Експериментальне визначення інерційності спрацьовування спринклерних зрошувачів автоматичних систем водяного пожежогасіння

 

Бондаренко Сергій Миколайович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-4687-1763

 

Мурін Михайло Миколайович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-9898-0128

 

Яковлєв Ігор Валерійович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0003-2802-3733

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2021-33-11

 

Ключові слова: автоматична система водяного пожежогасіння, спринклерний зрошувач, інерційність спрацьовування, лінійна швидкість розвитку пожежі, розрахункова площа для витрати води

 

Анотація

Отримано експериментальні дані інерційності спринклерних зрошувачів з температурою спрацьовування 57 ºС з урахуванням швидкості наростання температури та отримана емпірична залежність часу спрацьовування спринклерного зрошувача з моменту виникнення пожежі. Це дозволяє оцінити застосування даного типу зрошувачів для захисту різних приміщень залежно від класу пожежної небезпеки. При виборі вихідних даних для проектування спринклерних автоматичних систем водяного пожежогасіння залежно від класу приміщень по пожежній небезпеці проглядається два підходи. Для приміщень класу ОН зі збільшенням пожежної небезпеки інтенсивність подачі вогнегасної речовини залишається постійної (І0 = 5 мм/хв), а збільшується площа гасіння для  розрахунку витрати води (Fр = 72 м2 для ОН1, Fр = 144 м2 для ОН2, Fр = 216 м2 для ОН3, Fр = 360 м2 для ОН4). Для приміщень ННР використовується інший підхід. При проектуванні спринклерної автоматичної системи водяного пожежогасіння розрахункова площа для визначення сумар-ної витрати води залишається постійної (Fр = 260 м2) а змінюється інтенсивність подачі вогнегасної речовини  (І0 = 7,5 мм/хв для ННР1, І0 = 10 мм/хв для ННР2, І0 = 12,5 мм/хв для ННР3). Однак, і перший підхід і другий мають на увазі, що площа гасіння пожежі залишається фіксованою величиною, а лінійна швидкість розвитку пожежі в явному виді ніде не враховується. Тому, одержання даних про час спрацьовування спринклерного зрошувача залежно від швидкості наростання температури пожежі в приміщенні, що захищається, дозволить визначити мінімальну площу зрошення осередку пожежі. Оптимальний вибір розрахункової площі для визначення витрати води при гасінні пожежі дозволить оптимізувати параметри гідравлічної розподільної мережі, вибір елементів системи, розрахувати ефективність застосування системи пожежогасіння.

 

Посилання

  1. John, R., Hall, Jr. (2013). U.S. Experience with Sprinklers and Other Automatic Fire Extinguishing Equipment. National Fire Protection Association, Quincy, MA. Retrieve from https://nfsa.org/wp-content/uploads/2019/07/US_experience_with_sprinklers_2009.pdf
  2. Ahrens, M. (2017). U.S. experience with sprinklers. Fire Analysis and Research Division, National Fire Protection Association. Retrieve from https://www.nfpa.org/-/media/files/news-and-research/fire-statistics-and-reports/suppression/ossprinklers.pdf
  3. John, R., Hall, Jr., Ahrens, M., Evarts, D. (2012). Fire Protection Research Foundation report: Sprinkler Impact on Fire Injury. Retrieve from https://www.nfpa.org/-/media/Files/Fire-Sprinkler-Initiative/Benefits-of-Home-Fire-Sprinklers/Sprinkler-Performance-and-Benefits/Impact-of-fire-sprinklers-on-firefighter-injuries.ashx
  4. ISO 6182-1:2014(en) Fire protection – Automatic sprinkler systems – Part 1: Requirements and test methods for sprinklers. Retrieve from https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:6182:-1:ed-3:v1:en
  5. LPS 1039 Requirements and testing methods for automatic sprinklers. Issue 5.2. Retrieve from https://www.redbooklive.com/download/pdf/LPS1039.pdf
  6. Liu, H., Yuen, A. C. Y., Cordeiro, I., Han, Y., Chen, B. Y. T., Chan, Q. N., Kook, S., Yeoh, G. H. (2021). A novel stochastic approach to study water droplet/flame interaction of water mist systems. Numerical Heat Transfer. Part A: Applications, 79(8), 570–593. doi: 10.1080/10407782.2021.1872272
  7. Kagou, G., Kola, B., Mouangue, R. (2016). CFD studies of the propagation and extinction of flame in an under-ventilated and over-ventilated enclosure. Journal of Taibah University for Science, 10(3), 393–402. doi: 10.1016/j.jtusci.2015.04.010
  8. Nasif, M. S., Fekry, M., Ismail, F. B. (2016). CFD investigation on the effect of varying fire sprinkler orientation on sprinkler activation time. ARPN Journal of Engi-neering and Applied Sciences, 11(22), 12919–12922. Retrieve from http://www.arpnjournals.org/jeas/research_papers/rp_2016/jeas_1116_5323.pdf
  9. Arvidson, M. (2018). The Response Time of Different Sprinkler Glass Bulbs in a Residential Room Fire Scenario. Fire Technology, 54(5), 1265–1282. doi: 10.1007/s10694-018-0729-8
  10. Hopkin, C., Spearpoint, M., Bittern, A. Using experimental sprinkler actuation times to assess the performance of Fire Dynamics Simulator. Journal of Fire Sciences, 36 (4), 342–361. doi:10.1177/0734904118772306
  11. Lin, S.L., Chow, W.K., Woo, Y.K., Szeto, D.F., Su, C. H. (2019). Effect of heat collector plate on thermal sensitivity of sprinkler heads in large terminal Halls. Journal of Building Engineering, 25, 100787. doi: 10.1016/j.jobe.2019.100787
  12. Węgrzyński, W., Krajewski, G., Tofiło P., Król, A., Król, M. (2020). 3D mapping of the sprinkler activation time. Energies, 13(6), 1450. doi: 10.3390/en13061450
  13. Hopkin, C., Spearpoint, M. (2021). Numerical simulations of concealed resi-dential sprinkler head activation time in a standard thermal response room test. Journal of Fire Sciences, 42(1), 98–111. doi: 10.1177/0143624420953302
  14. Vondou, F. M., Abbe, C. V. N., Zaida, J. T., Mvogo, P. O., Mouangue, R. (2021). Experimental Study of the Effect of Confining on the Development of Fire in a Closed Compartment. Journal of Combustion, 2021, 6662830. doi:10.1155/2021/6662830
  15. BS EN 12845 (2015). Fixed Fire Fighting Systems – Automatic Sprinkler Systems – Design, Installation and Maintenance Retrieve from https://standards.globalspec.com/std/14212825/bs-en-12845
  16. Antonov, I., Velichkova, R., Antonov, S., Grozdanov, K. (2020). Mathemati-cal Modeling and Simulation of Development of the Fires in Confined Spaces. doi: 10.5772/intechopen.91274
  17. Koshmarov, Yu., Puzach, S., Andreev, V. et all. (2012). Forecasting of dan-gerous factors of fire indoors. Academy of State Fire Service of the Ministry of Emer-gency Situations, Moscow, Russia. Retrieve from https://www.twirpx.com/file/244202