Пожарная безопасность объектов подземной инфраструктуры

М.В.Рукин
Член Комитета по безопасности Торгово-промышленной палаты РФ
Генеральный директор Компании «ЭРВИСТ»

Введение

В настоящей статье мы затронем некоторые вопросы безопасности объектов подземной инфраструктуры: тоннелей, коллекторов, кабельных шахт и подземных коммуникаций, с тем, чтобы руководство, инженерный персонал, проектировщики и непосредственные исполнители работ могли четко понимать все процессы и решения. Мы выражаем надежду на то, что приведенные данные в значительной степени помогут избежать ошибок, вызванных незнанием и человеческим фактором.

Некоторые аспекты обеспечения объектов подземной инфраструктуры

В современном обществе, которое характеризуется повышенной мобильностью и увеличением объема трафика, тоннели с высокой пропускной способностью и надежной огнезащитой имеют решающее значение. В последние годы проектируется и строится все большее число протяженных и сложных систем тоннелей; осуществляется модернизация существующих. При этом, важнейшей составной частью этих проектов является обеспечение пожарной безопасности. В общем случае, при проектировании подземных транспортных систем, основное внимание уделяется:

• - Созданию безопасных систем эвакуации.
• - Обеспечению минимального воздействия пожара на пространство вдоль эвакуационных проходов.
• - Созданию эффективных систем удаления дыма.
• - Интеграции систем электроснабжения.

Системы противопожарной защиты являются органичным элементом общей системы безопасности. А своевременное обнаружение возгораний – одной из ключевых задач.

Требования к пожарной безопасности объектов подземной инфраструктуры определяются федеральными, отраслевыми, а также внутрикорпоративными нормативами и правилами.

Основные из них:

• - Федеральный закон № 69-ФЗ от 21.12.1994 г. «О пожарной безопасности».
• - Федеральный закон № 123-ФЗ от 22.07.2008 г. «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».
• - Федеральный закон от N 116-ФЗ от 21.07.1997 «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».
• - Свод правил 3.13130.2009. Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре. Требования пожарной безопасности.
• - МЧС РФ. Методические рекомендации по тушению пожаров на объектах метрополитенов. Москва 2009.

Остальные важные документы приведены в списке литературы.

Объекты подземной инфраструктуры как предметы пожарной защиты

Состав и классификация

В целях понимания терминологии объектов рассмотрения в настоящей статье, приведем определения нормативного документа [1].

Автодорожный тоннель: Подземное (или подводное) инженерное сооружение, предназначенное для пропуска (проезда) автотранспортных средств в целях преодоления высотных или контурных препятствий.

Городской тоннель: Подземное инженерное сооружение для пропуска транспортных средств, расположенное в административных границах города.

Железнодорожный тоннель: Подземное протяженное инженерное сооружение, предназначенное для пропуска железнодорожного транспорта в целях преодоления высотных или контурных препятствий, в том числе и в городах.

Подводный тоннель: Капитальное подземное сооружение для обеспечения движения транспорта и (или) прокладки инженерных коммуникаций под водой.

Путепровод тоннельного типа: Тоннель с протяженностью перекрытой части менее 300 м, являющийся элементом транспортной развязки и предназначенный для движения транспортных средств.

Тоннельный переход: Комплекс сооружений для подземного (подводного) преодоления высотных либо контурных препятствий для движения автомобильного и железнодорожного транспорта.

Тоннель: Протяженное подземное (подводное) инженерное сооружение, предназначенное для транспортных целей, пропуска воды и прокладки инженерных коммуникаций, являющееся основным объектом тоннельного перехода.

Пожары и аварийные ситуации на объектах подземной инфраструктуры

В наших предыдущих статьях [2-6] мы достаточно подробно рассмотрели конкретные вопросы пожарной безопасности на различных промышленных объектах. В целом, общая характеристика пожаров и аварийных ситуаций на объектах подземной инфраструктуры вполне соответствует положениям, сформулированным ФГБУ ВНИИПО [7]:

Наиболее вероятными событиями, которые могут являться причинами пожароопасных ситуаций на объектах, считаются следующие:

• - выход параметров технологических процессов за критические значения, который вызван нарушением технологического регламента (например, перелив жидкости при сливоналивных операциях, разрушение оборудования вследствие превышения давления по технологическим причинам, появление источников зажигания в местах образования горючих газопаровоздушных смесей);
• - разгерметизация технологического оборудования, вызванная механическим (влияние повышенного или пониженного давления, динамических нагрузок и т. п.), температурным (влияние повышенных или пониженных температур) и агрессивным химическим (влияние кислородной, сероводородной, электрохимической и биохимической коррозии) воздействиями;
• - механическое повреждение оборудования в результате ошибок работника, падения предметов, некачественного проведения ремонтных и регламентных работ и т. п. (например, разгерметизация оборудования или выход из строя элементов его защиты в результате повреждения при ремонте или столкновения с железнодорожным или автомобильным транспортом).

В целом, для подземных тоннелей характерны следующие особенности:

• - Как правило, большая протяженность при ограниченном доступе. Во многих случаях состоят из нескольких сложных конструкций с большим количеством стыковочных узлов.
• - Высокие риски возникновения пожара в случае аварийных ситуаций и неисправностей транспортных средств.
• - Установленное в большом количестве оборудование с системами электроснабжения, проводкой – которые, как правило, находятся в скрытных и компактных местах.
• - Складские помещения, придорожные узлы связи, системы электроснабжения подвергаются рискам вандализма, воровства, незаконного проникновения и терроризма.
• - Происходит накопление горючих и токсичных газов, вызванное повседневной деятельностью, неисправным оборудованием или утечками газа из земли (естественными или в результате деятельности человека).
• - Возможность пожаров, вызванных трением в механическом оборудовании, которые могут быть усилены накоплениями масла и ветоши.
• - Большие риски возникновения пожаров в скрытых и пыльных неконтролируемых пространствах, а также в средствах транспорта без оператора (например, в автономных транспортных средствах.
• - Риски от бизнес-деятельности в прилегающих к тоннелям зданиях.

Для железнодорожных тоннелей:

• - Движение состава вызывает возникновение электрической дуги, которая может привести к воспламенению мусора, пищевых контейнеров и других горючих веществ, выброшенных пассажирами.
• - Наличие лифтов, эскалаторов и другого оборудования, имеющего составные электрические части, которое ежедневно интенсивно эксплуатируются, может вызвать механический или электрический пробой, который закончится пожаром.

Для автомобильных тоннелей:

• - Инциденты с участием автотранспортных средств. По данным статистики, автомобильные составляют около 17% от всех зарегистрированных пожаров.
• - Транспортировка горючих материалов, разливы топлива, масла на дороге.
• - Накопление горючего мусора вдоль проезжей части и внутри вентиляционных шахт, разливы топлива и масла на поверхности дороги.
• - Короткие замыкания, электрические неполадки в кабелях систем управления и питания.
• - Неисправности систем вентиляции и обработки воздуха.

Необходимо отметить тот факт, что все элементы подземной инфраструктуры могут быть объектами высокой степени воздействия от терроризма – до 40% от всех террористических актов в мире. При этом, отмечены комбинированные типы угроз - инциденты с пожаром (автомобильное топливо, перевозка горючих грузов, газов), взрывы (автомобильные бомбы, бомбы в грузовиках, кипящая жидкость с расширением объема - паровой взрыв), радиоактивные, химические, биологические атаки.

Обратим внимание также на взрывоопасность пожаров в бетонированных тоннелях. Пожары в тоннелях могут привести к высокому риску возникновения взрывного откалывания бетонированной обделки, в частности, для бетона с высоким содержанием влаги, например, торкреат, или для высокопрочного бетона, высокопрочного бетона с низкой проницаемостью. Взрывное скалывание происходит в интервале температур, при котором химически связанная вода выделяется из бетона. Для высокопрочных бетонов взрывное откалывание непосредственно связано с внутренним давлением, создаваемым во время попытки высвобождения химически связанной воды.

Перевозка опасных грузов оказывает существенное влияние на безопасность в тоннелях. Приведем некоторые данные [24]:

Пожары в тоннелях свидетельствуют о том, что такие товары, как, например, мука и маргарин (1999 г., тоннель Монблан), краска (1999 г., тоннель Сен-Готард) и покрышки (2005 г., тоннель Фрежюс), могут представлять большую опасность для тоннелей и тоннельных конструкций, чем ожидалось. В результате в NFPA 502 введена глава 13 «Регулируемые и нерегулируемые грузы», где представлены рекомендации по разработке правил для любых грузов, транспортируемых через тоннель. При этом органы, обладающие соответствующими полномочиями, должны принять правила и положения, которые следует применять при перевозке регулируемых и нерегулируемых грузов через тоннели.

Проблемы и вызовы, стоящие перед проектировщиками систем раннего обнаружения пожара

Принимая во внимание вышеперечисленные особенности, можно, в самых общих чертах назвать трудности и вызовы, стоящие перед компаниями, осуществляющими подбор и инсталляцию систем раннего обнаружения пожара на объектах подземной инфраструктуры.

Вопросы, связанные с физическими характеристиками объектов

• - Необходимость непрерывного и качественного отслеживания пожарной обстановки в закрытых, скрытых и пыльных помещениях – с тем, чтобы не допустить быстрого развития пожара.
• - Системы пожарной сигнализации должны обеспечить работу в больших открытых пространствах без пространственного разделения, в тоннелях и на платформах, где нормальная дисперсия дыма не присутствует - вследствие движения воздуха от сквозняков, кондиционирования и перемещения поездов.
• - Невозможность заранее определить характер перемещаемых грузов, в том числе топлива и других горючих веществ.
• - Присутствие мощных воздушных потоков и непредсказуемое распространение дыма.
• - Присутствие в тоннелях и вблизи их разнообразных предприятий бизнеса.

Организационные и логистические вопросы

• - Найти верную комбинацию удовлетворения запросов заказчика по минимизации расходов/оптимальному решению вопросов безопасности – с долговременной перспективой работы систем, расходами на их модернизацию и расширение возможностей.
• - Гибкость проектирования и установки систем, которая обеспечивала бы оптимальную модернизацию и расширение возможностей в связи с возможными изменениями в работе заказчика (увеличение/уменьшение потока, изменение характера грузов и пр.)
• - Обеспечить эффективное техническое обслуживание без «скрытых» расходов (замены, рекламаций и пр.)
• - По возможности, предусмотреть снижение расходов, связанных с ложными срабатываниями систем.

Общая характеристика процессов опасных происшествий на объектах подземной инфраструктуры

Рассмотрим некоторые события, наиболее характерные для обсуждаемых объектов. Понимание происходящих процессов в значительной степени помогает при рассмотрении как общих вопросов организации предупреждения опасных происшествий, так и при проектировании решений для конкретного объекта.

В общем случае, для всех объектов подземной инфраструктуры, характер опасных ситуации сходен. Поэтому, мы приведем несколько конкретных примеров, из которых можно определить практические параметры, необходимые для проектирования и создания систем раннего обнаружения пожаров.

Железнодорожные тоннели

Обобщенная характеристика пожарной ситуации составлена на основании данных Рекомендаций ВНИИПО [9]

• - При пожаре остановленного в тоннеле пассажирского поезда критические значения опасных факторов пожара вблизи очага возникают через 4-6 мин в однопутных тоннелях и через 6-8 мин - в двухпутных.
• - На развитие пожара в тоннеле оказывают влияние вентиляция, свойства горючих материалов перевозимых грузов и подвижного состава, расположение очага пожара (у портала или в средней части тоннеля).
• - После возникновения очага горения пожар распространяется преимущественно в направлении вентиляционного потока со скоростью, близкой к скорости распространения горения на открытом участке.
• - На наклонных участках тоннеля, заполненных продуктами горения, возникает тепловая депрессия (тяга) пожара, способная изменить количество и направление движения воздуха в тоннеле.
• - При пожаре твердых горючих материалов площадь пожара после его стабилизации может составить 130-830 м2 для однопутных тоннелей и 500-1300 м2 для двухпутных.
• - Распространение зоны горения происходит по мере выгорания пожарной нагрузки со скоростью от 3,5 до 80 м-ч-1.
• - Время развития пожаров до указанных размеров составляет от 30 до 300 мин.
• - При пожаре подвижного состава с грузом ЛВЖ и ГЖ происходит их растекание вниз по уклону тоннеля на расстояние до 80 и более метров. Площадь горения при этом ограничивается расходом поступающего в зону горения воздуха и достанет величины 60-200 м2.
• - Возможны также вспышки (взрывы) скоплений горючих газов и паров в объеме тоннеля.

Сооружения метрополитена

В Методических рекомендациях МЧС [9] приводятся следующие данные:

В сооружениях метрополитена пожары возникают

• - на подвижном составе - 42% случаев,
• - в тоннелях - 25%,
• - на станциях и вестибюлях - 17%,
• - в машинных залах эскалаторов - 5%,
• - в эскалаторных тоннелях - 3%,
• - в электродепо - 8 %.

Причины возникновения пожаров

• - неисправность электрооборудования - 49% случаев,
• - искры от подвижного состава, коротких замыканий, сварочных работ - 18%,
• - неосторожное обращение с огнем 17%,
• - механические неисправности - 16%.

В среднем на 5 км. трассы метрополитена происходит одно возникновение пожара в год

Предупреждение и оповещение об опасных происшествиях на объектах подземной инфраструктуры

В настоящее время на рынке доступно большое количество простых и сложных систем предупреждения и оповещения об опасных происшествиях. В данной статье мы рассмотрим их с системной точки зрения, и приведем некоторые рекомендации по конкретным из них.

Системы обнаружения возгорания на объектах подземной инфраструктуры должны соответствовать следующим требованиям:

• - Доступность и надежность; низкий уровень частоты ложных тревог.
• - Локализация места возникновения пожара должна быть обеспечена с точностью в несколько метров.
• - Надежная работа системы в условиях перепада температур: в центральной части тоннеля и на въездах-выездах.
• - Независимость и устойчивость к внезапным изменениям температуры, вызываемым работой систем вентиляции.
• - Устойчивость к электромагнитным помехам.
• - Высокая функциональность при долговременной работе в агрессивных средах, вызванных наличием выхлопных газов, солей, высокой влажности, пыли, грязи, вибрации.

Рассмотрим существующие возможности предупреждения и оповещения об опасных происшествиях на объектах подземной инфраструктуры.

Мониторинг персоналом

Первым звеном в цепочке системы предупреждения и оповещения является мониторинг обстановки персоналом, как техническим, так и машинистами поездов, дежурными по станциям, сотрудниками служб безопасности. Это осуществляется путем непрерывного или периодического наблюдения зоны ответственности. Никакие механизмы или приборы не могут полностью заменить человека с его жизненным опытом и степенью реакции. Однако, следует иметь в виду, что человеку свойственно подвергаться паническим настроениям, смятению и растерянности в кризисных ситуациях. Здесь чрезвычайно важную роль играет постоянное проведение инструктажей и тренировок по действиям в такой обстановке – с тем, чтобы персонал четко знал порядок действий.

Ручные пожарные извещатели и извещатели пожарные ручные точечные

По сути, это обычные ручные выключатели, которые сделаны таким образом, чтобы избежать случайного включения. Обычно они устанавливаются на основных путях выхода и эвакуации из рассматриваемых нами объектов: периферийных путях эвакуации и в местах сбора по тревоге.

Для работы на рассматриваемых объектах мы рекомендуем использовать извещатели пожарные ручные серии СПЕКТРОН [10]

Применяются в закрытых помещениях зданий, сооружений, на наружных установках промышленных объектов во взрывоопасных зонах, в шахтах и рудниках. Взрывозащищенное исполнение с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка» («d»). Предназначены для ручного включения сигнала «Пожар» в системах пожарной сигнализации, управления пожаротушением, эвакуацией, дымоудалением, инженерными системами.

Обеспечен режим круглосуточной работы с приемо-контрольными приборами всех отечественных и зарубежных производителей по 2х проводным ШС с возможностью параллельного или последовательного подключения. Степень защиты внутреннего объема оболочкой (IP67) обеспечивает полную пыленепроницаемость и повышенную влагонепроницаемость (возможность работы даже при кратковременном погружении в воду на глубину до 1метра) электронного блока.

Температурный диапазон –60 ÷ +85°С позволяет использовать ИП 535-Спектрон-Exd-М/Н-ПОЖАР для ручной подачи сигнала как при экстремально низких температурах (открытые производственные взрывоопасные площадки в районах Крайнего Севера), так и в «горячих» цехах (например, металлургические производства).

Телефонная связь

Доклады и сообщения по телефону также возможно отнести к техническим средствам предупреждения. Однако, они могут быть неэффективными по следующим причинам:

• - Подвергаться воздействию факторам аварии.
• - Из-за возникающих шумов информация может искажаться.
• - Информация, передаваемая голосом, может неправильно трактоваться и интерпретироваться.
• - Одновременное использование телефонов приведет к перегрузке АТС.

Системы мобильной радиосвязи

Как правило, на подземных объектах персонал оснащается такими системами. Их недостатки аналогичны, указанным для телефонов, однако, они обеспечивают непрерывную связь – обычно на специально выделенной для аварийных ситуаций частоте.

Дымовые пожарные извещатели

Извещатели дыма устанавливаются в тех случаях, где возможные аварийные ситуации требуют более короткого значения времени установления показаний, чем для детекторов тепла.

Извещатель дыма обнаружит появление невидимых и видимых продуктов сгорания до возникновения температуры достаточной для активирования детекторов тепла.

Характеристики извещателей дыма по обнаружению пожара зависят от роста, распространения, скорости горения, коагуляции и движения дыма. В том случае, если необходимо обеспечить безопасность персонала, необходимо обнаружить пожар на его ранней стадии. Это важно вследствие присутствия токсичных газов, возможного недостатка кислорода, резкого снижения видимости путей эвакуации из-за дыма. При наличии всех перечисленных факторов, следует рассмотреть вопрос об установке извещателей дыма.

Ионизационные извещатели дыма

Имеют две камеры: измерительную и контрольную; содержат радиоактивный элемент для зарядки воздуха внутри камеры и возникновению тока, замыкающего электрическую цепь. При попадании дыма в измерительную камеру, ток уменьшается, что приводит к срабатыванию извещателя. Ионизационные извещатели эффективны в условиях рассматриваемых нами объектов - где возможны быстро распространяющиеся пожары.

Фотоэлектрические (оптические) извещатели дыма

В этих устройствах видимые продукты сгорания частично перекрывают или отражают луч света, проходящий от источника (ИК-светодиод) к фотоприемнику. Применение данных извещателей необходимо, когда ожидается, что при пожаре могут выделяться видимые частицы дыма. Иногда их устанавливают в том случае, когда другие типы газовых извещателей срабатывают от продуктов горения, возникающих в результате допустимых процессов (например, в котельных, гаражах, при сварочных операциях).

ДЫМ-Ех-ВЗ/МК - извещатель пожарный дымовой взрывозащищенный

Извещатель пожарный дымовой взрывозащищенный ИП 212 ДЫМ-Ех-ВЗ/МК служит для обнаружения критического задымления как признака пожара и предназначен для применения в системах пожарной сигнализации взрывоопасных объектов. Извещатель пожарный дымовой ИП 212 ДЫМ-Ех-ВЗ/МК по принципу действия является пороговым точечным оптико-электронным дымовым извещателем.

Видео-обзор стенда "ГРОЗА-Ех-С/З/СЗ" и "ДЫМ-Ех-ВЗ/МК" на выставке Securika Moscow 2019

Электропитание извещателя и передача им извещений осуществляется по двухпроводному шлейфу сигнализации. Извещатель ИП 212 ДЫМ-Ех-ВЗ/МК является извещателем максимального действия и может использоваться в шлейфах сигнализации на замыкание (параллельное включение). Тревожное извещение «Пожар» обеспечивается скачкообразным уменьшением сопротивления извещателя.

Конструкция дымовой камеры извещателя позволяет производить ее разборку и чистку при техническом обслуживании.

ОСОБЕННОСТИ И ПРЕИМУЩЕСТВА

• для любых классов взрывоопасных зон;
• световая индикация дежурного режима, срабатывания и неисправности;
• передача на ППКП извещений о пожаре и неисправности;
• низкое токопотребление;
• внешний токозадающий резистор.

МОДИФИКАЦИИ

ИП 212 ДЫМ-Ех-ВЗ – извещатель пожарный дымовой взрывозащищенный с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь «i» в корпусе из ударопрочного полиамида.

Извещатель предназначен для установки во взрывоопасных зонах класса 0 и ниже по ГОСТ Р 52350.10, имеет маркировку взрывозащиты 0ExiaIIBT6Ga, и включается в искробезопасные шлейфы сигнализации совместимых ППКП, искробезопасные электрические цепи которых имеют параметры, позволяющие подключение данного извещателя. При установке извещателя вне взрывоопасных зон, он может работать практически с любыми приемно-контрольными приборами.

Извещатель аспирационный с лазерными или оптическими дымовыми извещателями

Данный тип имеет чувствительность в 100 больше, чем ионизационные, за счет того, что лазер обнаруживает чрезвычайно мелкие продукты первичного процесса горения. Установка данных типов рекомендована в помещениях без постоянного нахождения персонала с наличием большого количества электронных компонентов (помещения КИП и телекоммуникаций, электрические помещения)

Аспирационные системы WAGNER

Аспирационные системы компании WAGNER работают по простому принципу и имеют модульную структуру. Благодаря этому они могут быть спроектированы в соответствии с индивидуальными потребностями заказчика и оптимально адаптированы к условиям конкретного помещения. Это позволяет заказчику платить только за тот функционал, который ему нужен.

Дымовые аспирационные системы состоят из следующих компонентов: аспирационного пожарного дымового извещателя TITANUS, который может быть установлен вне защищаемого помещения, трубной системы с нормированными воздухозаборными отверстиями в зоне защиты и различных дополнительных аксессуаров для расширения функционала и предотвращения факторов при сложных условиях применения.

Предлагаем ознакомиться с видео-обзором стенда "Аспирационные системы WAGNER" на выставке Securika Moscow 2019

Аспирационные извещатели TITANUS несут в себе самый большой на рынке потенциал, допущенный нормами EN 54-20. До 64 воздухозаборных отверстий и система труб длиной до 560 м демонстрируют технологическое превосходство в обнаружении пожара и образуют основу для гибкого проектирования. Это стало возможным, благодаря превосходным свойствам детектирования, которыми обладают сверхъяркие источники света TITANUS HPLS, применяемые в детекторных модулях, а также использованию мощного вентилятора, создающего разрежение до 560 Па. Этим решается задача по реализации требуемой цели защиты с использованием по возможности наименьшего количества аспирационных извещателей.

Газовые пожарные извещатели

Извещатели газа используются для целей предупреждения и возможного предотвращения возникновения смесей взрывных газов. В основном применяется три типа извещателей. В большинстве случаев – это точечные детекторы токсичных газов, ИК линейные извещатели дымовые, и ультразвуковые площадные индикаторы, реагирующие на звуки, возникающие при утечках.

При разработке вариантов защиты от аварийных ситуаций для процессов с газами или потоками жидкостей, главным вопросом является анализ состава этих потоков. Как правило, при аварийной ситуации в тоннелях присутствуют смеси газов и паров. Поэтому, для выбора газового извещателя следует правильно определить его тип. В таких случаях, выбирают газ или пар, который представляет наибольшую степень опасности для рассматриваемой области.

Принимая во внимание тот факт, что основной задачей газовых извещателей является предупреждение о возникновении газопаровых облаков, в мировой практике для покрытия защищаемой области принимается значение расстояния между извещателями в 5 м. В закрытых помещениях рекомендуется создать треугольную пространственную компоновку со стороной 5 м. Прежде всего следует обратить внимание на оборудование, у которого наибольшая вероятность утечки газов. Это обычно насосы и компрессоры, у которых отсутствуют уплотнительные прокладки. За ними следуют контрольно-измерительные приборы, клапаны уплотнения, прокладки, токи слива и отбора проб. Крайне редко, но приводящие к катастрофическим последствиям, являются случаи эрозии и коррозии технологических трубопроводов.

В качестве превентивной меры, извещатели газовые обычно помещаются в воздухозаборники тоннелей, в ключевых распределительных подстанциях, и вблизи двигателей внутреннего сгорания, которые подвергаются воздействию паров и газов, т.е. вблизи зон технологических процессов с ними.

Извещатели точечные обычно расположены так, чтобы считывающий элемент был обращен вниз – для более полного захвата освобожденных газов.

Извещатели газа ни в коем случае не должны быть расположены в местах, в которых они будут непрерывно подвергаться действиям окружающей среды: на поверхности дренажного стока, местах накопления песка, льда или снега.

Особое внимание должно быть уделено зонам, находящимся вблизи открытых канализационных решеток и воронок канализации нефтесодержащей воды, где вследствие выбросов пара могут возникать частые сигналы тревог.

Одним из наиболее эффективных газовых извещателей является СЕКТОР - сигнализатор взрывоопасных газов шлейфовый взрывозащищенный. Сектор [11] и Сектор-2 [12] – семейство газовых анализаторов и сигнализаторов. Заменяют аналоги иностранного производства.

Предназначены для: непрерывного автоматического контроля довзрывоопасных концентраций метана (СН4), пропана (С3Н8), бутана (С4Н10), пентана (С5Н12) и гексана (С6Н14) в воздухе рабочей зоны; выдачи сигнализации при превышении измеряемой величиной установленных пороговых значений.

Предлагаем ознакомиться с видеороликом об этом приборе.

Извещатель ИП 435-4-Ех «Сегмент» [13] с маркировкой взрывозащиты 0ExiaIICT6/POExiaI предназначен для обнаружения возгораний, сопровождающихся повышением угарного газа во взрывоопасных зонах закрытых помещений различных зданий и сооружений, а также на кораблях, судах, объектах подвижного состава железнодорожного транспорта, рудниках, шахтах и других промышленных объектах.

Извещатель ИП 435-4-Ех «Сегмент» формирует извещение о пожаре при достижении пороговой концентрации СО, либо при достижении пороговой скорости нарастания концентрации СО. По чувствительности к моноокиси углерода СО извещатель относится ко 2-му классу газовых пожарных извещателей и реагирует на концентрацию от 41 до 80 ppm. С помощью внутреннего переключателя имеется возможность изменять чувствительность извещателя ИП 435-4-Ех «Сегмент» на пороговые концентрации 21…40 ppm и менее 20 ppm.

Пожарные извещатели с газовым каналом позволяют обнаружить возгорание на его начальной стадии, практически не подвержены ложным срабатываниям, исправно работают в запыленных и загрязненных помещениях, т е. идеальны для использования в тоннелях.

Тепловые пожарные извещатели

Тепловые пороговые пожарные извещатели самое простые в изготовлении и самые дешевые. Благодаря этому, они получили самое большое распространение. Тепловые извещатели более надежные, чем других типов, имеют меньшее число ложных срабатываний. Однако, их время срабатывания существенно ниже. Установка извещателей таких типов целесообразна только в тех случаях, когда скорость срабатывания не является критическим фактором; либо в качестве резервных средств обнаружения пожара.

Тепловые извещатели срабатывают в результате либо расплавления плавкого элемента, изменений электрического тока, вызываемых теплом, разрушения самого устройства, или от замера скорости изменения окружающей температуры. Они могут быть точечными, многоточечными и линейными. Точечные извещатели устанавливаются в небольших помещениях, а линейные в виде термокабеля - на протяженных участках.

На протяжении многих лет основными инструментами раннего обнаружения возгораний на объектах подземной инфраструктуры были линейные тепловые детекторы. С развитием новых технологий, во многих странах стали внедряться и другие устройства. Среди них следует отметить:

• - Многоточечный тепловой извещатель
• - Волоконно-оптический линейный извещатель
• - Тепловой линейный извещатель с медной трубкой и пневматической оценкой
• - Линейный тепловой кабель без сброса
• - Визуальные мониторы
• - Видеоанализ

Приведем Таблицу сравнительных характеристик [14]

Обзор систем обнаружения пожара в тоннелях

На сегодняшний день, линейные тепловые извещатели обеспечивают 100% автоматическое обнаружение пожаров в тоннелях с последующим инициированием систем пожарной вентиляции. При этом, обеспечивается минимальный уровень ложных срабатываний.

Вместе тем, рекомендуется применять системы с реакцией на температурный градиент, так как максимальная температура огня пожара автомобиля не может достигать более 50°C.

Экспериментально доказано, что извещатели данного типа выполняют все предъявляемые требования, включая необходимую скорость обнаружения 60 секунд для огня 5МВт - даже при высокой скорости воздуха 10 м/с.

Для тоннелей с высоким риском возникновения пожаров, необходима установка несколько различных систем обнаружения. По крайней мере, одна из них должна автоматически реагировать на возгорание; как это требуется правилами в Германии и Швейцарии, следует дополнительно устанавливать извещатели дыма или системы видеонаблюдения.

Линейные тепловые извещатели

Позволяют осуществлять защиту одним сенсором протяженного пространства. В самом простом случае – это термокабель с двумя проводниками, изолированными слоем материала, разрушающегося под действием температуры. В месте возникновения локального перегрева термокабеля изолированные проводники замыкаются, что регистрируется блоком обработки.

ProCab - извещатель пожарный многоточечный тепловой, газовый, комбинированный.

Извещатели пожарные многоточечные семейства ProCab: тепловой ИП101-1-Р-МТ; газовый ИП435-6-МТ; комбинированный (газ/тепло) ИП101/435-2-Р-МТ

Предназначены для обнаружения локального повышения температуры окружающей среды и/или появления продуктов горения и передачи в шлейф пожарной сигнализации тревожного сигнала «Пожар». Используют гибкий чувствительный элемент (ЧЭ) суммарной длиной до 2400 метров: кабель со встроенными через равные промежутки цифровыми датчиками, каждый из которых представляет собой адресный точечный датчик.

Гибкий чувствительный элемент длиной до 2400 метров удобен для прокладки в шахтах, тоннелях, производственных помещениях, коллекторах. Высокая степень защищённости датчиков, свойства газовых датчиков позволяют применять его на объектах со сложными условиями эксплуатации, на запылённых, задымлённых объектах.

ПРЕИМУЩЕСТВА

• - Прокладка осуществляется участками по 24 м, что значительно облегчает монтаж.
• - Сокращается время на замену повреждённого участка чувствительного элемента и восстановление исправности извещателя.
• - Обмен информацией цифровых датчиков с узловыми контроллерами в пределах 24 м обеспечивает высокую помехозащищённость.
• - Суммарная низкая стоимость за счет простоты конструкции датчиков.

В чувствительном элементе используются тепловые и/или газовые датчики, они позволяют обнаруживать пожар любого типа: от ТП1 до ТП6, в том числе новый тип – ТП9, начиная с тления и до полного горения.

Извещатель пожарный тепловой линейный «ЕЛАНЬ»

Как уже отмечалось ранее, специфика объектов подземной инфраструктуры состоит в том, что в подземном пространстве размещено оборудование, комплексы энергоснабжения, которые подвержены воздействию перемещения больших объемов воздуха с большой скоростью, значительного количества пыли. Данные особенности требуют использования защищенных температурных извещателей. Естественно, что необходимо, по возможности, сократить количество извещателей – тем самым избежать расходов на монтаж и последующее техническое обслуживание.

Перечисленные задачи решает извещатель пожарный тепловой линейный ИП 132-1-P «ЕЛАНЬ» [16]. Чувствительным элементом извещателя является оптоволоконный кабель, который прокладывается в контролируемых зонах – его можно проложить в любых труднодоступных местах. Эксплуатация возможна в условиях воздействия солевого тумана, влаги, пыли, агрессивных сред, вибрации. Особенностью и важным преимуществом извещателя является то, что даже при повреждении чувствительного элемента в условиях взрывоопасной атмосферы извещатель абсолютно безопасен и его использование не приведет к взрыву.

Основные преимущества извещателя пожарного теплового линейного ИП 132-1-P «ЕЛАНЬ»:

• - Экономичное по стоимости и эффективное по качеству решение проблемы мониторинга пожарной обстановки – заменяет до 2000 адресных извещателей на участке в 8 км; техническое обслуживание сведено к минимуму
• - Точное, без провалов, определение места пожара, его направления
• - Несложная системная интеграция, масштабируемость, стандартные интерфейсы и протоколы; гибкая адаптация в существующие системы охраны и пожарной защиты
• - Работает независимо от коммуникационной инфраструктуры и не требует постоянного контроля
• - Простая инсталляция – возможность использования существующих кабельных магистралей, ленточных транспортеров, складских помещений и промежуточного пола

Возможности извещателя «ЕЛАНЬ»:

• - Обеспечивает 8000 метров контроля, что в итоге заменяет 2000 тепловых точечных пожарных извещателей
• - Не только идентифицирует факторы пожаров, но и определяет расстояние до них и, что немаловажно, может использоваться в системах с любыми типами приемно-контрольных приборов.
• - Длина линейного оптоволоконного кабеля – 8000 м, разделенного на зоны контроля длиной 4 м
• - Количество зон контроля: Максимальное – 2000; Минимальное - 125

ВЬЮНА - извещатель пожарный тепловой линейный оптоволоконный

Извещатель пожарный тепловой линейный оптоволоконный ИП 132-2-Р Вьюна предназначен для обнаружения локального повышения температуры окружающей среды и передачи в шлейф пожарной сигнализации тревожного сигнала «Пожар» при превышении установленной температуры срабатывания и/или установленной скорости нагрева.

Извещатель Вьюна позволяет также определить расстояние до места изменения температуры.

Посмотрите видео о ИП 132-2-Р Вьюна

Принцип действия извещателя Вьюна основан на использовании материалов, изменяющих оптическую проводимость в зависимости от температуры. Для определения места изменения температуры в оптоволоконном кабеле применяется полупроводниковый лазер. Изменение температуры меняет структуру и свойства оптоволокна. При взаимодействии излучения лазера с измененной структурой оптоволокна помимо прямого рассеяния света, появляется отраженный свет. Блок обработки измеряет скорость распространения и мощность как прямого, так и отраженного света и определяет место изменения температуры, ее величину и скорость изменения температуры (по ГОСТ Р 53325).

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Извещатель Вьюна применяется для защиты отапливаемых и неотапливаемых помещений, в том числе большой площади, открытых объектов, в том числе линейно-протяженных, например: производственные цеха, складские комплексы торговые центры, стадионы, спортивные комплексы, театры концертные залы, коллекторы, кабель-каналы, тоннели, шахты, трубопроводы, объекты энергетики, транспорта, в том числе морские и речные суда, железнодорожный транспорт, в том числе метрополитен и другие объекты.

Извещатель Вьюна состоит из линейного чувствительного элемента (ЧЭ), блока обработки сигнала (БО) и блока релейного расширителя (БРР-внешний), - опция.

В состав чувствительного элемента извещателя входят оптоволоконный кабель и оконечный элемент - терминатор. Чувствительный элемент прокладывается в контролируемой зоне в непо-средственной близости к защищаемому оборудованию или на потолке и стенах защищаемого помещения, в любых труднодоступных местах. Чувствительный элемент может эксплуатироваться в условиях воздействия солевого тумана, влаги, пыли, агрессивных сред, вибрации, повышенной температуры.

Комбинированный извещатель (газ + тепло)

Эксперт-Щит - извещатель пожарный комбинированный (газ + тепло)

Извещатель пожарный комбинированный ИП101/435-3-Р Эксперт-Щит предназначен для обнаружения возгорания и отключения силовых автоматов или иных средств автоматики по факту возгорания.

Извещатель Эксперт-Щит реагирует на факторы пожара, извещает об этом внешний приемно-контрольный прибор и самостоятельно инициирует отключение силовых цепей энергопотребления или иных средств автоматики. Тем самым достигается обесточивание электрооборудования на ранних стадиях развития пожара, что приводит к минимизации ущерба от возгорания.

Извещатель может устанавливаться в силовой электрический щит, шкаф, стойку с электротехническим или электронным оборудованием, сервер, компьютер на общую для всех устройств щита DIN-рейку и соединяться с цепями питания и управляемыми устройствами.

Обнаруживаемые факторы пожара – окись углерода (угарный газ) и тепло. Поскольку СО образуется при горении практически всех полимеров, то появление СО можно интерпретировать как появление пожара. По выбранным факторам пожара извещатель Эксперт-Щит обнаруживает пожар по превышению порога СО (от 21ppm до 80ppm) или порога температуры (по выбранному температурному классу А2 или В) согласно ГОСТ Р 53325-2009.

Извещатели пожарные дымовые линейные

Обнаружение дыма на прямолинейном участке объекта осуществляется за счет ослабления потока инфракрасного (ИК) излучения. Как правило, аварийный сигнал формируется при нахождении дыма в излучении от 8 до 10 с.

Существуют однолучевые и многолучевые (2-6) линейные извещатели, рефлекторные лучевые, в последнем случае источник и приемник ИК излучения размещаются в одном месте, а сигнал отражается от установленного в другом конце рефлектора. Рефлекторные извещатели более экономичнее, так как они требуют подачи питания только в одну точку.

Преимущества

• - Хорошо работают в тех случаях, когда в результате пожара возникает черный дым.
• - Не происходит ложное срабатывание в тех случаях, когда поток излучения кратковременно блокируется каким-либо предметом (например, лестницей).

Недостатки: В некоторых случаях они могут быть чувствительными к пыли, и ошибочно выдавать присутствие пылевого облака как дым.

Некоторые практические рекомендации

Требования нормативных документов

В общем случае, требования по установке систем пожарной сигнализации примерно одинаковы во всем мире, при этом, естественно, для каждой станы имеются свои особенности. Для примера, приведем Требования Директивы для установок безопасности в дорожных тоннелях (GIST, Корея) [24]

Обозначение символов: «•» и «∆» - требуемые и рекомендованные средства безопасности соответственно.

Классы тоннелей:

• - класс 1 - более 3000 м;
• - класс 2 - более 1000 м, но менее 3000 м;
• - класс 3 - более 500 м, но менее 1000 м;
• - класс 4 - менее 500 м.

В СП 166.1311500.2014 обозначены следующие требования для размещения автоматической пожарной сигнализации (АПС) в тоннелях [18]:

• - Системами АПС следует оборудовать все помещения, и сооружения кроме помещений: венткамер (приточных, а также вытяжных, не обслуживающих производственные помещения категории А или Б), и других помещений для инженерного оборудования сооружения, в которых отсутствуют горючие материалы; категории В4, Г и Д по пожарной опасности; лестничных клеток; транспортных зон тоннеля.
• - АПС следует предусматривать интегрированную, адресно-аналоговую. Емкость приемно-контрольных приборов следует принимать с учетом 20% резерва.
• - Ручные пожарные извещатели должны быть установлены в притоннельных сооружениях, служебно-технических и вспомогательных помещениях.
• - Места установок кнопок ручных пожарных извещателей должны быть обозначены световыми указателями.
• - В качестве визуального обнаружения пожара в автотранспортных тоннелях длиной более 100 м необходимо устройство телевизионного наблюдения с выводом изображения в диспетчерскую эксплуатирующей организации. Изображение с видеокамер рекомендуется интегрировать в общегородскую систему управления движением ГИБДД.
• - Телевизионные камеры должны устанавливаться на подъездах к тоннелю и в тоннелях с интервалом, обеспечивающим обзор транспортной зоны на всем его протяжении.
• - Притоннельные сооружения (в т.ч. кабельные коллекторы), служебно-технические и вспомогательные помещения должны быть оборудованы системами оповещения людей о пожаре 2-го типа согласно СП 3.13130.

Приведем также требования СП 122.13330.2012 [19]

В зависимости от типа, протяженности и условий расположения тоннелей необходимо предусматривать элементы системы противопожарной защиты тоннелей согласно следующей таблице.

Обнаружение и передача информации о пожаре, средства оповещения и связи

• - АПС в тоннелях следует предусматривать адресного типа, с применением пожарных тепловых максимально-дифференциальных линейных извещателей, также допускается применение термокабелей и аспирационных извещателей.
• - Автоматическая адресная пожарная сигнализация должна быть дополнена ручными пожарными извещателями, расположенными на пожарных постах.
• - Адресные сигналы о срабатывании извещателей должны передаваться в помещение диспетчерской тоннеля и на посты охраны.
• - В качестве дополнительного канала передачи информации о пожаре допускается применять систему видеоконтроля в тоннеле.
• - Размещение линейных извещателей под сводом тоннеля следует выполнять в соответствии с указаниями завода - изготовителя извещателей (системы АПС). Зона контроля одного извещателя не должна превышать 300 м.
• - При срабатывании пожарных извещателей кроме передачи сигнала о месте пожара в помещение диспетчерской тоннеля и на посты охраны должны формироваться сигналы: для включения подпорных вентиляторов; о запрещении въезда в тоннель.
• - Автоматический режим управления системой тоннельной вентиляции должен дублироваться дистанционным управлением из помещения диспетчерской.

Способы оповещения:

• - звуковой - в помещениях без постоянного пребывания персонала;
• - речевой (оператором) - в тоннеле, сервисном тоннеле и в припортальных зонах;
• - световой: а) световые указатели "Эвакуационный выход" - у эвакуационных выходов из транспортной зоны тоннеля и у выходов наружу; б) световые или освещаемые статические указатели направления движения к эвакуационным выходам с расстояниями до ближайших эвакуационных выходов.

Оповещатели в тоннеле и в сервисном тоннеле следует располагать на расстоянии не более 120 м друг от друга.

Рекомендации общего плана

Ниже приведены сводные рекомендации по использованию технических средств предупреждения пожара, сформулированные по результатам анализа имеющихся источников

Совместно с компаниями-партнерами, ведущими российскими производителями, успешно разработаны и активно внедряются аналоги приборов иностранного производства в области противопожарной защиты, сигнализации и автоматики пожаротушения, систем видеонаблюдения и газоанализа для равнозначной замены оборудования иностранного производства.

Литература

1. СП 122.13330.2012 Тоннели железнодорожные и автодорожные. Актуализированная редакция СНиП 32-04-97
2. Вопросы пожарной безопасности на объектах хранения, переработки и использования растительного сырья. М.В.Рукин.
3. Пожарная безопасность объектов нефти и газа как составной элемент промышленной безопасности России. М.В.Рукин
4. Пожарная безопасность объектов энергоснабжения. М.В.Рукин
5. Пожарная безопасность нефтебаз, резервуарных парков, складов нефти и нефтепродуктов. М.В.Рукин.
6. Газоанализаторы как инструмент предотвращения воспламенения и взрыва горючих смесей в воздухе. М.В.Рукин.
7. Пособие по определению расчетных величин пожарного риска для производственных объектов. ФГБУ ВНИИПО.
8. Рекомендации по тушению пожаров в железнодорожных тоннелях. - М.: МПС, 1997. - 28 с. Санкт-Петербургский филиал ВНИИПО.
9. Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий. Методические рекомендации по тушению пожаров на объектах метрополитенов. Москва 2009.
10. Извещатели пожарные ручные серии СПЕКТРОН
11. СЕКТОР - cигнализатор взрывоопасных газов шлейфовый взрывозащищенный.
12. Газоанализатор стационарный взрывозащищенный СЕКТОР-2
13. СЕГМЕНТ ИП 435-4-Ех — извещатель пожарный газовый взрывозащищенный.
14. Safety and Reliability of Fire Detection Systems in Road Tunnels. Dr. Arnd Rogner, Metaphysics SA. Fourth International Symposium on Tunnel Safety and Security, Frankfurt am Main, Germany, March 17-19, 2010
15. ProCab - извещатель пожарный многоточечный тепловой, газовый, комбинированный.
16. ЕЛАНЬ - извещатель пожарный тепловой линейный ИП 132-1-Р.
17. Эксперт-Щит - извещатель пожарный комбинированный (газ + тепло).
18. СП 166.1311500.2014 Городские автотранспортные тоннели и путепроводы тоннельного типа с длиной перекрытой части не более 300 м. Требования пожарной безопасности
19. СП 122.13330.2012 Тоннели железнодорожные и автодорожные. Актуализированная редакция СНиП 32-04-97
20. Федеральный закон № 69-ФЗ от 21.12.1994 г. «О пожарной безопасности».
21. Федеральный закон № 123-ФЗ от 22.07.2008 г. «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».
22. Федеральный закон от N 116-ФЗ от 21.07.1997 «О промышленной безопасности опасных производственных объектов»
23. Приказ МЧС России № 630 от 31.12.2002г. «Об утверждении правил по охране труда в подразделениях ГПС МЧС России».
24. О нормировании требований безопасности для тоннелей. НПО «Пульс». 12.05.2016
25. Обоснование параметров системы пожарной безопасности тоннелей большого сечения по газовому фактору. Сологуб О.В. Диссертация.
26. Обеспечение пожарной безопасности в тоннелях. П. П. Девлишев, начальник отдела сертификации и стандартизации ФГУ ВНИИПО МЧС России.