Способ и система для тушения пожара - RU2317834C2
Код документа: RU2317834C2
Чертежи
Описание
Область техники
Настоящее изобретение относится к способу, как определено в преамбуле п. 1 формулы изобретения, предназначенному для тушения пожара в некотором пространстве, главным образом в туннеле или аналогичном пространстве, причем согласно заявленному способу огнегасительную среду распыляют в пространстве посредством распылительных головок.
Изобретение также относится к устройству пожаротушения, как определено в преамбуле п. 11 формулы изобретения.
Предшествующий уровень техники
В последнее время стала актуальной проблема пожаротушения в туннелях, в частности в автомобильных и железнодорожных туннелях и подобных им пространствах. Несколько разрушительных пожаров произошло в туннелях, не имеющих никаких постоянных систем пожаротушения. В качестве традиционных систем пожаротушения используются спринклерные системы либо зонально запускаемые системы распыления. В спринклерных системах спринклеры запускаются индивидуально под действием тепла. В применении к туннелям они сопряжены с проблемой, связанной с тем, что вследствие быстрого распространения горячих газов запускается очень большое количество спринклеров даже вдали от фактического очага пожара. Поэтому размеры насоса и соответственно размеры трубы должны быть сконструированы для такой большой площади, что система может стать практически невыполнимой. В зонально запускаемой системе туннель разделен на зоны, и когда из зоны получают сигнал, основанный на обнаружении пожара, запускается вся зона. Проблема, связанная с этими системами, заключается в том, каким образом локализовать правильную зону. Вследствие быстрого распространения дыма и тепла сигналы могут быть получены от многочисленных неправильных зон, что снова приводит к проблеме задания размера. Поэтому большинство исследований в последнее время было посвящено специальной области разработки новых и точных систем обнаружения.
Проблема, с которой приходится сталкиваться при реализации традиционных решений, заключается в сложности направления мощности пожаротушения автоматического противопожарного оборудования в требуемую область, то есть в область пожара. В туннелях всегда имеется сильный воздушный поток либо вследствие естественной вентиляции, либо - в более общем смысле - производимый принудительной вентиляцией. Горячие газообразные продукты горения поднимаются и быстро уносятся по туннелю от фактической области пожара. Поэтому индивидуально активизируемые теплом спринклеры традиционных спринклерных систем запускаются на очень большой площади. Функциональная возможность системы пожаротушения вскоре превышается, и мощность наиболее эффективного пожаротушения может прикладываться даже к неправильно выбранной области, в которой вообще отсутствует очаг пожара. Задание размеров системы для такой большой области практически ведет к нереальным количествам воды и размерам труб. В качестве альтернативы система может быть запущена на всей зоне одновременно, но для выбора правильной зоны необходимо иметь усовершенствованную систему обнаружения в дополнение к системе пожаротушения. Указанные проблемы достаточно эффективно устраняются в устройстве, раскрытом в описании изобретения WO 0126742 (патент Финляндии № 108216). Задачей настоящего изобретения является дальнейшее усовершенствование способа и системы согласно решению по известному уровню техники, особенно в связи с пожаротушением в туннелях.
Раскрытие изобретения
Задача настоящего изобретения заключается в получении решения принципиально нового типа, которое делает возможным фокусировать мощность пожаротушения системы пожаротушения на фактической области пожара, либо не прибегая к отдельной системе обнаружения, либо используя менее чувствительную, а поэтому менее дорогостоящую систему обнаружения. Для такой системы пожаротушения можно задавать такие размеры, что она будет практически выполнима. Другая задача изобретения заключается в получении эффективной системы пожаротушения, применяемой при тушении пожаров, возникающих в туннелях.
Изобретение основано на концепции, которая подразумевает, что в начале действия пожаротушения через туннель формировалась завеса или завесы из огнегасительной среды, и, по меньшей мере, некоторые из распылительных головок предпочтительно с обеих сторон от завесы из огнегасительной среды приводились в положение готовности. Завеса ограничивает поток горячих газов в туннеле и в достаточной мере охлаждает их для того, чтобы гарантировать, что, если в состоянии готовности находится "неправильная" зона, предпочтительно ни одна из активизируемых теплом распылительных головок не будет запущена. Как только будет выбрана "правильная" зона, тепло, выделяемое огнем, начнет запуск распылительных головок непосредственно в области пожара и поблизости от него. Правильная зона выбирается автоматически. Сначала могут быть запущены одна или более завес из огнегасительной среды в неправильной зоне, но количество воды, производимой ими, является незначительным по сравнению с количеством воды в правильной зоне. Завеса из огнегасительной среды и связанная зона могут быть активизированы либо активизируемым теплом запускающим средством типа ампулы, либо на основе отдельной системы обнаружения.
Поставленная задача решается тем, что в способе согласно изобретению на первом этапе поток горячих газов, производимых пожаром, подвергают воздействию посредством распыления в пространстве огнегасительной среды, создавая в пространстве, по меньшей мере, одну завесу из огнегасительной среды, и предварительно активизируют, по меньшей мере, некоторые распылительные головки в пространстве до достижения ими состояния готовности, а на втором этапе активизируют, по меньшей мере, одну распылительную головку для распыления огнегасительной среды.
Целесообразно, чтобы на первом этапе завесу из огнегасительной среды формировали по существу в поперечном направлении относительно пространства.
Целесообразно также, чтобы завесу из огнегасительной среды формировали посредством распылительных головок, размещенных в поперечном направлении относительно пространства.
Предпочтительно, чтобы при предварительной активизации распылительных головок в состояние готовности сбрасывалось защитное средство, предохраняющее, по меньшей мере, одну форсунку и/или активизируемое теплом запускающее средство распылительной головки.
Предпочтительно также, чтобы пространство было разделено на зоны.
Полезно, чтобы пространство было разделено на зоны пожара, и в каждой из упомянутых зон была сформирована, по меньшей мере, одна завеса из огнегасительной среды, когда необходимо, и, по меньшей мере, некоторые из распылительных головок в рассматриваемой зоне пожара предварительно активизировались в состояние готовности либо вручную, либо на основании сигнала, выданного датчиком пожарной сигнализации.
Полезно также, чтобы используемая огнегасительная среда представляла собой водную жидкость и/или смесь водной жидкости и газа.
Предпочтительно, чтобы через распылительные головки распылялся туман из огнегасительной среды, главным образом водяной туман.
Предпочтительно также, чтобы огнегасительная среда распылялась под высоким давлением, предпочтительно составляющим 10-300 бар.
Целесообразно, чтобы смежные зоны пожара были сформированы с возможностью их частичного перекрытия, по меньшей мере, в их краевых областях.
Поставленная задача решается также тем, что устройство по изобретению содержит первые форсунки предпочтительно в первых распылительных головках для создания в пространстве, по меньшей мере, одной завесы из огнегасительной среды и множество распылительных головок, содержащих предохранительное средство типа предохранительного колпачка для защиты, по меньшей мере, одной форсунки и/или активизируемого теплом запускающего средства распылительной головки, причем упомянутое устройство приводится в действие поэтапно, при этом на первом этапе формируется, по меньшей мере, одна завеса из огнегасительной среды предпочтительно посредством первых форсунок первых распылительных головок, а множество вторых распылительных головок предварительно активизируются, сбрасывая защитный элемент, закрывающий форсунку и/или активизируемое теплом запускающее средство, а на втором этапе активизируется одна или более из числа вторых распылительных головок для распыления огнегасительной среды.
Целесообразно, чтобы форсунки, используемые для формирования завесы из огнегасительной среды, были расположены для формирования завесы из огнегасительной среды по существу в поперечном направлении относительно пространства.
Целесообразно также, чтобы в неактивизированном состоянии распылительные головки были снабжены защитными элементами, предохраняющими, по меньшей мере, одну форсунку и/или активизируемое теплом запускающее средство распылительной головки.
Предпочтительно, чтобы устройство было разделено на несколько зон пожара.
Предпочтительно также, чтобы устройство было разделено на несколько зон пожара посредством вентильных элементов и/или контрольных клапанов.
Полезно, чтобы устройство содержало, по меньшей мере, один датчик для обнаружения пожара.
Полезно также, чтобы устройство содержало распылительные головки, расположенные в краевых областях пространства.
Целесообразно, чтобы, по меньшей мере, распылительные головки, расположенные в краевых областях, были размещены на высоте 3-5 м от уровня пола пространства.
Изобретение имеет множество существенных преимуществ. Благодаря использованию решения по изобретению систему пожаротушения можно сконструировать более точно, поскольку возникновение запуска распылительных головок в неправильной зоне либо полностью предотвращается, либо, по меньшей мере, снижается до минимума. Благодаря созданию завесы из огнегасительной среды производится эффективное охлаждение в пространстве, и распространение горячих газов ограничивается. Кроме того, когда распылительные головки предварительно активизируются, и сбрасывается предохранительное средство, закрывающее активизируемое теплом запускающее средство вторых распылительных головок, возможность ложного запуска снижается до минимума. Завеса из огнегасительной среды дополнительно снижает возможность ложного запуска следующих завес и связанных зон. При использовании активизируемого теплом запускающего средства во вторых распылительных головках действие пожаротушения системы пожаротушения по изобретению можно применять непосредственно к области пожара.
Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретение поясняется описанием примера его осуществления со ссылкой на фигуры чертежей, в числе которых
фиг. 1 представляет собой схематичный вид в плане части устройства, показанного на фиг. 2,
фиг. 2 представляет собой устройство согласно изобретению, размещенное в туннеле.
Лучший вариант осуществления изобретения
Фиг. 1 и 2 представляют решение согласно изобретению, в частности, в контексте туннеля 100. На чертежах показана часть системы пожаротушения в туннеле в упрощенной и схематичной форме. Система обычно содержит насосный агрегат 1 и трубопровод 3, по которому огнегасительная среда, нагнетаемая насосом, подается в систему трубопроводов туннеля, когда система активизирована. На фиг.1 система трубопроводов содержит два магистральных трубопровода 8 и между ними центральный магистральный трубопровод 10. Фиг.1 представляет систему в схематичном виде в плане. Между магистральными трубопроводами 8 сформирована, по меньшей мере, одна поперечная труба 5, которая предпочтительно соединяет друг с другом магистральные трубопроводы, а также возможный центральный магистральный трубопровод 10. Поперечная труба 5 снабжена первыми распылительными головками 6, которые в активизированном состоянии главным образом предназначены для образования завесы 7 из огнегасительной среды, обычно завесы из водной огнегасительной среды, в поперечном направлении относительно туннеля. Первыми распылительными головками могут быть, например, распылительные головки, как представлено на фиг. 5 в описании изобретения WO 0126742, которые снабжены предохранительным средством, закрывающим, по меньшей мере, одну форсунку распылительной головки в неактивизированном состоянии. Предохранительное средство типа предохранительного колпачка сбрасывается, когда распылительная головка 6 активизируется.
В качестве трубопроводов 3 и 8 обычно используют влажные трубы, содержащие огнегасительную среду, в частности воду. Форсунки 6 в поперечной трубе 5, которые производят завесу из огнегасительной среды, обычно представляют собой открытые форсунки. В неактивизированном состоянии поперечная труба 5, 5' отделена от трубопроводов 8 посредством вентильных элементов 16, 16', например вентилей с электромагнитным управлением. Вентили 16, 16' открываются либо на основании обнаружения пожара, например, элементом 17 датчика, либо посредством использования вентильных элементов 16, 16', состоящих из специальных активизируемых теплом управляющих клапанов.
Согласно фиг. 1 можно предположить, что сигнал был получен от датчика 17 в зоне 4 пожара. Это заставляет открыться вентильные элементы 16, позволяя огнегасительной среде течь в поперечный трубопровод 5. Поскольку насос в насосном агрегате 1 нагнетает огнегасительную среду в трубопровод 3, огнегасительная среда течет в поперечный трубопровод 5, где предохранительные колпачки распылительных головок 6 сбрасываются, и распылительные головки 6 начинают распыление огнегасительной среды, формируя поперечную завесу 7 из огнегасительной среды, главным образом завесу тумана из огнегасительной среды. Вместо распылительных головок, производящих завесу из огнегасительной среды, или в дополнение к ним во время первого этапа также можно активизировать другие распылительные головки 13 в зависимости от применения. На фиг. 1 имеются распылительные головки 13, размещенные на центральном трубопроводе 10. В то же самое время система предварительно активизируется, и сбрасываются, по меньшей мере, некоторые из защитных элементов, таких как предохранительные колпачки вторых распылительных головок 11, 12. Защитный элемент закрывает, по меньшей мере, одну форсунку и/или активизируемое теплом запускающее средство распылительной головки. Вторые распылительные головки 11, 12 обычно содержат активизируемый теплом запускающий элемент, который освобождает распылительную головку, чтобы производить распыление огнегасительной среды. Второй распылительной головкой 11, 12, обеспеченной предохранительным средством, может быть, например, распылительная головка или головка спринклера, обеспеченная активизируемым теплом запускающим средством, как представлено на фиг. 1-4 в описании изобретения WO 0126742. В решении, представленном на фиг.1, трубопроводы 8, помещенные в краевых областях пространства, обеспечены вторыми распылительными головками 11, защитный элемент которых сбрасывается под действием сигнала, получаемого через шину 9 управления. Сигнал может быть, например, гидравлическим или пневматическим. Распылительная головка, которая использует гидравлический или пневматический сигнал для освобождения от защитного элемента, также представлена, например, в описании изобретения WO 0126742. В решении, представленном на фиг. 1, когда вентильные элементы 16 открыты, жидкость также впускается в шину 9 управления, вызывая предварительное активизирование вторых распылительных головок 11 в зоне 4 пожара. Когда вторые распылительные головки 11, 12 предварительно активизируются посредством удаления защитного элемента, закрывающего активизируемое теплом запускающее средство, система пожаротушения в зоне 4 пожара находится в активизированном состоянии готовности. Распылительные головки 6, размещенные в поперечном направлении зоны пожара, теперь распыляют поперечную завесу 7 из огнегасительной среды, а предварительно активизированные вторые распылительные головки 11, 12, находящиеся в состоянии готовности, готовы к распылению огнегасительной среды, как только температура вокруг них станет достаточно высокой. Активизируемым теплом запускающим средством обычно может быть, например, ампула, выполненная с возможностью разбиваться, когда температура превышает предварительно определенную величину. Также известно другое запускающее средство, которое можно применять в зависимости от варианта осуществления. В настоящем изобретении в дополнение к распылительным головкам, как раскрыто в описании изобретения WO 0126742, также возможно использовать другие распылительные головки, обеспечиваемые защитным средством. Первые распылительные головки можно даже реализовать без защитных элементов, но в условиях, сопряженных с загрязнением, в частности в автомобильных или железнодорожных туннелях, использование распылительных головок без защитных элементов нежелательно.
Таким образом, решение по изобретению также касается способа тушения пожара в пространстве главным образом в туннеле или эквивалентном пространстве, в котором огнегасительную среду распыляют в пространстве через распылительные головки. На первом этапе способа поток горячих газов, производимых пожаром, подвергается воздействию посредством распыления огнегасительной среды в пространство главным образом посредством образования в пространстве, по меньшей мере, одной завесы 7 из огнегасительной среды, и, по меньшей мере, часть распылительных головок 11, 12 в пространстве предварительно активизируется в состояние готовности, а на втором этапе активизируется, по меньшей мере, одна распылительная головка, чтобы производить распыление огнегасительной среды. На первом этапе завесу из огнегасительной среды 7 формируют в основном в поперечном направлении относительно пространства. Завесу 7 из огнегасительной среды производят посредством распылительных головок 6, которые расположены в поперечном направлении относительно пространства. Когда распылительные головки 11, 12 должны быть предварительно активизированы в состояние готовности, защитное средство, по меньшей мере, одной форсунки и/или активизируемого теплом запускающего средства распылительной головки сбрасывается. С одной стороны, защитное средство предохраняет форсунки и/или активизируемое теплом запускающее средство от загрязнений и/или механических повреждений, а с другой стороны, от тепла, предотвращая запуск неактивизированной распылительной головки. Согласно способу пространство разделено на зоны 4 пожара. В зоне 4 пожара формируют, по меньшей мере, одну завесу 7 из огнегасительной среды, когда необходимо, и, по меньшей мере, часть распылительных головок 11, 12 в рассматриваемой зоне пожара предварительно активизируются в состояние готовности либо вручную, либо на основании сигнала, поданного датчиком пожарной сигнализации. Соседние зоны пожара формируют таким образом, что они частично перекрываются, по меньшей мере, в их краевых областях.
Используемая огнегасительная среда обычно представляет собой водную жидкость и/или смесь водной жидкости и газа. Через распылительные головки распыляется туман из огнегасительной среды, обычно водяной туман. Размер капелек (Dv90) тумана из огнегасительной среды обычно бывает меньше 400 мкм, предпочтительно меньше 300 мкм, наиболее предпочтительно меньше 200 мкм.
Огнегасительная среда распыляется под высоким давлением предпочтительно 10-300 бар. Давление в трубопроводе обычно составляет более 30 бар, предпочтительно более 50 бар, наиболее предпочтительно более 70 бар. Согласно способу обычно используют насосный агрегат с насосом постоянного давления.
Устройство согласно изобретению для тушения пожара в пространстве, главным образом в туннеле или аналогичном пространстве, содержит распылительные головки, размещенные в пространстве, и систему труб для подачи огнегасительной среды в распылительные головки. Устройство содержит первые форсунки, предпочтительно установленные на первых распылительных головках 6, для формирования, по меньшей мере, одной завесы из огнегасительной среды 7 в пространстве, и множество распылительных головок 6, 11, 12, обеспеченных защитным элементом типа предохранительного колпачка для защиты, по меньшей мере, одной форсунки и/или активизируемого теплом запускающего средства распылительной головки, причем упомянутое устройство используется поэтапным образом, где на первом этапе формируют, по меньшей мере, одну завесу 7 из огнегасительной среды предпочтительно посредством первых форсунок первых распылительных головок 6, а множество вторых распылительных головок 11, 12 предварительно активизируется путем освобождения от защитного элемента, закрывающего форсунку и/или активизируемое теплом запускающее средство, а на втором этапе активизируются одна или более из вторых распылительных головок 11, 12 для распыления огнегасительной среды. Форсунки, используемые для формирования завесы из огнегасительной среды, расположены с возможностью формирования завесы из огнегасительной среды по существу в поперечном направлении относительно пространства. В неактивизированном состоянии распылительные головки 6, 11, 12 снабжены защитными элементами, предохраняющими, по меньшей мере, одну форсунку и/или активизируемое теплом запускающее средство распылительной головки.
Устройство разделено на несколько зон 4 пожара посредством вентильных элементов 16, 16' и контрольных клапанов 14, 15. Устройство содержит, по меньшей мере, один, предпочтительно несколько датчиков 17 для обнаружения пожара.
Устройство содержит распылительные головки 11, расположенные в краевых областях пространства. По меньшей мере, распылительные головки 11, расположенные в краевых областях, обычно размещают на высоте 3-5 м от уровня пола пространства. В варианте осуществления, иллюстрируемом на чертеже, устройство также содержит распылительные головки 12, расположенные в центральной области пространства, которые установлены на центральном магистральном трубопроводе 10. Устройство можно приспосабливать в соответствии с каждым местом применения таким образом, чтобы, например, количество смежных магистральных трубопроводов в системе труб и расстояния между распылительными головками можно было изменять. Вместо распылительных головок 6, используемых для формирования завесы из огнегасительной среды, и/или в дополнение к ним устройство может содержать распылительные головки 13, которые активизируют, чтобы производить распыление огнегасительной среды во время первого этапа.
Решение по изобретению особенно выгодно применять в туннелях. В этом случае система обычно содержит многочисленные последовательные зоны 4 пожара. Зоны пожара формируют, например посредством вентилей 16, 16' и контрольных клапанов 14, 15. В случае пожара, например, в результате сигнала, полученного от датчика 17 пожарной сигнализации, обычно активизируются несколько зон 4 пожара на первом этапе, во время которого формируются завесы 7 из огнегасительной среды, и предварительно активизируются распылительные головки 11, 12. Фактически точно сфокусированное действие пожаротушения начинается только после того, как, по меньшей мере, одна из вторых распылительных головок активизирована, чтобы производить распыление огнегасительной среды. Распылительные головки могут быть предварительно активизированы на одной первой стороне или на одной второй стороне от завесы из огнегасительной среды или с обеих сторон от завесы из огнегасительной среды. Если во время первого этапа формируются несколько завес из огнегасительной среды, предварительное активизирование распылительных головок может выполняться, например, в области между завесами из огнегасительной среды. Естественно это зависит от того, как зоны пожара сформированы в пространстве, и в случае множества зон пожара в тех из зон, в которых было произведено предварительное активизирование. В типичном случае таким образом возможно, чтобы в пространстве типа туннеля предварительно активизировались несколько зон, но запускание распылительных головок во время второго этапа обычно происходит только в области пожара.
В решении по изобретению обычно используются собственные распылительные головки заявителя, которые способны создавать струю огнегасительной среды, имеющую хорошую способность проникновения в область пожара.
Специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что изобретение не ограничено описанными выше вариантами осуществления, но что оно может быть видоизменено в пределах объема притязаний формулы изобретения, представленной ниже. В описании несколько отличительных признаков иногда использовались в комбинации. В связи с изобретением признаки также можно использовать отдельно друг от друга.
Реферат
Способ тушения пожара в пространстве, главным образом в туннеле или эквивалентном пространстве, согласно которому огнегасительную среду распыляют в пространстве посредством распылительных головок. На первом этапе способа поток и повышенную температуру горячих газов, производимых пожаром, подвергают воздействию посредством распыления огнегасительной среды в пространство, главным образом создавая в пространстве, по меньшей мере, одну завесу из огнегасительной среды, и, по меньшей мере, некоторые распылительные головки в пространстве предварительно активизируются в состояние готовности, а на втором этапе, по меньшей мере, одна распылительная головка активизируется для распыления огнегасительной среды. Изобретение также относится к устройству, обеспечивает получение эффективной системы пожаротушения и делает возможным фокусировать мощность пожаротушения системы пожаротушения на фактической области пожара. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 2 ил.
