RU2295991C1

RU2295991C1 - Fire-extinguishing module

Info

Publication number: RU2295991C1
Application number: RU2005128736/12A
Authority: RU
Inventors: Олег Леонидович Дубрава (RU); Олег Леонидович Дубрава; Николай Петрович Копылов (RU); Николай Петрович Копылов; Юрий Иванович Логинов (RU); Юрий Иванович Логинов
Original assignee: ЗАО "Научно-промышленная группа "Гранит-Саламандра"
Priority date: 2005-09-15
Filing date: 2005-09-15
Publication date: 2007-03-27

Abstract

FIELD: fire-fighting, particularly to control fire-extinguishing equipment with the use of heat-sensitive means electrically linked to fire-extinguishing aerosol generators and adapted to protect tower-like building structures.

SUBSTANCE: fire-extinguishing module comprises fire-extinguishing aerosol generators arranged in building structure sections. Number of fire-extinguishing aerosol generators is selected to provide effective flame suppression. Fire-extinguishing aerosol generators have activation units electrically connected to triggering device, which is commutated by heat detectors of self-contained power supply. Each fire-extinguishing aerosol generator set is mounted at lower section level, wherein number of fire-extinguishing aerosol generators in each set is selected to provide full coverage of cross-section of space to be protected by fire-extinguishing aerosol with 0.08 kg/m³ aerosol concentration. Activation units of fire-extinguishing aerosol generator set are connected with that of lower section through time-delay means.

EFFECT: possibility of doubled highly-concentrated gas-aerosol mixture action on fire site due to successive automatic supply of fire-extinguishing from fire-extinguishing aerosol generator set of lower tower section to fire site, increased efficiency of fire suppression and prevention of secondary fire site smoldering.

2 dwg

Description

Изобретение относится к противопожарной технике, а более конкретно к управлению противопожарным оборудованием от термочувствительных устройств, электрически связанным с генераторами огнетушащего аэрозоля, предназначенным для защиты сооружений башенного типа.The invention relates to fire fighting equipment, and more particularly to controlling fire-fighting equipment from heat-sensitive devices, electrically connected to fire extinguishing aerosol generators, designed to protect tower-type structures.

Уровень данной области техники характеризуют системы для объемного тушения пожара (модули, согласно НТБ 88-2001 "Термины и определения"), содержащие распределенные в защищаемом объеме генераторы огнетушащего аэрозоля, узлы инициирования которых электрически связаны с термочувствительными элементами (датчиками противопожарной сигнализации) пускового устройства, описанные в патентах RU 2081640, А 62 С 13/22, 1997, 2046614, 1995, 2114660, 1998, 2140311, 1999 и 2128537, 1999, все по кл. А 62 С 37/00.The level of this technical field is characterized by systems for volumetric fire extinguishing (modules, according to NTB 88-2001 "Terms and definitions"), containing fire extinguishing aerosol generators distributed in the protected volume, the initiation units of which are electrically connected to thermosensitive elements (fire alarm sensors) of the starting device, described in patents RU 2081640, A 62 C 13/22, 1997, 2046614, 1995, 2114660, 1998, 2140311, 1999 and 2128537, 1999, all according to cl. A 62 C 37/00.

Генераторы этих модулей направлены на пожароопасный объект в защищаемом помещении и содержатся в расчетном количестве, обеспечивающем создание в замкнутом объеме огнетушащей концентрации генерируемого ими аэрозоля.The generators of these modules are aimed at a fire hazardous facility in a protected room and are contained in a calculated quantity that ensures the creation of a closed volume of fire extinguishing concentration of the aerosol generated by them.

Недостаток указанных модулей пожаротушения является продолжением достоинств, которые выражаются в надежной целевой защите объекта в замкнутом объеме, имеющего один уровень высоты. Однако тушение локальных пожаров в относительно большом объеме помещения неэффективно из-за инерционности его заполнения генерируемым аэрозолем и созданием необходимой концентрации ингибиторов горения.The disadvantage of these fire extinguishing modules is a continuation of the advantages, which are expressed in reliable target protection of the object in a closed volume having one level of height. However, extinguishing local fires in a relatively large volume of the room is inefficient due to the inertia of its filling with the generated aerosol and the creation of the necessary concentration of combustion inhibitors.

Кроме того, не представляется технически возможным практическое использование указанных модулей для тушения пожаров в зданиях и сооружениях башенного типа, в которых существует естественная тяга, то есть условно негерметичных, из-за проблемы сохранения во времени вокруг горящего объекта необходимой концентрации огнетушащего аэрозоля по определению.In addition, it does not seem technically possible to use these modules to extinguish fires in buildings and structures of a tower type in which there is natural draft, that is, conditionally unpressurized, due to the problem of maintaining the necessary concentration of extinguishing aerosol by time around a burning object by definition.

Более совершенным является модуль автоматического пожаротушения в сообщающихся посредством транспортной шахты секциях высотного гаража, описанный в патенте RU 2225733, А 62 С 37/00, 2004, который по существу и числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога предложенному.More perfect is the automatic fire extinguishing module in sections of a high-rise garage communicating through a transport shaft, described in patent RU 2225733, A 62 C 37/00, 2004, which in essence and the number of matching features is selected as the closest analogue to the one proposed.

Известный модуль содержит группы генераторов огнетушащего аэрозоля, поэтажно распределенных в верхней части каждой секции гаража и направленных в сторону центральной шахты, узлы инициирования которых электрически связаны с пусковым устройством, коммутируемым от чувствительных элементов противопожарной сигнализации (тепловыми детекторами). Генераторы в секциях подключаются блоком управления в работу последовательно для поддержания в объеме гаража высокой концентрации ингибиторов горения.The known module contains a group of fire extinguishing aerosol generators distributed in the upper part of each section of the garage and directed towards the central shaft, the initiation units of which are electrically connected to the starting device, switched from sensitive elements of the fire alarm (thermal detectors). Generators in sections are connected in series by the control unit to maintain a high concentration of combustion inhibitors in the garage volume.

Модуль отличается тем, что в нижней секции высотного гаража смонтирован резерв генераторов, подключенных к блоку управления через устройство оптимизированной временной задержки, чем создается динамический подпор остывающего аэрозольного облака, находящегося в шахте, и продлевается его тушащее действие на очаг возгорания.The module is characterized in that a reserve of generators is mounted in the lower section of the high-rise garage, connected to the control unit via an optimized time delay device, which creates a dynamic back-up of the cooling aerosol cloud located in the mine and extends its extinguishing effect on the source of ignition.

Недостатком известного модуля, который эффективно подавляет открытый огонь, является возможность вторичного возгорания от тлеющих источников, активизирующихся после прохождения вверх под действием естественной тяги в шахте облака аэрозоля заданной огнетушащей концентрации.A disadvantage of the known module, which effectively suppresses open fire, is the possibility of secondary ignition from smoldering sources, which are activated after passing up under the action of natural traction in the mine of an aerosol cloud of a given extinguishing concentration.

Тушащая смесь из генераторов, смонтированных в верхней части секций, струйно направляется на защищаемый автомобиль для активного подавления очага возгорания. Но аэрозольное облако естественной тягой в шахте перемещается вверх по высотному сооружению, обнажая тлеющие очаги, которые обдуваются эжектируемым при этом воздухом, что может служить причиной вторичного возгорания. Для борьбы с вторичными очагами возгорания известная система не предназначена.The extinguishing mixture of generators mounted in the upper part of the sections is jetted to a protected vehicle to actively suppress the source of ignition. But the aerosol cloud with natural thrust in the mine moves up the high-rise structure, exposing smoldering foci that are blown by the air ejected with it, which can cause a secondary fire. The known system is not intended to combat secondary sources of ignition.

Повышение концентрации огнетушащего аэрозоля внутри секций башни не предотвратит вторичного возгорания, но потребует дополнительного количества генераторов с управляемым запуском в работу, то есть технически усложняет конструкцию модуля и является нецелесообразным.Increasing the concentration of extinguishing aerosol inside the tower sections will not prevent a secondary fire, but it will require an additional number of generators with a controlled start-up, that is, it technically complicates the design of the module and is impractical.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение функциональной надежности модуля пожаротушения в сооружениях башенного типа.The problem to which the present invention is directed, is to increase the functional reliability of the fire extinguishing module in tower structures.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном модуле тушения пожаров в высотных сооружениях башенного типа, содержащем посекционное размещение групп генераторов огнетушащего аэрозоля расчетного количества, необходимого для подавления пламенного горения, узлы инициирования которых электрически связаны с пусковым устройством, коммутируемым тепловыми детекторами автономного энергопитания, согласно изобретению каждая группа генераторов в количестве, определяемом из расчета перекрытия генерируемым огнетушащим аэрозолем поперечного сечения защищаемого объема с концентрацией 0,08 кг/м³, смонтирована на нижнем уровне секций, а их узлы инициирования связаны через устройство временной задержки с узлами инициирования генераторов нижерасположенной секции.The required technical result is achieved by the fact that in the known module for extinguishing fires in high-rise tower-type structures containing sectional arrangement of groups of fire extinguishing aerosol generators of the calculated amount necessary to suppress flame combustion, the initiation units of which are electrically connected to a starting device, switched by thermal detectors of autonomous power supply, according to invention, each group of generators in an amount determined from the calculation of the overlap generated by a fire extinguishing aer Ozola cross sectional protected volume with a concentration of 0.08 kg / m ^3, is mounted on the lower sections of the level, and initiation of nodes connected through a time delay device from initiating the downstream section generators nodes.

Отличительные признаки обеспечивают подавление пламенного горения и гарантированно предотвращают вторичное возгорание тлеющих очагов за счет последовательного создания внутри высотного сооружения объемных аэрозольных пробок повышенной концентрации ингибиторов горения, представляющих собой гидродинамический затвор, перемещаемый снизу вверх посредством естественной тяги.Distinctive features provide suppression of flame combustion and guarantee the prevention of secondary ignition of smoldering foci by sequentially creating volumetric aerosol tubes of increased concentration of combustion inhibitors inside a high-rise structure, which are a hydrodynamic shutter that moves from bottom to top by means of natural traction.

Размещение генераторов на нижнем уровне секций башни обеспечивает автоматическое естественное заполнение защищаемого объема огнетушащим аэрозолем, облако которого перекрывает поперечное сечение секции и изолирует объект возгорания от атмосферного кислорода, прерывая тем самым цепные окислительные реакции, и подавляет пожар.Placing generators at the lower level of the tower sections provides automatic natural filling of the protected volume with a fire extinguishing aerosol, the cloud of which overlaps the section cross section and isolates the ignition object from atmospheric oxygen, thereby interrupting the oxidation chain reactions, and suppresses the fire.

При концентрации огнетушащего аэрозоля 0,08 кг/м³ обеспечивается подавление пламенного горения и исключается вторичное возгорание тлеющих очагов, чем повышается эффективность пожаротушения и функциональная надежность модуля в целом.At a concentration of fire extinguishing aerosol of 0.08 kg / m ³ suppression of flame combustion is ensured and secondary ignition of smoldering foci is excluded, which increases the efficiency of fire extinguishing and the functional reliability of the module as a whole.

Это достигается тем, что очаг возгорания подвергается неоднократному пролонгированному последовательному воздействию огнетушащего аэрозоля заданной концентрации в вертикально подвижных пробках, создаваемых генераторами нижерасположенных секций.This is achieved by the fact that the source of ignition is subjected to repeated prolonged sequential exposure to a fire extinguishing aerosol of a given concentration in vertically moving plugs created by generators of the downstream sections.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества, неприсущего признакам в разобщенности, то есть поставленная в изобретении техническая задача решается не суммой эффектов, а сверхэффектом суммы существенных признаков.Therefore, each essential feature is necessary, and their combination is sufficient to achieve a novelty of quality that is not inherent in the signs of disunity, that is, the technical problem posed in the invention is solved not by the sum of the effects, but by an over-effect of the sum of the essential features.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста противопожарной техники, показал, что оно не известно, а с учетом возможности практической реализации модуля тушения пожаров в башнях можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.A comparative analysis of the proposed technical solution with the identified analogues of the prior art, from which the invention does not explicitly follow for a specialist in fire fighting equipment, showed that it is not known, and taking into account the possibility of practical implementation of the fire extinguishing module in the towers, it can be concluded that the patentability criteria are met.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где схематично изображено:The invention is illustrated by drawings, where schematically shows:

на фиг.1 - общий вид башни, оснащенной предлагаемым модулем;figure 1 - General view of the tower, equipped with the proposed module;

на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.figure 2 is a section along aa in figure 1.

Предлагаемый модуль для тушения пожаров в высотных секционных сооружениях башенного типа иллюстрируется схемой пожарной защиты Останкинской телевизионной башни (фиг.1).The proposed module for extinguishing fires in high-rise sectional structures of a tower type is illustrated by the fire protection scheme of the Ostankino television tower (Fig. 1).

Модуль включает смонтированные на нижнем уровне секций 1 высотных отметок 63,1 м, 147,2 м, 230,0 м и 323,0 м группы генераторов 2 огнетушащего аэрозоля расчетного количества, распределенных по периферии поперечных сечений башни (фиг.2), при этом их выходные сопла направлены радиально к центру ствола башни.The module includes mounted at the lower level of sections 1 elevations of 63.1 m, 147.2 m, 230.0 m and 323.0 m groups of generators 2 of a fire extinguishing aerosol of the estimated number distributed over the periphery of the tower cross sections (Fig. 2), with In this, their outlet nozzles are directed radially to the center of the tower barrel.

Стационарно закрепленные генераторы 2, представляющие собой устройство автоматической струйной подачи огнетушащего аэрозоля, марки АГС-8/2 с массой шашки пиротехнического состава 6,7 кг, обеспечивают за время работы 160 с каждый защиту объема 134 м³.Stationary fixed generators 2, which are a device for automatic jet feeding of a fire extinguishing aerosol, grade AGS-8/2 with a mass of pieces of a pyrotechnic composition of 6.7 kg, provide for a working time of 160 s each protection of a volume of 134 m ³ .

Генераторы 2 оснащены многоступенчатой системой охлаждения газоаэрозольной тушащей смеси, температура которой на выходе из сопел составляет 100-120°С, что значительно ниже температуры воспламенения органических веществ.Generators 2 are equipped with a multi-stage cooling system for a gas-aerosol extinguishing mixture, the temperature of which at the exit from the nozzles is 100-120 ° C, which is significantly lower than the ignition temperature of organic substances.

Инициаторы 3 воспламенения пиротехнических зарядов генераторов 2 каждой секции 1, управляемые блоком коммутации, к которому подсоединены температурные детекторы системы пожарной сигнализации автономного энергопитания (условно не показано), электрически связаны через устройство 4 временной задержки с инициаторами 3 нижерасположенной секции 1.The initiators 3 of ignition of the pyrotechnic charges of the generators 2 of each section 1, controlled by the switching unit, to which the temperature detectors of the autonomous power supply fire alarm system (not shown conditionally) are connected, are electrically connected through the time delay device 4 to the initiators 3 of the downstream section 1.

Длительность временной задержки каждого устройства 4 устанавливается из конкретных параметров функционирования.The duration of the time delay of each device 4 is set from specific operating parameters.

Количество генераторов 2 марки АГС-8/2, смонтированных в каждой секции 1 башни, определено расчетным путем из условия создания в защищаемом объеме концентрации огнетушащего аэрозоля 0,08 кг/м³ и всего составляет общим количеством 180 штук, распределение которых по секциям 1 представлено в таблице.The number of generators 2 of the AGS-8/2 brand mounted in each section 1 of the tower was determined by calculation from the condition that a concentration of fire extinguishing aerosol of 0.08 kg / m ^{3 be} created in the protected volume and amounted to a total of 180 pieces, the distribution of which in sections 1 is presented in the table.

Высота нижнего уровня секции 1, мThe height of the lower level of section 1, m Интенсивность подачи аэрозоля (не менее), кг/сAerosol supply intensity (not less), kg / s Количество генераторов, шт.Number of generators 63,163.1 20,020,0 6060 147,2147.2 20,020,0 6060 243,8243.8 15,015.0 4545 323,0323.0 5,05,0 15fifteen

В расчете параметров подачи огнетушащего аэрозоля принята скорость восходящих потоков в стволе башни 1-5 м/с.In the calculation of the supply parameters of the extinguishing aerosol, the velocity of the ascending flows in the barrel of the tower is 1-5 m / s.

При возникновении пожара по сигналу примыкающего термочувствительного детектора локальной линии пожарной сигнализации блоком управления выдается команда на инициаторы 3 генераторов 2 этой секции 1, импульсами которых воспламеняются пиротехнические заряды, при горении которых генерируется газоаэрозольная тушащая смесь, струйно выбрасываемая в защищаемый объем, и на устройство 4 временной задержки, связанное с инициаторами 3 нижерасположенной секции 1.In the event of a fire, a signal is sent by the control unit to the initiators 3 generators 2 of this section 1 by the signal of the adjacent heat-sensitive detector of the local fire alarm line, the pulses of which ignite the pyrotechnic charges, during combustion of which a gas-aerosol extinguishing mixture is generated, which is jetted out to the protected volume, and to the temporary device 4 delays associated with the initiators 3 of the downstream section 1.

Тушащая газоаэрозольная смесь группы генераторов 2 перекрывает поперечное сечение секции 1 башни, заполняя ее объем, при этом источник пожара изолируется от атмосферы. Ингибиторы горения, содержащиеся в газоаэрозольной смеси, подавляют пожар.The extinguishing gas-aerosol mixture of the group of generators 2 overlaps the cross section of the tower section 1, filling its volume, while the source of the fire is isolated from the atmosphere. Combustion inhibitors contained in a gas-aerosol mixture suppress a fire.

За счет естественной тяги внутри ствола башни облако газоаэрозольной тушащей смеси в виде газодинамического затвора перемещается вверх. При этом срабатывает устройство 4 временной задержки установленной длительности, импульсом которой через инициаторы 3 аналогично включаются в работу генераторы 2 нижерасположенной секции 1.Due to natural traction inside the tower barrel, a cloud of gas-aerosol extinguishing mixture in the form of a gas-dynamic shutter moves up. In this case, the device 4 of the time delay of the set duration is triggered, the pulse of which through the initiators 3 similarly turn on the generators 2 of the downstream section 1.

Газоаэрозольное облако, сформированное в нижерасположенной секции 1, перемещаясь вверх посредством естественной тяги в стволе башни, заполняет объем секции 1, в которой возник пожар, дополнительно воздействуя на тлеющие очаги, изолируя их от кислорода эжектируемого воздуха.The gas-aerosol cloud formed in the downstream section 1, moving upward by means of natural traction in the tower barrel, fills the volume of the section 1 in which the fire occurred, additionally affecting the smoldering foci, isolating them from the oxygen of the ejected air.

Дублированное воздействие генерируемой огнетушащей газоаэрозольной смесью гарантированно предотвращает вторичное возгорание в защищаемой секции 1 и полностью исключает огнепередачу в вышерасположенную секцию 1 башни.Duplicated exposure to the generated fire-extinguishing gas-aerosol mixture is guaranteed to prevent secondary fire in the protected section 1 and completely eliminates fire transfer to the upstream section 1 of the tower.

Скорость движения газоаэрозольного затвора 1-5 м/с обеспечивает минимально необходимое время 10 с для подавления пламенного горения. При этом в защищаемом объеме снижается температура до уровня, исключающего повторное воспламенение тлеющих очагов, которые локализуются внутри ингибирующей газоаэрозольной смеси.The gas aerosol shutter speed of 1-5 m / s provides the minimum necessary time of 10 s to suppress flame combustion. In this case, the temperature in the protected volume decreases to a level that excludes re-ignition of smoldering foci, which are localized inside the inhibiting gas-aerosol mixture.

Тушение пожара в секции башни ниже отметки 63,1 м осуществляется ручными и подвижными техническими средствами, а резервный газоаэрозольный подпор формируется с помощью метательных генераторов марки АГС-5 с массой аэрозольобразующего пиротехнического заряда 2,7 кг, которыми в достаточном количестве укомплектовано техническое помещение цокольного этажа башни.Fire extinguishing in a tower section below 63.1 m is carried out by manual and mobile technical means, and a reserve gas-aerosol support is formed using throwing generators of the AGS-5 brand with a mass of aerosol-forming pyrotechnic charge of 2.7 kg, which sufficiently equipped the technical room of the basement towers.

Металлическая антенная часть башни выше отметки 503,7 м защищена наружными автоматическими средствами тушения пожара, которые не входят в структуру предлагаемого модуля.The metal antenna part of the tower above the 503.7 m mark is protected by external automatic fire extinguishing means that are not included in the structure of the proposed module.

Режимы и параметры тушения пожаров предложенным модулем рассчитаны по математической модели планирования эксперимента согласно техническому заданию на проектирование противопожарной автоматической защиты Останкинской телевизионной башни посредством серийно выпускаемых сертифицированных генераторов огнетушащего аэрозоля.The fire extinguishing modes and parameters of the proposed module are calculated according to the mathematical model of experiment planning according to the technical specifications for the design of automatic fire protection of the Ostankino television tower using commercially available certified fire extinguishing aerosol generators.

Предложенный модуль пожаротушения, посекционный с дублированием автоматического аэрозольного воздействия на очаг возгорания, характеризуется повышенной надежностью и экономичностью.The proposed fire extinguishing module, sectional with duplication of automatic aerosol effects on the ignition site, is characterized by increased reliability and efficiency.

Описанный пример выполнения модуля для тушения пожаров служит для иллюстрации изобретения и не ограничивает границ правовой защиты совокупности существенных признаков формулы.The described example of the implementation of the module for extinguishing fires serves to illustrate the invention and does not limit the boundaries of legal protection for the combination of essential features of the formula.

Разработанный проект реконструкции и модернизации Останкинской башни по защите антенно-фидерной части одобрен Главным управлением Государственной противопожарной службы МВД России.The developed project for the reconstruction and modernization of the Ostankino tower to protect the antenna-feeder part was approved by the Main Directorate of the State Fire Service of the Ministry of Internal Affairs of Russia.

Claims

Fire extinguishing module in tower-type high-rise structures, containing sectional placement of groups of fire extinguishing aerosol generators of the calculated amount necessary to suppress flame combustion, the initiation units of which are electrically connected to a starting device, switched by thermal detectors of autonomous power supply, characterized in that each group of generators in quantity determined from the calculation of the overlap generated by the fire extinguishing aerosol of the cross section of the protected volume with a concentration of 0.0 8 kg / m ³ , mounted at the lower level of the sections, and their initiation nodes are connected through a time delay device to the initiation nodes of the generators of the downstream section.