Несколько предложений в проект СП 5.13130

Общепринятая модель распределения дыма в большом помещении с горизонтальным перекрытием: поток дыма с теплым воздухом от очага поднимается к потолку и расходится в горизонтальной плоскости (рис. 1).

В американском стандарте NFPA 72 [7] в части определения расстановки дымовых извещателей принимается, что дым заполняет объем в виде перевернутого конуса с углом, равным 22 ^o. Соответственно, на высоте Н радиус площади, заполненной дымом, равен 0,2Н. При распространении вдоль перекрытия дым также смешивается с чистым холодным воздухом, при этом снижается его температура, теряется подъемная сила и уменьшается скорость воздушных потоков. Эти физические процессы определяют сложность обнаружения очага точечным дымовым извещателем на значительном расстоянии и ограничение максимального расстояния до обнаруживаемого очага. Исходя из этой модели, в NFPA 72 для точечных извещателей задан радиус защищаемой площади, равный 6,4 м (21 фут). Примерно та же величина радиуса защищаемой площади, равная 6,36 м, получается при расстановке наших дымовых извещателей через 9 м.

По евростандарту BS 5839-1 [8] радиус защиты для детекторов дыма составляет 7,5 м, в горизонтальной проекции, без изменения этого значения при увеличении высоты установки. Таким образом, легко определить расстановку извещателей в помещении любой формы: расстояние от любой точки помещения до ближайшего дымового ИП в горизонтальной проекции должно быть не более 7,5 м, от теплового – не более 5,3 м. Данная величина защищаемой площади определяет установку по квадратной решетке дымовых извещателей через 10,5 м, а тепловых – через 7,5 м (рис. 2).

В проекте СП5.13130 п. 14.3.10 приведено требование: «При установке точечных дымовых или газовых пожарных извещателей в помещениях шириной менее 3 м под фальшполом, над фальшпотолком и в других пространствах высотой менее 1,7 м расстояния между извещателями, указанные в таблице 14.3, допускается увеличивать в 1,5 раза.

При установке точечных дымовых или газовых пожарных извещателей в помещениях шириной (В) более 3 м, но менее значения удвоенного максимального расстояния между извещателями и стеной, указанного в таблице 14.3, извещатели устанавливаются в один ряд по центру помещения вдоль длинной стены. При этом расстояние между извещателями, а также между извещателями и торцевыми стенами может быть увеличено в k раз по сравнению с нормативным, где k = 1,75 - 0,08 х В».

Конечно, это еще не определение радиуса защищаемой зоны, но шаг в этом направлении. При ширине помещения В = 3 м величина k = 1,51, что близко к 1,5, а при максимальной ширине помещения В = 9 м величина k = 1,03, что почти равно 1. Но при других нормативных расстояниях предложенная формула дает ошибку и должна быть скорректирована, например для расстояния между извещателями 8 м величина коэффициента k=1,8-0,1хB. Коэффициенты для нормативных расстояний 8,5 м и 7,5 м могут быть определены после устранения неточностей в таблице 14.3 проекта СП 5.13130, которые по каким-то причинам были допущены в СНиП 2.04.09-84 [9] и сохранились до настоящего времени. Очевидно, для простоты площади округлялись до 5 м ², а расстояния – до 0,5 м. В таблице 1 уточненные значения выделены красным шрифтом.

Непонятно, для чего нужны такие сложности с вычислением k, но, наверное, в настоящее время непросто перейти от расстояний между извещателями к радиусам защищаемой площади, хотя такой подход, давно используемый за рубежом, позволяет обосновать расстановку извещателей в помещениях непрямоугольной формы (рис. 3).

Углы помещения и области вблизи балок плохо вентилируются и медленно заполняются дымом. В зарубежных нормах минимальное расстояние от извещателя до балки определяется ее абсолютной высотой и отношением к высоте помещения. В первую очередь дается ограничение по размещению точечных извещателей вблизи конструкций значительной высоты, расположенных на перекрытии и существенным образом влияющих на время обнаружения контролируемых факторов: «тепловые и дымовые извещатели не должны быть установлены в пределах 500 мм от любых стен, перегородок или препятствий для потоков дыма и горячих газов, таких как балки и воздуховоды, в случае когда высота препятствия больше чем 250 мм».

Следующее требование относится к конструкциям меньшей высоты: «там, где балки, воздуховоды, светильники или другие конструкции, примыкающие к потолку и создающие препятствия для потока дыма, не превышают по высоте 250 мм, детекторы не должны устанавливаться к этим конструкциям ближе, чем две их высоты» (рис. 4).

Это требование объясняется плавным огибанием балки дымом, воздушный поток не изменяет свое направление под углом 90^o, а плавно уходит вниз перед балкой и затем выходит вверх после балки. На расстоянии, равном удвоенной высоте балки, воздушный поток восстанавливает горизонтальное направление.

Необходимо также отметить, что выступающий из потолка светильник рассматривается как конструкция, создающая препятствие воздушному потоку, а не как источник помех для извещателя. Если светильник врезан в подвесной потолок, то расстояние до него не ограничено и может быть равно нулю.

Кроме конструкций, расположенных на потолке, влияние на воздушные потоки оказывают и различные предметы, отстоящие от потолка на некоторое расстояние. Для этого случая существует требование: «детекторы должны быть размещены таким образом, чтобы было обеспечено свободное пространство в пределах 500 мм ниже каждого детектора». Данное требование задает пространство в виде полусферы радиуса 0,5 м (рис. 5), а не цилиндра, как в СП 5.13130.2009 [10], и относится в основном к предметам в помещении, а не на потолке.

В действующем в настоящее время СП 5.13130.2009 с Изменением №1 [10] в п. 13.3.6 Свода правил аналогичное требование определяет свободное пространство в виде цилиндра: «горизонтальное и вертикальное расстояние от извещателей до близлежащих предметов и устройств, до электросветильников в любом случае должно быть не менее 0,5 м». В проекте СП5.13130 все объединено в одном пункте 14.3.7 с указанием минимального расстояния 0,5 м независимо от высоты препятствий и еще добавлено требование учитывать электромагнитные помехи от светильников: «Размещение пожарных извещателей должно осуществляться таким образом, чтобы близлежащие предметы (трубы, короба, отверстия и прочее) не препятствовали воздействию факторов пожара на извещатели, а электромагнитные помехи, создаваемые источниками светового излучения, не влияли на работоспособность извещателя.

Размещение извещателей рекомендуется производить на расстоянии не менее 0,5 м до электросветильников, близлежащих предметов и устройств, которые могут оказать влияние на работу извещателя».

По каким-то причинам в Своде правил СП5.13130 совершенно не учитывается, что точечные дымовые извещатели по ГОСТ Р 53325 [11] должны сохранять работоспособность при воздействии фоновой освещенности от искусственного и (или) естественного освещения величиной не менее 12 000 лк. Для проверки выполнения этого требования в измерительную зону стенда «Дымовой канал» устанавливают источник света, описанный в ГОСТ Р 53325-2012 приложение Ж. Он выполнен в виде куба, четыре внутренние поверхности которого выложены алюминиевой фольгой с высокой отражающей способностью, а две противоположные открыты для свободного прохождения дыма (аэрозоля) в дымовом канале. На алюминиевую фольгу установлены 4 кольцевые люминесцентные лампы мощностью 30–40 Вт. Проверяемый ИПДОТ размещается в центре верхней поверхности куба. Таким образом, свет падает на извещатель сверху, снизу и с двух боковых сторон (рис. 6).

Испытание проводят в следующей последовательности:

а) включают на 10 секунд первую лампу, затем выключают ее на 10 секунд и повторяют эту процедуру 10 раз. Испытания проводят для каждой из остальных трех ламп;

б) одновременно включают две лампы, расположенные противоположно, на 10 секунд, затем выключают их на 10 секунд и повторяют эту процедуру 10 раз;

в) одновременно включают все четыре лампы и, не выключая ламп, по методике, изложенной в 4.7.3.1, определяют чувствительность ИПДОТ;

г) выключают все лампы и поворачивают ИПДОТ на 90^o относительно вертикальной оси в любом направлении;

д) повторяют испытания по пунктам а), б), в).

В процессе испытаний должны отсутствовать ложные тревоги, а значение чувствительности должно находиться в пределах от 0,05 до 0,2 дБ/м и изменяться не больше чем в 1,6 раза. Таким образом, извещатели рассчитаны на работу в непосредственной близости к электрическим светильникам и ограничение расстояния не имеет смысла, а только усложняет проектирование и монтаж в помещениях небольших размеров или с большим количеством электросветильников.

В изменении № 1 к Своду правил СП 5.13130.2009 требования по размещению извещателей в отсеках вернулись к формулировке из НПБ 88-2001 п. 12.20, в основе которой сохранились требования СНиП2.04.09-84, и на эту тему в проекте Свода правил СП 5.13130 пункт 14.3.8 сформулирован следующим образом: «Точечные дымовые и тепловые пожарные извещатели следует устанавливать в каждом отсеке потолка шириной 0,75 м и более, ограниченном строительными конструкциями (балками, прогонами, ребрами плит и т. п.), выступающими от потолка на расстояние более 0,4 м.

Если строительные конструкции выступают от потолка на расстояние более 0,4 м, а образуемые ими отсеки по ширине меньше 0,75 м, то контролируемая пожарными извещателями площадь, указанная в таблицах 14.3, 14.5, уменьшается на 40%. При наличии на потолке выступающих частей от 0,08 до 0,40 м контролируемая пожарными извещателями площадь, указанная в таблицах 14.3, 14.5, уменьшается на 25%.

Допускается устанавливать газовые пожарные извещатели на выступающих частях до 0,6 м без уменьшения защищаемой площади, указанной в таблице 14.3».

Очевидно, что 30 лет тому назад эти требования экспериментально не проверялись. Они существенно отличаются от зарубежных требований, в которых учитывается не только ширина отсека, но и ее отношение к высоте балки и высоте помещения. Подробно эти требования рассмотрены в статьях [2–6], здесь ограничимся только изложением общих принципов. В случае частого расположения балок дым и нагретый воздух распределяются вдоль перекрытия в виде эллипса. Причем верхняя часть проемов, образованных балками, плохо вентилируется, также как углы помещения, и в этом случае извещатели устанавливают на нижнюю поверхность балок.

Требование NFPA 72: если отношение высоты балки к высоте потолка D/H менее 0,1 либо отношение шага балок к высоте потолка W/H меньше 0,4, то детекторы должны быть установлены на нижней стороне балок. При этом расстояние между детекторами вдоль балок остается нормативным, а поперек балок сокращается в два раза (рис. 7).

Кроме того по NFPA 72, если отношение высоты балки к высоте потолка D/H больше 0,1, а отношение шага балок к высоте потолка W/H больше 0,4, детекторы должны быть установлены в каждом отсеке, образованном балками. Эта величина определяется исходя из радиуса расхождения дыма на высоте Н, равного 0,2Н (рис. 1). В этом случае при расположении очага в проекции посередине отсека, что, в принципе, маловероятно, дым действительно попадает только в один отсек. Например, при высоте потолка 12 м и расстоянии между балками более 4,8 м извещатели должны устанавливаться в каждый отсек. Если расстояние между балками равно нашему расстоянию 0,75 м, то возможность попадания дыма только в один отсек обеспечивается при высоте 1,875 м и менее.

По требованиям стандарта BS 5839-1:2002 для балок в виде сот пожарные извещатели устанавливаются на балке при относительно небольшой ширине ячейки, меньше 4 высот балки. Это требование сочетается с необходимостью отнести извещатель от препятствий на 2 их высоты с двух сторон (рис. 4). Кроме того, здесь фигурирует граница высоты балки 600 мм (в отличие от наших 400 мм) и учитывается, как в NFPA 72, относительная высота балки, 10% от высоты помещения. Высота балки величиной 600 мм скорее всего связана с требованием установки дымовых извещателей по BS5839-1 на расстоянии от перекрытия не более 600 мм, что определяется формированием слоя дыма от очага такой величины.

Таким образом, даже поверхностное сравнение наших нормативных требований с зарубежными стандартами показывает существенное расхождение. В 2012 г. в помещении для огневых испытаний ВНИИПО МЧС России был проведен ряд экспериментов с газовыми СО и дымовыми точечными пожарными извещателями [12].

В помещении стандартных размеров 10 м х 7 м высотой 4 м тестовый очаг ТП3А – тление хлопка со свечением в виде 30 хлопковых фитилей был размещен на расстоянии 2 м от стены, балка была установлена на расстоянии 1,5 м от другой стены. Пожарные извещатели, измерители удельной оптической плотности и концентрации СО были размещены на расстоянии 0,5 м перед балкой, на балке, в отсеке на расстоянии 0,8 м от стены. Судя по предложенной корректировке СП5.13130, высота балки была 0,6 м. Соответственно, по зарубежным стандартам при такой высоте балки корректно было бы устанавливать извещатель в отсек при ширине не менее 0,6 х 4 = 2,4 м, а при ширине 1,5 м пожарный извещатель должен устанавливаться на нижнюю плоскость балки, что и было подтверждено экспериментально.

На рис. 8 приведен график из статьи [12] уровня оптической плотности дыма и концентрации СО, измеренных перед балкой (малиновый), на нижнем ребре балки (красный) и в отсеке за балкой (желтый). Изменения концентрации дыма перед балкой и на балке практически полностью совпадают. За балкой дым до полтолка не доходит, и в этих трех точках оптическая плотность выравнивается только примерно через 1400 с на уровне менее 0,2 дБ/м, тогда как максимума уровень оптической плотности перед балкой и на балке достигается менее чем через 900 секунд, и его величина более 0,3 дБ/м.

Концентрация СО на ребре балки значительно меньше, чем перед балкой, но также имеет больший уровень в отличие от концентрации СО за балкой. Таким образом, если эти результаты для газовых СО извещателей позволяют допустить их установку на балку, то тем более это требование необходимо распространить в п.14.3.8 на дымовые извещатели: допускается устанавливать дымовые и газовые пожарные извещатели на выступающих частях до 0,6 м без уменьшения защищаемой площади, указанной в таблице 14.3.

Высокая эффективность ИПГ СО, показанная при экспериментальных исследованиях, могла быть учтена при разработке в ГОСТ Р 53325-2012 с Изменением №1 в части размеров обнаруживаемых очагов. Следовало ожидать предписания проводить испытания ИПГ СО по тестовым очагам минимальных размеров: ТП2А – тление 3 брусков и ТП3А – тление 30 хлопковых фитилей как для аспирационных дымовых извещателей класса А. Или хотя бы по тестовым очагам среднего размера: ТП2В – тление 6 брусков и ТП3В – тление 40 хлопковых фитилей как для аспирационных дымовых извещателей класса В. Но в последней редакции ГОСТ Р 53325-2012 в таблице А.2 при сертификационных испытаниях ИПГ СО должны обнаруживать очаги максимальных размеров: ТП2 – тление 12 брусков и ТП3 – тление 80 хлопковых фитилей, т. е. теже, что и для ИПДОТ. Больше того, в испытании на обнаружение тестового очага ТП2 для газовых извещателей СО были расширены рамки допустимых границ по концентрации дыма для возможности достижения концентрации монооксида углерода 100 ppm при задымлени более 2 дБ/м (38% на метр). В стандартных рамках проведения испытания к окончанию теста ТП2 концентрация СО может быть в диапазоне от 45 до 100 ppm (рис. 9).

Таким образом, сертификационные испытания по ГОСТ Р 53325-2012 не позволяют подтвердить преимущества ИПГ СО по сравнению с дымовыми извещателями, соответственно, предлагается из п. 14.10.1 проекта СП5.13130 «Примечание – Значения S и L по таблице 14.3 для газовых пожарных извещателей допускается увеличивать в 1,2 раза» исключить. Необходимо отметить, что эйфория по отношению к газовым пожарным СО извещателям за рубежом прошла около 20 лет назад. Из-за присущих им недостатков в настоящее время выпускаются только сигнализаторы СО для защиты от угарного газа, а не пожарные извещатели.

1. Свод правил СП 5.13130 (проект, первая редакция) «Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования», 2015.

2. И. Неплохов. Расстановка пожарных извещателей – проблемные случаи. Журнал «Технологии защиты» № 1, 2008.

3. И. Неплохов. Расстановка пожарных извещателей: отечественные и зарубежные нормы. Часть 1. Журнал «Технологии защиты» № 5, 2011.

4. И. Неплохов. Расстановка пожарных извещателей: отечественные и зарубежные нормы. Часть 2. Журнал «Технологии защиты» № 6, 2011.

5. И. Неплохов. Расстановка пожарных извещателей: отечественные и зарубежные нормы. Часть 3. Журнал «Технологии защиты» № 1, 2012.

6. И. Неплохов. Расстановка пожарных извещателей: отечественные и зарубежные нормы. Часть 4. Журнал «Технологии защиты» № 2, 2012.

7. NFPA72. National Fire Alarm Code.

8. BS 5839-1. Fire detection and alarm systems for buildings. Code of practice for system design, installation, commissioning and maintenance.

9. СНиП 2.04.09-84. Пожарная автоматика зданий и сооружений.

10. СП 5.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования».

11. ГОСТ Р 53325-2012. Техника пожарная. Технические средства пожарной автоматики. Общие технические требования и методы испытаний (с Изменением № 1).

12. М. Филаретов, Е. Сайдулин, А. Соколов. Газовые пожарные извещатели в проекте новой редакции СП 5.13130. Каталог «ОПС. Охранная и охранно-пожарная сигнализация. Периметральные системы» – 2014, Groteck.