Вентиляция, кондиционирование, блокировки

Часть V книги — про системы, которые не входят в состав установки газового пожаротушения, но определяют, сработает она или нет. Читателю этой части обычно достаётся весь объект целиком: и пожарная автоматика, и вентиляция, и электрика, и то, что между ними.

Вентиляция стоит в этом списке первой, потому что она отбирает у установки то самое, ради чего установка существует, — концентрацию газа в помещении. Установка выпускает расчётную массу вещества за считанные секунды, а работающий кондиционер продолжает менять воздух в помещении всё время, пока идёт тушение.

17.1 Почему работающая вентиляция срывает тушение

Автоматическая установка газового пожаротушения (АУГП) тушит объёмным способом: газ создаёт в помещении нормативную огнетушащую концентрацию и удерживает её то время, которое нужно для прекращения горения. Всё, что выносит газ из помещения или подмешивает в него наружный воздух, работает против установки.

Норматив закрывает этот вопрос сразу с двух сторон.

Первая сторона — расчёт. По СП 485.1311500.2020, п. 9.4.2, при разработке проекта технологической части установки рассчитывают массу газового огнетушащего вещества (ГОТВ), диаметры трубопроводов, тип и количество насадков, время подачи и площадь проёма для сброса избыточного давления. В расчётный объём помещения по методике приложения Д включается его внутренний геометрический объём, в том числе объём системы вентиляции, кондиционирования и воздушного отопления — до автоматически закрываемых клапанов или заслонок. То есть воздуховоды за клапаном в объём не входят, а воздуховоды до клапана входят. Если клапана нет, граница расчётного объёма уходит туда, куда дотянется воздуховод.

Вторая сторона — герметичность. СП 485.1311500.2020, п. 9.14.3, говорит, что системы общеобменной вентиляции, местных отсосов, воздушного отопления и кондиционирования, а также противодымной вентиляции должны соответствовать требованиям СП 60.13330.2020 и СП 7.13130.2013. И дальше идёт фраза, которую стоит выписать отдельно: если по СП 7.13130.2013 в воздуховодах не предусмотрены противопожарные и другие клапаны, то вентиляционные проёмы в ограждающих конструкциях помещения следует учесть при проектировании как постоянно открытые проёмы.

Постоянно открытый проём — это то, из чего складывается параметр негерметичности защищаемого помещения, ограниченный п. 9.1.3. Решётка приточки без клапана перестаёт быть решёткой и становится дырой в ограждающей конструкции, которую надо посчитать вместе с зазором под дверью и незаделанной кабельной проходкой.

Из норматива есть одно послабление, и оно платное. Примечание к СП 485.1311500.2020, п. 9.7.1, допускает не отключать при пожаротушении вентиляционные установки, которые обеспечивают безопасность технологического процесса в защищаемом помещении. При этом расчёт установки производится с учётом потерь огнетушащего вещества вследствие работы вентиляционных установок. Смысл простой: если вентиляцию нельзя остановить по технологии, её оставляют работать, но газа заливают больше, и сколько именно больше — считает проектировщик, а не подрядчик на пусконаладке.

17.2 Что отключается при пуске и по какому сигналу

Перечень того, что должно уйти в нерабочее состояние до выпуска газа, взят не из практики, а прямо из текста норматива. СП 485.1311500.2020, п. 9.7.1, называет:

• системы общеобменной вентиляции;
• местные отсосы;
• воздушное отопление;
• кондиционирование;
• противопожарные клапаны и другие клапаны в составе перечисленных систем

вентиляции — их закрытие в соответствии с СП 7.13130.2013.

Со стороны вентиляции то же требование записано в СП 7.13130.2013, п. 6.24 в редакции Изменения № 3: для зданий и помещений, оборудованных автоматическими установками пожаротушения и (или) автоматической пожарной сигнализацией, следует предусматривать автоматическое отключение при пожаре систем вентиляции, а также закрытие противопожарных нормально открытых клапанов. Отключение и закрытие выполняется по сигналам, формируемым установками пожаротушения и (или) пожарной сигнализацией. Необходимость частичного или полного отключения определяется технологическими требованиями.

Формулировка «частичного или полного» выглядит мягкой, пока её не читать вместе с СП 484.1311500.2020, п. 7.7.4 в редакции Изменения № 1. Там сказано жёстче: если при проектировании систем общеобменной и противодымной вентиляции возможность частичного отключения и закрытия клапанов не определена, эти действия выполняются по всему объекту, независимо от его деления на пожарные отсеки, при поступлении сигнала «Пожар» из любой зоны контроля пожарной сигнализации или от любого участка установки пожаротушения.

Для главного инженера это означает вот что. Отсутствие проработанной схемы частичного отключения — не пустое место в проекте, а решение по умолчанию: при пожаре в одной серверной встанет вентиляция всего здания. Если такой результат не устраивает, деление на зоны отключения задаётся в проекте вентиляции и в проекте пожарной автоматики согласованно, а не в одном из них.

Кто именно выдаёт команды. По СП 484.1311500.2020, п. 7.7.7, система пожарной автоматики помимо исполнительных устройств противодымной вентиляции осуществляет управление и контроль исполнительных устройств общеобменной вентиляции — противопожарных нормально открытых клапанов. Пункт 7.7.3 того же свода правил требует учитывать требования СП 7.13130.2013 при совместной работе с системами общеобменной вентиляции, местных отсосов, воздушного отопления и кондиционирования.

17.3 Противопожарные клапаны на границе защищаемого помещения

В сводах правил эти изделия называются противопожарными клапанами вентиляционных систем. В проектной документации, в спецификациях и в разговоре на объекте вместо этого устойчиво звучит «огнезадерживающий клапан» — это подтверждает и практика FSE. Речь об одном и том же устройстве: заслонка в воздуховоде с приводом, которая по команде перекрывает сечение и держит огонь и дым заданное число минут.

Книга держит нормативное название как основное: по нему находится пункт норматива и по нему пишется замечание при приёмке. Но разговорное имя названо здесь один раз намеренно — читатель встретит в проекте именно его и должен понимать, что перед ним то же изделие, а не другой тип. Различать при этом нужно не слова, а вид клапана: нормально открытый, нормально закрытый и двойного действия — они не взаимозаменяемы, и разговорное «огнезадерживающий» относится к первому из них.

Требование, относящееся именно к защищаемым помещениям, записано в СП 7.13130.2013, п. 7.13. В местах пересечения воздуховодами, кроме транзитных, ограждений помещения, защищаемого установками газового, аэрозольного или порошкового пожаротушения, следует устанавливать противопожарные клапаны с пределом огнестойкости не менее EI 15. Обозначение (EI) читается как потеря целостности и теплоизолирующей способности через указанное число минут.

Клапанов три вида, и они не взаимозаменяемы:

Три вида — это три разных задачи. Нормально открытый отсекает помещение до выпуска газа. Нормально закрытый в дежурном режиме держит закрытым канал газоудаления, чтобы он не работал как постоянно открытый проём. Клапан двойного действия ставят там, где одна и та же система вентиляции сначала отсекается при пожаре, а потом используется для проветривания.

Отдельное требование к приводу. По СП 7.13130.2013, п. 7.19, исполнительные механизмы клапанов, указанных в подпункте «б» пункта 7.13, то есть нормально закрытых клапанов систем удаления дыма и газа, должны сохранять заданное при пожаре положение заслонки при отключении электропитания привода. Пожар и потеря питания на объекте случаются вместе чаще, чем поодиночке, и заслонка, которая при обесточивании возвращается в исходное положение, обнуляет всю схему.

Предел огнестойкости самого клапана подтверждается испытанием по ГОСТ 34720-2021 — на этот стандарт ссылаются пп. 6.11 и 6.22 СП 7.13130.2013 в редакции Изменения № 3. При приёмке проверяется не надпись на корпусе, а документ, в котором указана схема испытаний.

Место установки клапана нормировано отдельно. По СП 7.13130.2013, п. 6.11, клапаны следует устанавливать в проёмах ограждающих конструкций с нормируемыми пределами огнестойкости или с любой стороны этих конструкций, обеспечивая предел огнестойкости воздуховода на участке от поверхности ограждающей конструкции до закрытой заслонки клапана, равный нормируемому пределу огнестойкости этой конструкции. Иначе говоря, клапан, отнесённый от стены на метр, законен, но участок воздуховода между стеной и заслонкой должен держать огонь столько же, сколько сама стена. Этот участок при приёмке проверяется отдельно от клапана и подтверждается отдельным документом.

Как ставит FSE. Вынесенный клапан с участком воздуховода до заслонки в практике не применяется. Клапан ставится с внутренней стороны защищаемого помещения, у самой ограждающей конструкции, — чтобы отсекать распространение прямо на границе помещения. При такой установке отдельный участок воздуховода с нормируемым пределом огнестойкости не появляется, и подтверждать документом нечего: граница отсечения совпадает с границей помещения. Заодно снимается вопрос, который вынесенный клапан создаёт при эксплуатации, — доступ к приводу и заслонке для проверки положения.

EI 15 — не общая величина для всех клапанов на объекте, а минимум для границы защищаемого помещения. Для клапанов, стоящих в противопожарных преградах, СП 7.13130.2013, п. 6.22, задаёт предел в зависимости от предела огнестойкости самой преграды. Обозначение (REI) добавляет к целостности и теплоизолирующей способности потерю несущей способности.

Тем же пунктом допускается не устанавливать нормально открытые клапаны при пересечении транзитными воздуховодами противопожарных преград, если предел огнестойкости самих транзитных воздуховодов не ниже предела огнестойкости пересекаемых преград. Исключение не распространяется на ограждающие конструкции шахт, в которых проложены воздуховоды других систем.

17.4 Задержка пуска: подтверждение закрытия или выдержка времени

Здесь сходятся две главы книги. Глава 9 вводит задержку выпуска как меру защиты людей; здесь та же задержка рассматривается как окно, в которое должна уложиться вентиляция.

СП 485.1311500.2020, п. 9.7.1, требует, чтобы установка обеспечивала задержку выпуска ГОТВ в защищаемое помещение при автоматическом и дистанционном пуске на время, необходимое для эвакуации людей, отключения систем общеобменной вентиляции, местных отсосов, воздушного отопления и кондиционирования, закрытия противопожарных и других клапанов в составе этих систем, но не менее 10 с от момента включения в помещении системы оповещения и управления эвакуацией. Время эвакуации определяется по ГОСТ 12.1.004-91.

И следом абзац, который на объекте проверяют реже всего: время полного закрытия противопожарных и других клапанов и остановки вентиляционных потоков в воздуховодах всех систем защищаемого помещения не должно превышать принятого в проекте времени задержки.

Отсюда два допустимых инженерных решения, и оба законны.

Решение по обратной связи. Клапаны оснащаются датчиками положения заслонки, сигнал заводится на прибор пожарный управления (ППУ), и выпуск газа разрешается после того, как все клапаны направления подтвердили закрытое положение. Схема дороже, но она отвечает на вопрос «закрылось ли» фактом, а не расчётом.

Решение по выдержке времени. Время задержки принимается не меньше, чем паспортное время хода привода самого медленного клапана плюс время выбега вентилятора, и это обосновывается в проекте. Схема дешевле, но она опирается на то, что привод исправен: заклинивший клапан такая схема не видит.

Десять секунд — нижняя граница из норматива, а не проектное значение. Задержка определяется по более медленному из двух процессов — эвакуации людей и полной остановке воздушных потоков. Паспортное время хода привода конкретного клапана берётся из технической документации изготовителя; если оно превышает десять секунд, задержка увеличивается до него.

Числа здесь книга не даёт, и это честный ответ. Времени хода приводов противопожарных клапанов по ходовым моделям в практике FSE не засекали: замера по секундомеру на объектах не делали ни при пусконаладке, ни при периодических проверках. Значит, сказать, у скольких моделей паспортное время выходит за десять секунд, книга не может — и не называет цифру, которой у неё нет.

Вопрос при этом не второстепенный: пока клапан не закрыт, помещение негерметично, а от герметичности зависит, удержится ли расчётная концентрация. Проверяется он не расчётом по бумаге, а натурно: привод закрывается по команде и время хода измеряется на месте, на смонтированном клапане, с той же нагрузкой, что будет при пожаре. До тех пор, пока такого замера на объекте нет, безопаснее решение по обратной связи: оно не требует знать время хода, потому что ждёт не секунды, а сигнал о том, что заслонка закрыта.

Так это и решается в практике FSE: применяется обратная связь по положению заслонки на прибор управления, а не выдержка времени. Схема дороже на датчики положения и на шлейфы к ним, но она отвечает на вопрос «закрылось ли» фактом и не зависит от того, засекал кто-нибудь время хода привода или нет.

Ещё два положения, которые влияют на пуск. По СП 484.1311500.2020, п. 7.6.3 в редакции Изменения № 1, установка переходит в состояние «Автоматика отключена» при открытии дверей, окон и иных проёмов защищаемого помещения — по сигналам от датчиков положения дверей либо от устройств, выполняющих эту функцию. Возврат в состояние «Автоматика включена» выполняется одним из трёх способов по п. 7.6.4: автоматически при закрытии проёма, вручную от органов управления ППУ или вручную от устройств восстановления автоматики; выбор способа делает проектная организация по согласованию с заказчиком и записывает в проектную документацию. И по п. 7.6.9 задание на проектирование может запрещать автоматический пуск зоны при неисправности линий связи с табло и звуковыми оповещателями этой зоны.

17.5 Фальшпол и запотолочное пространство

Серверная, машинный зал центра обработки данных (ЦОД) и узел связи в большинстве случаев имеют фальшпол, подвесной потолок или и то и другое. Норматив рассматривает эти пространства не как часть помещения, а как отдельные зоны, и делает это дважды.

СП 485.1311500.2020, п. 9.5, относит к исходным данным для расчёта и проектирования установки объёмного пожаротушения перечень помещений и наличие пространств фальшполов и подвесных потолков, подлежащих защите установкой. То есть решение «защищаем ли мы запотолочное пространство» принимается на входе в проект, а не по остаточному принципу.

Примечание к п. 9.1.3 формулирует правило герметичности для таких случаев: при разделении объёма защищаемого помещения на смежные зоны (фальшпол, фальшпотолок и тому подобное) параметр негерметичности не должен превышать установленных значений для каждой зоны. При этом параметр негерметичности определяют без учёта проёмов в ограждающих поверхностях между смежными зонами, если в них предусмотрена одновременная подача ГОТВ.

Читается это так. Если газ подаётся и в объём помещения, и под фальшпол, и за потолок одновременно, то отверстия между этими тремя зонами дырами не считаются — они внутри общего защищаемого объёма. Если газ подаётся только в объём помещения, а под фальшпол не подаётся, то каждый лючок и каждый вырез в фальшполе становится постоянно открытым проёмом со всеми последствиями для расчёта.

Вторая опасность фальшпола и запотолочного пространства к расчёту концентрации отношения не имеет и потому в нормативах прямо не описана. Фальшпол в машинном зале нередко идёт под перегородкой в соседнее помещение, а подвесной потолок — по всему этажу. Тогда выпущенный газ получает готовый путь туда, где людей никто не предупреждал и где оповещения нет. Для инертных газов это означает снижение содержания кислорода в помещении, которое никто не считал защищаемым. Для установок на диоксиде углерода это означает прямую угрозу жизни: рабочая концентрация диоксида углерода при объёмном тушении смертельна для человека, а сам газ тяжелее воздуха и идёт вниз — в приямки, кабельные каналы и на лестницу в подвал.

Что из этого следует для проекта: границы защищаемого объёма проходят по конструкциям, а не по плану помещения. Перегородка, доведённая до подвесного потолка и не доведённая до плиты перекрытия, границей не является. Это проверяется на обследовании — вскрытием потолка и фальшпола, а не по чертежам, потому что чертежи описывают состояние на день сдачи здания.

Что показывает практика FSE. Непрерывный фальшпол или подвесной потолок, проходящий через перегородку в смежное помещение, на обследованиях встречается, но редко — это не типовая находка, а исключение. Проверяют его именно вскрытием: фальшпол и потолок вскрывают и смотрят, чем перегородка заканчивается сверху и снизу. Редкость находки при этом не отменяет вскрытия. Плата за пропущенный случай несимметрична: осмотр стоит часа работы, а газ, ушедший под перегородкой в помещение, где нет ни оповещения, ни предупреждения, стоит здоровья людей.

17.6 Сброс избыточного давления

Герметичное помещение, в которое за несколько десятков секунд подали несколько сотен килограммов газа, получает скачок давления. Ограждающие конструкции рассчитаны на него не в каждом случае.

СП 485.1311500.2020, п. 9.14.2: в помещении следует предусмотреть устройство, проём которого открывается при подаче ГОТВ и закрывается после подачи (или постоянно открытый проём) для сброса давления, если его необходимость подтверждена расчётом по методике приложения Ж.

Обратите внимание на слова «и закрывается после подачи». Устройство, которое открылось и осталось открытым, сбросит давление и следом выпустит газ: концентрация уйдёт вместе с давлением. Постоянно открытый проём допускается, но он учитывается в параметре негерметичности и увеличивает расчётную массу вещества.

Методика приложения Ж считает площадь сбросного проёма по формуле, в которую входят:

• предельно допустимое избыточное давление в помещении, МПа, определяемое

из условия сохранения прочности строительных конструкций или размещённого в помещении оборудования;

• атмосферное давление, МПа;
• плотность воздуха в условиях эксплуатации защищаемого помещения, кг/м³;
• коэффициент запаса, принимаемый равным 1,2 — величина безразмерная;
• коэффициент, учитывающий изменение давления при подаче вещества;
• время подачи ГОТВ, с, определяемое из гидравлического расчёта;
• площадь постоянно открытых проёмов, кроме сбросного, в ограждающих

конструкциях помещения, м².

Коэффициент, учитывающий изменение давления, приложение Ж задаёт числом: для сжиженных газов он равен 1, для азота — 2,4, для аргона — 2,66, для состава «Инерген» — 2,44. Все четыре значения безразмерные. Разница между единицей и почти тремя объясняет, почему помещение, спокойно принимавшее хладон, при переводе на сжатый инертный газ требует пересчёта сбросного проёма.

Если значение правой части неравенства меньше нуля или равно нулю, проём (устройство) для сброса избыточного давления не требуется. Это тоже результат расчёта, а не повод расчёт не делать: вывод «не требуется» подтверждается той же методикой.

Предельно допустимое давление берётся не из головы. По п. 9.5 СП 485.1311500.2020 оно входит в исходные данные для проектирования и определяется в соответствии с ГОСТ Р 12.3.047-2012. Для гипсокартонных перегородок, подвесных потолков и остекления это значение заметно ниже, чем для кирпичной стены, и именно эти конструкции разрушаются первыми.

Куда сбрасывать. Норматив прямо адрес не задаёт, но задаёт ограничение: по п. 9.16.3 предохранительные устройства для сброса ГОТВ следует располагать так, чтобы исключить травмирование персонала при их срабатывании. Сбросной проём, выведенный в коридор на уровне головы, этому требованию не отвечает. Сброс в смежное помещение переносит туда и газ: для установок на диоксиде углерода это создаёт в соседнем помещении среду, опасную для жизни, и такое решение принимается только с оценкой того, кто там бывает.

17.7 Что проверить в проекте и на объекте

Список для приёмки и для ревизии существующего объекта.

1. Есть ли противопожарные клапаны во всех местах пересечения воздуховодами ограждений защищаемого помещения, включая вытяжку и местные отсосы. 2. Каков предел огнестойкости клапанов по документу о результатах испытаний и не ниже ли он EI 15. 3. Заведён ли сигнал положения заслонки на прибор управления, и если нет — чем в проекте обосновано принятое время задержки. 4. Совпадает ли время хода привода самого медленного клапана с временем задержки, принятым в проекте установки. 5. Что именно отключается при пуске: одно помещение, отсек или объект целиком, и записано ли это решение в обоих проектах — вентиляции и пожарной автоматики. 6. Есть ли вентиляционные установки, которые по технологии не отключаются, и учтены ли потери вещества в расчёте массы. 7. Подаётся ли газ под фальшпол и за подвесной потолок, и если нет — посчитаны ли проёмы этих зон как постоянно открытые. 8. Доведены ли перегородки до плиты перекрытия и до основания пола на всей границе защищаемого помещения. 9. Выполнен ли расчёт площади сбросного проёма по приложению Ж и куда выведен сброс. 10. Закрывается ли устройство сброса после подачи вещества.

Пункты 3 и 4 стоят рядом не случайно. Задержка пуска — то место в проекте, где сходятся два расчёта из разных разделов: время эвакуации людей и время остановки воздушных потоков. Совпадение этих чисел никем не проверяется автоматически, и разошлись они или нет, выясняется при испытаниях.