того момента, пока температура окружающей среды не начнет повышаться и не дойдет до определенного критического уровня. После этого жидкость в стеклянной колбе расширяется, колба лопается (или плавная вставка становится мягкой), замок открывается, пружина срабатывает, поднимается крышка клапана и вода под давлением начинает разбрызгиваться. Затем уменьшается давление воды в системе, срабатывает датчик и автоматически включается насос для стабилизации давления в системе.


Все спринклерные системы должны обладать следующими характеристиками:

  1. Герметичностью. Это важно, потому что в системе постоянно поддерживается высокое давление. Если произойдет утечка, то находящиеся в помещении ценные документы и оборудование может прийти в негодность.
  2. Прочностью. Спринклерная система должна работать и в том случае, если на объекте температура понизится до минусовой, в случае физического воздействия на нее, если появится угроза воздействия агрессивных сред.
  3. Надежностью работы теплового замка. Он не должен срабатывать просто так, без видимых причин.
  4. Чувствительностью и скоростью срабатывания. Должен быть выдержан максимальный срок для срабатывания системы, который составляет 600 секунд для спринклеров высокотемпературного типа и 300 секунд для оросителей низкотемпературного типа.
  5. Интенсивностью орошения. Этот показатель напрямую зависит от диаметра выходных отверстий и должен соответствовать установленным требованиям.

Заключение

 

При тушении пожара самое главное не только уберечь людей от воздействия огня, но и от негативного влияния на их здоровье самой системы противопожарного тушения. Спринклерная система в этом плане считается самой оптимальной. Она не оказывает негативного воздействия на здоровье человека и тем более не угрожает его жизни. Но самое главное достоинство такой системы – она в состоянии быстро и качественно справиться с очагом возгорания, не дав огню нанести непоправимый ущерб. Спринклерные системы также в состоянии самостоятельно предотвратить распространение пожара, без вмешательства пожарных бригад.

Спринклер — это… Что такое Спринклер?

Спринклер

Спри́нклер (англ. sprinkler — ороситель, разбрызгиватель) — составляющая системы пожаротушения, оросительная головка, вмонтированная в спринклерную установку (сеть водопроводных труб, в которых постоянно находится вода или воздух под давлением). Отверстие спринклера закрыто тепловым замком либо термочувствительной колбой, рассчитанными на температуру 57, 68, 72, 74, 79, 93, 101, 138, 141, 182, 204, 260 и даже 343°С. При достижении температуры в помещении определенной величины, замок спринклера распаивается или лопается колба, и вода начинает орошать защищаемую зону. Недостатком такой системы является сравнительно большая инерционность — головки вскрываются примерно через 2-3 минуты после повышения температуры.

Время срабатывания оросителя не должно превышать 300 секунд для низкотемпературных спринклеров (57 и 68°С) и 600 секунд для самых высокотемпературных спринклеров.[1]

История применения

В 1806 году автоматическая установка пожаротушения была запатентована англичанином Джоном Кэри. Он предложил проложить в защищаемом помещении сеть трубопроводов от водонапорного бака, а на сети установить оросители с мелкими отверстиями. В защищаемом помещении протягивался горючий шнур, при перегорании которого открывались замки, удерживающие клапан, клапан освобождался и вода поступала к оросителям. В 1812 году в Королевском театре Друри-Лейн Великобритании была установлена система пожаротушения, запатентованная (патент № 3606) в этом же году Уильямом Конгревом. Устройство состояло из цилиндрического герметичного резервуара ёмкостью около 95 тыс.литров и системы 10-дюймового (250 мм) распределительного водопровода, охватывающего все части театра. Серии труб меньшего диаметра отходили от распределительных труб и были пронизаны рядом ½-дюймовых (13 мм) отверстий, через которые и выливалась вода в случае пожара. Но система не была автоматической.

Первые спринклерные установки начали появляться в конце XIX века после того, как англичанин Стюарт Гаррисон в 1864 году разработал спринклер — ороситель. Дальнейшее развитие спринклерных установок связано с именами американцев Генри Пармели и Фредерика Гриннеля. К 1882 году в США на 200 предприятиях было установлено около 200 тыс. спринклерных оросителей конструкции Пармели. В том же году в Англии была смонтирована первая такая установка. В 1902 году Гринел запатентовал констукцию водосигнального клапана.[2]

Спринклер системы Гриннеля. a — короткая трубка диаметром ½ дюйма, ввинчиваемая в водопроводную трубу и закрываемая снизу плоским клапаном b; клапан удерживается рычажком c и подпоркой d. Подпорка d прикрепляется к медной дуге e аппарата с помощью слабого припоя, который плавится при температуре 73 °C[3]

Спринклеры английской системы Гриннель применяются с 1882 года.[4]

В России спринклерные системы пожаротушения появились в девяностых годах XIX века. Благоприятные результаты защиты спринклерными установками заставили обратить серьёзное внимание на этот вид борьбы с огнем. В дореволюционное время акционерные страховые общества признавали влияние спринклерных установок пожаротушения на фабриках и заводах на уменьшение пожарных убытков и не только делали охотно большие скидки со страховых премий при защите спринклерными установками пожаротушения, но и широко финансировали фабрикантов в деле устройства спринклерных сооружений на фабриках и заводах. К началу революции в России насчитывалось около 400 фабрик и заводов, находившихся под защитой установок пожаротушения. После революции производство было налажено на заводе «Русский спринклер».[5] Спринклеры представляли более или менее точное, в смысле размеров отдельных частей, общей конструкции и материалов, воспроизведение спринклеров системы «Гриннель», типа «Матер и Плат», модели 1913—1914 года, отличаясь от последних спринклеров лишь следующими деталями:

  • в спринклерах этого типа применяется свинцовая прокладка на варёном масле;
  • разбрызгивающая розетка имеет несколько менее острый наклон зубцов к своей плоскости и немного более по диаметру;
  • стеклянный клапан шлифованный, с фаской;
  • спринклера имеют более высокую посадку розетки.[6]

В 1925 году завод «Русский спринклер» изготавливал 300 штук спринклеров в день. За период 1923… 1924 годов было изготовлено более 300 тысяч спринклеров. К производству спринклеров также приступило промышленное товарищество «Стерн».[7]

В течение некоторого времени некоторые из производителей спринклеров для удешевления конструкции использовали в качестве уплотнительного материала резиновые прокладки. При этом не было учтено, что с течением времени эластичные свойства резины ухудшаются, и может произойти потеря герметичности. Но самое страшное, что может произойти прилипание резины к уплотняемым поверхностям. Поэтому при пожаре, после разрушения термочувствительного элемента, крышка оросителя остается намертво приклеенной к корпусу и вода из оросителя не поступает. Такие случаи были зафиксированы при пожаре на многих объектах в США. После этого производителями была проведена широкомасштабная акция по отзыву и замене всех спринклеров с резиновыми уплотняющими кольцами. В Российской Федерации применение оросителей с резиновым уплотнением запрещено.[8]

Согласно статистическим данным в случае срабатывании спринклерной установки пожаротушения при пожаре, в 10…40 % случаев пожар был потушен одним спринклерным оросителем, в 80 % случаев пожар тушится при срабатывании не более 10 спринклерных оросителей. Исходя из этого, принимая во внимание площадь, защищаемую одним оросителем (12 м²), определяется площадь, для орошения которой необходим максимальный расход воды спринклерной установки. Для первой группы помещений площадь составляет 120 м²[9].

Обслуживание

Углубленный спринклерный ороситель

Систему пожаротушения необходимо постоянно поддерживать в рабочем состоянии. Оросители должны регулярно осматриваться на предмет отсутствия механических повреждений, коррозии, повреждения покрытия, преград орошению. Поврежденные оросители подлежат замене. Даже небольшие протечки требуют немедленной замены оросителя. Для этого следует иметь арсенал запасных оросителей и постоянно пополнять его.

Спринклерные оросители, которые подверглись тепловому воздействию продуктов сгорания, превышающему значения предельно допустимой рабочей температуры, подлежат обязательной замене.

Сработавшие спринклерные оросители ремонту и повторному использованию не подлежат. Их надо заменить на новые оросители.

Температуру срабатывания спринклеров можно определить по цвету колбы

Перед заменой установленных оросителей необходимо отключить систему пожаротушения, полностью сбросить давление в трубопроводе, слить воду для водозаполненных систем либо спустить воздух для сухотрубных. Затем следует демонтировать старый ороситель и установить новый, предварительно убедившись в том, что его конструкция, температура и время срабатывания соответствуют указанным в проекте. После замены оросителей следует установить систему пожаротушения в дежурный режим.

Срок службы оросителей составляет 10 лет с даты выпуска. По истечении этого срока оросители подлежат испытаниям или замене.

Литература

ГОСТ Р 51043-2002 Установки водяного и пенного пожаротушения автоматические. Оросители. Общие технические требования. Методы испытаний

См. также

Примечания

Что такое пожарный спринклер (ороситель): область применения