Skuteczność działania automatycznych instalacji gaśniczych

Zastosowanie dobrze działającej instalacji gaśniczej nie zlikwiduje całkowitego zagrożenia pożarowego. Takie instalacje dają jednak pewne możliwości opanowania pożaru. Samoczynne instalacje gaśnicze zamontowane w strefie pożarowej stanowią element zmniejszający zagrożenie. Mimo to nie można rezygnować z wymagań odporności ogniowej elementów konstrukcji budowlanych występujących w strefie.

Stałe  instalacje gaśnicze wodne*

Instalacje tryskaczowe - to urządzenia na stałe związane z obiektem, zawierające własny zapas środka gaśniczego (wody), wyposażone w układ jej przechowywania (zbiornik) i podawania (hydrofor lub pompa). Impulsem do zadziałania systemu tryskaczowego jest nagły spadek ciśnienia spowodowany otwarciem jednego lub większej grupy tryskaczy. Spadek ciśnienia w sieci tryskaczowej powoduje uruchomienie pompy pożarowej i podanie wody na miejsce pożaru. Cechą instalacji tryskaczowych jest ich selektywne działanie pozwalające ograniczyć akcję gaśniczą tylko do miejsca wystąpienia pożaru. Instalacje tryskaczowe są powszechnie stosowane od ponad 130 lat i do dnia dzisiejszego uchodzą za na jedno z najskuteczniejszych rozwiązań do wczesnego zwalczania pożarów. Instalacje te stosowanie są w obiektach przemysłowych, handlowych, budynkach biurowych, hotelach i innych obiektach użyteczności publicznej.
Instalacje zraszaczowe - stosowane są przede wszystkim do ochrony obiektów przemysłowych, w których może dojść do powstania pożaru na dużej powierzchni. W przeciwieństwie do instalacji tryskaczowych, instalacje zraszaczowe uruchamiane są automatycznie lub ręcznie. Instalacje te znalazły szerokie zastosowanie przy zabezpieczaniu transformatorów, urządzeń technologicznych przemysłu chemicznego i w gospodarce olejami mineralnymi. Są również stosowane jako uzupełnienie instalacji tryskaczowych.

MicroDrop - mgła wodna - niskociśnieniowy system gaśniczy. Ogólna budowa i zasada działania zbliżona jest do tradycyjnego systemu zraszaczowego. Istotę systemu stanowią odpowiednio skonstruowane dysze które pozwalają osiągnąć rozdrobnienie wody do kropel o średnicy około 150 mikrometrów. Wysoko rozdrobnione krople wody są doskonałym mechanizmem odbioru ciepła od palącego się materiału, a woda kierowana z odpowiednio rozmieszczeniach dysz ogranicza dodatkowo dostęp tlenu do źródła pożaru. Instalacje instalowane są w miejscach, gdzie obiekt wymaga szybkiego, lokalnego ugaszenie przy użyciu małej ilości wody. Systemy te znalazły zastosowane w ochronie przeciwpożarowej tuneli kablowych, transformatorów, turbin gazowych, pras przemysłowych oraz urządzeń technologicznych dla przemysłu chemicznego i drzewnego. Instalacje mogą być budowane jako niezależne systemy lub elementy istniejących lub nowobudowanych systemów tryskaczowych bądź zraszaczowych.

Stałe instalacje gaśnicze gazowe

Inergen tworzy ubogą w tlen atmosferę, przy której gaśnie ogień, a człowiek może w dalszym ciągu bez przeszkód oddychać. Mieszanina gazów z precyzyjnie dobraną pod względem fizjologicznym zawartością CO2 stymuluje proces oddychania organizmu w środowisku o obniżonej zawartości tlenu. INERGEN został skomponowany wyłącznie z naturalnych składników otaczającej nas atmosfery. INERGEN jest magazynowany jako sprężony nie skroplony gaz. Wydostając się z dysz nie powoduje kondensacji wilgoci z powietrza, gdyż nie jest przekraczany punkt rosy. Wyzwalanie środka nie daje efektu zamglenia i zabrudzeń, nie występuje zagrożenie korozją. Przy gaszeniu zmniejsza się przewodność elektryczna atmosfery pomieszczenia z przyczyny obniżania wilgotności powietrza.

Dwutlenek węgla (CO₂) - jest gazem bezbarwnym i bezwonnym. Z uwagi na swoje właściwości oraz powszechność występowania w przyrodzie znalazł zastosowanie jako czysty środek gaśniczy dla ochrony urządzeń i pomieszczeń wysokiego ryzyka. Gaśnicze działanie dwutlenku węgla polega na redukcji stężenia tlenu w powietrzu chronionej strefy. Zjawiskiem wspomagającym proces gaszenia jest ochłodzenie, występujące podczas rozprężania gazu  zgromadzonego w butlach pod ciśnieniem. Efekt odprowadzania ciepła w postaci ciepła parowania jest jednak w przypadku dwutlenku węgla bardzo niewielki w porównaniu np. z gaszeniem wodnym. Instalacja gaśnicza ma za zadanie ugasić pożar w fazie początkowej zapewniając osiągnięcie koncentracji gaśniczej w ciągu 60s w przypadku gaszenia objętościowego lub 30s w przypadku gaszenia obiektowego. CO₂ , zależnie od kształtu dyszy będzie użyty jako gaz, mgła lub śnieg, zawsze jednak nie pozostawia odpadów zanieczyszczających.

FM - 200
Mechanizm gaszenia pożarów przy użyciu środka gaśniczego FM-200 ma charakter aktywny. Polega na odbieraniu ciepła i przerwaniu reakcji spalania na poziomie molekularnym. Usuwając energię cieplną z ognia powstrzymuje reakcję spalania a dodatkowe oddziaływanie chemiczne wzmaga efekt gaśniczy. W warunkach normalnych środek  jest bezbarwnym, bezwonnym gazem, który nie przewodzi prądu elektrycznego. Po użyciu nie pozostawia żadnych pozostałości w pomieszczeniu. Systemy gaśnicze na FM-200 z uwagi na swoje własności nadają się do ochrony małych pomieszczeń, w których z racji gromadzonych tam materiałów istnieje zagrożenie pożarem grupy A, B i C.

Novec - jako środek gaśniczy ma zastosowanie w typowych pożarach, gdzie do tej pory korzystano z halonów lub obecnie stosuje się zamienniki halonów. Skuteczność Novec 1230 potwierdzono podczas testów na różną skalę. Po raz pierwszy zastosowano go do celów wojskowych, konkretnie w lotnictwie oraz w sytuacjach typowych zagrożeń pożarowych zgodnie z wykazem, jaki podają Underwriters Latoratories i Factory Mutual. Novec 1230 można stosować zarówno do gaszenia strumieniowego (np. w gaśnicach), miejscowego jak i objętościowego w instalacjach stałych. Środek gaśniczy nie wchodzi w reakcje z szeroką gamą materiałów konstrukcyjnych i jest bezpieczny w składowaniu.

Stałe instalacje gaśnicze pianowe

Mimo uprzywilejowanej pozycji jaką zajmuje gaszenie pianą w działaniach straży pożarnej, użycie tej techniki w stacjonarnych instalacjach gaśniczych ograniczało się do przemysłu przetwórstwa olejów mineralnych, przemysłu chemicznego oraz zabezpieczania hangarów lotniczych. Pokrycie źródła pożaru pianą powoduje bardzo szybkie powstrzymanie pożaru i ograniczenie powstawania substancji toksycznych. Cecha ta powoduje, że instalacje pianowe znajdują coraz szersze zastosowanie przy ochronie magazynów materiałów niebezpiecznych i innych stref zagrożonych wybuchem. Dotyczy to szczególnie techniki gaszenia pianą z użyciem środków pianotwórczych tworzących film wodny.

Urządzenia sygnalizacji pożarowej

Wszelkiego typu systemy alarmowe dają gwarancję szybkiej reakcji na pożar oraz możliwość powiadomienia straży pożarnej o powstałym zagrożeniu. Stąd też instalacje alarmowe będą wpływać na złagodzenie oceny zagrożenia pożarowego.
Na rynku dostępnych jest bardzo dużo różnych urządzeń, począwszy od najprostszych układów a skończywszy na systemach obsługujących budynki wysokościowe.
Systemy te zbudowane są z elementów opisanych poniżej:

• Centrala sygnalizacji pożarowej jest urządzeniem integrującym wszystkie elementy adresowalnego, interaktywnego systemu automatycznego wykrywania pożarów. Koordynuje pracę wszystkich urządzeń w systemie oraz podejmuje decyzję o zainicjowaniu alarmu pożarowego, wysterowaniu urządzeń sygnalizacyjnych i przeciwpożarowych oraz o przekazaniu informacji do centrum monitorowania lub systemu nadzoru.
•  Elementy liniowe - to przede wszystkim cała gama detektorów, w tym zaawansowane czujki. To również ręczne ostrzegacze pożarowe, wskaźniki zadziałania, izolatory zwarć, moduły liniowe, gniazda z sygnalizatorami i przekaźnikami.
• Czujki pożarowe umożliwiają automatyczne wykrywanie zarzewia pożaru. Mogą one wykrywać dym (czujki jonizacyjne oraz optyczne punktowe i liniowe), ciepło (reagujące na szybki przyrost lub przekroczenie ustalonego progu temperatury) oraz ogień (reagujące na promieniowanie podczerwone lub ultrafioletowe płomienia)

Ze względu na swoje właściwości można je podzielić na:
- czujki adresowalne:

• optyczna rozproszeniowa czujka dymu,
• nadmiarowo - różnicowa czujka temperatury,
• progowa czujka temperatury,
• analogowa laserowa czujka dymu.

- czujki konwencjonalne:

• optyczno-termiczna,
• optyczna dymu,
• różnicowa temperatury,
• progowa temperatury,

Najnowocześniejsze czujki mają dużą odporność na fałszywe alarmy, cechuje je:

• wysoka odporność na fałszywe alarmy poprzez czasową ocenę różnych kryteriów sensora,
• nietypowe sygnały dla alarmu ppoż. są odrzucane przez specjalny filtr algorytmów,
• automatyczna samokontrola elektroniki czujki,
• ciągła kontrola pętli nawet w przypadku zwarcia dzięki izolatorom w zwartym segmencie,
• automatyczne monitorowanie wszystkich sensorów gwarancją operatywnej wydajności i poprawnych warunków.

Klapy oddymiające

Skuteczne działanie takich urządzeń o łatwej obsłudze z miejsca bezpiecznego lub o działaniu samoczynnym ułatwia walkę z pożarem. Kumulowanie się ciepła w strefie podsufitowej może doprowadzić do zniszczeń konstrukcji pomieszczenia lub budynku. Gromadzenie się dymów utrudnia także działania gaśnicze. Stąd też pomieszczenia o złej wentylacji, nie mające otworów okiennych i nie wyposażone w klapy dymowe wpływają negatywnie na bezpieczeństwo pożarowe. Klapy w dachach i stropodachach mogą być wykonane z materiałów łatwo zapalnych.

Zasadność stosowania klap dymowych

Produkty gazowe wydzielane w czasie pożaru
W związku z podstawowym obowiązkiem ochrony życia i mienia ludzi po-przez zapewnienie bezpiecznej ewakuacji z budynków (lub z określonych stref) zawartego w przepisach [Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12.04.2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. (Dz.U.02.75.690) oraz Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 21.04.2006 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów. (Dz.U.06.80.563)] należy utrzymywać drogi ewakuacyjne wolne od dymu i toksycznych produktów rozkładu termicznego. Uzyskać to można dzięki zastosowaniu prawidłowo zaprojektowanych i wykonanych systemów odprowa-dzania dymu i ciepła, których ilości zobrazowane są na poniższym rysunku:

Rys. nr 1. Ilość dymu i gazów pożarowych powstających przy spalaniu l0 kg materiałów palnych.

Cel stosowania klap dymowych
Już na etapie projektowania przeciwpożarowych zabezpieczeń budowla-nych, należy przewidywać i uwzględniać skutki ewentualnego pożaru. W nowoczesnych, wielonawowych halach produkcyjnych, problem usuwania dymu i ciepła nabiera istotnego znaczenia.
Na poniższym rysunku zobrazowano rozkład zadymienia w budynku:

 Rys. 2. Rozkład zadymienia w budynku: a) bez wentylacji pożarowej, b) z wentylacja pożarową.

Projektowanie zabezpieczeń przeciwpożarowych, oparte na znajomości podstawowych zjawisk towarzyszących procesowi spalania, umożliwia właściwy dobór konstrukcji, elementów zabezpieczeń przeciwpożarowych, które skutecznie ograniczają rozprzestrzenianie się pożaru, umożliwiają sprawną ewakuację ludzi i mienia oraz podjęcie natychmiastowej, skutecznej akcji ratowniczej.
Na powyższym rysunku został pokazany przepływ dymu w budynku z prawidłowo wykonaną wentylacją pożarową (b) oraz w budynku nie wentylowanym (a). W przypadku, gdy budynek nie jest wyposażony w otwory oddymiające, nawet duża hala może ulec zadymieniu w ciągu kilku minut (a), natomiast z prawidłowo dobranymi i rozmieszczonymi otworami oddymiającymi część hali pozostanie nie zadymiona przez cały czas trwania pożaru.
Usuwanie dymu i ciepła z budynków jednokondygnacyjnych wykonuje się z reguły jako grawitacyjne, oparte na zjawisku konwekcji. W momencie otwarcia otworów oddymiających, przy jednoczesnym zapewnieniu do-pływu świeżego powietrza, tworzy się ukierunkowany strumień gazów pożarowych, kierujący się ku górze i uchodzący przez otwory oddymiające (efekt kominowy).
Funkcje systemów wentylacji pożarowej w bezpieczeństwie pożarowym obiektów budowlanych należy rozpatrywać w ścisłym powiązaniu z funkcjami i przeznaczeniem obiektów.

W budynkach jednokondygnacyjnych funkcje wentylacji pożarowej dotyczą głównie:

• obniżenia temperatury w obiekcie poprzez usunięcie gorącego dymu i ga-zów pożarowych na zewnątrz budynku,
• podwyższenia przypodłogowej warstwy niezadymionej, w celu umożli-wienia ewakuacji ludzi oraz prowadzenia akcji ratowniczo-gaśniczej,
• ochrony urządzeń technologicznych oraz konstrukcji obiektu przed od-działywaniem termicznym.

Usuwanie dymu i ciepła z budynków jednokondygnacyjnych może się odbywać poprzez zastosowanie:

• klap dymowych instalowanych na dachu,
• klap dymowych pionowych (najczęściej w postaci zdalnie otwieranych okien w ścianach pomieszczeń),
• przystosowanych do zdalnego otwierania elementów świetlików lub szedów.

Systemy usuwania dymu i ciepła stosuje się w następujących celach:

• zwiększenia widoczności,
• zmniejszenia ryzyka zawalenia się budynku lub jego części poprzez usunię-cie spod stropu gorących gazów, dzięki czemu maleje możliwość  nagrzania się elementów konstrukcyjnych budynku do wartości krytycznych, po przekrocze-niu których następuje utrata ich właściwości wytrzymałościowych,
• opóźnienia rozprzestrzeniania się pożaru i uniemożliwienia wystąpienia zjawiska rozgorzenia (flashover) - również dzięki usunięciu gorących ga-zów spod stropu. Podczas spalania materiałów, powstały strumień ciepła roz-chodzi się we wszystkich kierunkach, jednak najwięcej energii cieplnej ku-muluje się pod sufitem. Część tego strumienia, po dojściu do przegrody bu-dowlanej (np. sufitu, ściany), zostaje pochłonięta przez przegrodę, część zaś ulega odbiciu i wraca do materiału jako tzw. strumień ciepła zwrócony, inten-syfikując spalanie. Poza tym, w miarę gromadzenia się gorących gazów pod stropem, w sposób ciągły wzrasta temperatura w pomieszczeniu, co powoduje zwiększenie dynamiki pożaru, jak również może doprowadzić do wystąpienia zjawiska rozgorzenia,
• zmniejszenia strat materialnych od dymu i ciepła - dym  często ma właściwości   korozyjne jest oleisty, przez co może stać się przyczyną uszkodzeń konstrukcji lub zawartości budynku (szczególnie groźny jest dla urządzeń precyzyjnych, elektronicznych),
• zwiększenia bezpieczeństwa prowadzenia akcji ratowniczo-gaśniczej -jeśli w budynku nie ma urządzeń do odprowadzania dymu i ciepła (np. w sta-rym budownictwie), strażacy zmuszeni są wyrąbywać odpowiednie otwory w dachu.
• ograniczenia stężenia toksycznych produktów spalania i rozkładu termicznego,
• zapobiegania   powstawaniu   nadmiernych   ciśnień  w  pomieszczeniach (strefach) objętych pożarem - ciśnienia te wywoływane są przez siłę wyporu hydrostatycznego (konwekcji),
• korzyści eksploatacyjne - w świetle aktualnie obowiązujących polskich przepisów [Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12.04.2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. (Dz.U.02.75.690)], dzięki zastosowaniu systemów usuwania dymu i ciepła, pozwala się na:
• dopuszczenie budowy w klasie E odporności pożarowej, jednokondygna-cyjnych budynków produkcyjnych i magazynowych, o obciążeniu ogniowym przekraczającym 500 MJ/m² pod warunkiem zastosowania:
• stałych urządzeń gaśniczych wodnych - o 100%,
• samoczynnych urządzeń oddymiających - o 50%,

Przy jednoczesnym stosowaniu urządzeń wymienionych wyżej dopuszcza się powiększenie stref pożarowych o 150%,

• w budynku jednokondygnacyjnym lub na ostatniej kondygnacji budynku wielokondygnacyjnego wielkości stref pożarowych PM, z wyjątkiem garaży, można powiększyć o 100%, jeżeli budynek nie zawiera pomieszczenia zagrożonego wybuchem i jest wykonany z elementów nierozprzestrzeniających ognia oraz zastosowano samoczynne urządzenia oddymiające,
• w budynku jednokondygnacyjnym wielkości stref pożarowych PM, z wyjątkiem garażu, nie ogranicza się, pod warunkiem zastosowania stałych urządzeń gaśniczych wodnych i samoczynnych urządzeń oddymiających,
• dopuszcza się powiększenie powierzchni stref pożarowych ZL z wyjątkiem stref pożarowych w budynkach wysokich (W) i wysokościowych (WW), pod warunkiem zastosowania:
• stałych urządzeń gaśniczych tryskaczowych - o 100%,
• samoczynnych urządzeń oddymiających uruchamianych za pomocą systemu wykrywania dymu - o 100%.

Przy jednoczesnym stosowaniu urządzeń wymienionych wyżej dopuszcza się powiększenie powierzchni stref pożarowych o 200%.

• długości dojść ewakuacyjnych, mogą być powiększone pod warunkiem ochrony:
• strefy pożarowej stałymi urządzeniami gaśniczymi wodnymi - o 50%,
• drogi ewakuacyjnej samoczynnymi urządzeniami oddymiającymi uruchamianymi za pomocą systemu wykrywania dymu - o 50%.

Przy jednoczesnym stosowaniu tych urządzeń długość dojścia może być powiększona o 100%.
Jedynym przypadkiem, w którym byłoby lepiej nie stosować usuwa-nia dymu, jest pożar w małym, szczelnym pomieszczeniu, kiedy to źródło pożaru może być stłumione przez zamknięcie wszystkich drzwi i okien, co spowoduje odcięcie dopływu tlenu.

Drogi dojazdowe

W celu właściwego przygotowania obiektu do użytkowania należy doprowadzić do niego odpowiednie drogi - nie tylko komunikacyjne, ale także jako drogi pożarowe.

Drogi o utwardzonej i odpowiednio wytrzymałej nawierzchni umożliwiającej dojazd o każdej porze roku powinny być doprowadzone do:

• budynków produkcyjnych, magazynowych i usługowych, urządzeń technologicznych, placów składowych i wiat o powierzchni ponad 1000 m², w których występują materiały palne, z wyjątkiem obiektów o obciążeniu ogniowym nie przekraczającym 500 MJ/m²,
• obiektów, w których występują pomieszczenia zagrożone wybuchem.

Droga pożarowa powinna umożliwić przejazd pojazdu bez zawracania oraz cofania. Drogę bez możliwości takiego przejazdu należy zakończyć placem manewrowym o wymiarach co najmniej 20 x 20 m, objazdem pętlicowym lub rozwiązaniem równorzędnym. Najmniejszy promień zewnętrznych łuków drogi powinien wynosić co najmniej 11 m. Odległość krawędzi drogi od ścian poszczególnych rodzajów budynków oraz związanych z nimi urządzeń technologicznych, placów składowych i wiat przeznaczonych do składowania materiałów ustala się dla każdej przypadku odrębnie w granicach 5-15 m, a pomiędzy tą drogą i ścianą budynku nie powinny występować stałe elementy zagospodarowania terenu o wysokości przekraczającej 3 m lub drzewa. Przy ustalaniu odległości krawędzi takich dróg należy brać pod uwagę wielkość obciążenia ogniowego i stopień przeszklenia obiektu, a ponadto inne okoliczności istotne dla ochrony przeciwpożarowej.
Drogi pożarowe doprowadzone do budynków i urządzeń powinny odpowiadać wymaganiom określonym w tabeli nr 11: 

Przejazdy na dziedzińce i inne tereny obudowane powinny odpowiadać następującym warunkom:

• wysokość przejazdu w świetle powinna wynosić co najmniej 4,2m, a w budownictwie jednorodzinnym 3,2m,
• szerokość przejazdu w świetle powinna wynosić co najmniej 3,6m, w tym szerokość jezdni co najmniej 3m,
• odległość między przejazdami na jeden dziedziniec nie może być większa niż 150m.

W przejazdach, których jezdnie są oddzielone od chodników słupami lub ścianami, jezdnia powinna mieć szerokość co najmniej 3,6m. Jeżeli przejazd jest wykorzystywany jako stałe przejście dla pieszych, powinien być w nim zapewniony chodnik o szerokości co najmniej 1m. Przejścia i inne podobne urządzenia, usytuowane ponad drogami pożarowymi, powinny mieć prześwit o szerokości co najmniej 4,5m i wysokość w świetle co najmniej 4,5m.
Droga pożarowa musi być stale wolna oraz oznakowana znakami według kodeksu drogowego.
Szerokość, promienie łuków dojazdów oraz wytrzymałość nawierzchni należy dostosować do wymiarów gabarytowych, ciężaru całkowitego i warunków ruchu pojazdów straży pożarnej.

* Informacje o systemach gaśniczych (stałe instalacje gaśnicze wodne, gazowe, pianowe) zostały udostępnione przez firmę Tyco Fire & Integrated Solutions Sp. z o.o., która specjalizuje się w rozwiązaniach dla systemów bezpieczeństwa.

W szczególnie uzasadnionych przypadkach, gdy wymagania dotyczące usytuowania drogi pożarowej nie mogą być spełnione, dopuszcza się stosowanie innych rozwiązań, uzgodnionych z właściwym miejscowo komendantem wojewódzkim Państwowej Straży Pożarnej.