Обеспечение пожарной безопасности закрытых спортивных сооружений является комплексной задачей, сложность которой обусловлена их уникальными архитектурными особенностями. Крупнообъемные пространства, значительная высота потолков, высокая концентрация людей и наличие разнообразных горючих материалов создают условия для быстрого развития пожара и усложняют его тушение [1, с. 32]. Исторически сложившиеся подходы, основанные на применении традиционных систем автоматического пожаротушения, таких как спринклерные установки, демонстрируют свою ограниченность при защите подобных объектов. Это обусловливает необходимость поиска и внедрения более совершенных, интеллектуальных решений, способных адаптироваться к сложным условиям.

Целью данной работы является проведение сравнительного анализа эффективности традиционных и роботизированных установок пожаротушения на примере типового закрытого спортивного объекта и обоснование преимуществ роботизированных технологий.

Проблематика применения традиционных систем, в частности спринклерных, в крупнообъемных помещениях заключается в нескольких ключевых аспектах. Во-первых, это фактор высоты. При размещении оросителей на высоте более 12–14 метров капли воды, падающие с большой высоты, теряют свою скорость и распыляются восходящими конвективными потоками от очага пожара. В результате значительная часть огнетушащего вещества (ОТВ) испаряется, не достигая зоны горения, что делает невозможным обеспечение нормативной интенсивности орошения. Во-вторых, это инерционность срабатывания. Спринклерный ороситель активируется только после разрушения теплового замка при достижении им определенной температуры. Для прогрева воздуха до этой температуры на большой высоте требуется значительное время, в течение которого пожар успевает набрать мощность и распространиться на большую площадь. В-третьих, это неадресность воздействия. Срабатывание спринклерных систем приводит к заливу больших площадей, в том числе и тех, что не затронуты огнем. Это ведет к колоссальному расходу воды и значительному вторичному ущербу, который может быть сопоставим с ущербом от самого пожара.

Альтернативным решением, лишенным этих недостатков, являются роботизированные установки пожаротушения (РУП) — киберфизические комплексы, способные в автоматическом режиме обнаруживать, локализовать и подавлять очаги возгорания. Основные технические требования к таким установкам определены в ГОСТ Р 53326–2009 [4]. Рассмотрим сравнительную эффективность двух подходов на основе моделирования сценариев.

В качестве объекта анализа возьмем универсальный спортивный зал с высотой потолков 11 метров. Предположим, возникновение пожара в центре зала (возгорание спортивных матов).

Сценарий 1. Реагирование традиционной спринклерной системы.

1. Фаза обнаружения. Пожар развивается, дым и горячий воздух поднимаются к потолку. Из-за большой высоты и объема помещения этот процесс занимает от 3 до 5 минут. Только после этого температура в районе потолочных оросителей достигает порога срабатывания (например, 68 °C).
2. Фаза реагирования. Разрушается тепловой замок одного или нескольких оросителей. Начинается подача воды. К этому моменту площадь пожара уже может достигать 15–20 м², а мощность тепловыделения становится значительной.
3. Фаза тушения. Капли воды, падая с высоты 11 метров, частично испаряются и отклоняются конвективными потоками. Интенсивность орошения непосредственно в очаге горения оказывается недостаточной для его быстрого подавления [7, с. 112]. Происходит тушение по большой площади, что приводит к значительному расходу воды. Время полной ликвидации очага может быть весьма продолжительным, а задымление зала — критическим.

Сценарий 2. Реагирование роботизированной установки пожаротушения.

1. Фаза обнаружения. Встроенный в пожарного робота инфракрасный (ИК) сканер, осуществляющий непрерывное патрулирование, фиксирует тепловую аномалию в течение 12–15 секунд с момента возгорания. Применение ИК-технологий позволяет обнаруживать не только открытое пламя, но и очаги на стадии тления, что критически важно для раннего реагирования [6, с. 79].
2. Фаза верификации и наведения. Запущенный алгоритм анализа в течение 5–10 секунд подтверждает, что зафиксированная аномалия является пожаром, а не помехой. Система определяет точные 3D-координаты очага и, используя встроенный баллистический калькулятор, рассчитывает углы наведения ствола с учетом гравитации. Одновременно подается команда на запуск насосов и открытие задвижек. Общее время от возникновения пожара до готовности к тушению составляет 25–30 секунд [5, с. 18].
3. Фаза тушения. Робот подает мощную компактную струю ОТВ (расходом, например, 20 л/с) прицельно в основание пламени. Высокая кинетическая энергия струи позволяет ей без потерь преодолеть расстояние и конвективные потоки. Пожар, не успевший набрать мощность, эффективно подавляется. Интеллектуальный алгоритм может использовать второго робота для охлаждения окружающего пространства распыленной струей, что дополнительно препятствует распространению огня и осаждает дым. Полная ликвидация очага достигается в течение 60–90 секунд с момента начала тушения.

Количественное сравнение ключевых параметров эффективности представлено в таблице 1, составленной на основе анализа тактико-технических характеристик систем и данных производителя [8].

Таблица 1

Сравнительные характеристики эффективности систем пожаротушения

Влияние типа системы на безопасность эвакуации можно оценить через расчетное время блокирования путей эвакуации (tбл) — времени, по истечении которого опасные факторы пожара (ОФП) достигают критических значений, делая эвакуацию невозможной в соответствии с СП 1.13130 [3]. При свободном развитии пожара, которое имеет место в первые минуты до срабатывания спринклерной системы, задымление происходит быстро. Расчеты показывают, что для типового зала tбл может составить около 3,5 минут.

Применение РУП, подавляющей пожар на ранней стадии, кардинально меняет динамику. Мощность пожара и, как следствие, интенсивность выделения дыма и тепла снижаются на порядок. Это позволяет увеличить расчетное время блокирования путей эвакуации как минимум до 10 минут, создавая огромный запас времени для безопасного выхода людей из здания.

Таким образом, проведенный сравнительный анализ показывает неоспоримые преимущества роботизированных установок пожаротушения перед традиционными системами при защите закрытых спортивных объектов. РУП обеспечивают кардинальное сокращение времени реакции, прицельную доставку огнетушащего вещества и, как следствие, быструю локализацию пожара на ранней стадии. Это не только минимизирует прямой и косвенный ущерб, но и, что наиболее важно, многократно повышает уровень безопасности для людей, создавая необходимый запас времени для эвакуации и значительно снижая итоговую величину пожарного риска, расчет которого регламентируется соответствующей методикой [2].

Литература:

1. Булгаков, В. В. Обеспечение пожарной безопасности многофункциональных спортивных комплексов / В. В. Булгаков, О. В. Стернина, М. В. Фомин. — Текст: непосредственный // Сибирский пожарно-спасательный вестник. — 2020. — № 4 (19). — С. 31–37.
2. Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и пожарных отсеках различных классов функциональной пожарной опасности: Приказ МЧС России от 14 ноября 2022 г. № 1140. — Текст: электронный // Официальный интернет-портал правовой информации: [сайт]. — URL: http://pravo.gov.ru/proxy/ips/?docbody=&nd=102927055 (дата обращения: 22.07.2025).
3. Об утверждении свода правил СП 1.13130 «Системы противопожарной защиты. Эвакуационные пути и выходы»: Приказ МЧС России от 19 марта 2020 г. № 194. — Текст: электронный // Официальный интернет-портал правовой информации: [сайт]. — URL: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202003260023 (дата обращения: 22.07.2025).
4. ГОСТ Р 53326–2009. Техника пожарная. Установки пожаротушения роботизированные. Общие технические требования. Методы испытаний = Fire engineering. Robotic fire-fighting installations. General technical requirements. Test methods: национальный стандарт Российской Федерации: издание официальное: утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 18 февраля 2009 г. № 72-ст: введен впервые: дата введения 2010–01–01 / разработан Федеральным государственным учреждением «Всероссийский ордена «Знак Почета» научно-исследовательский институт противопожарной обороны» МЧС России. — Москва: Стандартинформ, 2010. — IV, 27, [1] с.; 29 см. — Текст: непосредственный.
5. Прокопьев, А. Ю. Интеллектуальные алгоритмы в системах пожарной робототехники: современное состояние и перспективы развития / А. Ю. Прокопьев. — Текст: непосредственный // Робототехника и техническая кибернетика. — 2024. — Т. 12, № 1. — С. 15–24.
6. Смирнов, В. И. Тепловизионный контроль в системах безопасности объектов с массовым пребыванием людей / В. И. Смирнов, А. П. Кузнецов. — Текст: непосредственный // Системы безопасности. — 2023. — № 4. — С. 78–82.
7. Теребнев, В. В. Справочник руководителя тушения пожара. Тактические возможности пожарных подразделений / В. В. Теребнев. — Екатеринбург: Калан, 2022. — 560 с.: ил.; 21 см. — ISBN 978–5-905903–12–7. — Текст: непосредственный.
8. Пожарные роботы ПР-ЛСД-С(х)У. — Текст: электронный // ПОЖТЕХСПАС: [сайт]. — URL: https://pozh-tehspas.ru/catalog/pozharnye-roboty/ (дата обращения: 21.07.2025).