Transcript Tryskacze, oddymianie

st. kpt. mgr inż. Rafał Szczypta
starszy specjalista KG PSP
www.sitp.lodz.pl
Włodzimierzów, 20 kwiecień 2012 r.
1
Instalacja tryskaczowa
ZALETY
 kontroluje rozwój pożaru (moc oraz powierzchnię), a w sprzyjających
okolicznościach może ewentualnie ugasić pożar (wg. danych statystycznych
skuteczność gaśnicza w zależności od źródła na poziomie 90 – 95 %),
 może być stosowana jako alternatywne do systemu sygnalizacji pożaru
urządzenie służące do wykrywania pożaru,
 zabezpiecza elementy konstrukcyjne obiektu przed oddziaływaniem
termicznym pożaru,
 uniemożliwia zapalenie się sąsiednich materiałów palnych.
MINUSY
 nie ogranicza obszaru zadymienia,
 zwiększa stężenia gazów pożarowych,
 zmiesza wyporność dymu co ogranicza szybkość suwania zadymienia przez
klapy dymowe.
2
Instalacja usuwającej dym i ciepło
ZALETY
 lepsza widoczność (zasięg widzialności) elementów budynku oraz
oznakowania znakami bezpieczeństwa:
- umożliwia użytkownikom bezpieczną ewakuację,
- umożliwia ekipom ratowniczym szybki i bezpieczny dla dostępu do
miejsca powstania pożaru,
 obniża temperaturę dymu i gazów pożarowych:
- umożliwia użytkownikom bezpieczną ewakuację,
- zwiększa odporność ogniową elementów konstrukcyjnych budynku,
przez co np. zmniejsza ryzyko zawalenia się dachu,
 zimniejsza toksyczność produktów spalania oraz stężenia palnych gazów w
strefie podsufitowej przez co zapobiega rozgorzeniu,
3
Instalacja usuwającej dym i ciepło
ZALETY
 ogranicza rozprzestrzenia nie się dymu i gazów pożarowych poza obszar
strefy dymowej przez co zmniejsza straty powstałe na skutek
oddziaływania dymu i ciepła (w szczególności sadzy) na wyposażenie
obiektu.
MINUSY
 nie ogranicza możliwości rozprzestrzenia się ognia – ogień może
rozprzestrzenić się na całe pomieszczenie/strefę pożarową /obiekt,
 zasadniczo nie obniża mocy pożaru,
 zapewnia większą szybkość spalania poprzez zapewnienie dobrej
wentylacji pożaru.
4
Badania współdziałania instalacji
• 1955 Armour Research Foundation of the Illinois Institute of Technology Reduced-Scale Vent Tests Armour Research Foundation,
• 1956 FMRC’s Tests on Vents, Curtains, and Sprinklers
• 1964 Underwriters Laboratories Inc.’s (UL) - Tests on Effects of Vents on
Sprinklered Fires,
• 1966 Colt International, Ltd.’s - Portsmouth Fire Tests,
• 1970 FMRC’s - Rubber Tire Fire Test,
• 1971 FMRC’s - Report on Rack Storage Tests,
• 1974 FMRC’s - Model Study of Venting Performance in Sprinklered Fires,
• 1975 FMRC’s - Stored Plastics Test Program,
• 1980 IITRI’s - Full-Scale Vent/Sprinkler Research Tests,
• 1989 Ghent Tests - the FRS, Colt International, Ltd., and the City of Ghent
Fire Brigade,
• 1994 FMRC’s Tests of Protection of Warehouse Retail Occupancies
5
Badania współdziałania instalacji
• 1998 NIST 6196-1 Sprinkler, Smoke & Heat Vent, Draft Curtain Interaction - Large Scale Experiments and Model Developme.
Podczas tego badania wykonano 39 testów (34 z heptanem oraz 5
z kartonami wypełnionymi kubkami polistyrenowymi).
Obiekt: 37m x 37m x 14,6m
Klapy dymowe: 1,2m x 2,4m (5 szt.), elementy termoczułe 74oC oraz 100oC
Tryskacze: ELO-231 (Extra Large Orifice) SR zamontowane w rozstawie
3m x 3m z elementem termoczułym 0,11 m poniżej stropu.
Źródło pożaru
I seria (heptan 5 MW, 50-60s), sufit 7,6 m, 1 klapa
II seria (heptan 10 MW, 70s), sufit 8,2, 5 klap
III seria (plastyk)
Kurtyny: 1,8 m
6
NIST - Large Scale Experiments and Model Development
7
NIST - Large Scale Experiments and Model Development
Wpływ klap i kurtyn dymowych na czas zadziałania tryskaczy
Kiedy pożar nie był zapalny bezpośrednio pod klapą dymową, otwarcie klap
zarówno przed jak i po zadziałaniu pierwszego tryskacza nie miało wpływu na
czasy zadziałania tryskaczy położonych najbliżej ogniska pożaru.
W przypadkach, gdy pożar inicjowano 3m od środka klapy dymowej, jedynie
dostrzegalny efekt otwarcia klapy dymowej na czas zadziałania tryskacza był
dla tych tryskaczy, które były zlokalizowane bezpośrednio poniżej otworu
klapy dymowej.
W testach, w których pożar zapalano bezpośrednio pod klapą dymową, klapa
ta otwierała się przed zadziałaniem najbliższego tryskacza i zauważalny był w
tych testach wpływ oddymiania na czas zadziałania tryskaczy. Czym szybciej
(wcześniej) uruchamiała się klapa dymowa tym efekt oddziaływania
oddymiania na czasy uruchomia poszczególnych tryskaczy był bardziej
widoczny (znaczący).
8
NIST - Large Scale Experiments and Model Development
Wpływ klap i kurtyn dymowych na czas zadziałania tryskaczy
Przykładowo w testach, w których pożary zainicjowano bezpośrednio pod
klapą zlokalizowaną w wydzielonej kurtynami strefie dymowej średnie czasy
aktywacji 4 najbliższych tryskaczy wynosiły:
•
1 min. 13 sek. – klapa zamknięta,
•
1 min. 29 sek. – klapa uruchomiona automatycznie po 1 min. 4 sek.,
•
1 min. 58 sek. – klapa uruchomiona ręcznie po 40 sek.,
•
1 min. 8 sek. – klapa uruchomiona ręcznie po 1 min. 30 sek.
Powyższe dane wskazują, że czym szybciej otworzy się klapa dymowa tym
większe jest opóźnienie w aktywacji pierwszego pierścienia tryskaczy.
Wszystkie powyższe próby przeprowadzono w identycznych warunkach
rozwoju pożaru (heptan 5 MW w 60 sek.).
9
NIST - Large Scale Experiments and Model Development
Wpływ klap i kurtyn dymowych na ilość otwartych tryskaczy
Generalnie kurtyny dymowe zwiększały liczbę uruchomionych tryskaczy.
Analiza wyników testów pierwszej serii wskazuje, że w testach podczas których
kurtyny były zainstalowane a klapy były zamknięte uruchomionych było11
tryskaczy, a w testach bez kurtyn uruchomione były tylko 4 tryskacze. Próby w
których klapy dymowe były uruchamiane automatycznie albo ręcznie również
wskazały, że w sytuacji z kurtynami kiedy źródło pożaru znajdowało się
bezpośrednio pod klapą zadziałało nawet dwukrotnie więcej tryskaczy niż w
testach przeprowadzanych bez kurtyn.
Efekt ten wynika przede wszystkim z faktu gromadzenia w strefie podsufitowej
gazów pożarowych wyższej temperaturze oraz w mniejszym stopniu z większej
grubości warstwy dymu. Porównując testy z kurtynami i bez zauważyć można,
iż różnica temperatur wynosiła ok. 20 – 30 oC dla testów z kurtynami i bez.
10
NIST - Large Scale Experiments and Model Development
Wpływ klap i kurtyn dymowych na ilość otwartych tryskaczy
W próbach, w których ogień zapalano bezpośrednio pod klapą, liczba
aktywacji tryskaczy była mniejsza nawet dwukrotnie.
Jednak w sytuacji, gdy ogień rozpalano nie bezpośrednio pod klapą różnica
była znacznie mniejsza lub w ogóle nie było różnicy w liczbie aktywacji
tryskaczy.
Dlatego też, z wyjątkiem sytuacji gdzie źródło pożaru znajdowało się
bezpośrednio pod lub blisko klapy (3m), nie stwierdzono aby oddymianie
grawitacyjne powodowało zmniejszenie liczby uruchamianych tryskaczy.
11
NIST - Large Scale Experiments and Model Development
Wpływ klap i kurtyn na kształt strumienia wody z tryskaczy.
Podczas próby P-3 (plastyk)
kurtyna na północ od źródła
pożaru zablokowała strumień
wody z tryskaczy oraz opóźniła
otwarcie tryskaczy.
zlokalizowanych za kurtyną. Pożar
rozwijał się w kierunku
północnego regału ponieważ
towar był tam niezmoczony z
powodu opóźnienia w aktywacji
tryskaczy po północnej stronie
kurtyny i blokadzie zraszania od
południowej strony.
12
NIST - Large Scale Experiments and Model Development
Wpływ tryskaczy na liczbę oraz czas otwarcia klap dymowych
Z przeprowadzonych badań wynika, że woda z tryskaczy wpłynęła na
charakterystykę czułości termicznej klapy. Analiza temp pod sufitem ze
wszystkich prób wykazała że tryskacze mają znaczący efekt chłodzący, który
zmienia czułość zadziałania elementów termoczułych. W próbie bez tryskaczy
temperatura koło klapy wynosiła 170 oC podczas gdy w testach z tryskaczem
temperatura przy klapie wynosiła 90 oC. W żądnym przypadku testu z
tryskaczem klapa się nie otworzyła. Na podstawie analiz elementów
termoczułych klap przeprowadzonych po testach stwierdzono, że topiki
zaczęły się topić. Dane te wskazują, że element topikowy osiągnął
temperaturę zadziałania przed lub w tym samym czasie co nastąpiło otwarcie
tryskacza. Nie ustalono jednak czy został on schłodzony bezpośrednio wodą z
tryskacza, czy tryskacz schłodził unoszący się dym na tyle, że topik nie otworzył
się.
13
NIST - Large Scale Experiments and Model Development
Wpływ klap i kurtyn na kształt strumienia wody z tryskaczy.
Straty pożarowe (ilość spalonych pudełek) w tym teście były znacznie większe
niż w każdym następnym z tej serii, pomimo tego że pierwsze z tryskaczy
zadziałały stosunkowo szybko (67 i 72s.). Szybkie zadziałanie tryskaczy nie
spowodowało jednak gwałtownego spadku temperatury. Pożar rozprzestrzenił
się na niechronioną część północnego regału, chociaż był na kontrolowanej
przez tryskacze północnej stronie kurtyny.
Ostatecznie spłonęły 184 kartony, prawie dwukrotnie więcej niż w testach P4 i
P5
Klapa otworzyła się automatycznie w czasie 4:11, ale do tego czasu 2 tryskacze
po każdej stronie już działały.
W oparciu o badanie kształtu, rzutu powierzchni gdzie zadziałały tryskacze
oraz danych z termopar stwierdzono, że otwarcie klapy nie miało wpływu na
wyniki testu.
14
NIST - Large Scale Experiments and Model Development
WNIOSKI
Uruchomienie klap dymowych nie ma istotnego wpływu na czas zadziałania i
ilość aktywowanych tryskaczy, w sytuacji gdy ogień nie powstaje bezpośrednio
pod klapą.
Pożary powstałe bezpośrednio pod automatycznie uruchamianymi klapami
dymowymi zwykle nie wpływają na czas uruchomienia pierwszego tryskacza,
ale należy się liczyć z opóźnieniem zadziałania tryskaczy, tym tryskaczy
pierwszego pierścienia.
Jeżeli klapy zostaną aktywowane przed lub w tym samym czasie co pierwszy
tryskacz, liczba uruchomionych tryskaczy może spać aż o 50 procent w
porównaniu do sytuacji z klapą zamkniętą.
15
NIST - Large Scale Experiments and Model Development
WNIOSKI
Podział kurtynami dymowymi przestrzeni podsufitowej na strefy dymowe
powoduje nawet dwukrotny wzrost liczby uruchomionych tryskaczy w
porównaniu do sytuacji bez kurtyn dymowych.
Kurtyny dymowe w sytuacji gdy pożar powstaje w ich bezpośrednim pobliżu
mogą (test P-3) blokować strumień wody z tryskacza i opóźniać zadziałanie
tryskaczy położonych za kurtyną, w konsekwencji powstają większe straty oraz
uruchamia się większa liczba tryskaczy.
Klapy dymowe z powodu znaczącego efektu chłodzenia przez tryskacze
warstwy podsufitowej, często nie mogą być uruchomione automatycznie z
termowyzwalaczy. Strumień wody z tryskaczy obniża sprawność
grawitacyjnego przepływu przez otwory klap dymowych.
16
Dziękuję za uwagę!
st. kpt. mgr inż. Rafał Szczypta
starszy specjalista KG PSP
tel. 22 523 39 12, e-mail. [email protected]
17