+7 920-231-25-93
+7915-667-32-34
Системы автоматического пожаротушения транспортных тоннелей
На главную

4Пожары в тоннелях относятся к классу открытых пожаров в ограждениях. Они характеризуются высокой скоростью движения газовых потоков и выгорания пожарной загрузки.

Пожар в тоннеле проходит несколько стадий.

На начальной стадии наблюдается рост темпе-ратуры в зоне горения до 200 °С, расход приточноговоздуха увеличивается.

На второй стадии (развития пожара) скорость выгорания материалов резко возрастает, содержание продуктов полного и неполного сгорания в тоннеле и уходящих газах, тепловое излучение и средне-объемная температура достигают своего максимума (так, температура в зоне горения может составить1300 °С). Скорость восходящих потоков в конвективной струе возрастает до уровня, при котором возможен выброс горящих материалов на негорящие автомобили. На этой стадии наступает предел огнестойкости некоторых конструкций тоннеля и находящегося в нем оборудования, происходит воспламенение трудногорючих материалов. При достижении пожаром полностью сформировавшейся стадии скорость горения зависит от топлива (тип, объем) или вентиляции. При этом значительное влияние наразвитие пожара в тоннелях оказывает естественная вентиляция. Каждому набору параметров тоннеля (длина, сечение, перепад высот) и очага пожара (по-ложение в тоннеле, мощность) соответствует своя скорость входящего потока воздуха.

На следующих стадиях пожара происходят выгорание и догорания материалов, сохраняется высокая температура.

Продолжительность начальной стадии пожара составляет, как правило, от 1 до 5 мин, конечной стадии — до 10–20 мин. Наибольший разброс в длительности имеет основная стадия пожара. Она может продолжаться от 10 мин до нескольких суток и зависит от количества вовлеченных в пожар транспортных средств и их характеристик.

Особую опасность развития пожаров в тоннелях представляет интенсивное задымление по направлению движения воздушных потоков. При пожаре втоннеле выделяют три зоны, различающиеся температурой и составом газовой среды: до очага пожара,зона активного горения, за очагом пожара. Объемный расход воздуха через поперечное сечение тоннеля может достигать 230 м3/с.

3

Исследования показали, что при пожарах мощностью свыше 100–150 МВт свежий воздух значительно невлияет на резкое падение температуры дыма в 50–100 м от очага горения, что без применения систем подавления пожара становится смертельно опасным для людей, оказавшихся в тоннеле.

Температура в зоне активного горения будет составлять от 700 до 1300 °С, на расстоянии 25 м — от 250 до 420 °С. Сама же зона горения будет иметь размеры, которые зависят от плотности транспортных средств на момент возникновения пожара и его начальных условий, наличия средств автоматического тушения пожара.

2

Без последнего фактора зона активного горения через 10–15 мин с момента возникновения пожара может составить до 1000 м2, при этом пиковая мощность тепловыделения может достигать 300МВт, если только в зоне горения не окажется бензовоза или нескольких крупногабаритных машин, перевозящих горючие материалы, тогда мощность будет еще больше. 1Исследования и испытания демонстрируют, что без активации системы пожаротушения (использовалась установка пожаротушения SOFTTEK) максимальная мощность пожара (HRR) составляла более 100 МВт, а при ее включении на начальной стадии пожара нарастание мощности пожара происходило более чем в четыре раза медленнее, при этом максимальная мощность пожара не превышала 60МВт. Испытания при различном времени активации системы тушения от момента начала пожара (зависит от системы обнаружения возгорания) показали, что снижение температуры в зоне пожара до уровня менее 100 °C достигается с момента начала тушения в течение 30–90 с. Через 1–2мин после включения системы автоматического пожаротушения значительно повышается видимость в тоннеле.

Концепция применения автоматического пожаротушения в тоннелях.

5После ряда крупных пожаров в европейских тоннелях в рамках исследовательских программ Евросоюза, в том числе 5-й рамочной программы ЕС, проведены многочисленные натурные огневые испытания систем противопожарной защиты тоннелей и анализ развития пожаров в них. По результатам проведенных работ разработаны рекомендации по созданию систем противопожарной защиты тоннелей, в частности систем автоматического пожаротушения. Основными принципами организации систем автоматического пожаротушениястало следующее:

  • защите подлежат транспортные тоннели различнойпротяженности;
  • системы автоматического пожаротушения строятся на применении секций с дренчерными (открытыми) оросителями;
  • оптимальным считается использование оросителей, распыляющих воду с размерами капель 200–300 мкм;
  • время работы системы автоматического пожаротушения должно быть не менее 30 мин для тоннелей длиной до 500 м и 60 мин для тоннелей большей протяженности;
  • инерционность систем автоматического пожаротушения должна быть не более 3 мин.

6По результатам испытаний и эксплуатации систем автоматического пожаротушения было определено, что для обеспечения их большей эффективности и надежности магистральные (подводящие) трубопроводы систем следует размещать в верхней части тоннелей, что снижает риск повреждения оборудования при возможных авариях. Для насосных установок считается целесообразным применение плунжерных насосов, относящихся к объемному типу. Указанные насосы имеют высокие КПД и надежность (за счет чего предполагается возможным сокращение количество резервных насосов) и обеспечивают значительное давление, необходимое для большинства используемых в тоннелях систем автоматического пожаротушения. В качестве привода для насосов могут применяться двигатели с электроприводом (как у системы компании «SOFTTEK» на тоннелях М30 в Испании) или дизельные двигатели (как у системытой же компании в тоннеле Virgolo в Северной Италии). Выбор длины секций системы автоматического пожаротушения зависит от особенностей тоннелей и алгоритмов работы их противопожарной защиты, но для большинства систем признано целесообразным использование секции длиной от 25 до 40 м. Высота установки секций определяется габаритными размерами тоннелей и может составлять (на примересистем SOFTTEK) от 4,6 до 11 м. Системы автоматического пожаротушения в тоннелях должны не только выполнять функции по локализации и тушению пожара, но и обеспечивать охлаждение конструкций тоннеля (для предотвращения обрушений) и способствовать эвакуации людей и работе пожарно-спасательных подразделений. Системы пожарной сигнализации в тоннелях в ходе испытаний показали возможность обнаружения возгорания менее чем за 60 с, что позволяет активировать автоматическое пожаротушение на начальной стадии развития пожара. Однако применение систем пожарной сигнализации без систем автоматического пожаротушения не дает оснований для снижения требований к противопожарной защите конструкций тоннеля. Опыт пожаротушения в тоннелях свидетельствует, что даже оперативное прибытие пожарных расчетовне позволяет им приступить к тушению в течение нескольких часов из-за высокой температуры и сильного задымления. Это делает актуальным вопрос о широком использовании установок автоматического пожаротушения в этих сооружениях.

Особенности применения установок пожаротушения SOFTTEK в тоннелях

Компания «SOFTTEK» продолжительное время работает в области противопожарной защиты тоннелей. Ей созданы системы автоматического пожаротушения для тоннелей в Германии, Испании, Италии, а также для Евротоннеля под Ла-Маншем. 8Наряду с этим компания является активным участником европейских исследовательских проектов, среди которых стоит выделить SOLIT, осуществляемый при спонсорской помощи Федерального Министерства по экономике и технологиям ФРГ. В соответствии с принятой концепцией компания использует для защиты тоннелей только трубы из нержавеющей стали марки AISI 316 Ti, из нержавеющей стали изготавливаются секционные клапаны и оросители, причем последние в своей конструкции имеют фильтр и мембраны, защищающие оросители от грязи.9 Параметры применяемой стали гарантируют 40-летний срок эксплуатацию оборудования и трубопроводов.В зависимости от интенсивности движения и характеристик транспортных средств (например, в тоннеле Virgolo из 15–20 тысяч проезжающих через него транспортных средств 30 % составляют крупногабаритные грузовые автомобили) в тоннеле может активироваться от двух до четырехсекций. Тоннели протяженностью более 2500 м компания «SOFTTEK» считает необходимым оборудовать не менее чем двумя насосными станциями, расположенными в противоположных концах сооружения. Натурные огневые испытания продемонстрировали способность систем автоматического пожаротушения SOFTTEK в течение первых минут их работы снижать температуру взонах, примыкающих к зоне горения, до безопасных значений, а также сокращать площадь самой зоны горения. Применяемый в системах SOFTTEK распыл воды позволяет тушить пожары большой (в том числе 190 МВт) мощности впределах ограниченного времени, а также обеспечивать подавление дыма и создавать благоприятные условия для безопасной эвакуации людей из тоннеля и работы пожарно-спасательных подразделений. Расход воды на пожаротушение, в том числе пожарными расчетами, сокращается в разы.


scroll back to top