Как улучшить и модернизировать противопожарную защиту промышленных объектов

Пожарная безопасность и безопасность жизнедеятельности

• Аспирационные системы обнаружения дыма, тепловидения и специализированные системы пожаротушения позволяют выявить опасности раньше и защитить производственные процессы с высоким уровнем риска.
• Развивающиеся нормы и проектирование, ориентированное на производительность, способствуют более раннему сотрудничеству между инженерами, владельцами и органами власти, имеющими юрисдикцию для разработки индивидуальных решений противопожарной защиты.

Респонденты:

• Джаррон Гасс, PE, CFPS, директор, руководитель отдела противопожарной защиты, CDM Smith, Питтсбург
• Мэтью Р. Мерли, PE, директор по обслуживанию клиентов, Fitzemeyer & Tocci Associates Inc., Воберн, Массачусетс
• Майкл П. Уолш, PE, LEED AP, старший директор по производству, IMEG, Цинциннати

С какими уникальными проблемами при проектировании систем пожарной безопасности и безопасности жизни вы столкнулись при реализации промышленных и производственных проектов?

Майкл Уолш: Проектирование пожарной безопасности и безопасности жизнедеятельности на промышленных объектах часто обусловлено опасностями, специфичными для технологического процесса, что может усложнить классификацию опасностей и выбор системы. Во многих случаях традиционные системы на водной основе не подходят из-за природы используемых материалов или процессов.

Например, при производстве и хранении литий-ионных аккумуляторов коды и передовые методы все еще развиваются, что требует рассмотрения улучшенного обнаружения, специализированных подходов к подавлению и, в некоторых случаях, стратегий физического разделения или изоляции. Чтобы решить эти проблемы, инженеры тесно сотрудничают с владельцами, технологическими группами и компетентными органами (AHJ) для разработки индивидуальных решений, которые отдают приоритет безопасности и соответствуют эксплуатационным потребностям.

Джаррон Гасс: Промышленные и производственные объекты сталкиваются с уникальными проблемами пожарной безопасности и безопасности жизнедеятельности, включая высокие технологические нагрузки, хранение опасных материалов, легковоспламеняющуюся пыль или жидкости, а также необходимость бесперебойного производства. Большие открытые пространства, сложное технологическое оборудование и высокие потолки усложняют охват и обнаружение спринклеров.

Эти проблемы решаются путем раннего проведения тщательного анализа опасностей и рисков; тесное сотрудничество с владельцами, другими заинтересованными сторонами и AHJ; и применение подходов к проектированию, основанных на характеристиках, там, где предписывающие кодексы не оправдывают ожиданий. Ранняя интеграция информационного моделирования зданий (BIM) помогает координировать системы и избегать конфликтов. Ключевые ссылки включают стандарты Международного пожарного кодекса (IFC) и Национальной ассоциации противопожарной защиты (NFPA) 2024 года.

Какие чистящие средства, аэрозоли, химические вещества, системы снижения содержания кислорода или другие специальные системы пожаротушения обычно используются?

Джаррон Гасс: Мы часто используем системы чистых агентов (такие как Novec 1230 или FM-200 согласно NFPA 2001) для диспетчерских и электрических шкафов, а также системы конденсированных аэрозолей (такие как Stat-X) для машин и опасностей, связанных с аккумуляторами, из-за их минимального остатка и эффективности при возгорании литий-ионных аккумуляторов.

В недавнем передовом производственном проекте, связанном со сборкой литиевых батарей, я наблюдал систему аэрозольного подавления полного затопления, интегрированную с аспирационным детектором дыма (ASD). Такой подход обеспечил быстрое реагирование, одновременно защитив чувствительное оборудование и поддержав быстрое возобновление операций. Эти системы соответствуют стандарту NFPA 2001: Стандарт на системы пожаротушения чистыми агентами и требованиям IFC в отношении особых опасностей. В последнее время мы стали рассматривать более экологически чистые решения: более широкое внедрение систем водяного тумана вместо чистящих средств обеспечивает аналогичные результаты без потенциально опасных химикатов.

Каким образом новые производственные процессы создают уникальные риски пожара и взрыва и как их можно снизить?

Джаррон Гасс: Новые процессы, такие как производство литий-ионных аккумуляторов, создают риски температурного разгона, выброса легковоспламеняющихся газов и труднотушимых пожаров. Современные материалы могут создавать опасность горючей пыли или паров. Смягчение включает раннее выявление опасностей с использованием NFPA 855: Стандарт по установке стационарных систем хранения энергии, специализированное подавление (чистящие средства или аэрозоли), улучшенное обнаружение и дефлаграционную вентиляцию в соответствии с NFPA 68: Стандарт по взрывозащите посредством дефлаграционной вентиляции и NFPA 69: Стандарт по системам предотвращения взрывов (2024 г.).

Мы используем обнаружение газа, тепловидение и повышенную плотность спринклеров в соответствии с требованиями IFC 2024. Тесное сотрудничество с AHJ и страховыми компаниями обеспечивает надежную, соответствующую нормам конструкцию, сочетающую безопасность и время безотказной работы.

Майкл Уолш: Новые производственные процессы создают риски пожара и взрыва, которые не полностью учитываются традиционными нормами. Например, производство литий-ионных аккумуляторов сопряжено с проблемами, связанными с температурным разгоном, в то время как передовые материалы и аддитивное производство могут включать горючую пыль, металлические порошки или среду инертных газов.

Стратегии смягчения последствий сильно зависят от процесса и часто включают усовершенствованные системы обнаружения, такие как мониторинг газа или ASD, а также специализированные подходы к подавлению и меры защиты от взрыва. В некоторых случаях на объектах предусмотрено физическое разделение или выделенные опасные зоны. Инженеры тесно сотрудничают с технологическими группами и AHJ, чтобы применять проектирование, ориентированное на производительность, и разрабатывать лучшие практики для эффективного управления этими рисками.

Какую роль технологии обнаружения играют в раннем выявлении опасностей?

Мэтью Мерли: ASD становится все более популярным в грязных промышленных приложениях, поскольку обычные детекторы дыма иногда имеют проблемы с окружающей средой и неправильной работой, особенно с течением времени.

Джаррон Гасс: Системы ASD, обнаружения газа и тепловидения играют все более важную роль в раннем выявлении опасностей в производственных средах, где традиционные точечные детекторы могут быть скомпрометированы пылью, сильным потоком воздуха или большими объемами. ASD обеспечивает очень раннее предупреждение о тлеющем пожаре, а детекторы газа идентифицируют легковоспламеняющиеся или токсичные пары от технологических процессов.

Тепловизионные камеры помогают отслеживать перегрев оборудования или другие аномалии в каждой среде, которые отклоняются от нормальных условий. Эти технологии обеспечивают более быстрое реагирование, сокращая ущерб и время простоя. Мы интегрируем их с NFPA 72: Национальными системами пожарной сигнализации и сигнализации и платформами управления зданиями для унифицированных последовательностей уведомлений и остановок, что значительно повышает безопасность жизни и защиту активов.

Как с годами изменилась стоимость и сложность систем противопожарной защиты, используемых в проектах промышленных и производственных объектов?

Майкл Уолш: Стоимость и сложность систем противопожарной защиты на промышленных объектах возрастают по мере того, как процессы становятся более специализированными, а риски — более тонкими. Одним из заметных изменений является переход от традиционного делегированного проектирования к более совершенным системам противопожарной защиты, особенно на объектах с уникальными опасностями или строгими требованиями к производительности.

Это увеличило потребность в раннем привлечении инженеров по пожарной безопасности для оценки опасностей, координации процесса проектирования и разработки индивидуальных решений. В результате противопожарная защита теперь более интегрирована в общий процесс проектирования, что требует более тесного сотрудничества между различными дисциплинами и более детальной координации, чтобы гарантировать, что системы соответствуют как требованиям норм, так и эксплуатационным потребностям.

Джаррон Гасс: За последнее десятилетие стоимость и сложность систем противопожарной защиты увеличились из-за более высокой плотности спринклеров, специализированного подавления новых опасностей (например, литиевых батарей), усовершенствованного обнаружения и более строгих требований к хранению энергии в IFC и NFPA 855 2024 года: Стандарт для установки стационарных систем хранения энергии, что привело к увеличению потребности в исследованиях и разработках.

Производство аккумуляторов и процессы с высокой степенью опасности часто требуют специального проектирования и проектирования, ориентированного на производительность. Это сместило процесс проектирования в сторону более раннего включения механических, электрических, сантехнических и противопожарных средств во время программирования и схематического проектирования. Теперь мы уделяем больше времени анализу опасностей, координации AHJ и интегрированному BIM, что помогает контролировать затраты, одновременно обеспечивая некоторую степень устойчивости и одновременно предоставляя системы, соответствующие нормам и поддерживающие производственные цели.

Как изменения в нормах, BIM и беспроводных устройствах/системах повлияли на проектирование систем пожарной безопасности и безопасности жизни в этих зданиях?

Джаррон Гасс: Последние обновления IFC 2024 года, NFPA 13: Стандарт установки спринклерных систем, NFPA 72 и NFPA 855 расширили требования к системам накопления энергии, опасностям, связанным с литиевыми батареями, и обнаружению на производственных объектах. BIM изменил дизайн, обеспечив обнаружение коллизий, точные гидравлические расчеты, а также плавную координацию и интеграцию с технологическим оборудованием. Беспроводные устройства пожарной сигнализации повышают гибкость при модернизации и на крупных предприятиях с минимальными длинами кабелепроводов. Эти изменения требуют более раннего междисциплинарного сотрудничества и все более сложного моделирования, что приведет к созданию более точных, экономически эффективных и удобных в обслуживании систем пожарной безопасности и безопасности жизни, которые лучше согласуются с быстро развивающимися промышленными процессами.

Публикация «Как улучшить и модернизировать противопожарную защиту промышленных объектов»