Проектирането на системи за пожарогасене с водна мъгла не е по-сложно от, например, добре познатите спринклерни гасителни инсталации. Липсата обаче на по-широки познания за тази технология, която принадлежи към групата на стационарните водни гасителни системи е фактор, блокиращ нейното развитие. Статията разглежда инсталациите за гасене с водна мъгла, описани в европейските стандарти, както и насоките на американските и немските стандарти. Разгледани са също така примери за приложения, проекти и протоколи, базирани на европейския стандарт EN 14972 в частите му от 2 до 17.

През май 2021 г. Българският институт за стандартизация публикува на уебсайта си новия български стандарт БДС EN 14972-1 [1], издаден въз основа на европейския стандарт, одобрен от CEN в края на 2020 г. 

Дотогава в ресурса на инженерите-проектанти липсваше нормативен документ, върху който да се основава проектирането на стационарно противопожарно оборудване с водна мъгла. Алтернативите бяха американски насоки, като например технически листове с данни на FM или стандарта NFPA 750. Няколко приложения бяха обхванати и от германския стандарт VdS. Стандартът БДС EN 14972-1 [1] е публикуван на английски език, което затруднява достъпа до знания за тези, които не владеят чужд език, но в момента се работи по официалния му превод на български език.

Ето защо може да се каже, че започва нов етап в развитието на системите с водна мъгла в България. Достъпът до надеждни знания винаги е бил катализатор за динамично развитие. С тази статия поставяме началото на поредица от публикации, посветени на проектирането на системи с водна мъгла, като използваме за пример системите с водна мъгла ниско налягане на датската компания VID FIREKILL.

Въведение в поредицата

EN 14972 е серия от стандарти, чиято първа част EN 14972-1 [1] като стандарт за проектиране е сходен по обхват с добре познатия стандарт за спринклерни инсталации EN 12845 [2]. Много от разпоредбите дори са заимствани от съдържанието на стандарта за спринклери. Напълно нови, непознати досега в областа на спринклерите, са разделите на стандарт EN 14972-1 [1] – части от 2 до 17, съдържащи пълномащабни протоколи за изпитване на пожар. Докладът от пожарно изпитване се изисква, за да се докаже, че дадена система с водна мъгла е подходящо оразмерена за даденото приложение. Много иновативно е и Приложение А към стандарта, което позволява разработването на нови протоколи за изпитване, които не са включени в обхвата 2-17.

До 14 март 2023 г. следните документи от поредицата седемнадесет стандарта EN 14972 са приети в каталога на Българския институт за стандартизация:

• БДС EN 14972-1:2021 Стационарни пожарогасителни инсталации. Инсталации с водна мъгла. Част 1: Проектиране, монтиране, контролиране и поддръжка.

• БДС EN 14972-3:2022 Стационарни пожарогасителни инсталации. Инсталации с водна мъгла. Част 3: Протокол от изпитване на системи с автоматични дюзи за офиси, училищни класни стаи и хотели.

• БДС EN 14972-8:2020 Стационарни пожарогасителни инсталации. Инсталации с водна мъгла. Част 8: Протокол от изпитване на системи с отворени дюзи за машини в затворени помещения, които надвишават 260 m³.

• БДС EN 14972-9:2020 Стационарни пожарогасителни инсталации. Инсталации с водна мъгла. Част 9: Протокол от изпитване на системи с отворени дюзи за машини в затворени помещения, които не надвишават 260 m³.

• БДС EN 14972-10:2022 Стационарни пожарогасителни инсталации. Инсталации с водна мъгла. Част 10: Протокол от изпитване на системи с отворени дюзи за защита на атриуми с дюзи на страничните стени.

• БДС EN 14972-14:2022 Стационарни пожарогасителни инсталации. Инсталации с водна мъгла. Част 14: Протокол от изпитване на системи с отворени дюзи за турбини с вътрешно горене в затворени помещения, които надвишават 260 m3.

• БДС EN 14972-15:2022 Стационарни пожарогасителни инсталации. Инсталации с водна мъгла. Част 15: Протокол от изпитване на системи с отворени дюзи за турбини с вътрешно горене в затворени помещения, които не надвишават 260 m3.

• БДС EN 14972-16:2019 Стационарни пожарогасителни инсталации. Инсталации с водна мъгла. Част 16: Протокол от изпитване на индустриални автоклави, работещи с течно гориво със система с отворени дюзи.

Пожарният тест води и до разработването на така наречения документ DIOM (Design/Проектиране, Installation/Инсталиране, Operation/Експлоатация and Maintenance/Поддръжка), който представлява ръководство за проектиране, инсталиране, експлоатация и поддръжка на пожарогасителната система с водна мъгла. Този документ съдържа насоки за разстоянието между дюзите, максималната допустима височина на тавана, размера на проектната задействаща зона и други ключови данни. Затова не е изненадващо, че думата DIOM се среща около 100 пъти в стандарта за проектиране [1]. Важна разлика в процеса на проектиране е, че при спринклерните системи изборът на производителя на компонентите няма отношение към параметрите на проектиране. Докато при системите с водна мъгла от решаващо значение е коя система използва проектантът.

Стандартът за проектиране БДС EN 14972-1 [1] се състои от 10 глави и наподобява по оформление стандартa за спринклери, което е с цел да се улесни работата на проектантите с новия документ:

1. Обхват

2. Препратки към други стандарти

3. Определения

4. Проект

5. Инсталация

6. Компоненти на системата с водна мъгла

7. Основни помпи в системи с водна мъгла

8. Изпитване, приемане и пускане в експлоатация

9. Инспекция и поддръжка

10. Системна документация

Обхват

Стандартът EN 14972-1 [1] обхваща всички приложения на водна мъгла, използващи автоматични или отворени дюзи, които са описани в протоколи за изпитване в части 2-17. Важно е да се отбележи, че с Приложение А, което осигурява достъп до нови протоколи, този обхват е почти неограничен.

Разработчиците на стандарта приемат процедура за бъдещо развитие на списъка с протоколи. Ако въз основа на даден протокол поне двама производители са изпитали успешно своето решение и при липса на противопоказания за използването на този тест, от която и да е държава, работната група към CEN дава съгласие за добавяне на този протокол към списъка със стандарти от серията EN 14972. Това означава, че начините за оценяване на гасителните характеристики, разработени от FM, VdS, BRE или други международно признати институции, могат лесно да бъдат въведени в серията EN 14972.

Защитата на потенциално експлозивна атмосфера и противопожарните системи, предназначени за защита на вагони и влакове, са изключени от обхвата на настоящия стандарт [1].

Определения

В главата с определенията има няколко уникални термина, които се отнасят само за системите с водна мъгла. Сред най-интересните са:

• Водна мъгла – водна струя, за която Dv0,9* при минимално работно налягане е по-малка от 1 mm, измерена на разстояние 1 m от дюзата.

*Dv0,9 – такъв диаметър на капката, че кумулативният брой на капките от нулевия до съответния диаметър да е 90% от сумата на всички капки.

Горепосоченото определение е водещо при обсъждането на водната мъгла. Не е необходимо да се прави разлика между водна мъгла с високо, ниско и средно налягане или между класовете по отношение на размера на капките. Стандартът обхваща всички системи. Тежестта на оценката за качеството на дадена система се състои в изпълнението на критериите на противопожарния тест, които са еднакви за всички видове водна мъгла. Разбира се, разликата в налягането има значение от конструктивни съображения.

• Противопожарен помпен агрегат – помпен агрегат, състоящ се от една или повече помпи, едно или повече задвижвания и едно или повече управления за контрол върху работата на агрегата.

Това е напълно различен подход към помпените агрегати от този, представен в стандарта за спринклери [2]. Това се дължи на факта, че системите с водна мъгла високо налягане не работят с една помпа и един контролер поради ограниченията на хидравликата на помпите. Поради това е разработен стандарт с множество помпи в серия, който схематично наподобява обичайните комплекти с множество помпи за повишаване на налягането. Схемата на такъв комплект се е превърнала в стандарт за водната мъгла. Спринклерните помпи обаче могат да захранват системи с водна мъгла ниско налягане, като достатъчно е техните параметри да осигуряват оптимално изискванията за налягане и дебит на системата.

• DIOM – Ръководство за проектиране, инсталиране, експлоатация и поддръжка на система за водна мъгла. Определение на нов и много важен документ, който дава възможност за правилно проектиране. Изискванията за този документ са разгледани в глава 10.

Проект

Най-важната част от стандарта от гледна точка на проектанта е глава четвърта – проектиране. Именно тя е във фокуса на настоящата публикация. В стандарта за спринклери [2] този обхват беше разширен до глави 4-7. В стандарта за водна мъгла [1] някои аспекти бяха извадени и оставени за DIOM и специалните протоколи.

Във въведението научаваме, че системите с водна мъгла се проектират за защита от специфични опасности или са предназначени за помещения, които са обхванати от протоколите за пожарно изпитване в БДС EN 14972, части 2-17. За ситуации извън съществуващите/планираните части на стандарта трябва да се следва процедурата в приложение А. Проектът трябва да се разработи, като се вземат предвид насоките и ограниченията за прилагане, съдържащи се в DIOM. Второто изискване към проектанта, както и към монтажиста и сервизния техник на системите с водна мъгла, е задължението за преминаване на обучение, съответстващо на извършваните дейности. Такива клаузи се срещат и в стандарта за спринклери. Разликата е, че съгласно БДС EN14972 [1] обучението трябва да се извърши от производителя на системата, което не е приложимо за спринклерни системи. Там компетенциите могат да бъдат придобити на свободния пазар на обучение.

В раздел 4.2.2 са описани минималните изисквания към DIOM. Това е особено важно за проектантите, които работят с различни системи за водна мъгла. Всяко ръководство трябва да съдържа поне следното:

a) Идентификация на системата и производителя

b) Класификация на защитените помещения с ограничения за използване

c) Описание на защитените рискове

d) Ограничения при взаимодействие с вентилацията или външните условия

e) Ограничения за площта на защитената зона/помещение

f) Изисквания за противопожарни прегради между отделенията

g) Насоки за проектиране (например тип дюзи с параметри на налягането и изпускането, максимални височини, разстояние между дюзите, третиране на препятствия, размер на проектната зона или проектен брой дюзи, работещи едновременно).

h) Списък на критичните компоненти, които трябва да си взаимодействат в системата

i) Минимални изисквания за качеството на водата или газа, използвани в системата

j) Правила за изчисляване на инсталациите

k) Изисквания към добавките, ако е приложимо (напр. пенообразуватели)

l) Важни указания за правилната работа на системата (напр. за капаци на дюзи или монтажни принадлежности)

m) Списък на съответните протоколи от изпитвания за всяко приложение и препратки към протоколи.

Освен това DIOM трябва да включва информация за използването на системата:

n) Принцип на работа

o) Указания за монтаж и пускане в експлоатация

p) Указания за работа със системата

q) Насоки за инспекция и поддръжка и тяхната честота

Наличието на горепосочените данни за всички страни, участващи в инвестиционния процес, е от решаващо значение за успеха на проектирането на инсталацията и експлоатацията на стационарната система за гасене с водна мъгла. Поради това тези материали не трябва да се задържат като търговска тайна на производителя.

В глава 4.9 са определени насоките за проектиране на системи, използващи автоматични дюзи. Защитата с водна мъгла трябва да обхваща цялата сграда или пространство, като се отчитат всички възможни рискове. Изключенията включват пространства:

• Тоалетни и бани, изградени от негорими материали и без функция за съхранение на горими материали.

• Стълбища и обслужващи шахти, при условие че са изградени от негорими материали и са отделени от съседните помещения с противопожарни прегради.

• Помещения, защитени с други противопожарни системи.

• Зони с мокър процес (напр. мократа част в процеса на производство на хартия).

• Площи за съхранение, по-малки от 2 m2.

Гасителна система с вода не трябва да използвате в помещения, където водата може да създаде допълнителни опасности. Примери за това са втечнените газове при ниски температури или дългият списък от вещества, които реагират опасно с вода.

Доколкото в DIOM не са посочени специфични изисквания, стойностите за минималната зона на задействане или минималния брой едновременно работещи дюзи (винаги се избира по-високата стойност) трябва да се спазват съгласно таблицата по-долу:

Правилата за използване на горепосочените критерии за проектиране не са описани по подходящ начин в БДС EN 14972 [1], което създава проблеми при използването на този документ. За целите на настоящата статия към основната таблица от стандарта е добавена първа колона с препратка към документа, от който са получени параметрите. Най-често срещаната група опасности – OH1/HC1 – представлява особен проблем. Например, проектантът на хотел може да избере от горната таблица нужния воден дебит за зоната за сядане в ресторанта да се изчисли за 140 m2 съгласно БДС EN 14972-4 или за 72 m2 съгласно БДС EN 14972-7 или БДС EN 14972-3. Всички варианти са правилни. Това е така, защото протоколите за изпитване в стандарта EN 14972, част 2-17 са въведени от съществуващи международни стандарти. 

Производителите на системи за водна мъгла за същия пожарен риск може вече да разполагат с доклад от изпитване на ефективността на гасенето съгласно VdS, FM или BRE. Поради това не беше възможно да се избере само един от протоколите като европейски стандарт и бяха приети и трите. Следователно проектантът има право на избор и може да потърси производител, който има одобрение според по-добри за него критерии за пожарно изпитване. От друга страна, застрахователят, инвеститорът или други страни могат да изискват определен протокол като основа за проектиране на определена сграда. Важно е обаче да се вземе това решение напълно информирано.

Указанията за спринклери в различните стандарти определят по различен начин необходимостта от контролни и алармени вентили. В стандарта за водна мъгла е определен един праг за максималния размер на зона, захранвана чрез сух или мокър вентил. Тази площ не трябва да надвишава 10 000 m2 . Това е неограничаващо изискване, което позволява системата да бъде проектирана с малък брой зонови вентили. В същото време позволява използването на по-прости индикатори за задействане, специфични за конкретното място, под формата на превключватели на потока. Препоръчва се фитингите да бъдат монтирани заедно с възвратни вентили и дренажен отвор, за да се тества работата на сензора при дебит, еквивалентен на потока от една дюза.

В глава 4.13 се разглежда водоснабдяването и се описват изискванията за доставка на газове, ако това е необходимо за работата на системата. Системите с водна мъгла трябва да имат поне един автоматичен източник на вода. Допустими са следните източници на вода:

1. Резервоар за противопожарна вода и помпена станция.

2. Водоснабдяване от водопроводната мрежа с възможна помпена станция за повишаване на налягането.

3. Съдове под налягане (хидрофорни резервоари).

4. Система от бутилки с вода, задействани от газ под налягане.

5. Гравитационни резервоари.

Особено внимание заслужава параграфът в стандарта за водна мъгла [1], в който се описват изискванията за водоснабдяване на системите, използвани за защита на пътищата за евакуация. Това показва допълнително предимство на водната мъгла, което досега не беше засегнато в стандарта за спринклери [2]. Работната група в комитета на CEN обръща специално внимание на защитата на живота. Водоизточникът за защита на евакуационните пътища трябва да отговаря на следните изисквания:

1. Водоснабдяване от две отделни страни на инсталацията с възможност за запазване на:

a. пълен проектен капацитет и налягане на двете връзки.

b. независимост на връзките.

c. една помпа за повишаване на налягането в случай на загуба на налягане в една връзка.

d. използването на две или повече помпи за повишаване на налягането в случай на липса на налягане в двете връзки.

2. Захранване от гравитачен резервоар или надземен резервоар с резервна помпа, при което резервоарът трябва:

a. да е в пълният проектен обем.

b. да е защитен от светлина и от замърсяване.

c. да е изработен от некорозивни материали и да е проектирани така, че да не се налага източване по-често от веднъж на 10 години.

d. да е напълнен с чиста вода (съгласно спецификациите от DIOM на производителя).

В случай на системи за защита на имуществото могат да се използват резервоари с частична вместимост, при условие че са осигурени поне два уреда за пълнене на резервоара, които работят автоматично, без да е необходимо захранване с електроенергия. Системите, предназначени за контролиране и ограничаване на размера на пожара, могат да се захранват от резервоари с минимален размер 30 % от проектното количество, като се гарантира капацитет на пълнене, който позволява водоснабдяване през цялото проектно време на работа. Системите за гасене на пожари (главно пожари от клас В) могат да бъдат захранвани от резервоари, оразмерени за 5 минути работа на помпите за гасене на пожар за системи, проектирани да работят 30 минути, и оразмерени за 10 минути работа на помпите за гасене на пожар за системи, работещи по-дълго от 30 минути. Водоснабдяването трябва да бъде изчислено така, че да осигурява необходимия дебит през цялото проектно време на работа.

На схема 1 е показано на разположението на резервоара за частичен обем, където под номера 1 и 12 се намират двете измервателни устройства, необходими за редовното тестване на работата на връзката (1) и комплекта противопожарни помпи (2). За изпитването на връзката е достатъчен дебитомер. Редовните изпитвания трябва да демонстрират достатъчен капацитет на връзката за изчислените параметри на запълване.

Глава 10 определя минималния обхват на документацията, която трябва да бъде включена в проекта на инсталация с водна мъгла.

• Системата трябва да бъде напълно описана, като се посочат наименованията на техническите решения, описание на рисковите зони в съоръжението и разпределение на видовете дюзи, избрани за тяхната защита.

• Проектът трябва да включва резултатите от хидравличните изчисления и изчисленията за размера на резервоара, както и избора на помпи или помпен комплект.

• Трябва да се изготви пълна схема на системата, включваща всички връзки.

• Чертежът трябва да показва местоположението, разположението и обозначението на използваните видове дюзи, тръби, вентили, да посочва ремъците и скобите, и др.

• Описание на принципа на работа на системата, включително предвидената последователност на работа, времето на закъснение и др.

• В плановете и разрезите трябва да се посочат разделението и размерът на разрезите.

• Списъкът с материали за цялата система трябва да бъде включен в текста или в приложенията.

• Трябва да бъдат приложени технически листове на използваните компоненти.

Горепосочените насоки за пълна проектна документация са особено трудни за изпълнение при проекти за обществени поръчки, където често е невъзможно да се посочат конкретни параметри. В този случай посочените изисквания ще се прилагат за работния проект, изготвен от дружеството, спечелило търга.

Приложение А

Приложение А представлява набор от насоки за разработване на нови методи за изпитване на системи с водна мъгла и е инструмент, който позволява пожарните изпитвания в съответствие с EN14972-1 [1] да се провеждат по-бързо от нормативния начин. Въпреки това с този начин не бива да се злоупотребява. Методологията за изпитване трябва да бъде разработена в тясно сътрудничество между заинтересованите страни – акредитираната изпитвателна лаборатория и възложителя, проектанта, оценителя и застрахователя. Такава конфигурация на работната група гарантира, че ще се получи надежден и труден за оспорване протокол за изпитване, адекватен на разглежданата опасност. Стандартът описва необходимите стъпки в процедурата за създаване на нов протокол и резултатите от конкретните стъпки, които трябва да бъдат включени в документацията.

Заключение

Проектирането на системи с водна мъгла може да изглежда трудно, но обикновено не е по-трудно от проектирането на спринклерни системи. Усещането за недостатъчно познаване на темата е фактор, който блокира по-нататъшното развитие на тази технология, докато водната мъгла, подобно на системите с пяна, допълва портфолиото на стационарните системи за пожарогасене с вода. Следователно водната мъгла не трябва да липсва в инструментариума на професионалното проектантско бюро за противопожарна защита. Настоящата публикация има за цел да обясни значението на стандарта за проектиране и ръководствата DIOM. Следващите части от поредицата публикации ще бъдат посветени на конкретни примери за приложения, проекти и протоколи, основани на действащите и предстоящите за публикуване части 2-17 на стандарта БДС EN14972.