Синхрон С ООД

Пожарна защита и сигурност

Synchron S logo 25years bg

 

Тел.: 02/ 944 14 04

Моб. тел.: 0884 852 708

E-mail: synchron-s@synchron-s.com

Системи с водна мъгла - устойчива технология в противопожарната индустрия (ЧАСТ 1)

(Синхрон-С, Септември 2020 г.)
Системите с водна мъгла - устойчива технология в противопожарната индустрия (ЧАСТ 1).

Използването на системите с водна мъгла като съвременна устойчива технология в противопожарната индустрия бележи значителен ръст през последните две десетилетия. Системите с водна мъгла предлагат значителни предимства в сравнение с конвенционалните системи за противопожарна защита - използват по-малко вода от традиционните спринклерни системи, причиняват по-малко щети на материални активи с висока стойност, а също така са икономически изгодна и екологична технология за пожарогасене. И все пак, когато става въпрос за пожарогасене на основата на гасителния агент вода, първоначално се сещаме за тадиционните спринклерни системи.

Спринклерната технологията е стабилна и надеждна, доказала е ефективността си в практиката повече от сто години. Спринклерните системи могат да осигурят защита в цялата сграда, но те не осигуряват триизмерна защита, каквато новата технология с водна мъгла предлага, и обикновено са предназначени само да контролират пожара, защитавайки конструкцията на сградата и безопасността на хората. Освен това, времето за реакция на спринклерите в случай на пожар е сравнително дълго, а водата, генерирана през спринклерите, е в значително количество.

Значителният разход на вода – това е основният недостатък на спринклерната технология. Той води не само до ненужно изразходване на воден ресурс и сложна инфраструктура за водоснабдяване, но също така увеличава риска от повреда на имущество и оборудване повече от самия пожар. Спринклерната технология е отдавна стандартизирана и индустрията забранява оптимизиране на използването на вода. Това естествено води до развитие на технологията с водна мъгла като устойчива алтернатива в противопожарната индустрия с множество подобрени показатели за ефективност, безопасност, екологичност и приложимост.

Water Mist Fire Protection 1


КАКВО ПРЕДСТАВЛЯВА ВОДНАТА МЪГЛА?

Разпръскването на вода във вид на много фини капки с микроразмер образува водна мъгла с голям обем, а процесът се нарича атомизация на водата. Водната мъгла се определя с размер на капчките по-малък от един милиметър (1 мм). Съгласно международните стандарти в противопожарната индустрия, водната мъгла представлява атомизирана вода, в чийто обем 99% от водните капки са с размер по-малък от 1 мм (1000 микрона). Тази стойност е изчислена за минимално работно налягане и разстояние 1 метър от дюзите. Размерът на капчките е резултат от налягането на водата и вида на използваната дюза за разпръскване. Като цяло могат да бъдат определени три основни типа водна мъгла - с размери на капките от 10 до 200 микрона, от 200 до 350 микрона и над 350 микрона (Фиг.1).

 Water Mist Droplets Fire Protection
Фиг. 1


КАКВО ПРЕДСТАВЛЯВА ТЕХНОЛОГИЯТА ЗА ПОЖАРОГАСЕНЕ С ВОДНА МЪГЛА?

Технологията за пожарогасене с водна мъгла е сравнително нова технология, разработена първоначално за приложения в морски плавателни съдове, където ниската консумацията на вода е съществено изискване към противопожарната система.

Новата технология споделя много прилики с познатите спринклерни системи. И двете технологии използват вода като гасителен агент, тръбна мрежа за дистрибуция на водата, зонови вентили и разпръскващи дюзи, монтирани на таван или стена. За разлика обаче технологията с водна мъгла се основава на използването на много по-малко количество вода, съставена от много повече капки с много по-макки размери. Основна причина за това е разликата в работното налягане при двете технологии. Докато спринклерните системи обикновено работят при налягане до 12 бара, системите с водна мъгла работят в широк диапазон до 200 бара. Така че, спринклерната система произвежда капки с типичен диаметър 1 мм и повече, а системите за водна мъгла произвеждат капки вода с типичен диаметър 0,1 мм.

Защо размерът на капките има значение?

Колкото по-малки са капките, толкова по-висока е скоростта на пренос на топлина и следователно получава се по-бързо охлаждане и потушаване на огъня. Освен това, колкото по-малка е капката, толкова по-бавно пада от тавана до пода, по-дълго време остава във въздуха и следователно има повече време за взаимодействие с топлината и дима от огъня. Това прави технологията с водната мъгла много ефективна при борба с огъня. Системите с водна мъгла обикновено консумират до 90% по-малко вода в сравнение със спринклерните системи, благодарение на което щетите след гасене са минимални, а инфраструктурата за пренос и съхранение на вода като резервоари, помпи и тръби е значително облекчена.

 КАК РАБОТИ ТЕХНОЛОГИЯТА ЗА ПОЖАРОГАСЕНЕ С ВОДНА МЪГЛА?

За да се обясни работата на системите с водна мъгла, необходимо е да се изясни как възникват пожарите. За да има горене, четири неща трябва да съществуват едновременно: горим материал / вещество, топлина, кислород и химическа реакция (Фиг. 2).

Fire Protection triangle tetraeder

 Фиг. 2

Първите три елемента често са наричани „огнен триъгълник“. Добавянето на четвъртия елемент (химическата реакция) образува т.нар. „огнен тетраедър“. Премахването на който и да е от тези елементи ще доведе до гасене на огъня, а прекъсването или отслабването на един от тези елементи ще доведе до контрол или потискане на пожара. Водната мъгла отнема един или повече елементи от огнения тетраедър.

Как действа водната мъгла?

Водната мъгла „се справя“ с огъня чрез намаляване на топлината, изместване на кислорода и контролиране на източника на гориво. Ключът към ефективността на технологията с водна мъгла е дизайнът на дюзата заедно с установените критерии за налягане за създаване на мъгла от много малки водни капки. Малките капки поглъщат топлината по-бързо от големите капки поради по-голямото съотношение повърхност към маса. Водата във вид на мъгла от много малки капки, има по-голям обем и по-голяма повърхност от същото количество вода, съставена от по-големи капки. В резултат на това се получава бързо поглъщане на топлина и бързо изпарение на най-малките капки, което води до бързо охлаждане и изместване на кислорода.

Когато водните капки абсорбират достатъчно топлина, те се изпаряват бързо, създава се инертна среда с голям обем и това отнема кислорода от зоната на горене, нарушавайки огнения тетраедър. Малките водни капки остават дълго във въздуха и запълват цялото пространство, в резултат на което въздухът, който поддържа огъня, се насища с тези капки продължително време, получава се изпарение и изтласкване на кислорода до момента, в който не е възможно повторно запалване. Водната мъгла също помага за предварително намокряне и блокиране на преноса на топлина към съседните горими материали/вещества, намалявайки риска от разпространие и разрастване на пожара.

Този триизмерен гасителен ефект – охлаждане, отнемане на кислорода и блокиране преноса на топлина – определя високата гасителна ефективност и бързина на технологията с водна мъгла и изключителната ефикасност на системите, базирани на тази технология. Това означава, че водната мъгла може да се използва за борба с пожари, там където обикновената вода не би била най-подходящият или най-ефективният агент.


КАК РАБОТЯТ СИСТЕМИТЕ ЗА ПОЖАРОГАСЕНЕ С ВОДНА МЪГЛА?

Системите за пожарогасене с водна мъгла са фиксирани автоматични системи за противопожарна защита. Те включват компоненти за детекция, активиране, водоснабдяване, водоподаване и атомизация на водата. Целта на системите с водна мъгла е да генерира, дастави и поддържа подходяща концентрация (плътност) от водни капки, достатъчни за защитата на съответния пожарен риск.

Системите с водна мъгла осигуряват триизмерна защита срещу пожар – несравнимо подобрена характеристика спрямо традиционната спринклерна технология.

При задействане на системата в случай на пожар водната мъгла отнема топлината и кислорода от горящата зона. Резултатът е контрол, потискане и погасяване на огъня. В зоната, където огънят и водната мъгла си взаимодействат се наблюдава понижаване на температурата, намаляване на излъчваната топлина и редуциране на кислородната концентрация до такава степен, че по-нататъшното поддържане на горенето става невъзможно.

Тези три явления са в основата на работата на системите с водна мъгла и могат да бъдат дефинирани като триизмерна защита срещу пожар по следния начин:

1) Погасяване на пожара
Рязко намаляване на скоростта на отделяне на топлина, което води до тотално елиминиране на всякакъв вид пожар – пламъчен или тлеещ.

2) Потискане на пожара
По-слабо, но стабилно и постоянно намаляване на скоростта на отделяне на топлина, което води до контролиране нивата на горене.

3) Контролиране на пожара
Ограничаване разрастването на пожара и защита на конструкцията (чрез охлаждане на предметите, поглъщане на отделените газове при горенето и/или предварително овлажняване на съседни запалими материали)

Вследствие на тези уникални характеристики на технологията, съществуват два типа стратегия за защита от пожар посредством системите с водна мъгла, които могат да бъдат дефинирани по следния начин:

1) Системи с водна мъгла за локално приложение или системи за защита на отделни обекти или специфични зони.
Тези системи се проектират за директно въздействие върху защитавания обект или зона. Те могат да бъдат инсталирани в затворени съоръжения, отделни обекти или специфични зони в сгради или на открити пространства. (Типичен пример са генератори в електроцентрали, фритюрници в обществени кухни и др.).

2) Системи с водна мъгла за общо приложение или системи за защита в целия обем.
Тези системи се проектират за тотална защита от пожар на затворени пространства, обикновено предварително определени помещения или стаи. (Типичен пример са производствени помещения в химически заводи, контролни зали в електроцентрали, сървърни помещения и др.).

Друга категоризация на системите с водна мъгла може да бъде направена съгласно компонентите, които се използват, по следния начин:

1) Гасителен агент
Питейна вода, морска вода, дейонизирана вода, вода с антифриз, вода с добавки, вода с инертен газ.

2) Детекция
Автоматични дюзи с термочувствителен елемент, детектори за много ранно откриване на пожар, актуатори, контролни панели.

3) Атомизация
Дюзи и отвори с единична и двойна флуидна система и съгласно различните установени критерии за ниско, средно и високо налягане.

4) Доставка на вода
Системи с мокри тръби, системи със сухи тръби, системи с предварително действие, заливни системи, тръби от неръждаема стомана или пластмаса.

5) Захранване с вода
Съд за съхранение (резервоар или бутилки), помпи.

Проектирането на системите с водна мъгла изисква определяне на дебита, налягането на дюзите, размера на тръбите, площта или обема, защитавани от всяка дюза, плътността на освобождаваната водна мъгла, броя и вида на дюзите, както и разположението на дюзите в конкретния обект.

В зависимост от налягането, при което работят системите, съществуват три основни вида системи с водна мъгла:
- Ниско налягане (до 12,5 бара)
- Междинно налягане (от 12,5 до 35 бара)
- Високо налягане (над 35 бара до 200 бара).

Всяка от тези категории системи покриват различни опасности от пожар и всяка от тях изисква специфични критерии за проектиране и изчисление. Всяка от трите системи работят с различни специално проектирани дюзи, отговарящи на съответните критериите за налягане. С увеличаване на налягането в системата размерът на капките намалява. Системата с високо налягане произвежда много по-фини капки с размер по-малък от 50 микрона и използва по-малки размери на тръбите в сравнение със системите с ниско и средно налягане.

За всяка от трите категории системи с водна мъгла могат да бъдат приложени различни конфигурации в зависимост от защитавания пожарен риск:

1) Автоматични системи за пожарогасене с водна мъгла
Тези системи използват дюзи с термичен елемент, който не позволява изпускането на вода преди активиране на системата. Дюзите са монтирани към тръбна мрежа, свързана към водоснабдяване под налягане. Когато е изложен на определена висока температура, получена при пожар, за определен период от време, термичният елемент се задейства и позволява на водата да изтече през дюзата. Дюзите могат да бъдат монтирани към система тип „мокри тръби“ или система тип „сухи тръби“. В единия случай дюзите са монтирани към тръбна мрежа, съдържаща вода, а при втория случай – към тръбна мрежа, пълна със сгъстен въздух. Системата „сухи тръби“ може да бъде с предварително действие, като в този случай се инсталира допълнителна система за детекция на пожар чрез откриване на дим или пламък. Задействането на системата за откриване ще позволи на водата да запълни тръбната мрежа. Независимо от типа на системата, водата се изпуска в защитената зона само през дюзите, на които термочувствителният елемент е сработил.

2) Заливни системи за пожарогасене с водна мъгла
Тези системи използват отворени изпускателни дюзи (без термичен елемент), монтирани към тръбна мрежа, която е свързана чрез вентил към водоснабдяване под налягане. Вентилът се управлява механично или посредством автоматична система за детекция на пожара. Когато системата за детекция се активира, изпраща електронен сигнал към контролен панел, който от своя страна изпраща сигнал за отваряне на изпускателния вентил. Когато вентилът е отворен, водата влиза в системата и осигурява вода за всички дюзи, свързани към изпускателния вентил. Това осигурява защита в съответната зона, като най-често се прилага в затворени пространства с машини, турбини и друго критично оборудване. Общото наименование на този вид системи е с общо или „обемно“ приложение. Когато помещението е с обем, който не позволява цялостно решение, използва се система с „локално“ приложение.

 


Научете още за нашите решения в областта на противопожарната защита с водна мъгла и как можем да бъдем полезни за вас и вашия бизнес. Свържете се с нас на:

имейл: synchron-s@synchron-s.com
тел: 02/ 944 1404
или контактна форма

 

СИНХРОН-С ООД  © 2020 Всички права запазени