Калькулятор расчета газового оборудования

Инженеры по пожарной безопасности сталкиваются с серьезной проблемой: гидравлические расчеты относятся к наиболее сложным этапам проектирования, методики часто закрыты производителями, а специализированное программное обеспечение стоит от пятидесяти до ста пятидесяти тысяч рублей. При этом ответственность за ошибки включает административные штрафы до ста тысяч рублей, дисквалификацию на срок от одного до трех лет и, при тяжких последствиях, лишение свободы до восьми лет согласно действующему законодательству.

Калькуляторы расчета газового пожаротушения становятся критически важным инструментом, который позволяет сократить время проектирования в десять-двадцать раз, минимизировать риск ошибок и обеспечить соответствие действующим нормативам. В настоящей статье рассматриваются актуальная нормативная база, методики расчета согласно СП 485.1311500.2020, типы газовых огнетушащих веществ и программные решения, применяемые в практике современного проектирования.

Эволюция нормативных требований к проектированию

История регулирования систем газового пожаротушения в России показывает постоянное ужесточение требований. До 2009 года проектировщики руководствовались отраслевыми нормами и рекомендациями производителей, что приводило к разночтениям и неоднородности проектных решений. Введение СП 5.13130.2009 стандартизировало подходы к проектированию, однако практика выявила недостатки: отсутствие четкого разделения требований к различным типам систем, неполный учет параметров негерметичности помещений, противоречия в методиках расчета для разных типов газовых огнетушащих веществ.

С 1 марта 2021 года вступил в силу СП 485.1311500.2020, который заменил предшествующий документ и устранил выявленные недостатки. Новый свод правил разработан ФГБУ ВНИИПО МЧС России и утвержден приказом МЧС России номер 628 от 31 августа 2020 года. Ключевые изменения включают уточнение области применения: установки газового пожаротушения теперь не предназначены для тушения пожаров класса С (горючие газы), но применимы для классов А, В и Е. Изменилась методика расчета объема защищаемого помещения – объем оборудования больше не вычитается, за исключением сплошных непроницаемых строительных элементов вроде колонн, балок и фундаментов. Введено требование о синхронности срабатывания: все модули, предназначенные для защиты одного помещения, должны сработать с интервалом не более трех секунд.

Какие газовые огнетушащие вещества применяются в современных системах?

Выбор типа газового огнетушащего вещества определяется классом пожарной нагрузки, допустимостью присутствия людей в момент срабатывания и экономическими соображениями. Современная практика включает использование сжиженных газов, сжатых инертных газов и углекислоты, каждый из которых имеет специфические характеристики и ограничения по применению.

Хладон-227еа представляет собой фторуглеводород с формулой C₃F₇H и применяется для тушения пожаров классов А, В и Е. Нормативная огнетушащая концентрация составляет семь целых две десятых процента по объему, а показатель NOAEL (максимальная концентрация без наблюдаемых неблагоприятных эффектов) достигает десяти целых пяти десятых процента. Время выпуска составляет десять секунд для модульных установок. Данное вещество считается озонобезопасным, остаточная концентрация кислорода после тушения находится в пределах восемнадцати-девятнадцати процентов. Хладон-125 с формулой C₂F₅H обладает нормативной концентрацией девять целых восемь десятых процента при показателе NOAEL семь целых пять десятых процента, что дает коэффициент безопасности ноль целых семьдесят шесть сотых. Применение данного вещества допускается только в помещениях без постоянного присутствия людей, что следует из соотношения концентраций и требований безопасности.

Инертные газы, включающие азот, аргон и газовую смесь Инерген, работают по принципу вытеснения кислорода из защищаемого объема. Инерген представляет собой смесь пятидесяти двух процентов азота, сорока процентов аргона и восьми процентов углекислого газа. Нормативная концентрация для тушения начинается от тридцати шести процентов по объему, что приводит к снижению остаточного содержания кислорода до двенадцати процентов. При таких концентрациях возникает риск асфиксии персонала, поэтому применение инертных газов требует обязательной эвакуации людей перед подачей огнетушащего вещества. Время выпуска составляет шестьдесят секунд, параметр негерметичности помещения не должен превышать ноль целых одну тысячную обратных метров.

Углекислота остается наиболее экономичным вариантом газового огнетушащего вещества, применяемым для тушения пожаров классов А, В, С и Е. Время подачи составляет шестьдесят секунд для объемного тушения и тридцать секунд для локально-объемного. Концентрация углекислоты на уровне десяти процентов является летальной для человека, поэтому действующие нормативы запрещают применение углекислотных установок в помещениях с постоянным присутствием пятидесяти и более человек. Необходимо подчеркнуть критически важное требование безопасности: строго запрещается утверждать о безопасности присутствия людей при срабатывании любых систем газового пожаротушения без проведения детального анализа концентраций и наличия системы оповещения с обеспечением гарантированной эвакуации.

Методика расчета массы огнетушащего вещества и количества модулей

Расчет автоматической установки газового пожаротушения начинается с определения расчетного объема защищаемого помещения. Согласно СП 485.1311500.2020, в расчетный объем включается внутренний геометрический объем помещения, определяемый произведением длины, ширины и высоты, объем систем вентиляции до герметичных клапанов, объем пространства фальшпола и фальшпотолка при их наличии. Из расчетного объема вычитается только объем сплошных непроницаемых строительных элементов – колонн, балок, фундаментов под оборудование. Объем размещенного в помещении оборудования не вычитается, что является существенным изменением по сравнению с предыдущими нормативами.

Определение массы газового огнетушащего вещества производится по методике, изложенной в Приложении Д к СП 485.1311500.2020. Расчетная масса вещества в установке определяется как произведение коэффициента утечек (обычно принимается равным единице целой одной десятой) на массу вещества для создания огнетушащей концентрации, увеличенное на массу остатка в трубопроводах и модулях. Для сжиженных газов, к которым относятся хладоны, масса для создания нормативной концентрации рассчитывается через произведение расчетного объема помещения на нормативную концентрацию, деленное на разность ста процентов и нормативной концентрации, с учетом плотности вещества и коэффициента потерь через негерметичности. Коэффициент потерь зависит от параметра негерметичности помещения и времени выдержки огнетушащей концентрации, определяется по таблицам свода правил.

Гидравлический расчет трубопроводной сети представляет наиболее сложную часть проектирования и требует применения специализированного программного обеспечения. Расчет определяет диаметры участков трубопроводов, площади выпускных отверстий насадков, время выхода вещества в защищаемое помещение. Согласно пункту девять целых семь целых четыре десятых СП 485.1311500.2020, должна быть обеспечена подача не менее девяноста пяти процентов требуемой массы за временной интервал не более десяти секунд для модульных установок со сжиженными газами (кроме углекислоты), не более пятнадцати секунд для централизованных установок со сжиженными газами и не более шестидесяти секунд для установок с углекислотой. Методики гидравлического расчета разработаны ФГБУ ВНИИПО МЧС России и реализованы в сертифицированных программных комплексах.

Расчет клапана сброса избыточного давления является обязательным элементом проектирования согласно Приложению Ж к своду правил. При подаче газового огнетушащего вещества в защищаемое помещение создается избыточное давление, способное привести к разрушению ограждающих конструкций, выбиванию окон и дверей. Площадь сбросного проема определяется исходя из массы подаваемого вещества, времени подачи, объема помещения, предельно допустимого избыточного давления (обычно принимается от двухсот до трехсот паскалей) и площади постоянно открытых проемов в ограждающих конструкциях. Отсутствие расчета клапана сброса давления является типичным замечанием государственной экспертизы проектной документации.

Совет от Сергея Григорьева, эксперта по газовому пожаротушению: При определении расчетного объема помещения обязательно учитывайте пространство фальшпола и фальшпотолка, даже если они не обслуживаются. Неучет этих объемов приводит к недостаточной массе огнетушащего вещества и неэффективности системы при реальном пожаре.

Какое программное обеспечение используется для расчетов?

Программные решения для расчета автоматических установок газового пожаротушения разделяются на специализированные комплексы российских разработчиков, международные программные продукты и онлайн-калькуляторы для предварительных оценок. Выбор программного обеспечения определяется требованиями к точности расчетов, наличием сертификации ФГБУ ВНИИПО МЧС России, стоимостью лицензии и функциональными возможностями.

Программный комплекс "Салют" третьего поколения, разработанный компанией "Пожарная Автоматика", предоставляется бесплатно и позволяет выполнять расчет массы газового огнетушащего вещества, гидравлический расчет трубопроводов, расчет площади сбросного проема, проектирование централизованных установок. Программа согласована с ФГБУ ВНИИПО МЧС России и использует методики, изложенные в СП 485.1311500.2020. Интерфейс включает трехмерную модель трубопроводной сети с возможностью масштабирования, вращения схемы, автоматического подбора диаметров. Недостатком является ограниченность расчетов оборудованием конкретного производителя.

Программа "Такт-Газ-Плюс" представляет коммерческое решение стоимостью от пятидесяти тысяч рублей и обеспечивает расчет установок на основе хладонов, вещества ФК-5-1-12 и углекислоты. Методика расчета получила согласование ФГБУ ВНИИПО МЧС России и опубликована в журнале "Пожарная безопасность". Программа позволяет проводить проверочный расчет времени подачи огнетушащего вещества, вручную задавать диаметры трубопроводов, выполнять гибкие расчеты углекислотных установок. Преимуществом является универсальность относительно производителей оборудования, возможность работы с различными типами веществ в едином интерфейсе.

Программное обеспечение "Гамма-Поток", разработанное НПО ПАС, предназначено для расчета установок газового пожаротушения с применением огнетушащих составов производства компании. Расчеты соответствуют действующим нормам пожарной безопасности Российской Федерации, Республики Беларусь и Республики Казахстан. Файлы отчетов по расчетам создаются в форматах PDF или DOC и используются как приложения к проектной документации. Особенностью является возможность построения полной схемы станции пожаротушения и всех направлений с учетом всех элементов: станционного коллектора, распределительных устройств, трубной разводки.

Онлайн-калькуляторы предоставляют возможность выполнения предварительных оценочных расчетов массы газового огнетушащего вещества без установки специализированного программного обеспечения. Пользователь вводит объем помещения в кубических метрах, выбирает коэффициент для тушения пожара, указывает температуру помещения. Результат расчета носит справочный характер и не может являться основанием для технических или коммерческих решений. Окончательный расчет уточняется на стадии проектирования и подтверждается обязательным гидравлическим расчетом с использованием сертифицированного программного обеспечения.

Совет от Сергея Григорьева, эксперта по газовому пожаротушению: Использование сертифицированного программного обеспечения критически важно не только для точности расчетов, но и для прохождения государственной экспертизы. Экспертные организации требуют расчеты, выполненные в программах, согласованных ФГБУ ВНИИПО МЧС России.

Распространенные ошибки при расчете систем газового пожаротушения

Типичные ошибки проектирования систем газового пожаротушения приводят к замечаниям при экспертизе, неработоспособности установки или угрозе безопасности персонала. Первая категория ошибок связана с определением расчетного объема помещения. Инженеры часто забывают включить в расчет объем фальшпола высотой триста-пятьсот миллиметров и фальшпотолка высотой двести-четыреста миллиметров, что характерно для серверных помещений и центров обработки данных. Неучет этих объемов приводит к занижению требуемой массы огнетушащего вещества на десять-пятнадцать процентов. По устаревшей методике проектировщики иногда вычитают объем серверных стоек и другого оборудования, что противоречит действующему СП 485.1311500.2020 и приводит к дефициту массы вещества.

Вторая категория ошибок касается выбора коэффициента утечек и определения параметра негерметичности помещения. При отсутствии данных о площади постоянно открытых проемов проектировщики принимают нулевое значение, что приводит к неучету реальных утечек через кабельные проходки, вентиляционные решетки, неплотности в конструкциях. Рекомендуется принимать коэффициент утечек не менее единицы целой одной десятой даже для помещений с высокой степенью герметизации. Для помещений с известными негерметичностями коэффициент определяется расчетом по таблицам приложения к своду правил в зависимости от времени выдержки огнетушащей концентрации.

Отсутствие расчета клапана сброса избыточного давления представляет третью распространенную ошибку. Инженеры иногда не понимают физику процесса: при подаче газового огнетушащего вещества массой сто-двести килограммов за десять-пятнадцать секунд в герметичном помещении создается избыточное давление, достигающее пятисот-семисот паскалей. Такое давление способно разрушить легкие ограждающие конструкции, выбить остекление, деформировать двери. Установка автоматического клапана сброса избыточного давления с расчетной площадью сечения обеспечивает безопасность конструкций и персонала, находящегося вблизи защищаемого помещения. Площадь сбросного проема определяется расчетом согласно Приложению Ж к СП 485.1311500.2020.

Четвертая категория ошибок связана с неправильным выбором типа газового огнетушащего вещества. Применение хладона-125 в помещениях с возможным присутствием людей недопустимо из-за низкого коэффициента безопасности, составляющего ноль целых семьдесят шесть сотых. Использование инертных газов и углекислоты требует обеспечения гарантированной эвакуации всего персонала до подачи огнетушащего вещества, что должно быть учтено в проекте системы оповещения и управления эвакуацией. Проектировщик обязан провести анализ остаточной концентрации кислорода после тушения и подтвердить безопасность персонала расчетом или ссылкой на документацию производителя огнетушащего вещества.

Совет от Сергея Григорьева, эксперта по газовому пожаротушению: Перед началом проектирования запросите у заказчика точные планы помещений с указанием всех проемов, кабельных проходок, вентиляционных каналов. Выезд на объект для визуального обследования помещения позволяет выявить негерметичности, не отраженные в проектной документации.

Трансформация подходов к обоснованию экономической эффективности

Исторически обоснование выбора газового пожаротушения перед руководством организации представляло серьезную проблему для инженеров по пожарной безопасности. Системы газового пожаротушения относятся к наиболее дорогостоящим решениям противопожарной защиты, стоимость модульной установки для защиты серверного помещения площадью пятьдесят квадратных метров составляет от пятисот тысяч до одного миллиона рублей в зависимости от типа газового огнетушащего вещества. Руководители часто задают вопрос о возможности применения более дешевых альтернатив: водяного или порошкового пожаротушения.

Современный подход к технико-экономическому обоснованию базируется на анализе стоимости защищаемого имущества и потерь от простоя. Для центра обработки данных стоимость серверного оборудования составляет от десяти до пятидесяти миллионов рублей, стоимость хранящихся данных может достигать сотен миллионов рублей, потери от остановки бизнес-процессов оцениваются в миллионы рублей за каждый час простоя. Водяное пожаротушение гарантированно выведет из строя все оборудование даже при успешной локализации очага возгорания, что делает такое решение экономически нецелесообразным. Порошковое пожаротушение создает облако тонкодисперсного порошка, проникающего во все щели оборудования и требующего дорогостоящей очистки или замены компонентов.

Расчет окупаемости системы газового пожаротушения показывает, что предотвращение единственного пожара полностью окупает инвестиции в систему. Дополнительными экономическими факторами являются снижение страховых взносов на десять-двадцать процентов при наличии автоматической установки пожаротушения, соответствие требованиям инвесторов и арендаторов премиального класса, выполнение нормативных требований пожарной безопасности без риска административных санкций. Для архивов, музеев, библиотек альтернативы газовому пожаротушению практически отсутствуют из-за необходимости сохранения материальных ценностей без повреждения.

Заключение

Калькуляторы расчета оборудования газового пожаротушения представляют критически важный инструмент современного проектирования, позволяющий обеспечить точность расчетов, соответствие действующим нормативам и минимизацию рисков ошибок. Переход на СП 485.1311500.2020 требует от инженеров по пожарной безопасности актуализации знаний, использования сертифицированного программного обеспечения и внимательного отношения к деталям проектирования. Высокая ответственность за ошибки, включающая административные, дисциплинарные и уголовные санкции, делает применение профессиональных программных решений не просто рекомендацией, а необходимым условием работы. Развитие технологий расчета, появление онлайн-калькуляторов и совершенствование программных комплексов создают благоприятные условия для повышения качества проектных решений и обеспечения надежной защиты объектов от пожаров.

FAQ: Часто задаваемые вопросы о расчете газового пожаротушения

Вопрос: Можно ли выполнять расчеты вручную без специального программного обеспечения?
Ответ: Расчет массы огнетушащего вещества возможен вручную по формулам СП 485.1311500.2020, однако гидравлический расчет трубопроводной сети требует применения сертифицированного программного обеспечения для определения времени выхода вещества и проверки соответствия нормативным требованиям.

Вопрос: Какой коэффициент утечек следует принимать при отсутствии данных о негерметичности помещения?
Ответ: При отсутствии достоверных данных о площади постоянно открытых проемов рекомендуется принимать коэффициент утечек не менее единицы целой одной десятой для обеспечения запаса массы огнетушащего вещества.

Вопрос: Обязательно ли устанавливать клапан сброса избыточного давления?
Ответ: Расчет и установка клапана сброса избыточного давления обязательны согласно СП 485.1311500.2020 для предотвращения разрушения ограждающих конструкций защищаемого помещения при подаче газового огнетушащего вещества.

Вопрос: Можно ли применять хладон-125 в помещениях с людьми?
Ответ: Хладон-125 имеет коэффициент безопасности ноль целых семьдесят шесть сотых, что делает его применение допустимым только в помещениях без постоянного присутствия людей с обеспечением эвакуации до срабатывания установки.

Вопрос: Нужно ли вычитать объем оборудования из расчетного объема помещения?
Ответ: Согласно СП 485.1311500.2020, объем оборудования не вычитается из расчетного объема помещения, вычитается только объем сплошных непроницаемых строительных элементов.

Вопрос: Какое время подачи огнетушащего вещества установлено нормативами?
Ответ: Для модульных установок со сжиженными газами время составляет десять секунд, для централизованных установок – пятнадцать секунд, для установок с углекислотой – шестьдесят секунд, для локально-объемного тушения углекислотой – тридцать секунд.

Вопрос: Какая ответственность предусмотрена за ошибки в расчетах?
Ответ: Ответственность включает административные штрафы от двадцати до ста тысяч рублей, дисквалификацию на срок от одного до трех лет, при тяжких последствиях – уголовную ответственность до восьми лет лишения свободы согласно действующему законодательству.