1. Въведение

Увеличаването на броя на подземните паркинги в жилищни, административни и обществени сгради, съчетано с непрекъснатото нарастване на дела на електромобилите, поставя нови предизвикателства пред противопожарната защита. Традиционните спринклерни системи продължават да бъдат широко използвано решение, но развитието на технологиите с водна мъгла разкрива възможности за по-висока ефективност при значително по-ниска консумация на вода, по-малки инфраструктурни изисквания и ограничени вторични щети.

Настоящият документ разглежда инженерните принципи на пожарогасителните системи с водна мъгла и приложението им в подземни паркинги, като за представителен пример е използвана технологията водна мъгла ниско налягане VID FIREKILL (LPWM). Технологията осигурява оптимален баланс между пожарна безопасност, икономическа ефективност и екологична устойчивост, което я превръща в убедително решение за съвременни подземни паркинги.

2. Подземният паркинг като специфичен пожарен сценарий

Пожарът в подземен гараж се различава съществено от пожара в друг тип обекти или открити пространства. Ограниченият въздушен обмен, ниските тавани и компактното разположение на автомобилите водят до бързо натрупване на горещи газове и токсичен дим. Температурното натоварване върху носещите конструкции може да достигне критични стойности още през първите минути от развитието на пожара.

Допълнително усложнение представляват съвременните автомобили, които съдържат значителни количества полимерни материали, композити и електронни системи. При електромобилите пожарът може да бъде съпроводен от продължително топлоотделяне вследствие на процеси в литиево-йонните батерии.

Поради това основните цели на активната противопожарна защита днес са: бързо локализиране на огнището, ефективно охлаждане на съседните автомобили за предотвратяване на верижна реакция, редуциране на токсичните газове и осигуряване на безопасни условия за евакуация и намеса на пожарните екипи.

3. Защо водна мъгла?

При системите с водна мъгла охлаждането се осъществява чрез голям брой фини водни капки, които абсорбират значително количество топлинна енергия. За разлика от традиционните спринклерни инсталации, при които основната част от водата достига директно до горящите повърхности, водната мъгла въздейства както върху самото огнище на пожара, така и върху горещия газов слой под тавана. 

Основните механизми са:

• aбсорбиране на топлината и силно охлаждане

• oграничаване на топлинното излъчване

• локално намаляване концентрацията на кислорода

• подобряване условията за евакуация чрез ограничаване на димния слой

Едно от най-съществените предимства на системите с водна мъгла е способността им да контролират температурата на горещия газов слой под тавана. Това спомага за ограничаване развитието на пожара, намалява топлинното въздействие върху конструкцията на сградата и съседните превозни средства и създава по-благоприятни условия за евакуация и действия на пожарните екипи.

4. Инженерната концепция VID FIREKILL

Технологията с водна мъгла при ниско налягане се превръща в технически стандарт за съвременните подземни паркинги. Тя работи при налягане от 6 до 16 бара, което позволява използването на стандартни помпени агрегати и опростен хидравличен дизайн, като същевременно осигурява висока гасителна ефективност.

Системата е базирана на специализирани дюзи, разработени за приложения с висок пожарен риск ОН2 и ОН3, каквито са подземните паркинги. При активиране дюзите разпръскват водaта във вид на водна мъгла с контролиран размер на капките в широк диапазон от 90 до 300 микрона и с различна кинетична енергия, благодарение на което механизмът на пожарогасене се основава на три ефекта, действащи едновременно:

• Екстремно охлаждане: Водната мъгла интензивно абсорбира огромно количество топлинна енергия.

• Локално изтласкване на кислорода: Водната мъгла разрежда кислорода в непосредствена близост до огъня.

• Блокиране на лъчистата топлина: Водната мъгла действа като щит, спиращ термичното излъчване към съседни превозни средства и носещата конструкция на сградата.

Системата е изградена от компактни и надеждни системни компоненти:

• Автоматични дюзи модели OH-UPR и OH-PX2, тествани и сертифицирани за приложение в подземни паркинги с височини на тавана съответно до 3 метра и над 3 метра;

• Филтри с голям капацитет и вградена функция за визуална или електронна индикация за почистване

• Серия клапани с компактен размер, включващи възвратен алармен клапан с модул срещу фалшиви аларми, зонални клапани и зонални клпапани с предварителни действие – изработени от неръждаема стомана и оборудвани с необходимата арматура;

• Помпена група от вертикални центробежни помпи с честотно управление и контролер;

• Тръбна мрежа от неръждаема стомана PN16, осигуряваща дълготрайна устойчивост на корозия и надеждна експлоатация. 

Тази конфигурация осигурява висока надеждност, лесно техническо обслужване и възможност за интеграция както в ново строителство, така и при реконструкция на съществуващи обекти.

Особено значение при оценката на всяка пожарогасителна система имат резултатите от пълномащабните пожарни изпитвания. Изпитванията на системата VID FIREKILL показват няколко съществени характеристики:

• температурата около пожара започва да намалява секунди след активиране;

• температурите под тавана остават значително по-ниски в сравнение с неконтролиран пожар;

• температурите в зоната на тавана се стабилизират между 50 и 100 °C;

• пожарът не се разпространява към съседните автомобили.

Практическото значение на тези резултати е огромно. По-ниските температури намаляват термичното натоварване върху конструкцията, ограничават риска от развитие на пожара и осигуряват благоприятни условия за евакуация и намеса на аварийните екипи.

Едно от най-значимите инженерни предимства на технологията е намалената консумация на вода и електроенергия (Фиг.3). Това води до малки резервоари, ниска мощност на помпените агрегати, малки диаметри на тръбопроводите и по-малко конструктивно натоварване, ниски експлоатационни разходи и минимални щети от вода след задействане.

Тези експлоатационни характеристики могат да окажат съществено влияние върху общата стойност на притежание (TCO) на пожарогасителната система както при ново строителство, така и особено при реконструкция на съществуващи сгради, където наличното пространство и ограниченията на съществуващата инфраструктура често са основни фактори при проектирането.

5. Сравнителен анализ между технологията водна мъгла ниско налягане и конвенционалните спринклерни инсталации

Конвенционалните спринклерни системи изпускат големи количества вода под формата на сравнително едри капки. Въпреки че продължават да бъдат ефективно решение за контролиране на редица конвенционални пожарни сценарии, тяхната ефективност може да бъде ограничена в среди, в които електромобилите и пожарите, свързани с литиево-йонни батерии, създават допълнителни предизвикателства.

В сравнение с конвенционалните спринклерни системи технологията водна мъгла ниско налягане предлага значителни предимства по отношение на ефективността при пожарогасене, оптималното използване на ресурсите и цялостните експлоатационни характеристики на системата:

• Минимални щети от вода: Използвайки между 60% и 90% по-малко вода, системата предотвратява сериозни наводнения и вторични щети по автомобилите и сградната инфраструктура.

• Компактна инфраструктура: Благодарение на ниския разход на вода се използват по-малки помпени агрегати, значително по-малки водни резервоари и по-малки диаметри на тръбите. Това намалява натоварването върху конструкцията и спестява ценно техническо пространство.

• Екологично и безопасно гасене: Използвайки единствено чиста вода като гасителен агент, системата не съдържа флуорирани съединения (PFAS), пенообразуватели или химически добавки, което я прави напълно съвместима със системи за сертифициране на устойчиви сгради като LEED®, BREEAM® и други стандарти за зелено строителство.

• Оптимизирани разходи: Първоначалната инвестиция обикновено е сравнима с тази при конвенционалните спринклерни системи и като цяло е по-ниска от инвестицията при системите с водна мъгла високо налягане. Допълнително, по-ниският разход на вода, компактната инфраструктура и опростената поддръжка допринасят за намаляване на експлоатационните разходи и общите разходи за жизнения цикъл на системата.

6. Доказана ефективност при електрически превозни средствa

Бързото увеличаване на броя на електромобилите променя съществено оценката на пожарния риск в подземните паркинги. За разлика от автомобилите с двигатели с вътрешно горене, при електромобилите основната опасност е свързана с литиево-йонните батерии. При механично увреждане, производствен дефект или външно нагряване е възможно да настъпи явлението термичен разпад – верижна реакция, при която температурата в отделните клетки на батерията нараства неконтролируемо, отделят се горими газове и съществува риск от повторно възпламеняване дори след привидно потушаване на пожара.

Поради тази причина съвременните противопожарни системи не трябва да се оценяват единствено по способността им да гасят откритите пламъци. От решаващо значение е доколко могат да охлаждат батерийния пакет, да ограничават топлинното въздействие върху околната среда и да предотвратяват разпространението на пожара към съседни автомобили.

Технологията VID FIREKILL е разработена именно с оглед на тези нови изисквания. Благодарение на интензивното охлаждане и контрола върху температурата в зоната на пожара системата съществено намалява риска от разпространение на инцидента.

Особено показателни са резултатите от независимите изпитвания, проведени от DBI (Danish Institute of Fire and Security Technology) (Табл.2) По време на изпитванията е използван електромобил, като е симулиран един от най-тежките възможни сценарии – пожар в литиево-йонната батерия с развитие на термичен разпад. За да се оцени ефективността на системата при неблагоприятни условия, водната мъгла е задействана със закъснение 7,5 минути след възникване на пожара. Въпреки това резултатите са впечатляващи:

• температурата в областта на батерийния пакет намалява от приблизително 880 °C до 70 °C само за 15 минути;

• 30 минути след задействането температурата достига около 30 °C, което показва практически пълно охлаждане на батерийния модул;

• разпространението на пожара към съседни автомобили е предотвратено в ранна фаза;

• значително е ограничено топлинното натоварване върху околната конструкция и съседните паркоместа.

Тези резултати показват, че системата не само контролира развитието на пожара, но и ефективно охлажда най-критичната зона – батерийния пакет.

От инженерна гледна точка най-същественият резултат от проведените изпитвания не е единствено понижаването на температурата в зоната на пожара, а скоростта на охлаждане на батерийния пакет. Намаляването на температурата от приблизително 880 °C до около 70 °C за 15 min показва висока интензивност на топлоотнемане, което съществено ограничава топлинния поток към съседните автомобили и конструктивните елементи на сградата.

Също толкова важно е, че след приблизително 30 min температурата достига около 30 °C. Това показва практически пълно охлаждане на батерийната система и значително намалява вероятността от повторно възпламеняване, което е един от основните проблеми при пожарите в литиево-йонни батерии.

Резултатите демонстрират, че системата с водна мъгла ниско налягане не само потушава откритите пламъци, но и осигурява ефективен контрол върху остатъчната топлина в батерийния пакет. Това е ключов фактор при проектирането на подземни паркинги с голям брой зарядни станции, където ограничаването на разпространението на пожара е не по-малко важно от неговото първоначално потушаване.

С увеличаването на броя на зарядните станции и електромобилите в подземните паркинги подобни експериментални резултати потвърждават потенциала на технологията за защита на обекти, при които електромобилите представляват един от основните проектни сценарии.

7. Изводи и реални ползи

При правилно проектиране и изпълнение системата с водна мъгла VID FIREKILL предлага редица инженерни и експлоатационни предимства при противопожарната защита на подземни паркинги:

• Инженерна гъвкавост и оптимизация на инфраструктурата. Благодарение на по-ниския необходим воден дебит в сравнение с конвенционалните спринклерни системи, противопожарния воден запас, размерите на резервоарите и капацитетът на помпената станция могат да бъдат намалени. Това позволява по-ефективно използване на техническите помещения и освобождаване на ценна площ в подземните нива. Конкретните размери следва да се определят чрез хидравличните изчисления за всеки отделен проект. 

• Подобрена защита на конструкцията. Интензивното охлаждане на горещите газове и ограничаването на лъчистото топлинно въздействие допринасят за намаляване на термичното натоварване върху носещите конструктивни елементи. Това подпомага запазването на тяхната носимоспособност по време на пожар и намалява риска от сериозни конструктивни повреди. 

• Подобряване на условията в зоната на пожара. Водната мъгла ефективно охлажда димния слой и значително редуцира дима и токсичните продукти отделени при горенето, като по този начин намалява риска от тежки интоксикации и подобрява условията за евакуация и работата на пожарните екипи.

• Лесна интеграция при нови и съществуващи обекти. По-малките диаметри на тръбопроводите и компактната конфигурация на системата улесняват интегрирането й както в ново строителство, така и в съществуващи подземни паркинги, където свободното пространство под тавана е ограничено и монтажът на нови инсталации е предизвикателство. 

Реалната ефективност на технологията е потвърдена чрез приложението ѝ в редица обекти. Един от най-показателните примери е финансовият център BBVA в Мадрид, където за противопожарната защита на подземния паркинг е внедрена системата с водна мъгла ниско налягане VID FIREKILL. Паркингът е разположен на три подземни нива с обща площ от около 98 000 m² и обслужва голям брой конвенционални и електрически превозни средства, включително над 400 зарядни станции за електромобили. 

Сложността на обекта, високата плътност на паркиране и наличието на зарядна инфраструктура поставят високи изисквания към противопожарната защита. Системата е проектирана така, че да отговори на тези изисквания, като същевременно е интегрирана в съществуващата конструкция без компромис с архитектурната концепция на сградата. 

Реализацията на подобен проект демонстрира приложимостта и надеждността на технологията при защита на големи подземни паркинги с повишен пожарен риск.

8. Нормативно съответствие без компромиси

За проектантите и инженерите по пожарна безопасност ефективността на една пожарогасителна система е само един от аспектите на нейната обща стойност. Също толкова важни са съответствието й с признатите стандарти, сертификацията от независими трети страни и пълната проследимост на експлоатационните характеристики на системата.

Системата за водна мъгла ниско налягане VID FIREKILL отговаря на изискванията на европейския стандарт EN 14972 и NFPA 750, международно признат стандарт за системи за противопожарна защита с водна мъгла. Освен това системата притежава сертификация FM Approvals съгласно FM 5560 за приложения в класове на пожарна опасност HC1, HC2 и HC3, както и IBS сертификати за отделните типове дюзи и предназначените за тях приложения.

Всички компоненти на системата се изпитват за надеждност и експлоатационни характеристики в лаборатория, акредитирана съгласно ISO/IEC 17025, което гарантира постоянно качество на продуктите и съответствие с международно признатите процедури за изпитване.

9. Заключение

Развитието на автомобилните технологии, навлизането на електромобилите и повишените изисквания към устойчивото строителство поставят нови предизвикателства пред противопожарната защита на подземните паркинги. В този контекст системите с водна мъгла ниско налягане представляват съвременно инженерно решение, което съчетава ефективен контрол върху развитието на пожара, нисък разход на вода, компактна инфраструктура и висока проектантска гъвкавост.

Технологията VID FIREKILL демонстрира възможността да се постигне високо ниво на пожарна безопасност при оптимално използване на ресурси както при изграждането, така и при експлоатацията на системата. Именно тази комбинация от инженерна и икономическа ефективност, устойчивост и надеждност определя мястото на водната мъгла с ниско налягане като водеща технология за противопожарна защита на подземни паркинги.

Вижте още:

Еволюция в тунелната защита: Технологията TUNPROTEC®  в отговор на съвременните пожарни рискове в пътни и железопътни тунели

Водната мъгла вече е приложима за пожарните рискове, на които са изложени съвременните центрове за данни 

Първата одобрена от FM система с водна мъгла за помещения с категория на опасност 2 и 3
Насоки за проектиране на пожарогасителни системи с водна мъгла - Част 3

Насоки за проектиране на пожарогасителни системи с водна мъгла - Част 2

Насоки за проектиране на пожарогасителни системи с водна мъгла - Част 1

Системите с водна мъгла - съвременно устойчиво решение за пожарогасене

Aвтоматични дюзи за пожарен риск OH 1 съгласно CEN EN 14972

Aвтоматични дюзи за пожарен риск OH2 и ОН3 съгласно CEN EN 14972

Отворени дюзи за пожарен риск НН в индустриални приложения

Противопожарни дюзи за защита от пожарни рискове в дейта центрове

Решение за защита от пожарни рискове в инфраструктурни обекти

Водна мъгла ниско налягане - модерният подход в противопожарната индустрия